JPH0778754A - イオン注入方法、及びその方法を用いる薄膜の応力制御方法、並びにイオン注入装置 - Google Patents
イオン注入方法、及びその方法を用いる薄膜の応力制御方法、並びにイオン注入装置Info
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- JPH0778754A JPH0778754A JP28700193A JP28700193A JPH0778754A JP H0778754 A JPH0778754 A JP H0778754A JP 28700193 A JP28700193 A JP 28700193A JP 28700193 A JP28700193 A JP 28700193A JP H0778754 A JPH0778754 A JP H0778754A
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】薄膜の面内応力分布を均一にし、且つその応力
を小さくすることができる薄膜の応力制御方法及びＸ線
マスクの製造方法並びにこれらの方法を実施するのに適
したイオン注入方法及びイオン注入装置を提供する。 【構成】Ｘ線近接露光用マスク１０のＸ線透過層１２上
にＸ線吸収体薄膜としてのＴａ薄膜１４を成長させ、各
部の応力をＦＳＭ装置を用いて測定すると、中心部から
少し離れた所に極大値をもつ同心円状に変化する分布を
なす（図２（ａ）参照）。次いで、所望のイオン電流密
度分布をもつＡｒ+ イオンビーム１６をＴａ薄膜１４に
照射する。この照射によるＴａ薄膜１４へのＡｒ+ イオ
ン注入量は、Ｔａ薄膜１４の応力分布に対応した面内分
布をもっている点に特徴がある（図２（ｂ）参照）。従
って、こうしたＡｒ+ イオンの注入により、Ｔａ薄膜１
４の応力分布が消滅し、その応力値もほぼ０にまで減少
する（図２（ｃ）参照）。
を小さくすることができる薄膜の応力制御方法及びＸ線
マスクの製造方法並びにこれらの方法を実施するのに適
したイオン注入方法及びイオン注入装置を提供する。 【構成】Ｘ線近接露光用マスク１０のＸ線透過層１２上
にＸ線吸収体薄膜としてのＴａ薄膜１４を成長させ、各
部の応力をＦＳＭ装置を用いて測定すると、中心部から
少し離れた所に極大値をもつ同心円状に変化する分布を
なす（図２（ａ）参照）。次いで、所望のイオン電流密
度分布をもつＡｒ+ イオンビーム１６をＴａ薄膜１４に
照射する。この照射によるＴａ薄膜１４へのＡｒ+ イオ
ン注入量は、Ｔａ薄膜１４の応力分布に対応した面内分
布をもっている点に特徴がある（図２（ｂ）参照）。従
って、こうしたＡｒ+ イオンの注入により、Ｔａ薄膜１
４の応力分布が消滅し、その応力値もほぼ０にまで減少
する（図２（ｃ）参照）。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はイオン注入方法、そのイ
オン注入方法を用いる薄膜の応力制御方法、そのイオン
注入方法を用いるＸ線マスクの製造方法、及びそのイオ
ン注入方法を実施するためのイオン注入装置に関する。
オン注入方法を用いる薄膜の応力制御方法、そのイオン
注入方法を用いるＸ線マスクの製造方法、及びそのイオ
ン注入方法を実施するためのイオン注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、イオン注入技術は、超ＬＳＩの高
集積化、高密度化に伴い、不純物導入技術の主流技術と
なっている。しかし、こうした不純物導入技術としての
イオン注入技術においては、注入イオンの深さ方向の分
布の制御性が問題とされることはあるが、面内分布の制
御性が特に問題とされることはなかった。面内方向にお
いてはできるだけ均一であることが望ましいからであ
る。
集積化、高密度化に伴い、不純物導入技術の主流技術と
なっている。しかし、こうした不純物導入技術としての
イオン注入技術においては、注入イオンの深さ方向の分
布の制御性が問題とされることはあるが、面内分布の制
御性が特に問題とされることはなかった。面内方向にお
いてはできるだけ均一であることが望ましいからであ
る。
【０００３】ところで、このイオン注入技術は、不純物
導入技術としてだけではなく、薄膜の応力を制御する技
術としても用いられている。即ち、薄膜に所定のイオン
を注入すると、薄膜の応力が変化することを利用したも
のである。例えば半導体装置を構成するＳｉＮ膜等の薄
膜にイオンを注入して、その応力を小さくすることが行
われている。これは、超ＬＳＩの集積化度が増すにつれ
て回路パターンの設計ルールは微小化の一途を辿り、高
信頼性、高耐環境性が要請される中で、薄膜の応力が基
板上の微細な回路パターンを変形して、設計された特性
が得られなくなることを防止する必要が生じたからであ
る。
導入技術としてだけではなく、薄膜の応力を制御する技
術としても用いられている。即ち、薄膜に所定のイオン
を注入すると、薄膜の応力が変化することを利用したも
のである。例えば半導体装置を構成するＳｉＮ膜等の薄
膜にイオンを注入して、その応力を小さくすることが行
われている。これは、超ＬＳＩの集積化度が増すにつれ
て回路パターンの設計ルールは微小化の一途を辿り、高
信頼性、高耐環境性が要請される中で、薄膜の応力が基
板上の微細な回路パターンを変形して、設計された特性
が得られなくなることを防止する必要が生じたからであ
る。
【０００４】また、この薄膜の応力制御技術は、Ｘ線近
接露光方法に用いるいわゆるＸ線マスクの製造方法にも
適用されている。Ｘ線近接露光方法は、超ＬＳＩの集積
化の向上に伴う超微細なパターン形成に有望だとされて
いるが、このＸ線近接露光に用いるＸ線マスクは、支持
体に張られたメンブレンと呼ばれる例えば厚さ２〜３μ
ｍのＳｉＣ膜からなる薄いＸ線透過層の上に、例えば厚
さ０．８μｍ程度のＴａ（タンタル）やＷ（タングステ
ン）等の重金属からなるＸ線吸収体薄膜をパターニング
したものである。
接露光方法に用いるいわゆるＸ線マスクの製造方法にも
適用されている。Ｘ線近接露光方法は、超ＬＳＩの集積
化の向上に伴う超微細なパターン形成に有望だとされて
いるが、このＸ線近接露光に用いるＸ線マスクは、支持
体に張られたメンブレンと呼ばれる例えば厚さ２〜３μ
ｍのＳｉＣ膜からなる薄いＸ線透過層の上に、例えば厚
さ０．８μｍ程度のＴａ（タンタル）やＷ（タングステ
ン）等の重金属からなるＸ線吸収体薄膜をパターニング
したものである。
【０００５】このＴａやＷ等からなるＸ線吸収体薄膜を
Ｘ線透過層上に成長させる場合、通常、異物の混入の少
ないスパッタリング法が用いられるが、その際のスパッ
タリングガスの圧力等によって引張応力又は圧縮応力が
発生する。例えば図１２に示すグラフは、本発明者が成
長させたＴａ薄膜の応力を測定したものである。尚、こ
のグラフで、正の方向の応力は、引張応力を示してい
る。
Ｘ線透過層上に成長させる場合、通常、異物の混入の少
ないスパッタリング法が用いられるが、その際のスパッ
タリングガスの圧力等によって引張応力又は圧縮応力が
発生する。例えば図１２に示すグラフは、本発明者が成
長させたＴａ薄膜の応力を測定したものである。尚、こ
のグラフで、正の方向の応力は、引張応力を示してい
る。
【０００６】この図１２のグラフから明らかなように、
Ｔａ薄膜の各点の応力はある分布をなし、その応力分布
の形状はスパッタリング条件等に依存するものである
が、通常は同心円状の分布を示す。そしてこうして発生
したＸ線吸収体薄膜の応力が顕著な場合、マスクの位置
精度を著しく悪化させ、超微細パターンの形成を阻害す
ることになる。
Ｔａ薄膜の各点の応力はある分布をなし、その応力分布
の形状はスパッタリング条件等に依存するものである
が、通常は同心円状の分布を示す。そしてこうして発生
したＸ線吸収体薄膜の応力が顕著な場合、マスクの位置
精度を著しく悪化させ、超微細パターンの形成を阻害す
ることになる。
【０００７】勿論、こうしたＸ線吸収体薄膜の応力は薄
膜成長時に発生するものであるから、その薄膜成長過程
において応力が発生しないように制御することが望まし
い。しかし、未だこの成長過程を司る機構が充分には解
明されていないため、薄膜成長時において応力の発生を
未然に防止することは困難である。従って、後天的な制
御方法として、Ｘ線吸収体薄膜を成長させた後、このＸ
線吸収体薄膜にイオンを注入し、その応力を減少させる
方法が採用されている。
膜成長時に発生するものであるから、その薄膜成長過程
において応力が発生しないように制御することが望まし
い。しかし、未だこの成長過程を司る機構が充分には解
明されていないため、薄膜成長時において応力の発生を
未然に防止することは困難である。従って、後天的な制
御方法として、Ｘ線吸収体薄膜を成長させた後、このＸ
線吸収体薄膜にイオンを注入し、その応力を減少させる
方法が採用されている。
【０００８】尚、このイオン注入による応力の変化は、
薄膜の材料によってことなる。例えばＴａの場合は、イ
オン注入によって圧縮応力側に変化するが、Ｗの場合に
は、イオン注入によって引張応力側に変化する。
薄膜の材料によってことなる。例えばＴａの場合は、イ
オン注入によって圧縮応力側に変化するが、Ｗの場合に
は、イオン注入によって引張応力側に変化する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のイオン注入技術を用いた薄膜の応力制御方法におい
ては、薄膜全体に均一にイオンが注入されるため、薄膜
の平均応力を制御することはできても、薄膜の面内応力
分布を解消することができなかった。即ち、そもそもＸ
線透過層上に成長させたＸ線吸収体薄膜は、図１２のグ
ラフに示されるように、その成長条件に規定されて、面
内の各部において異なる応力値をもっており、従ってこ
のような初期応力の分布をもつ薄膜に対して、その全面
に等量のイオンを注入しても、薄膜の面内応力分布を均
一にし、且つその応力を小さくすることはできないとい
う問題があった。
来のイオン注入技術を用いた薄膜の応力制御方法におい
ては、薄膜全体に均一にイオンが注入されるため、薄膜
の平均応力を制御することはできても、薄膜の面内応力
分布を解消することができなかった。即ち、そもそもＸ
線透過層上に成長させたＸ線吸収体薄膜は、図１２のグ
ラフに示されるように、その成長条件に規定されて、面
内の各部において異なる応力値をもっており、従ってこ
のような初期応力の分布をもつ薄膜に対して、その全面
に等量のイオンを注入しても、薄膜の面内応力分布を均
一にし、且つその応力を小さくすることはできないとい
う問題があった。
【００１０】また、上記従来のイオン注入技術を用いた
Ｘ線マスクの製造方法においては、次のような問題もあ
った。即ち、従来のＸ線マスクの製造方法は、図１３
（ａ）に示されるように、Ｘ線近接露光用マスク７０を
作製するため、例えばＳｉ基板７２上に、メンブレン材
料であるＳｉＣ膜７４及びＸ線吸収体材料であるＴａ薄
膜７６を順に成膜し、図１３（ｂ）に示されるように、
例えばイオン電流４１４μＡ、イオン注入量５×１０15
ｃｍ-2のＡｒ+ イオンビーム７８をＴａ薄膜７６に照射
した後、図１３（ｃ）に示されるように、ＲＩＥ（反応
性イオンエッチング）法を用いてＴａ薄膜７６を所定の
形状にパターニングするが、こうして作製したＸ線近接
露光用マスク７０には大きな歪みを生じるという問題が
あった。
Ｘ線マスクの製造方法においては、次のような問題もあ
った。即ち、従来のＸ線マスクの製造方法は、図１３
（ａ）に示されるように、Ｘ線近接露光用マスク７０を
作製するため、例えばＳｉ基板７２上に、メンブレン材
料であるＳｉＣ膜７４及びＸ線吸収体材料であるＴａ薄
膜７６を順に成膜し、図１３（ｂ）に示されるように、
例えばイオン電流４１４μＡ、イオン注入量５×１０15
ｃｍ-2のＡｒ+ イオンビーム７８をＴａ薄膜７６に照射
した後、図１３（ｃ）に示されるように、ＲＩＥ（反応
性イオンエッチング）法を用いてＴａ薄膜７６を所定の
形状にパターニングするが、こうして作製したＸ線近接
露光用マスク７０には大きな歪みを生じるという問題が
あった。
【００１１】また、Ｔａ薄膜７６のパターニングの際
に、ＳｉＣ膜７４上にＴａ薄膜７６の残滓８０が発生し
（図１３（ｃ）参照）、このＴａ薄膜７６の残滓８０を
除去しようとしてオーバーエッチングを行うと、パター
ニングしたＴａ薄膜７６の側壁に荒れが生じて、微細な
パターンを形成することができなくなるという問題があ
った。
に、ＳｉＣ膜７４上にＴａ薄膜７６の残滓８０が発生し
（図１３（ｃ）参照）、このＴａ薄膜７６の残滓８０を
除去しようとしてオーバーエッチングを行うと、パター
ニングしたＴａ薄膜７６の側壁に荒れが生じて、微細な
パターンを形成することができなくなるという問題があ
