JPH10270314A - X線マスクおよびその製造方法 - Google Patents

X線マスクおよびその製造方法

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JPH10270314A
JPH10270314A JP7029497A JP7029497A JPH10270314A JP H10270314 A JPH10270314 A JP H10270314A JP 7029497 A JP7029497 A JP 7029497A JP 7029497 A JP7029497 A JP 7029497A JP H10270314 A JPH10270314 A JP H10270314A
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absorber
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秀毅 矢部
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佳恵子 北村
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圭 佐々木
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    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/22Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好なパターンの位置精度を有するX線マス
クおよびその製造方法を提供する。 【解決手段】 X線マスクのメンブレン2上に形成され
る反射防止膜3aがアモルファス構造を有している。こ
の反射防止膜3aの表面に接し、かつパターニングされ
た、X線の透過を遮るX線吸収体4が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、X線リソグラフィ
に使用するX線マスクおよびその製造方法に関し、具体
的にはエッチングマスクまたは反射防止膜(エッチング
ストッパ)の結晶構造または応力を変えることによりパ
ターニング時の歪みを低減させることを可能とするX線
マスクおよびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】これまでそれほど集積度の高くない半導
体記憶装置におけるパターンの転写には、主に紫外線に
よるリソグラフィ技術が用いられてきた。しかし、半導
体記憶装置の高集積化が進み、たとえばDRAM(Dyna
mic Random Access Momory)において1Gbit(ギガ
ビット)のようにGbit級となると、配線などの各パ
ターンがデバイスルールに従って極微細になるため、よ
り解像度の高いパターンの転写が必要となる。
【0003】このような微細パターンの転写を行なう技
術としてX線によるリソグラフィ技術が期待されてい
る。このX線リソグラフィ技術では、露光光となるX線
の波長(軟X線:λ=5〜20nm)が紫外線に比べ短
波長となるため、紫外線によるリソグラフィよりも解像
度の高いパターンの転写が可能となる。
【0004】このようなX線リソグラフィ技術に用いら
れるX線マスクの構成および製造方法は、たとえばSP
IE(The Society of Photo-Optical Instrumentation
Engineers)、1994、vol.2194、pp22
1〜230に記載されている。以下、この文献に示され
たX線マスクの構成および製造方法を従来例として説明
する。
【0005】図8は、上記文献に示された従来のX線マ
スクの構成を概略的に示す断面図である。図8を参照し
て、X線マスクは、シリコン基板1と、メンブレン2
と、反射防止膜兼エッチングストッパ(以下、単に反射
防止膜と称する)103aと、反射防止膜103bと、
X線吸収体104と、サポートリング5とを有してい
る。
【0006】メンブレン2は、X線透過性基板であり、
シリコン基板1上に形成されている。反射防止膜103
aは、メンブレン2の表面に形成され、反射防止膜10
3bは、メンブレン2の裏面に形成されている。X線吸
収体104は、X線の透過を遮る材料よりなっており、
反射防止膜103a上に所定の形状で形成されている。
サポートリング5は、シリコン基板1の裏面に接着剤
(図示せず)によって接着され、シリコン基板1を支持
している。
【0007】次に、上記の従来のX線マスクの製造方法
について説明する。図9〜図11は、従来のX線マスク
の製造方法を工程順に示す概略断面図である。図9を参
照して、まずシリコン基板1上にメンブレン2が成膜さ
れ、その後、シリコン基板1の一部が除去(バックエッ
チ)され、メンブレン2の裏面が露出する。この後、メ