った。
【００１２】この原因を追究するため、本発明者らは、
Ｔａ薄膜７６へのイオン注入前後において、Ｘ線近接露
光用マスク７０のＸ線回折を行った。その結果を図１４
のグラフに示すと、同図（ａ）のＸ線回折パターンに示
されるように、イオン注入前においては、β−Ｔａの
（００２）、（２０２）と下地膜のＳｉＣの（１１１）
の回折パターンが観測される。これに対して、イオン注
入後においては、図１４（ｂ）のＸ線回折パターンに示
されるように、β−Ｔａ及びＳｉＣの回折パターンの他
に、α−Ｔａの（１１０）の回折パターンが観測され
る。
Ｔａ薄膜７６へのイオン注入前後において、Ｘ線近接露
光用マスク７０のＸ線回折を行った。その結果を図１４
のグラフに示すと、同図（ａ）のＸ線回折パターンに示
されるように、イオン注入前においては、β−Ｔａの
（００２）、（２０２）と下地膜のＳｉＣの（１１１）
の回折パターンが観測される。これに対して、イオン注
入後においては、図１４（ｂ）のＸ線回折パターンに示
されるように、β−Ｔａ及びＳｉＣの回折パターンの他
に、α−Ｔａの（１１０）の回折パターンが観測され
る。
【００１３】このことから、イオン電流４１４μＡ、イ
オン注入量５×１０15ｃｍ-2の条件でＡｒ+ イオンビー
ム７８をＴａ薄膜７６に照射した場合、Ｔａ薄膜７６の
表面温度が上昇し、Ｔａ薄膜７６のβ相からα相への相
変化が生じていると推測される。このため、Ｘ線近接露
光用マスク７０に大きな歪みが生じたり、図１３（ｃ）
に模式的に示されるように、この相変化した表面のα−
Ｔａ７６ａがＴａ薄膜７６のエッチングの際のマスクと
なってその下のβ−Ｔａ７６ｂのエッチングを阻むこと
により、表面のα−Ｔａ７６ａ及びその下のβ−Ｔａ７
６ｂからなる残滓８０が発生したりすると考えられる。
オン注入量５×１０15ｃｍ-2の条件でＡｒ+ イオンビー
ム７８をＴａ薄膜７６に照射した場合、Ｔａ薄膜７６の
表面温度が上昇し、Ｔａ薄膜７６のβ相からα相への相
変化が生じていると推測される。このため、Ｘ線近接露
光用マスク７０に大きな歪みが生じたり、図１３（ｃ）
に模式的に示されるように、この相変化した表面のα−
Ｔａ７６ａがＴａ薄膜７６のエッチングの際のマスクと
なってその下のβ−Ｔａ７６ｂのエッチングを阻むこと
により、表面のα−Ｔａ７６ａ及びその下のβ−Ｔａ７
６ｂからなる残滓８０が発生したりすると考えられる。
【００１４】また、イオン電流及びイオン注入量をパラ
メーターとして種々の条件でＡｒ+イオンビーム７８を
Ｔａ薄膜７６に照射したところ、Ｔａ薄膜７６の表面温
度はイオン電流が増大するにつれて高温となり、またイ
オン注入量が増大するにつれて高温となる傾向があるこ
とが分かった。また、イオン注入量を２．０×１０15ｃ
ｍ-2とし、イオン電流を２００μＡ、４００μＡと変化
させてＡｒ+ イオンビーム７８をＴａ薄膜７６に照射し
た場合に、Ｔａ薄膜７６パターニング後のＳＥＭ（Scan
ning Electron Microscope）写真を見ると、イオン電流
が増大するにつれてＴａ薄膜７６の残滓８０が大きくな
っていることが観察された。
メーターとして種々の条件でＡｒ+イオンビーム７８を
Ｔａ薄膜７６に照射したところ、Ｔａ薄膜７６の表面温
度はイオン電流が増大するにつれて高温となり、またイ
オン注入量が増大するにつれて高温となる傾向があるこ
とが分かった。また、イオン注入量を２．０×１０15ｃ
ｍ-2とし、イオン電流を２００μＡ、４００μＡと変化
させてＡｒ+ イオンビーム７８をＴａ薄膜７６に照射し
た場合に、Ｔａ薄膜７６パターニング後のＳＥＭ（Scan
ning Electron Microscope）写真を見ると、イオン電流
が増大するにつれてＴａ薄膜７６の残滓８０が大きくな
っていることが観察された。
【００１５】そこで本発明は、Ｘ線吸収体薄膜等の薄膜
の面内応力分布を均一にし、且つその応力を小さくする
ことができる薄膜の応力制御方法、及びＸ線マスクの製
造方法、並びにこれらの方法を実施するのに適したイオ
ン注入方法及びイオン注入装置を提供することを目的と
する。
の面内応力分布を均一にし、且つその応力を小さくする
ことができる薄膜の応力制御方法、及びＸ線マスクの製
造方法、並びにこれらの方法を実施するのに適したイオ
ン注入方法及びイオン注入装置を提供することを目的と
する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記課題は、イオン源に
おいて発生させたイオンをイオンビームとして取り出
し、該取り出したイオンビームの中から所望のイオンビ
ームのみを質量分析器によって選択し、該選択したイオ
ンビームを試料に照射するイオン注入法において、イオ
ンビームが前記試料表面の各部を照射するイオンビーム
照射時間を変化させて、前記試料に注入されるイオン注
入量が所望の面内分布をもつように制御することを特徴
とするイオン注入方法によって達成される。
おいて発生させたイオンをイオンビームとして取り出
し、該取り出したイオンビームの中から所望のイオンビ
ームのみを質量分析器によって選択し、該選択したイオ
ンビームを試料に照射するイオン注入法において、イオ
ンビームが前記試料表面の各部を照射するイオンビーム
照射時間を変化させて、前記試料に注入されるイオン注
入量が所望の面内分布をもつように制御することを特徴
とするイオン注入方法によって達成される。
【００１７】また、上記課題は、イオン源において発生
させたイオンをイオンビームとして取り出し、該取り出
したイオンビームの中から所望のイオンビームのみを質
量分析器によって選択し、該選択したイオンビームを試
料に照射するイオン注入法において、イオンビームのイ
オン電流密度分布を変化させて、前記試料に注入される
イオン注入量が所望の面内分布をもつように制御するこ
とを特徴とするイオン注入方法によって達成される。
させたイオンをイオンビームとして取り出し、該取り出
したイオンビームの中から所望のイオンビームのみを質
量分析器によって選択し、該選択したイオンビームを試
料に照射するイオン注入法において、イオンビームのイ
オン電流密度分布を変化させて、前記試料に注入される
イオン注入量が所望の面内分布をもつように制御するこ
とを特徴とするイオン注入方法によって達成される。
【００１８】また、上記課題は、イオン源において発生
させたイオンをイオンビームとして取り出し、該取り出
したイオンビームの中から所望のイオンビームのみを質
量分析器によって選択し、該選択したイオンビームを試
料に照射するイオン注入法において、イオンビーム照射
時の前記試料の表面温度を制御することを特徴とするイ
オン注入方法によって達成される。
させたイオンをイオンビームとして取り出し、該取り出
したイオンビームの中から所望のイオンビームのみを質
量分析器によって選択し、該選択したイオンビームを試
料に照射するイオン注入法において、イオンビーム照射
時の前記試料の表面温度を制御することを特徴とするイ
オン注入方法によって達成される。
【００１９】また、上記のイオン注入法において、イオ
ンビームのイオン電流密度又はイオン注入量を制御し
て、イオンビーム照射時の前記試料の表面温度を制御す
ることを特徴とするイオン注入方法によって達成され
る。また、上記課題は、薄膜に所定のイオンを注入し
て、前記薄膜の応力を変化させる薄膜の応力制御方法に
おいて、前記薄膜の各部の応力値を測定して、応力分布
を読み取り、上記のイオン注入方法により、イオン注入
量が前記薄膜の応力分布に応じた面内分布をもつように
制御して、前記薄膜にイオン注入を行い、前記薄膜の各
部の応力をイオン注入量に応じて減少させ、前記薄膜の
応力分布を均一にすることを特徴とする薄膜の応力制御
方法によって達成される。
ンビームのイオン電流密度又はイオン注入量を制御し
て、イオンビーム照射時の前記試料の表面温度を制御す
ることを特徴とするイオン注入方法によって達成され
る。また、上記課題は、薄膜に所定のイオンを注入し
て、前記薄膜の応力を変化させる薄膜の応力制御方法に
おいて、前記薄膜の各部の応力値を測定して、応力分布
を読み取り、上記のイオン注入方法により、イオン注入
量が前記薄膜の応力分布に応じた面内分布をもつように
制御して、前記薄膜にイオン注入を行い、前記薄膜の各
部の応力をイオン注入量に応じて減少させ、前記薄膜の
応力分布を均一にすることを特徴とする薄膜の応力制御
方法によって達成される。
【００２０】また、上記課題は、Ｘ線透過層上にＸ線吸
収体薄膜が所定の形状にパターニングされているＸ線マ
スクの製造方法において、前記Ｘ線透過層上に、前記Ｘ
線吸収体薄膜を成長させる工程と、前記Ｘ線吸収体薄膜
の各部の応力値を測定して、応力分布を読み取った後、
上記のイオン注入方法により、イオン注入量が前記Ｘ線
吸収体薄膜の応力分布に応じた面内分布をもつように制
御して、前記Ｘ線吸収体薄膜にイオン注入を行う工程と
を有し、前記Ｘ線吸収体薄膜の各部の応力をイオン注入
量に応じて減少させ、前記Ｘ線吸収体薄膜の応力分布を
均一にすることを特徴とするＸ線マスクの製造方法によ
って達成される。
収体薄膜が所定の形状にパターニングされているＸ線マ
スクの製造方法において、前記Ｘ線透過層上に、前記Ｘ
線吸収体薄膜を成長させる工程と、前記Ｘ線吸収体薄膜
の各部の応力値を測定して、応力分布を読み取った後、
上記のイオン注入方法により、イオン注入量が前記Ｘ線
吸収体薄膜の応力分布に応じた面内分布をもつように制
御して、前記Ｘ線吸収体薄膜にイオン注入を行う工程と
を有し、前記Ｘ線吸収体薄膜の各部の応力をイオン注入
量に応じて減少させ、前記Ｘ線吸収体薄膜の応力分布を
均一にすることを特徴とするＸ線マスクの製造方法によ
って達成される。
【００２１】また、上記課題は、Ｘ線透過層上にＸ線吸
収体薄膜が所定の形状にパターニングされているＸ線マ
スクの製造方法において、前記Ｘ線透過層上に、前記Ｘ
線吸収体薄膜を成長させる工程と、上記のイオン注入方
法により、前記Ｘ線吸収体薄膜の表面温度を前記Ｘ線吸
収体薄膜表面が相変化する温度よりも低温になるように
制御して、前記Ｘ線吸収体薄膜にイオン注入を行う工程
とを有し、前記Ｘ線吸収体薄膜表面の相変化を防止しつ
つ、前記Ｘ線吸収体薄膜の応力分布を均一にすることを
特徴とするＸ線マスクの製造方法によって達成される。
収体薄膜が所定の形状にパターニングされているＸ線マ
スクの製造方法において、前記Ｘ線透過層上に、前記Ｘ
線吸収体薄膜を成長させる工程と、上記のイオン注入方
法により、前記Ｘ線吸収体薄膜の表面温度を前記Ｘ線吸
収体薄膜表面が相変化する温度よりも低温になるように
制御して、前記Ｘ線吸収体薄膜にイオン注入を行う工程
とを有し、前記Ｘ線吸収体薄膜表面の相変化を防止しつ
つ、前記Ｘ線吸収体薄膜の応力分布を均一にすることを
特徴とするＸ線マスクの製造方法によって達成される。
【００２２】また、上記のＸ線マスクの製造方法におい
て、前記Ｘ線吸収体薄膜が、タンタル薄膜又はタングス
テン薄膜であることを特徴とするＸ線マスクの製造方法
によって達成される。また、上記のＸ線マスクの製造方
法において、前記Ｘ線吸収体薄膜が、タンタル薄膜であ
り、前記Ｘ線吸収体薄膜にイオン注入を行う工程が、前
記タンタル薄膜の表面温度を前記タンタル薄膜表面がβ
相からα相に相変化する温度よりも低温になるように制
御して、前記タンタル薄膜にイオン注入を行う工程であ
ることを特徴とするＸ線マスクの製造方法によって達成
される。
て、前記Ｘ線吸収体薄膜が、タンタル薄膜又はタングス
テン薄膜であることを特徴とするＸ線マスクの製造方法
によって達成される。また、上記のＸ線マスクの製造方
法において、前記Ｘ線吸収体薄膜が、タンタル薄膜であ
り、前記Ｘ線吸収体薄膜にイオン注入を行う工程が、前
記タンタル薄膜の表面温度を前記タンタル薄膜表面がβ
相からα相に相変化する温度よりも低温になるように制
御して、前記タンタル薄膜にイオン注入を行う工程であ
ることを特徴とするＸ線マスクの製造方法によって達成
される。
【００２３】更に、上記課題は、イオンを発生させるイ
オン源と、前記イオン源から取り出されたイオンビーム
の中から、特定の質量と電荷の比をもつ所望のイオンビ
ームのみを選択する質量分析器と、前記質量分析器によ
って選択されたイオンビームを加速する加速管と、前記
加速管によって加速されたイオンビームを成形するアパ
ーチャと、前記アパーチャによって成形されたイオンビ
ームを照射する試料を搭載するステージと、前記アパー
チャ又は前記ステージをイオンビーム軸と垂直方向の平
面内に移動させる駆動手段とを有し、前記駆動手段によ
り、イオンビームが前記試料表面の各部を照射するイオ
ンビーム照射時間を変化させて、前記試料に注入される
イオン注入量が所望の面内分布をもつように制御するこ
とを特徴とするイオン注入装置によって達成される。
オン源と、前記イオン源から取り出されたイオンビーム
の中から、特定の質量と電荷の比をもつ所望のイオンビ
ームのみを選択する質量分析器と、前記質量分析器によ
って選択されたイオンビームを加速する加速管と、前記
加速管によって加速されたイオンビームを成形するアパ
ーチャと、前記アパーチャによって成形されたイオンビ
ームを照射する試料を搭載するステージと、前記アパー
チャ又は前記ステージをイオンビーム軸と垂直方向の平
面内に移動させる駆動手段とを有し、前記駆動手段によ
り、イオンビームが前記試料表面の各部を照射するイオ
ンビーム照射時間を変化させて、前記試料に注入される
イオン注入量が所望の面内分布をもつように制御するこ
とを特徴とするイオン注入装置によって達成される。
【００２４】また、イオンを発生させるイオン源と、前
記イオン源から取り出されたイオンビームの中から、特
定の質量と電荷の比をもつ所望のイオンビームのみを選
択する質量分析器と、前記質量分析器によって選択され
たイオンビームに対する所望の加減速電界を生じさせ、
イオンビームに該加減速電界分布に応じたイオン電流密
度分布を形成する円形多重電極と、前記円形多重電極に
よってイオン電流密度分布が形成されたイオンビームを
加速する加速管と、前記加速管によって加速されたイオ
ンビームを照射する試料を搭載するステージとを有し、
前記試料に注入されるイオン注入量が、前記円形多重電
極によって生じたイオンビームのイオン電流密度分布に
対応する面内分布をもつように制御することを特徴とす
るイオン注入装置によって達成される。
記イオン源から取り出されたイオンビームの中から、特
定の質量と電荷の比をもつ所望のイオンビームのみを選
択する質量分析器と、前記質量分析器によって選択され
たイオンビームに対する所望の加減速電界を生じさせ、
イオンビームに該加減速電界分布に応じたイオン電流密
度分布を形成する円形多重電極と、前記円形多重電極に
よってイオン電流密度分布が形成されたイオンビームを
加速する加速管と、前記加速管によって加速されたイオ
ンビームを照射する試料を搭載するステージとを有し、
前記試料に注入されるイオン注入量が、前記円形多重電
極によって生じたイオンビームのイオン電流密度分布に
対応する面内分布をもつように制御することを特徴とす
るイオン注入装置によって達成される。
【００２５】また、イオンを発生させるイオン源と、前
記イオン源から取り出されたイオンビームの中から、特
定の質量と電荷の比をもつ所望のイオンビームのみを選
択する質量分析器と、前記質量分析器によって選択され
たイオンビームを加速する加速管と、前記加速管によっ
て加速されたイオンビームの速度を均一化するエネルギ
ーフィルタと、前記エネルギーフィルタによって速度が
均一化されたイオンビームに所望のイオン電流密度分布
を形成する円形偏向電極と、前記円形偏向電極によって
イオン電流密度分布が生じたイオンビームを収束させる
収束レンズと、前記収束レンズによって収束されたイオ
ンビームを照射する試料を搭載するステージとを有し、
前記試料に注入されるイオン注入量が、前記円形偏向電
極によって形成されたイオンビームのイオン電流密度分
布に対応する面内分布をもつように制御することを特徴
とするイオン注入装置によって達成される。
記イオン源から取り出されたイオンビームの中から、特
定の質量と電荷の比をもつ所望のイオンビームのみを選
択する質量分析器と、前記質量分析器によって選択され
たイオンビームを加速する加速管と、前記加速管によっ
て加速されたイオンビームの速度を均一化するエネルギ
ーフィルタと、前記エネルギーフィルタによって速度が
均一化されたイオンビームに所望のイオン電流密度分布
を形成する円形偏向電極と、前記円形偏向電極によって
イオン電流密度分布が生じたイオンビームを収束させる
収束レンズと、前記収束レンズによって収束されたイオ
ンビームを照射する試料を搭載するステージとを有し、
前記試料に注入されるイオン注入量が、前記円形偏向電
極によって形成されたイオンビームのイオン電流密度分
布に対応する面内分布をもつように制御することを特徴
とするイオン注入装置によって達成される。
【００２６】また、イオンを発生させるイオン源と、前
記イオン源から取り出されたイオンビームの中から、特
定の質量と電荷の比をもつ所望のイオンビームのみを選
択する質量分析器と、前記質量分析器によって選択され
たイオンビームを加速する加速管と、前記加速管によっ
て加速されたイオンビームの速度を均一化するエネルギ
ーフィルタと、前記エネルギーフィルタによって速度が
均一化されたイオンビームを収束させる収束レンズと、
前記収束レンズによって収束されたイオンビームを照射
する試料を搭載するステージと、前記収束レンズによっ
て収束されるイオンビームを前記試料上に走査させる走
査手段又は前記ステージをイオンビーム軸と垂直方向の
平面内に移動させる駆動手段とを有し、前記走査手段又
は前記駆動手段により、イオンビームが前記試料表面の
各部を照射する時間を変化させて、前記試料に注入され
るイオン注入量を所望の面内分布をもつように制御する
ことを特徴とするイオン注入装置によって達成される。
記イオン源から取り出されたイオンビームの中から、特
定の質量と電荷の比をもつ所望のイオンビームのみを選
択する質量分析器と、前記質量分析器によって選択され
たイオンビームを加速する加速管と、前記加速管によっ
て加速されたイオンビームの速度を均一化するエネルギ
ーフィルタと、前記エネルギーフィルタによって速度が
均一化されたイオンビームを収束させる収束レンズと、
前記収束レンズによって収束されたイオンビームを照射
する試料を搭載するステージと、前記収束レンズによっ
て収束されるイオンビームを前記試料上に走査させる走
査手段又は前記ステージをイオンビーム軸と垂直方向の
平面内に移動させる駆動手段とを有し、前記走査手段又
は前記駆動手段により、イオンビームが前記試料表面の
各部を照射する時間を変化させて、前記試料に注入され
るイオン注入量を所望の面内分布をもつように制御する
ことを特徴とするイオン注入装置によって達成される。
【００２７】また、上記のイオン注入装置において、前
記エネルギーフィルタが、イオンビームを収束させる静
電レンズと、前記静電レンズによって収束されたイオン
ビームのうち所定のイオンビームのみを通過させるアパ
ーチャとを有していることを特徴とするイオン注入装置
によって達成される。
記エネルギーフィルタが、イオンビームを収束させる静
電レンズと、前記静電レンズによって収束されたイオン
ビームのうち所定のイオンビームのみを通過させるアパ
ーチャとを有していることを特徴とするイオン注入装置
によって達成される。
【００２８】
【作用】本発明は、試料表面の各部に対するイオンビー
ム照射時間を変化させることにより、或いはまた、イオ
ンビーム自体のイオン電流密度を変化させることによ
り、試料に注入されるイオン注入量が所望の面内分布を
もつように制御することができる。
ム照射時間を変化させることにより、或いはまた、イオ
ンビーム自体のイオン電流密度を変化させることによ
り、試料に注入されるイオン注入量が所望の面内分布を
もつように制御することができる。
【００２９】従って、薄膜、特にＴａ薄膜又はＷ薄膜か
らなるＸ線吸収体薄膜の応力を制御する場合、上記のイ
オン注入方法を用いて、薄膜の応力分布に応じた面内分
布をもつようにイオン量を注入することにより、薄膜の
各部の応力をイオン注入量に応じて減少させることがで
きるため、薄膜の応力分布を均一にし、且つその応力を
小さくすることができる。
らなるＸ線吸収体薄膜の応力を制御する場合、上記のイ
オン注入方法を用いて、薄膜の応力分布に応じた面内分
布をもつようにイオン量を注入することにより、薄膜の
各部の応力をイオン注入量に応じて減少させることがで
きるため、薄膜の応力分布を均一にし、且つその応力を
小さくすることができる。
【００３０】また、本発明は、Ｔａ薄膜にイオンビーム
を照射する際に、イオンビームのイオン電流及びイオン
注入量を制御することにより、イオン注入時におけるＴ
ａ薄膜の表面温度をＴａ薄膜表面のβ相からα相への相
変化が生ずる温度以下の温度になるように制御すること
ができるため、Ｔａ薄膜表面のβ相からα相への相変化
を抑制することができる。
を照射する際に、イオンビームのイオン電流及びイオン
注入量を制御することにより、イオン注入時におけるＴ
ａ薄膜の表面温度をＴａ薄膜表面のβ相からα相への相
変化が生ずる温度以下の温度になるように制御すること
ができるため、Ｔａ薄膜表面のβ相からα相への相変化
を抑制することができる。
【００３１】従って、Ｔａ薄膜のパターニングの際に、
Ｔａ薄膜の残滓が発生したり、パターニングしたＴａ薄
膜側壁が荒れたりすることもなくなるため、Ｔａ薄膜の
応力をイオン注入量に応じて減少させると共に、Ｔａ薄
膜の微細なパターニングを可能として、Ｘ線近接露光用
マスクの歩留りを向上させることができる。
Ｔａ薄膜の残滓が発生したり、パターニングしたＴａ薄
膜側壁が荒れたりすることもなくなるため、Ｔａ薄膜の
応力をイオン注入量に応じて減少させると共に、Ｔａ薄
膜の微細なパターニングを可能として、Ｘ線近接露光用
マスクの歩留りを向上させることができる。
【００３２】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。図１及び図２は、それぞれ本発明の第１の実施
例によるＸ線近接露光用マスクを作製する際のＸ線吸収
体薄膜の応力制御方法を説明するための図である。ま
ず、図１（ａ）に示されるように、Ｘ線近接露光用マス
ク１０を作製するため、例えばスパッタリング法を用い
て、Ｘ線透過層１２上にＸ線吸収体薄膜としてのＴａ薄
膜１４を成長させる。そしてこのＴａ薄膜１４の各部の
応力を、例えばＦＳＭ（Film Stress Measurement ）装
置を用いて測定する。このＦＳＭ装置は、レーザで試料
表面をスキャンして、表面のたわみ状態を観測すること
により、表面各部の応力を読み取るものであり、既に市
販されている。
明する。図１及び図２は、それぞれ本発明の第１の実施
例によるＸ線近接露光用マスクを作製する際のＸ線吸収
体薄膜の応力制御方法を説明するための図である。ま
ず、図１（ａ）に示されるように、Ｘ線近接露光用マス
ク１０を作製するため、例えばスパッタリング法を用い
て、Ｘ線透過層１２上にＸ線吸収体薄膜としてのＴａ薄
膜１４を成長させる。そしてこのＴａ薄膜１４の各部の
応力を、例えばＦＳＭ（Film Stress Measurement ）装
置を用いて測定する。このＦＳＭ装置は、レーザで試料
表面をスキャンして、表面のたわみ状態を観測すること
により、表面各部の応力を読み取るものであり、既に市
販されている。
【００３３】このＦＳＭ装置によって測定した結果を、
図２（ａ）のグラフに示す。尚、このグラフでは、縦軸
の正の方向を引張応力とし、負の方向を圧縮応力とす
る。このグラフから明らかなように、Ｔａ薄膜１４の応
力は、中心部から少し離れた所に極大値をもつ同心円状
に変化する分布をなしており、この応力分布は、Ｔａ薄
膜１４の成長過程におけるスパッタリング用Ａｒ（アル
ゴン）ガスの圧力等に依存して発生した初期応力の面内
分布である。
図２（ａ）のグラフに示す。尚、このグラフでは、縦軸
の正の方向を引張応力とし、負の方向を圧縮応力とす
る。このグラフから明らかなように、Ｔａ薄膜１４の応
力は、中心部から少し離れた所に極大値をもつ同心円状
に変化する分布をなしており、この応力分布は、Ｔａ薄
膜１４の成長過程におけるスパッタリング用Ａｒ（アル
ゴン）ガスの圧力等に依存して発生した初期応力の面内
分布である。
【００３４】次いで、図１（ｂ）に示されるように、所
望のイオン電流密度分布をもつＡｒ+ イオンビーム１６
を、Ｔａ薄膜１４に照射する。尚、図中において、イオ
ン電流密度分布を、Ａｒ+ イオンビーム１６を表す矢印
の密度で表現する。このような所望のイオン電流密度分
布をもったＡｒ+ イオンビーム１６の照射によってＴａ
薄膜１４に注入されたＡｒ+ イオン注入量を、図２
（ｂ）のグラフに示す。このグラフから明らかなよう
に、Ｔａ薄膜１４に注入されたＡｒ+ イオン注入量は、
図２（ａ）の応力分布に対応した面内分布をもってい
る。
望のイオン電流密度分布をもつＡｒ+ イオンビーム１６
を、Ｔａ薄膜１４に照射する。尚、図中において、イオ
ン電流密度分布を、Ａｒ+ イオンビーム１６を表す矢印
の密度で表現する。このような所望のイオン電流密度分
布をもったＡｒ+ イオンビーム１６の照射によってＴａ
薄膜１４に注入されたＡｒ+ イオン注入量を、図２
（ｂ）のグラフに示す。このグラフから明らかなよう
に、Ｔａ薄膜１４に注入されたＡｒ+ イオン注入量は、
図２（ａ）の応力分布に対応した面内分布をもってい
る。
【００３５】即ち、図２（ａ）の応力分布に対応する図
２（ｂ）のＡｒ+ イオン注入量の面内分布となるよう
に、Ａｒ+ イオンビーム１６のイオン電流密度分布を制
御しているのである。そしてこの点に本実施例の特徴が
ある。次いで、注入量が図２（ｂ）に示される面内分布
になるようにＡｒ+ イオンを注入したＴａ薄膜１４の応
力を、再びＦＳＭ装置によって測定し、その結果を図２
（ｃ）のグラフに示す。このグラフから明らかなよう
に、図２（ａ）に示されたＴａ薄膜１４の同心円状の応
力分布が消滅すると共に、その応力値もほぼ０にまで減
少する。
２（ｂ）のＡｒ+ イオン注入量の面内分布となるよう
に、Ａｒ+ イオンビーム１６のイオン電流密度分布を制
御しているのである。そしてこの点に本実施例の特徴が
ある。次いで、注入量が図２（ｂ）に示される面内分布
になるようにＡｒ+ イオンを注入したＴａ薄膜１４の応
力を、再びＦＳＭ装置によって測定し、その結果を図２
（ｃ）のグラフに示す。このグラフから明らかなよう
に、図２（ａ）に示されたＴａ薄膜１４の同心円状の応
力分布が消滅すると共に、その応力値もほぼ０にまで減
少する。
【００３６】尚、本実施例においては、図２（ｂ）に示
すＴａ薄膜１４へのＡｒ+ イオン注入量を、図２（ａ）
の応力分布に対応した面内分布をもつように制御してい
るが、どの程度の応力値に対して、どの程度のＡｒ+ イ
オンを注入しなけらばならないかは、予めデータとして
求めておく必要がある。図３のグラフは、例えば１５０
ｋｅＶのＡｒ+ イオンをＴａ薄膜に注入した場合にＴａ
薄膜の引張応力がどの程度減少するかを、本発明者が実
験により求めたものである。尚、このグラフで、値がば
らついているのは初期応力の絶対値の違いや応力分布に
起因するものと考えられる。このようにして、予めイオ
ン注入量とそれによる応力の減少値との関係を求めてお
けば、Ｔａ薄膜１４の応力分布に対応するＡｒ+ イオン
注入量の分布が分かり、このＡｒ+ イオン注入量の分布
を実現するように、Ａｒ+ イオンビーム１６のイオン電
流密度分布を設定すればよい。
すＴａ薄膜１４へのＡｒ+ イオン注入量を、図２（ａ）
の応力分布に対応した面内分布をもつように制御してい
るが、どの程度の応力値に対して、どの程度のＡｒ+ イ
オンを注入しなけらばならないかは、予めデータとして
求めておく必要がある。図３のグラフは、例えば１５０
ｋｅＶのＡｒ+ イオンをＴａ薄膜に注入した場合にＴａ
薄膜の引張応力がどの程度減少するかを、本発明者が実
験により求めたものである。尚、このグラフで、値がば
らついているのは初期応力の絶対値の違いや応力分布に
起因するものと考えられる。このようにして、予めイオ
ン注入量とそれによる応力の減少値との関係を求めてお
けば、Ｔａ薄膜１４の応力分布に対応するＡｒ+ イオン
注入量の分布が分かり、このＡｒ+ イオン注入量の分布
を実現するように、Ａｒ+ イオンビーム１６のイオン電
流密度分布を設定すればよい。
【００３７】また、本実施例においては、Ｔａ薄膜１４
に照射するＡｒ+ イオンビーム１６に所望のイオン電流
密度分布をもたせることにより、Ｔａ薄膜１４に注入し
たＡｒ+ イオン注入量の分布を制御する場合について説
明しているが、イオン注入量は、 イオン注入量＝（イオン電流密度）×（イオンビームの
照射時間） によって決定されるため、Ａｒ+ イオンビーム１６がＴ
ａ薄膜１４の各部を照射する時間を変化させることによ
り、Ｔａ薄膜１４へのＡｒ+ イオン注入量がＴａ薄膜１
４の応力分布に対応した面内分布をもつように制御して
もよい。
に照射するＡｒ+ イオンビーム１６に所望のイオン電流
密度分布をもたせることにより、Ｔａ薄膜１４に注入し
たＡｒ+ イオン注入量の分布を制御する場合について説
明しているが、イオン注入量は、 イオン注入量＝（イオン電流密度）×（イオンビームの
照射時間） によって決定されるため、Ａｒ+ イオンビーム１６がＴ
ａ薄膜１４の各部を照射する時間を変化させることによ
り、Ｔａ薄膜１４へのＡｒ+ イオン注入量がＴａ薄膜１
４の応力分布に対応した面内分布をもつように制御して
もよい。
【００３８】このように本実施例によれば、Ｘ線透過層
１２上に成長させたＴａ薄膜１４の応力分布を測定した
後、イオン電流密度を変化させて所定のイオン電流密度
分布をもつＡｒ+ イオンビーム１６をＴａ薄膜１４に照
射するか、或いはＡｒ+ イオンビーム１６をＴａ薄膜１
４の各部に照射させる時間を変化させるかして、Ｔａ薄
膜１４へのＡｒ+ イオン注入量がＴａ薄膜１４の応力分
布に対応した面内分布をもつように制御することによ
り、Ｔａ薄膜１４の各部の応力はＡｒ+ イオン注入量に
応じて減少するため、Ｔａ薄膜１４の応力分布を均一化
すると共に、その応力を小さくすることができる。
１２上に成長させたＴａ薄膜１４の応力分布を測定した
後、イオン電流密度を変化させて所定のイオン電流密度
分布をもつＡｒ+ イオンビーム１６をＴａ薄膜１４に照
射するか、或いはＡｒ+ イオンビーム１６をＴａ薄膜１
４の各部に照射させる時間を変化させるかして、Ｔａ薄
膜１４へのＡｒ+ イオン注入量がＴａ薄膜１４の応力分
布に対応した面内分布をもつように制御することによ
り、Ｔａ薄膜１４の各部の応力はＡｒ+ イオン注入量に
応じて減少するため、Ｔａ薄膜１４の応力分布を均一化
すると共に、その応力を小さくすることができる。
【００３９】尚、上記実施例においては、Ｘ線吸収体薄
膜としてのＴａ薄膜１４を用いる場合について述べた
が、このＴａ薄膜１４に限定されず、例えばＷ膜であっ
てもよい。但し、前述したように、Ｔａの場合、その応
力がイオン注入によって圧縮応力側に変化するのに対し
て、Ｗの場合は、イオン注入によって引張応力側に変化
することに留意する必要がある。
膜としてのＴａ薄膜１４を用いる場合について述べた
が、このＴａ薄膜１４に限定されず、例えばＷ膜であっ
てもよい。但し、前述したように、Ｔａの場合、その応
力がイオン注入によって圧縮応力側に変化するのに対し
て、Ｗの場合は、イオン注入によって引張応力側に変化
することに留意する必要がある。
【００４０】また、上記実施例は、Ｘ線近接露光用マス
ク１０を作製する際のＸ線吸収体薄膜の応力を制御する
場合について述べているが、本発明はＸ線近接露光用マ
スク１０のＸ線吸収体薄膜に限らず、半導体装置を作製
する際のＳｉＮ膜等の薄膜の応力を制御する場合に、広
く適用することが可能である。次に、上記実施例におけ
るイオン注入に使用するイオン注入装置、即ち薄膜への
イオン注入量が薄膜の応力分布に対応した面内分布をも
つように制御することができるイオン注入装置を、図４
乃至図７を用いて説明する。
ク１０を作製する際のＸ線吸収体薄膜の応力を制御する
場合について述べているが、本発明はＸ線近接露光用マ
スク１０のＸ線吸収体薄膜に限らず、半導体装置を作製
する際のＳｉＮ膜等の薄膜の応力を制御する場合に、広
く適用することが可能である。次に、上記実施例におけ
るイオン注入に使用するイオン注入装置、即ち薄膜への
イオン注入量が薄膜の応力分布に対応した面内分布をも
つように制御することができるイオン注入装置を、図４
乃至図７を用いて説明する。
【００４１】まず、図４に、第１のイオン注入装置の概
略を示す。この第１のイオン注入装置は、イオン源２０
において、例えばＡｒガスをプラズマ化して、Ａｒ+ イ
オン等を発生させる。そしてこのＡｒ+ イオン等を、負
の電圧に印加された引出し電極２２により、イオンビー
ムとして取り出すようになっている。
略を示す。この第１のイオン注入装置は、イオン源２０
において、例えばＡｒガスをプラズマ化して、Ａｒ+ イ
オン等を発生させる。そしてこのＡｒ+ イオン等を、負
の電圧に印加された引出し電極２２により、イオンビー
ムとして取り出すようになっている。
【００４２】また、イオン源２０から取り出されたイオ
ンビームは、質量分析器２４により、特定の質量と電荷
の比をもつＡｒ+ イオンビーム２６とそれ以外の不要な
イオンビームとに分離される。そしてこうして選択的に
取り出されたＡｒ+ イオンビーム２６は、加速管２８に
より、例えば１５０ｋｅＶに加速される。加速管２８に
よって加速されたＡｒ+ イオンビーム２６の進行方向に
は、中央に微小開口部を有するドーナツ型のアパーチャ
３０が設置されており、更にこのアパーチャ３０には、
このアパーチャ３０をＡｒ+ イオンビーム２６の軸と垂
直方向の平面内に移動させるアパーチャ駆動系３２と、
このアパーチャ駆動系３２を制御するアパーチャ駆動制
御系３４とが付設されている。そしてＡｒ+ イオンビー
ム２６がアパーチャ３０に入射され、所定の形状に成形
されるようになっている。
ンビームは、質量分析器２４により、特定の質量と電荷
の比をもつＡｒ+ イオンビーム２６とそれ以外の不要な
イオンビームとに分離される。そしてこうして選択的に
取り出されたＡｒ+ イオンビーム２６は、加速管２８に
より、例えば１５０ｋｅＶに加速される。加速管２８に
よって加速されたＡｒ+ イオンビーム２６の進行方向に
は、中央に微小開口部を有するドーナツ型のアパーチャ
３０が設置されており、更にこのアパーチャ３０には、
このアパーチャ３０をＡｒ+ イオンビーム２６の軸と垂
直方向の平面内に移動させるアパーチャ駆動系３２と、
このアパーチャ駆動系３２を制御するアパーチャ駆動制
御系３４とが付設されている。そしてＡｒ+ イオンビー
ム２６がアパーチャ３０に入射され、所定の形状に成形
されるようになっている。
【００４３】また、アパーチャ３０の下方にはステージ
３６が設置されており、このステージ３６上には、例え
ばＸ線近接露光用マスク１０を搭載するようになってい
る。従って、アパーチャ３０によって成形されたＡｒ+
イオンビーム２６は、ステージ３６上に搭載したＸ線近
接露光用マスク１０のＸ線吸収体薄膜を照射する。この
ように第１のイオン注入装置においては、アパーチャ駆
動系３２及びアパーチャ駆動制御系３４によってアパー
チャ３０の機械的移動を制御することが可能である。例
えばアパーチャ３０をステップ移動させて、その静止時
間を変化させたり、或いは連続移動させて、その移動速
度を変化させたりすることができる。これにより、Ａｒ
+ イオンビーム２６がＸ線近接露光用マスク１０のＸ線
吸収体薄膜の各部を照射するイオンビーム照射時間を変
化させて、Ｘ線吸収体薄膜に注入されるＡｒ+ イオン注
入量が所望の面内分布をもつように制御することができ
る。
３６が設置されており、このステージ３６上には、例え
ばＸ線近接露光用マスク１０を搭載するようになってい
る。従って、アパーチャ３０によって成形されたＡｒ+
イオンビーム２６は、ステージ３６上に搭載したＸ線近
接露光用マスク１０のＸ線吸収体薄膜を照射する。この
ように第１のイオン注入装置においては、アパーチャ駆
動系３２及びアパーチャ駆動制御系３４によってアパー
チャ３０の機械的移動を制御することが可能である。例
えばアパーチャ３０をステップ移動させて、その静止時
間を変化させたり、或いは連続移動させて、その移動速
度を変化させたりすることができる。これにより、Ａｒ
+ イオンビーム２６がＸ線近接露光用マスク１０のＸ線
吸収体薄膜の各部を照射するイオンビーム照射時間を変
化させて、Ｘ線吸収体薄膜に注入されるＡｒ+ イオン注
入量が所望の面内分布をもつように制御することができ
る。
【００４４】従って、この第１のイオン注入装置を使用
して、Ｘ線吸収体薄膜へのＡｒ+ イオン注入量をＸ線吸
収体薄膜の応力分布に対応した面内分布をもつように制
御することにより、上記実施例による薄膜の応力制御方
法を実施することが可能となる。尚、上記第１のイオン
注入装置においては、アパーチャ３０にアパーチャ駆動
系３２及びアパーチャ駆動制御系３４を付設し、アパー
チャ３０の機械的移動を制御することにより、Ａｒ+ イ
オンビーム２６がＸ線近接露光用マスク１０のＸ線吸収
体薄膜の各部を照射する時間を変化させたが、アパーチ
ャ３０の機械的移動の代わりに、ステージ３６にステー
ジ駆動系及びステージ駆動制御系を付設し、ステージ３
６の機械的移動を制御することにより、Ａｒ+ イオンビ
ーム２６の照射時間を変化させてもよい。
して、Ｘ線吸収体薄膜へのＡｒ+ イオン注入量をＸ線吸
収体薄膜の応力分布に対応した面内分布をもつように制
御することにより、上記実施例による薄膜の応力制御方
法を実施することが可能となる。尚、上記第１のイオン
注入装置においては、アパーチャ３０にアパーチャ駆動
系３２及びアパーチャ駆動制御系３４を付設し、アパー
チャ３０の機械的移動を制御することにより、Ａｒ+ イ
オンビーム２６がＸ線近接露光用マスク１０のＸ線吸収
体薄膜の各部を照射する時間を変化させたが、アパーチ
ャ３０の機械的移動の代わりに、ステージ３６にステー
ジ駆動系及びステージ駆動制御系を付設し、ステージ３
６の機械的移動を制御することにより、Ａｒ+ イオンビ
ーム２６の照射時間を変化させてもよい。
【００４５】次いで、図５に、第２のイオン注入装置の
概略を示す。尚、上記図４の第１のイオン注入装置と同
一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。この
第２のイオン注入装置は、イオン源２０において、Ａｒ
+ イオン等を発生させた後、引出し電極２２により、イ
オンビームとして取り出し、更に質量分析器２４によ
り、Ａｒ+ イオンビーム２６のみを選択的に取り出すよ
うになっている。
概略を示す。尚、上記図４の第１のイオン注入装置と同
一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。この
第２のイオン注入装置は、イオン源２０において、Ａｒ
+ イオン等を発生させた後、引出し電極２２により、イ
オンビームとして取り出し、更に質量分析器２４によ
り、Ａｒ+ イオンビーム２６のみを選択的に取り出すよ
うになっている。
【００４６】そしてこのＡｒ+ イオンビーム２６の進行
方向には、円形多重電極３８が設置されており、更にこ
の円形多重電極３８には、円形多重電極３８の各電極の
電位を制御する電位制御系４０が付設されている。尚、
イオン源２０において発生したＡｒ+ イオンには、その
発生の際にあるエネルギー分布、即ち速度分布が生じる
ため、質量分析器２４から取り出されたＡｒ+ イオンビ
ーム２６もある速度分布をもっている。ここで、Ａｒ+
イオンの質量をＭ、速度をｖ、質量をｑとすると、Ａｒ
+ イオンを停止させるために必要な電界Ｅは、 Ｅ＝Ｍｖ2 ／２ｑ となる。つまり、この電界中では、速度ｖより遅いＡｒ
+ イオンはトラップされ、速いＡｒ+ イオンは通過する
ことになる。従って、電位制御系４０により円形多重電
極３８の各電極に異なる正の電位を印加すると、Ａｒ+
イオンビーム２６に対して所望の分布をもった減速電界
が生じ、この減速電界中を通過したＡｒ+イオンビーム
２６には、イオンビーム軸と垂直方向の面内に同心円状
に分布するイオン電流密度が生じる。
方向には、円形多重電極３８が設置されており、更にこ
の円形多重電極３８には、円形多重電極３８の各電極の
電位を制御する電位制御系４０が付設されている。尚、
イオン源２０において発生したＡｒ+ イオンには、その
発生の際にあるエネルギー分布、即ち速度分布が生じる
ため、質量分析器２４から取り出されたＡｒ+ イオンビ
ーム２６もある速度分布をもっている。ここで、Ａｒ+
イオンの質量をＭ、速度をｖ、質量をｑとすると、Ａｒ
+ イオンを停止させるために必要な電界Ｅは、 Ｅ＝Ｍｖ2 ／２ｑ となる。つまり、この電界中では、速度ｖより遅いＡｒ
+ イオンはトラップされ、速いＡｒ+ イオンは通過する
ことになる。従って、電位制御系４０により円形多重電
極３８の各電極に異なる正の電位を印加すると、Ａｒ+
イオンビーム２６に対して所望の分布をもった減速電界
が生じ、この減速電界中を通過したＡｒ+イオンビーム
２６には、イオンビーム軸と垂直方向の面内に同心円状
に分布するイオン電流密度が生じる。
【００４７】このようにして、質量分析器２４から取り
出されたＡｒ+ イオンビーム２６がある速度分布をもっ
ていることを積極的に利用し、円形多重電極３８の電位
を制御して所望の減速電界分布を作ることにより、ここ
を通過したＡｒ+ イオンビーム２６に所望の同心円状の
イオン電流密度分布を形成することができる。この同心
円状のイオン電流密度分布をもったＡｒ+ イオンビーム
２６は、加速管２８によって加速され、更にこの加速管
２８によって加速されたＡｒ+ イオンビーム２６は、ス
テージ３６上に搭載したＸ線近接露光用マスク１０のＸ
線吸収体薄膜に照射される。
出されたＡｒ+ イオンビーム２６がある速度分布をもっ
ていることを積極的に利用し、円形多重電極３８の電位
を制御して所望の減速電界分布を作ることにより、ここ
を通過したＡｒ+ イオンビーム２６に所望の同心円状の
イオン電流密度分布を形成することができる。この同心
円状のイオン電流密度分布をもったＡｒ+ イオンビーム
２６は、加速管２８によって加速され、更にこの加速管
２８によって加速されたＡｒ+ イオンビーム２６は、ス
テージ３６上に搭載したＸ線近接露光用マスク１０のＸ
線吸収体薄膜に照射される。
【００４８】このように第２のイオン注入装置において
は、円形多重電極３８の電位を制御してＡｒ+ イオンビ
ーム２６に対する所望の減速電界分布を作ることによ
り、Ａｒ+ イオンビーム２６に所望の同心円状のイオン
電流密度分布を形成することができるため、Ｘ線吸収体
薄膜に注入されるＡｒ+ イオン注入量が所望の同心円状
の面内分布をもつように制御することができる。
は、円形多重電極３８の電位を制御してＡｒ+ イオンビ
ーム２６に対する所望の減速電界分布を作ることによ
り、Ａｒ+ イオンビーム２６に所望の同心円状のイオン
電流密度分布を形成することができるため、Ｘ線吸収体
薄膜に注入されるＡｒ+ イオン注入量が所望の同心円状
の面内分布をもつように制御することができる。
【００４９】ところで、Ｘ線近接露光用マスク１０のＸ
線吸収体薄膜に生じる応力は、通常、同心円状に分布す
る。従って、この第２のイオン注入装置を使用して、Ｘ
線吸収体薄膜へのＡｒ+ イオン注入量をＸ線吸収体薄膜
の応力分布に対応した同心円状の面内分布をもつように
制御することにより、上記第１のイオン注入装置の場合
と同様に、上記実施例による薄膜の応力制御方法を実施
することが可能となる。 尚、上記第２のイオン注入装
置においては、電位制御系４０により円形多重電極３８
の各電極に異なる正の電位を印加して減速電界分布を生
じさせたが、逆に負の電位を印加して加速電界分布を生
じさせてもよいし、また正又は負の電位を印加して加減
速電界分布を生じさせてもよい。
線吸収体薄膜に生じる応力は、通常、同心円状に分布す
る。従って、この第２のイオン注入装置を使用して、Ｘ
線吸収体薄膜へのＡｒ+ イオン注入量をＸ線吸収体薄膜
の応力分布に対応した同心円状の面内分布をもつように
制御することにより、上記第１のイオン注入装置の場合
と同様に、上記実施例による薄膜の応力制御方法を実施
することが可能となる。 尚、上記第２のイオン注入装
置においては、電位制御系４０により円形多重電極３８
の各電極に異なる正の電位を印加して減速電界分布を生
じさせたが、逆に負の電位を印加して加速電界分布を生
じさせてもよいし、また正又は負の電位を印加して加減
速電界分布を生じさせてもよい。
【００５０】次いで、図６に、第３のイオン注入装置の
概略を示す。尚、上記図５の第２のイオン注入装置と同
一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。この
第３のイオン注入装置は、イオン源２０において、Ａｒ
+ イオン等を発生させた後、引出し電極２２により、イ
オンビームとして取り出し、更に質量分析器２４によ
り、Ａｒ+ イオンビーム２６のみを選択的に取り出した
後、加速管２８により、加速するようになっている。
概略を示す。尚、上記図５の第２のイオン注入装置と同
一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。この
第３のイオン注入装置は、イオン源２０において、Ａｒ
+ イオン等を発生させた後、引出し電極２２により、イ
オンビームとして取り出し、更に質量分析器２４によ
り、Ａｒ+ イオンビーム２６のみを選択的に取り出した
後、加速管２８により、加速するようになっている。
【００５１】この加速管２８によって加速されたＡｒ+
イオンビーム２６は、静電レンズ４２とアパーチャ３０
とからなるエネルギーフィルタ４４により、その速度を
均一化される。即ち、Ａｒ+ イオンビーム２６は静電レ
ンズ４２によって収束され、その収束されたＡｒ+ イオ
ンビーム２６がアパーチャ３０に入射されて、その微小
開口部を通過することにより、その速度が均一化され
る。従って、このエネルギーフィルタ４４を通過したＡ
ｒ+ イオンビーム２６の速度分布は殆ど均一となる。
イオンビーム２６は、静電レンズ４２とアパーチャ３０
とからなるエネルギーフィルタ４４により、その速度を
均一化される。即ち、Ａｒ+ イオンビーム２６は静電レ
ンズ４２によって収束され、その収束されたＡｒ+ イオ
ンビーム２６がアパーチャ３０に入射されて、その微小
開口部を通過することにより、その速度が均一化され
る。従って、このエネルギーフィルタ４４を通過したＡ
ｒ+ イオンビーム２６の速度分布は殆ど均一となる。
【００５２】この均一な速度分布をもつＡｒ+ イオンビ
ーム２６の進行方向には、正の電位に印加された円筒形
の偏向電極４６が設置されており、この偏向電極４６に
より、通過するＡｒ+ イオンビーム２６を部分的に偏向
して、所望の同心円状のイオン電流密度分布を形成する
ようになっている。ここで、イオン電流密度を所望の分
布に制御するためには、偏向電極４６の形状、設置する
位置、印加する電位等を適当に設定し、この偏向電極４
６近傍を通過するＡｒ+ イオンビーム２６の偏向を制御
する必要がある。また、図中では、偏向電極４６に、正
の電位を印加しているが、必ずしも正の電位に限定され
ることはない。従って、図示はしていないが、偏向電極
４６をその軸方向又は動径方向に移動させる駆動系や、
偏向電極４６への印加電圧を可変にする制御系を付設す
ることも考えられる。
ーム２６の進行方向には、正の電位に印加された円筒形
の偏向電極４６が設置されており、この偏向電極４６に
より、通過するＡｒ+ イオンビーム２６を部分的に偏向
して、所望の同心円状のイオン電流密度分布を形成する
ようになっている。ここで、イオン電流密度を所望の分
布に制御するためには、偏向電極４６の形状、設置する
位置、印加する電位等を適当に設定し、この偏向電極４
６近傍を通過するＡｒ+ イオンビーム２６の偏向を制御
する必要がある。また、図中では、偏向電極４６に、正
の電位を印加しているが、必ずしも正の電位に限定され
ることはない。従って、図示はしていないが、偏向電極
４６をその軸方向又は動径方向に移動させる駆動系や、
偏向電極４６への印加電圧を可変にする制御系を付設す
ることも考えられる。
【００５３】こうして偏向電極４６により同心円状のイ
オン電流密度分布をもったＡｒ+ イオンビーム２６は、
ステージ３６上に搭載したＸ線近接露光用マスク１０の
Ｘ線吸収体薄膜に照射される。このように第３のイオン
注入装置においては、エネルギーフィルタ４４によって
速度分布が均一化されたＡｒ+ イオンビーム２６を偏向
電極４６によって部分偏向させることにより、Ａｒ+ イ
オンビーム２６に所望の同心円状のイオン電流密度分布
を形成することができるため、Ｘ線吸収体薄膜に注入さ
れるＡｒ+ イオン注入量が所望の同心円状の面内分布を
もつように制御することができる。
オン電流密度分布をもったＡｒ+ イオンビーム２６は、
ステージ３６上に搭載したＸ線近接露光用マスク１０の
Ｘ線吸収体薄膜に照射される。このように第３のイオン
注入装置においては、エネルギーフィルタ４４によって
速度分布が均一化されたＡｒ+ イオンビーム２６を偏向
電極４６によって部分偏向させることにより、Ａｒ+ イ
オンビーム２６に所望の同心円状のイオン電流密度分布
を形成することができるため、Ｘ線吸収体薄膜に注入さ
れるＡｒ+ イオン注入量が所望の同心円状の面内分布を
もつように制御することができる。
【００５４】従って、この第３のイオン注入装置を使用
して、上記第２のイオン注入装置の場合と同様に、上記
実施例による薄膜の応力制御方法を実施することが可能
となる。次いで、図７に、第４のイオン注入装置の概略
を示す。尚、上記図６の第３のイオン注入装置と同一の
要素には同一の符号を付して説明を省略する。
して、上記第２のイオン注入装置の場合と同様に、上記
実施例による薄膜の応力制御方法を実施することが可能
となる。次いで、図７に、第４のイオン注入装置の概略
を示す。尚、上記図６の第３のイオン注入装置と同一の
要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５５】この第４のイオン注入装置は、イオン源２
０において、Ａｒ+ イオン等を発生させた後、引出し電
極２２により、イオンビームとして取り出し、更に質量
分析器２４により、Ａｒ+ イオンビーム２６のみを選択
的に取り出した後、加速管２８により、加速するように
なっている。この加速管２８によって加速されたＡｒ+
イオンビーム２６は、静電レンズ４２とアパーチャ３０
とからなるエネルギーフィルタ４４により、その速度を
均一化される。そして例えば磁気レンズからなる収束レ
ンズ４８により、Ａｒ+ イオンビーム２６がステージ３
６上に搭載したＸ線近接露光用マスク１０のＸ線吸収体
薄膜に収束点をもって収束されるようになっている。
０において、Ａｒ+ イオン等を発生させた後、引出し電
極２２により、イオンビームとして取り出し、更に質量
分析器２４により、Ａｒ+ イオンビーム２６のみを選択
的に取り出した後、加速管２８により、加速するように
なっている。この加速管２８によって加速されたＡｒ+
イオンビーム２６は、静電レンズ４２とアパーチャ３０
とからなるエネルギーフィルタ４４により、その速度を
均一化される。そして例えば磁気レンズからなる収束レ
ンズ４８により、Ａｒ+ イオンビーム２６がステージ３
６上に搭載したＸ線近接露光用マスク１０のＸ線吸収体
薄膜に収束点をもって収束されるようになっている。
【００５６】この収束レンズ４８によって収束されるＡ
ｒ+ イオンビーム２６は、４重走査電極５０及びそれを
制御する走査制御系５２により、ステージ３６上のＸ線
近接露光用マスク１０のＸ線吸収体薄膜上を走査するよ
うになっている。このように第４のイオン注入装置にお
いては、４重走査電極５０及び走査制御系５２によって
Ｘ線吸収体薄膜に収束されるＡｒ+ イオンビーム２６の
走査する際に、例えばステップ移動させてその静止時間
を変化させたり、或いは連続移動させてその移動速度を
変化させたりすることができる。これにより、Ａｒ+ イ
オンビーム２６がＸ線吸収体薄膜の各部を照射するイオ
ンビーム照射時間を変化させて、Ｘ線吸収体薄膜へのＡ
ｒ+ イオン注入量が所望の面内分布をもつように制御す
ることができる。
ｒ+ イオンビーム２６は、４重走査電極５０及びそれを
制御する走査制御系５２により、ステージ３６上のＸ線
近接露光用マスク１０のＸ線吸収体薄膜上を走査するよ
うになっている。このように第４のイオン注入装置にお
いては、４重走査電極５０及び走査制御系５２によって
Ｘ線吸収体薄膜に収束されるＡｒ+ イオンビーム２６の
走査する際に、例えばステップ移動させてその静止時間
を変化させたり、或いは連続移動させてその移動速度を
変化させたりすることができる。これにより、Ａｒ+ イ
オンビーム２６がＸ線吸収体薄膜の各部を照射するイオ
ンビーム照射時間を変化させて、Ｘ線吸収体薄膜へのＡ
ｒ+ イオン注入量が所望の面内分布をもつように制御す
ることができる。
【００５７】従って、この第４のイオン注入装置を使用
して、上記第１のイオン注入装置の場合と同様に、上記
実施例による薄膜の応力制御方法を実施することが可能
となる。尚、上記第４のイオン注入装置においては、走
査電極として４重走査電極５０を使用したが、これに限
定されない。例えば更に走査精度を向上させるため、８
重の走査電極を使用してもよい。
して、上記第１のイオン注入装置の場合と同様に、上記
実施例による薄膜の応力制御方法を実施することが可能
となる。尚、上記第４のイオン注入装置においては、走
査電極として４重走査電極５０を使用したが、これに限
定されない。例えば更に走査精度を向上させるため、８
重の走査電極を使用してもよい。
【００５８】また、４重走査電極５０及び走査制御系５
２の代わりに、ステージ３６にステージ駆動系及びステ
ージ駆動制御系を付設し、ステージ３６の機械的移動を
制御することにより、Ａｒ+ イオンビーム２６がＸ線吸
収体薄膜の各部を照射する時間を変化させてもよい。次
に、本発明の第２の実施例によるＸ線近接露光用マスク
を作製する際のＸ線吸収体薄膜の応力制御方法を、図８
乃至図１１を用いて説明する。
２の代わりに、ステージ３６にステージ駆動系及びステ
ージ駆動制御系を付設し、ステージ３６の機械的移動を
制御することにより、Ａｒ+ イオンビーム２６がＸ線吸
収体薄膜の各部を照射する時間を変化させてもよい。次
に、本発明の第２の実施例によるＸ線近接露光用マスク
を作製する際のＸ線吸収体薄膜の応力制御方法を、図８
乃至図１１を用いて説明する。
【００５９】図８は本発明の第２の実施例によるＸ線近
接露光用マスクの製造方法を説明するための工程図、図
９は図８（ｂ）に示すＸ線吸収体薄膜へのイオン注入工
程におけるイオン電流及びイオン注入量とＸ線吸収体薄
膜の表面温度との関係を示す表、図１０は図８（ｂ）に
示すＸ線吸収体薄膜へのイオン注入工程におけるイオン
注入量とイオン注入前後の応力変化量との関係を示すグ
ラフ、図１１は図８（ｂ）に示すＸ線吸収体薄膜へのイ
オン注入工程におけるイオン電流及びイオン注入量と歩
留りとの関係を示す表である。
接露光用マスクの製造方法を説明するための工程図、図
９は図８（ｂ）に示すＸ線吸収体薄膜へのイオン注入工
程におけるイオン電流及びイオン注入量とＸ線吸収体薄
膜の表面温度との関係を示す表、図１０は図８（ｂ）に
示すＸ線吸収体薄膜へのイオン注入工程におけるイオン
注入量とイオン注入前後の応力変化量との関係を示すグ
ラフ、図１１は図８（ｂ）に示すＸ線吸収体薄膜へのイ
オン注入工程におけるイオン電流及びイオン注入量と歩
留りとの関係を示す表である。
【００６０】まず、図８（ａ）に示されるように、Ｘ線
近接露光用マスク６０を作製するため、例えば（１１
１）面をもつＳｉ基板６２上に、ＬＰＣＶＤ（減圧気相
成長）法を用いて、メンブレン材料である厚さ２．５μ
ｍのＳｉＣ膜６４を成膜し、更にこのＳｉＣ膜６４上
に、スパッタリング法を用いて、Ｘ線吸収体材料である
厚さ０．８μｍのＴａ薄膜６６を成膜する。
近接露光用マスク６０を作製するため、例えば（１１
１）面をもつＳｉ基板６２上に、ＬＰＣＶＤ（減圧気相
成長）法を用いて、メンブレン材料である厚さ２．５μ
ｍのＳｉＣ膜６４を成膜し、更にこのＳｉＣ膜６４上
に、スパッタリング法を用いて、Ｘ線吸収体材料である
厚さ０．８μｍのＴａ薄膜６６を成膜する。
【００６１】尚、このときのＴａ薄膜６６のスパッタリ
ングは、スパッタガスＡｒ、反応圧力５〜２０ｍTorr、
ＤＣパワー１ｋＷ、堆積速度１３３．３ｎｍ／分、基板
加熱なしの条件で行い、Ｔａ／ＳｉＣ／Ｓｉの積層膜か
らなるＸ線近接露光用マスク６０におけるＴａ薄膜６６
の応力が１〜２×１０9 ｄｙｎ／ｃｍ2 程度になるよう
にする。
ングは、スパッタガスＡｒ、反応圧力５〜２０ｍTorr、
ＤＣパワー１ｋＷ、堆積速度１３３．３ｎｍ／分、基板
加熱なしの条件で行い、Ｔａ／ＳｉＣ／Ｓｉの積層膜か
らなるＸ線近接露光用マスク６０におけるＴａ薄膜６６
の応力が１〜２×１０9 ｄｙｎ／ｃｍ2 程度になるよう
にする。
【００６２】次いで、図８（ｂ）に示されるように、通
常のイオン注入装置を用いて、例えばイオン電流１００
μＡ、イオン注入量４×１０15ｃｍ-2のＡｒ+ イオンビ
ーム６８を、Ｘ線近接露光用マスク６０におけるＴａ薄
膜６６に照射する。このイオン注入の工程において、イ
オン電流を１００μＡとしたのは、Ｔａ薄膜６６表面が
β相からα相へ相変化することを防止するためである。
即ち、図９の表に示されるように、イオン電流が１００
μＡの場合には、イオン注入量１〜５×１０15ｃｍ-2に
おけるＴａ薄膜６６の表面温度が７１〜７６℃と低温で
あるため、Ｔａ薄膜６６表面のβ相からα相への相変化
が抑制されるからである。
常のイオン注入装置を用いて、例えばイオン電流１００
μＡ、イオン注入量４×１０15ｃｍ-2のＡｒ+ イオンビ
ーム６８を、Ｘ線近接露光用マスク６０におけるＴａ薄
膜６６に照射する。このイオン注入の工程において、イ
オン電流を１００μＡとしたのは、Ｔａ薄膜６６表面が
β相からα相へ相変化することを防止するためである。
即ち、図９の表に示されるように、イオン電流が１００
μＡの場合には、イオン注入量１〜５×１０15ｃｍ-2に
おけるＴａ薄膜６６の表面温度が７１〜７６℃と低温で
あるため、Ｔａ薄膜６６表面のβ相からα相への相変化
が抑制されるからである。
【００６３】尚、図９の表には、イオン電流が２００μ
Ａ及び４００μＡで、イオン注入量が１×１０15ｃｍ-2
及び５×１０15ｃｍ-2の場合についても併せて示してい
る。この表から、イオン電流が２００μＡで、イオン注
入量が１×１０15ｃｍ-2の場合のＴａ薄膜６６の表面温
度は９３〜９８℃に上昇し、このＴａ薄膜６６の表面温
度はイオン電流が増大するにつれて更に高温となり、ま
たイオン注入量が増大するにつれて更に高温となること
が分かる。イオン電流が４００μＡで、イオン注入量が
５×１０15ｃｍ-2の場合には、Ｔａ薄膜６６の表面温度
は１７６℃以上にまで上昇する。そしてこのようにＴａ
薄膜６６の表面温度が高温になるにしたがって、Ｔａ薄
膜６６表面のβ相からα相への相変化が進行する。
Ａ及び４００μＡで、イオン注入量が１×１０15ｃｍ-2
及び５×１０15ｃｍ-2の場合についても併せて示してい
る。この表から、イオン電流が２００μＡで、イオン注
入量が１×１０15ｃｍ-2の場合のＴａ薄膜６６の表面温
度は９３〜９８℃に上昇し、このＴａ薄膜６６の表面温
度はイオン電流が増大するにつれて更に高温となり、ま
たイオン注入量が増大するにつれて更に高温となること
が分かる。イオン電流が４００μＡで、イオン注入量が
５×１０15ｃｍ-2の場合には、Ｔａ薄膜６６の表面温度
は１７６℃以上にまで上昇する。そしてこのようにＴａ
薄膜６６の表面温度が高温になるにしたがって、Ｔａ薄
膜６６表面のβ相からα相への相変化が進行する。
【００６４】また、図８（ｂ）に示すイオン注入の工程
において、イオン注入量を４×１０ 15ｃｍ-2としたの
は、Ｔａ薄膜６６の応力をほぼ０にまで減少させるため
である。即ち、イオン注入量とイオン注入による応力変
化量との関係を示す図１０のグラフ中の（ａ）のプロフ
ァイルから、スパッタリング後のＴａ薄膜６６の１〜２
×１０9 ｄｙｎ／ｃｍ2 程度の応力をほぼ０にまで減少
させるに必要なイオン注入量を求めると、この値にな
る。しかも、このイオン注入量４×１０15ｃｍ-2は、図
９の表から分かるように、Ｔａ薄膜６６の表面温度が７
１〜７６℃であり、Ｔａ薄膜６６表面のβ相からα相へ
の相変化が抑制される温度の範囲に納まっている。
において、イオン注入量を４×１０ 15ｃｍ-2としたの
は、Ｔａ薄膜６６の応力をほぼ０にまで減少させるため
である。即ち、イオン注入量とイオン注入による応力変
化量との関係を示す図１０のグラフ中の（ａ）のプロフ
ァイルから、スパッタリング後のＴａ薄膜６６の１〜２
×１０9 ｄｙｎ／ｃｍ2 程度の応力をほぼ０にまで減少
させるに必要なイオン注入量を求めると、この値にな
る。しかも、このイオン注入量４×１０15ｃｍ-2は、図
９の表から分かるように、Ｔａ薄膜６６の表面温度が７
１〜７６℃であり、Ｔａ薄膜６６表面のβ相からα相へ
の相変化が抑制される温度の範囲に納まっている。
【００６５】尚、図１０のグラフ中には、イオン電流が
２００μＡ及び４００μＡの場合についても（ｂ）及び
（ｃ）のプロファイルとして併せて示している。このグ
ラフ中の（ｂ）及び（ｃ）のプロファイルから、イオン
電流が２００μＡ、４００μＡと増大するにつれて、イ
オン注入量の増大に対する応力変化量の増加率が減少し
ていることが分かる。即ち、イオン電流の増大につれ
て、応力を変化させるためのイオン注入の効果が減少す
る傾向にある。一方、イオン電流が１００μＡの場合に
は、イオン注入量に応じて広範囲に応力変化を生じさせ
ることが可能である。
２００μＡ及び４００μＡの場合についても（ｂ）及び
（ｃ）のプロファイルとして併せて示している。このグ
ラフ中の（ｂ）及び（ｃ）のプロファイルから、イオン
電流が２００μＡ、４００μＡと増大するにつれて、イ
オン注入量の増大に対する応力変化量の増加率が減少し
ていることが分かる。即ち、イオン電流の増大につれ
て、応力を変化させるためのイオン注入の効果が減少す
る傾向にある。一方、イオン電流が１００μＡの場合に
は、イオン注入量に応じて広範囲に応力変化を生じさせ
ることが可能である。
【００６６】このようにイオン注入工程において、イオ
ン電流及びイオン注入量を制御することにより、イオン
注入時におけるＴａ薄膜６６の表面温度をＴａ薄膜６６
表面のβ相からα相への相変化が抑制される低温になる
ように制御している。そしてこの点に本実施例の特徴が
ある。次いで、図８（ｃ）に示されるように、ＲＩＥ法
を用いて、ＳｉＣ膜６４上のＴａ薄膜６６を所定の形状
にパターニングする。このとき、Ｔａ薄膜６６表面はβ
相からα相への相変化が生じていないため、Ｘ線近接露
光用マスク６０に大きな歪みが生じることはない。ま
た、上記図１３に示されるような残滓が発生することも
ないため、パターニングしたＴａ薄膜６６側壁が荒れる
こともなく、従って微細なパターンを形成することがで
きる。
ン電流及びイオン注入量を制御することにより、イオン
注入時におけるＴａ薄膜６６の表面温度をＴａ薄膜６６
表面のβ相からα相への相変化が抑制される低温になる
ように制御している。そしてこの点に本実施例の特徴が
ある。次いで、図８（ｃ）に示されるように、ＲＩＥ法
を用いて、ＳｉＣ膜６４上のＴａ薄膜６６を所定の形状
にパターニングする。このとき、Ｔａ薄膜６６表面はβ
相からα相への相変化が生じていないため、Ｘ線近接露
光用マスク６０に大きな歪みが生じることはない。ま
た、上記図１３に示されるような残滓が発生することも
ないため、パターニングしたＴａ薄膜６６側壁が荒れる
こともなく、従って微細なパターンを形成することがで
きる。
【００６７】ところで、本実施例の場合を含めて、イオ
ン電流が１００μＡでイオン注入量が２．０×１０15ｃ
ｍ-2以下の場合及びイオン電流が１００μＡでイオン注
入量が２．０×１０15ｃｍ-2を越える場合におけるＸ線
近接露光用マスク６０の歩留りは、図１１の表に示され
るように、それぞれ７５．０％及び８３．３％と十分に
高い値を実現している。尚、ここでの歩留りは、Ｘ線近
接露光用マスク６０のＴａ薄膜６６の応力が±２×１０
8 ｄｙｎ／ｃｍ2 以内になっている場合を良品としてカ
ウントしたものである。
ン電流が１００μＡでイオン注入量が２．０×１０15ｃ
ｍ-2以下の場合及びイオン電流が１００μＡでイオン注
入量が２．０×１０15ｃｍ-2を越える場合におけるＸ線
近接露光用マスク６０の歩留りは、図１１の表に示され
るように、それぞれ７５．０％及び８３．３％と十分に
高い値を実現している。尚、ここでの歩留りは、Ｘ線近
接露光用マスク６０のＴａ薄膜６６の応力が±２×１０
8 ｄｙｎ／ｃｍ2 以内になっている場合を良品としてカ
ウントしたものである。
【００６８】また、図１１の表には、イオン電流が２０
０μＡ及び４００μＡでイオン注入量が２．０×１０15
ｃｍ-2以下及び２．０×１０15ｃｍ-2を越える場合につ
いても併せて示している。この表から、イオン注入量が
２．０×１０15ｃｍ-2以下の場合、イオン電流が２００
μＡ、４００μＡと大きいにも拘らず７０％以上の歩留
りが得られている。これは、イオン電流が大きくともイ
オンビームの照射時間が短ければ、Ｔａ薄膜６６表面の
β相からα相への相変化がそれほど進行しないことによ
るものと考えられる。しかし、イオン注入量が２．０×
１０15ｃｍ-2を越える場合には、イオン電流が１００μ
Ａから２００μＡ以上へと増大すると、歩留りは８３．
３％から１４．３％へと急落する。これは、イオン電流
が大きくかつイオン注入量が大きければ、Ｔａ薄膜６６
表面のβ相からα相への相変化が急速に進行することに
よるものと考えられる。
０μＡ及び４００μＡでイオン注入量が２．０×１０15
ｃｍ-2以下及び２．０×１０15ｃｍ-2を越える場合につ
いても併せて示している。この表から、イオン注入量が
２．０×１０15ｃｍ-2以下の場合、イオン電流が２００
μＡ、４００μＡと大きいにも拘らず７０％以上の歩留
りが得られている。これは、イオン電流が大きくともイ
オンビームの照射時間が短ければ、Ｔａ薄膜６６表面の
β相からα相への相変化がそれほど進行しないことによ
るものと考えられる。しかし、イオン注入量が２．０×
１０15ｃｍ-2を越える場合には、イオン電流が１００μ
Ａから２００μＡ以上へと増大すると、歩留りは８３．
３％から１４．３％へと急落する。これは、イオン電流
が大きくかつイオン注入量が大きければ、Ｔａ薄膜６６
表面のβ相からα相への相変化が急速に進行することに
よるものと考えられる。
【００６９】このように本実施例によれば、Ｓｉ基板６
２上に、ＳｉＣ膜６４及びＴａ薄膜６６を順に成膜した
後、このＴａ薄膜６６にＡｒ+ イオンビーム６８を照射
する際に、Ａｒ+ イオンビーム６８のイオン電流を１０
０μＡ、イオン注入量を４×１０15ｃｍ-2に制御するこ
とにより、イオン注入時におけるＴａ薄膜６６の表面温
度が７１〜７６℃と低温になるように制御することがで
きるため、Ｔａ薄膜６６表面のβ相からα相への相変化
を抑制することができる。
２上に、ＳｉＣ膜６４及びＴａ薄膜６６を順に成膜した
後、このＴａ薄膜６６にＡｒ+ イオンビーム６８を照射
する際に、Ａｒ+ イオンビーム６８のイオン電流を１０
０μＡ、イオン注入量を４×１０15ｃｍ-2に制御するこ
とにより、イオン注入時におけるＴａ薄膜６６の表面温
度が７１〜７６℃と低温になるように制御することがで
きるため、Ｔａ薄膜６６表面のβ相からα相への相変化
を抑制することができる。
【００７０】従って、Ｔａ薄膜６６に大きな歪みが生じ
ることが防止されるため、またＴａ薄膜６６のパターニ
ングの際に、Ｔａ薄膜６６の残滓が発生したり、パター
ニングしたＴａ薄膜６６側壁が荒れたりすることもなく
なるため、Ｔａ薄膜６６の応力をＡｒ+ イオン注入量に
応じて減少させると共に、Ｔａ薄膜６６の微細なパター
ニングを可能として、Ｘ線近接露光用マスク６０の歩留
りを向上させることができる。
ることが防止されるため、またＴａ薄膜６６のパターニ
ングの際に、Ｔａ薄膜６６の残滓が発生したり、パター
ニングしたＴａ薄膜６６側壁が荒れたりすることもなく
なるため、Ｔａ薄膜６６の応力をＡｒ+ イオン注入量に
応じて減少させると共に、Ｔａ薄膜６６の微細なパター
ニングを可能として、Ｘ線近接露光用マスク６０の歩留
りを向上させることができる。
【００７１】尚、上記第２の実施例においては、Ｘ線近
接露光用マスク６０におけるＴａ薄膜６６にＡｒ+ イオ
ンビーム６８を照射する際、通常のイオン注入装置を用
いているが、上記第１の実施例における第１乃至第４の
イオン注入装置を用いてもよい。この場合には、上記第
１の実施例によるＴａ薄膜の応力分布を均一化するとい
う効果と相乗された効果を奏することが可能となる。
接露光用マスク６０におけるＴａ薄膜６６にＡｒ+ イオ
ンビーム６８を照射する際、通常のイオン注入装置を用
いているが、上記第１の実施例における第１乃至第４の
イオン注入装置を用いてもよい。この場合には、上記第
１の実施例によるＴａ薄膜の応力分布を均一化するとい
う効果と相乗された効果を奏することが可能となる。
【００７２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、イオン源
において発生させたイオンをイオンビームとして取り出
し、その中から所望のイオンビームのみを質量分析器に
よって選択し、そのイオンビームを試料に照射するイオ
ン注入法において、イオンビームが試料表面の各部を照
射する時間を変化させることにより、試料に注入される
イオン注入量が所望の面内分布をもつように制御するこ
とができる。また、イオンビームのイオン電流密度を変
化させることにより、試料に注入されるイオン注入量が
所望の面内分布をもつように制御することができる。
において発生させたイオンをイオンビームとして取り出
し、その中から所望のイオンビームのみを質量分析器に
よって選択し、そのイオンビームを試料に照射するイオ
ン注入法において、イオンビームが試料表面の各部を照
射する時間を変化させることにより、試料に注入される
イオン注入量が所望の面内分布をもつように制御するこ
とができる。また、イオンビームのイオン電流密度を変
化させることにより、試料に注入されるイオン注入量が
所望の面内分布をもつように制御することができる。
【００７３】従って、薄膜の応力を制御方法において、
薄膜の応力分布に応じた面内分布をもつようにイオン量
を注入することにより、薄膜の各部の応力をイオン注入
量に応じて減少させることができるため、薄膜の応力分
布を均一にし、且つその応力を小さくすることができ
る。また、本発明によれば、イオン源において発生させ
たイオンをイオンビームとして取り出し、その中から所
望のイオンビームのみを質量分析器によって選択し、そ
のイオンビームを試料に照射するイオン注入法におい
て、イオンビームのイオン電流密度又はイオン注入量を
制御することにより、イオンビーム照射時の試料の表面
温度を制御することができる。
薄膜の応力分布に応じた面内分布をもつようにイオン量
を注入することにより、薄膜の各部の応力をイオン注入
量に応じて減少させることができるため、薄膜の応力分
布を均一にし、且つその応力を小さくすることができ
る。また、本発明によれば、イオン源において発生させ
たイオンをイオンビームとして取り出し、その中から所
望のイオンビームのみを質量分析器によって選択し、そ
のイオンビームを試料に照射するイオン注入法におい
て、イオンビームのイオン電流密度又はイオン注入量を
制御することにより、イオンビーム照射時の試料の表面
温度を制御することができる。
【００７４】従って、例えばＴａ薄膜表面のβ相からα
相への相変化を抑制することにより、Ｔａ薄膜に大きな
歪みが発生したり、パターニングしたＴａ薄膜側壁が荒
れたりすることを防止することができるため、Ｔａ薄膜
の応力をイオン注入量に応じて減少させると共に、Ｔａ
薄膜の微細なパターニングを可能として、Ｘ線近接露光
用マスクの歩留りを向上させることができる。
相への相変化を抑制することにより、Ｔａ薄膜に大きな
歪みが発生したり、パターニングしたＴａ薄膜側壁が荒
れたりすることを防止することができるため、Ｔａ薄膜
の応力をイオン注入量に応じて減少させると共に、Ｔａ
薄膜の微細なパターニングを可能として、Ｘ線近接露光
用マスクの歩留りを向上させることができる。
【図１】本発明の第１の実施例による薄膜の応力制御方
法を説明するための図（その１）である。
法を説明するための図（その１）である。
【図２】本発明の第１の実施例による薄膜の応力制御方
法を説明するための図（その２）である。
法を説明するための図（その２）である。
【図３】Ｔａ薄膜へのＡｒ+ イオン注入量とＴａ薄膜の
引張応力の減少値との関係を示すグラフである。
引張応力の減少値との関係を示すグラフである。
【図４】薄膜へのイオン注入量を所望の面内分布をもつ
ように制御することができる第１のイオン注入装置を示
す概略図である。
ように制御することができる第１のイオン注入装置を示
す概略図である。
【図５】薄膜へのイオン注入量を所望の面内分布をもつ
ように制御することができる第２のイオン注入装置を示
す概略図である。
ように制御することができる第２のイオン注入装置を示
す概略図である。
【図６】薄膜へのイオン注入量を所望の面内分布をもつ
ように制御することができる第３のイオン注入装置を示
す概略図である。
ように制御することができる第３のイオン注入装置を示
す概略図である。
【図７】薄膜へのイオン注入量を所望の面内分布をもつ
ように制御することができる第４のイオン注入装置を示
す概略図である。
ように制御することができる第４のイオン注入装置を示
す概略図である。
【図８】本発明の第２の実施例によるＸ線近接露光用マ
スクの製造方法を説明するための工程図である。
スクの製造方法を説明するための工程図である。
【図９】イオン注入工程におけるイオン電流及びイオン
注入量とＸ線吸収体薄膜の表面温度との関係を示す表で
ある。
注入量とＸ線吸収体薄膜の表面温度との関係を示す表で
ある。
【図１０】イオン注入工程におけるイオン注入量とイオ
ン注入前後の応力変化量との関係を示すグラフである。
ン注入前後の応力変化量との関係を示すグラフである。
【図１１】イオン注入工程におけるイオン電流及びイオ
ン注入量と歩留りとの関係を示す表である。
ン注入量と歩留りとの関係を示す表である。
【図１２】Ｔａ薄膜の成長直後の初期応力分布を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図１３】従来のＸ線近接露光用マスクの製造方法を説
明するための工程図である。
明するための工程図である。
【図１４】Ｔａ薄膜へのイオン注入前後におけるＸ線近
接露光用マスクのＸ線回折パターンを示すグラフであ
る。
接露光用マスクのＸ線回折パターンを示すグラフであ
る。
１０…Ｘ線近接露光用マスク １２…Ｘ線透過層 １４…Ｔａ薄膜 １６…Ａｒ+ イオンビーム ２０…イオン源 ２２…引出し電極 ２４…質量分析器 ２６…Ａｒ+ イオンビーム ２８…加速管 ３０…アパーチャ ３２…アパーチャ駆動系 ３４…アパーチャ駆動制御系 ３６…ステージ ３８…円形多重電極 ４０…電位制御系 ４２…静電レンズ ４４…エネルギーフィルタ ４６…偏向電極 ４８…収束レンズ ５０…４重走査電極 ５２…走査制御系 ６０…Ｘ線近接露光用マスク ６２…Ｓｉ基板 ６４…ＳｉＣ膜 ６６…Ｔａ薄膜 ６８…Ａｒ+ イオンビーム ７０…Ｘ線近接露光用マスク ７２…Ｓｉ基板 ７４…ＳｉＣ膜 ７６…Ｔａ薄膜 ７６ａ…α−Ｔａ ７６ｂ…β−Ｔａ ７８…Ａｒ+ イオンビーム ８０…残滓
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/265 Ｈ０１Ｌ 21/265 Ｗ Ｆ
Claims (14)
- 【請求項１】 イオン源において発生させたイオンをイ
オンビームとして取り出し、該取り出したイオンビーム
の中から所望のイオンビームのみを質量分析器によって
選択し、該選択したイオンビームを試料に照射するイオ
ン注入法において、 イオンビームが前記試料表面の各部を照射するイオンビ
ーム照射時間を変化させて、前記試料に注入されるイオ
ン注入量が所望の面内分布をもつように制御することを
特徴とするイオン注入方法。 - 【請求項２】 イオン源において発生させたイオンをイ
オンビームとして取り出し、該取り出したイオンビーム
の中から所望のイオンビームのみを質量分析器によって
選択し、該選択したイオンビームを試料に照射するイオ
ン注入法において、 イオンビームのイオン電流密度分布を変化させて、前記
試料に注入されるイオン注入量が所望の面内分布をもつ
ように制御することを特徴とするイオン注入方法。 - 【請求項３】 イオン源において発生させたイオンをイ
オンビームとして取り出し、該取り出したイオンビーム
の中から所望のイオンビームのみを質量分析器によって
選択し、該選択したイオンビームを試料に照射するイオ
ン注入法において、 イオンビーム照射時の前記試料の表面温度を制御するこ
とを特徴とするイオン注入方法。 - 【請求項４】 請求項３記載のイオン注入法において、 イオンビームのイオン電流密度又はイオン注入量を制御
して、イオンビーム照射時の前記試料の表面温度を制御
することを特徴とするイオン注入方法。 - 【請求項５】 薄膜に所定のイオンを注入して、前記薄
膜の応力を変化させる薄膜の応力制御方法において、 前記薄膜の各部の応力値を測定して、応力分布を読み取
り、 請求項１又は２記載のイオン注入方法により、イオン注
入量が前記薄膜の応力分布に応じた面内分布をもつよう
に制御して、前記薄膜にイオン注入を行い、 前記薄膜の各部の応力をイオン注入量に応じて減少さ
せ、前記薄膜の応力分布を均一にすることを特徴とする
薄膜の応力制御方法。 - 【請求項６】 Ｘ線透過層上にＸ線吸収体薄膜が所定の
形状にパターニングされているＸ線マスクの製造方法に
おいて、 前記Ｘ線透過層上に、前記Ｘ線吸収体薄膜を成長させる
工程と、 前記Ｘ線吸収体薄膜の各部の応力値を測定して、応力分
布を読み取った後、請求項１又は２記載のイオン注入方
法により、イオン注入量が前記Ｘ線吸収体薄膜の応力分
布に応じた面内分布をもつように制御して、前記Ｘ線吸
収体薄膜にイオン注入を行う工程とを有し、 前記Ｘ線吸収体薄膜の各部の応力をイオン注入量に応じ
て減少させ、前記Ｘ線吸収体薄膜の応力分布を均一にす
ることを特徴とするＸ線マスクの製造方法。 - 【請求項７】 Ｘ線透過層上にＸ線吸収体薄膜が所定の
形状にパターニングされているＸ線マスクの製造方法に
おいて、 前記Ｘ線透過層上に、前記Ｘ線吸収体薄膜を成長させる
工程と、 請求項４記載のイオン注入方法により、前記Ｘ線吸収体
薄膜の表面温度を前記Ｘ線吸収体薄膜表面が相変化する
温度よりも低温になるように制御して、前記Ｘ線吸収体
薄膜にイオン注入を行う工程とを有し、 前記Ｘ線吸収体薄膜表面の相変化を防止しつつ、前記Ｘ
線吸収体薄膜の応力分布を均一にすることを特徴とする
Ｘ線マスクの製造方法。 - 【請求項８】 請求項６記載のＸ線マスクの製造方法に
おいて、 前記Ｘ線吸収体薄膜が、タンタル薄膜又はタングステン
薄膜であることを特徴とするＸ線マスクの製造方法。 - 【請求項９】 請求項７記載のＸ線マスクの製造方法に
おいて、 前記Ｘ線吸収体薄膜が、タンタル薄膜であり、 前記Ｘ線吸収体薄膜にイオン注入を行う工程が、前記タ
ンタル薄膜の表面温度を前記タンタル薄膜表面がβ相か
らα相に相変化する温度よりも低温になるように制御し
て、前記タンタル薄膜にイオン注入を行う工程であるこ
とを特徴とするＸ線マスクの製造方法。 - 【請求項１０】 イオンを発生させるイオン源と、 前記イオン源から取り出されたイオンビームの中から、
特定の質量と電荷の比をもつ所望のイオンビームのみを
選択する質量分析器と、 前記質量分析器によって選択されたイオンビームを加速
する加速管と、 前記加速管によって加速されたイオンビームを成形する
アパーチャと、 前記アパーチャによって成形されたイオンビームを照射
する試料を搭載するステージと、 前記アパーチャ又は前記ステージをイオンビーム軸と垂
直方向の平面内に移動させる駆動手段とを有し、 前記駆動手段により、イオンビームが前記試料表面の各
部を照射するイオンビーム照射時間を変化させて、前記
試料に注入されるイオン注入量が所望の面内分布をもつ
ように制御することを特徴とするイオン注入装置。 - 【請求項１１】 イオンを発生させるイオン源と、 前記イオン源から取り出されたイオンビームの中から、
特定の質量と電荷の比をもつ所望のイオンビームのみを
選択する質量分析器と、 前記質量分析器によって選択されたイオンビームに対す
る所望の加減速電界を生じさせ、イオンビームに該加減
速電界分布に応じたイオン電流密度分布を形成する円形
多重電極と、 前記円形多重電極によってイオン電流密度分布が形成さ
れたイオンビームを加速する加速管と、 前記加速管によって加速されたイオンビームを照射する
試料を搭載するステージとを有し、 前記試料に注入されるイオン注入量が、前記円形多重電
極によって生じたイオンビームのイオン電流密度分布に
対応する面内分布をもつように制御することを特徴とす
るイオン注入装置。 - 【請求項１２】 イオンを発生させるイオン源と、 前記イオン源から取り出されたイオンビームの中から、
特定の質量と電荷の比をもつ所望のイオンビームのみを
選択する質量分析器と、 前記質量分析器によって選択されたイオンビームを加速
する加速管と、 前記加速管によって加速されたイオンビームの速度を均
一化するエネルギーフィルタと、 前記エネルギーフィルタによって速度が均一化されたイ
オンビームに所望のイオン電流密度分布を形成する円形
偏向電極と、 前記円形偏向電極によってイオン電流密度分布が生じた
イオンビームを収束させる収束レンズと、 前記収束レンズによって収束されたイオンビームを照射
する試料を搭載するステージとを有し、 前記試料に注入されるイオン注入量が、前記円形偏向電
極によって形成されたイオンビームのイオン電流密度分
布に対応する面内分布をもつように制御することを特徴
とするイオン注入装置。 - 【請求項１３】 イオンを発生させるイオン源と、 前記イオン源から取り出されたイオンビームの中から、
特定の質量と電荷の比をもつ所望のイオンビームのみを
選択する質量分析器と、 前記質量分析器によって選択されたイオンビームを加速
する加速管と、 前記加速管によって加速されたイオンビームの速度を均
一化するエネルギーフィルタと、 前記エネルギーフィルタによって速度が均一化されたイ
オンビームを収束させる収束レンズと、 前記収束レンズによって収束されたイオンビームを照射
する試料を搭載するステージと、 前記収束レンズによって収束されるイオンビームを前記
試料上に走査させる走査手段又は前記ステージをイオン
ビーム軸と垂直方向の平面内に移動させる駆動手段とを
有し、 前記走査手段又は前記駆動手段により、イオンビームが
前記試料表面の各部を照射する時間を変化させて、前記
試料に注入されるイオン注入量を所望の面内分布をもつ
ように制御することを特徴とするイオン注入装置。 - 【請求項１４】 請求項１１又は１３記載のイオン注入
装置において、 前記エネルギーフィルタが、イオンビームを収束させる
静電レンズと、前記静電レンズによって収束されたイオ
ンビームのうち所定のイオンビームのみを通過させるア
パーチャとを有していることを特徴とするイオン注入装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28700193A JPH0778754A (ja) | 1993-01-11 | 1993-11-16 | イオン注入方法、及びその方法を用いる薄膜の応力制御方法、並びにイオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP240093 | 1993-01-11 | ||
| JP5-2400 | 1993-01-11 | ||
| JP28700193A JPH0778754A (ja) | 1993-01-11 | 1993-11-16 | イオン注入方法、及びその方法を用いる薄膜の応力制御方法、並びにイオン注入装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0778754A true JPH0778754A (ja) | 1995-03-20 |
Family
ID=26335759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28700193A Withdrawn JPH0778754A (ja) | 1993-01-11 | 1993-11-16 | イオン注入方法、及びその方法を用いる薄膜の応力制御方法、並びにイオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0778754A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007227887A (ja) * | 2006-01-17 | 2007-09-06 | Soi Tec Silicon On Insulator Technologies Sa | 半導体材料で作られた基板の表面上または基板内の歪みを調節するプロセス |
| EP1808886A3 (fr) * | 2006-01-17 | 2009-08-12 | S.O.I.T.E.C. Silicon on Insulator Technologies | Procédé d'ajustement de la contrainte d'un substrat en un matériau semi-conducteur |
| US10381192B2 (en) | 2017-09-04 | 2019-08-13 | Toshiba Memory Corporation | Ion implantation apparatus and ion implantation method |
| KR20210094119A (ko) * | 2018-12-17 | 2021-07-28 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 기판 상에 디바이스들을 형성하는 방법 |
| US12354875B2 (en) | 2019-11-20 | 2025-07-08 | Denso Corporation | Element forming wafer and method for manufacturing the same |
-
1993
- 1993-11-16 JP JP28700193A patent/JPH0778754A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR20210094119A (ko) * | 2018-12-17 | 2021-07-28 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 기판 상에 디바이스들을 형성하는 방법 |
| CN113196453A (zh) * | 2018-12-17 | 2021-07-30 | 应用材料公司 | 在基板上形成装置的方法 |
| JP2022513848A (ja) * | 2018-12-17 | 2022-02-09 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 基板上にデバイスを形成する方法 |
| TWI860311B (zh) * | 2018-12-17 | 2024-11-01 | 美商應用材料股份有限公司 | 用於在基板上形成裝置的方法及系統 |
| US12354875B2 (en) | 2019-11-20 | 2025-07-08 | Denso Corporation | Element forming wafer and method for manufacturing the same |
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