ンブレン2の表面および裏面に反射防止膜103a、1
03bが成膜される。その後、シリコン基板1にサポー
トリング5が接着される。
【0008】図10を参照して、反射防止膜103a上
に、たとえばスパッタ法にてX線吸収体104が成膜さ
れる。そして、この際のX線吸収体104の平均膜応力
を測定し、この平均応力を0とするための温度を決定
し、たとえばオーブンで250℃で均一にアニールし、
X線吸収体104の平均膜応力が0に調整される。この
X線吸収体104上にエッチマスク106が、たとえば
スパッタ法により成膜される。このエッチマスク106
上に、レジストパターン7が塗布され、この後たとえば
180℃でベークされる。
【0009】図11を参照して、レジスト107に電子
線描画器(EB)でパターンが描かれた後、現像されて
レジストパターン7が形成される。このレジストパター
ン7を用いてエッチマスク106にエッチングが行なわ
れる。その後、エッチマスク106を用いてX線吸収体
104のエッチングが行なわれる。最後にエッチマスク
106が除去されて、図8に示すX線マスクが完成す
る。
【0010】上記のシリコン基板1のバックエッチの工
程およびサポートリング5へのシリコン基板1の接着の
工程は必ずしもこの工程順通り行なわれるものではな
い。
【0011】なお、Gbit級では、微細加工が必要と
なるため、レジストパターン107を厚くすることがで
きない。このため、X線吸収体104上に直にレジスト
パターン107を形成してX線吸収体104のパターニ
ングを行なうと、X線吸収体104のパターニングの途
中でレジストパターン107が完全に消失してしまうお
それがある。エッチマスク106はX線吸収体104に
対してエッチング選択比の高い材料よりなっているた
め、X線吸収体104のパターニング時にレジストパタ
ーン107が消失してもエッチマスク106がマスクと
して機能する。この意味で、エッチマスク106は有用
である。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】X線リソグラフィは、
X線が短波長であるため微細なパターンの転写に適用さ
れるが、X線の性質上、通常、等倍転写となる。このた
め、X線マスクには高いパターンの位置精度が要求され
る。ところが、X線吸収体104に応力が残存していた
場合、X線吸収体104のパターニング後に図12に示
すように応力によってX線吸収体104のパターンの位
置が矢印方向へ動き、位置精度が低下してしまう。
【0013】そこで、従来のX線マスクの製造方法で
は、X線吸収体104の平均膜応力を0とするためにア
ニールが施される。
【0014】しかしながら、従来のX線マスクの製造方
法におけるエッチマスク106の成膜では、エッチマス
ク106は通常、柱状の結晶構造となる。このため、図
13(a)および(b)に示すようにレジストパターン
7をマスクとしてエッチマスク106をパターニングす
る際に、エッチマスク106は結晶粒界に沿ってパター
ニングされやすく、パターンのエッジラフネスが発生す
る。このエッジラフネスの生じた状態でエッチマスク1
06をマスクとしてX線吸収体104をパターニングす
ると、パターンが図中寸法W0 だけずれて形成され、パ
ターン精度が劣化するという問題点があった。
【0015】なお、図13(b)は図13(a)の矢印
方向から見た図であり、レジストパターン7を省略して
示す図である。
【0016】また従来のX線マスクの製造方法では、X
線吸収体104の応力は考慮されているが、エッチマス
ク106および反射防止膜103aの応力および応力む
らは考慮されていない。このためX線吸収体104のパ
ターニング後の位置精度が劣化するという問題点もあっ
た。この問題については、エッチマスク106に応力む
らがある場合を例に挙げて以下に詳細に説明する。
【0017】図14〜図17は、従来のX線マスクの製
造方法においてエッチマスクに応力むらがある場合に位
置精度が劣化することを説明するための概略断面図であ
る。なお、この図14〜図17においては、説明の便宜
上、図8に示される反射防止膜103bとサポートリン
グ5との図示は省略してある。
【0018】まず図14を参照して、上述したようにア
ニールによりX線吸収体104の平均膜応力が0とされ
る。
【0019】図15を参照して、ところがX線吸収体1
04上に図18に示す応力むらを有するエッチマスク1
06が成膜されると、X線吸収体104の所定のA点は
エッチマスク106の応力に引っ張られて移動する。
【0020】図16を参照して、この状態でレジストパ
ターン7をマスクとしてエッチマスク106がパターニ
ングされ、このパターニングされたエッチマスク106
をマスクとしてX線吸収体104がパターニングされ
る。
【0021】図17を参照して、この後、レジストパタ
ーン7とエッチマスク106とが除去されると、エッチ
マスク106の応力から解放されてX線吸収体104の
A点は元に戻る。このため、元に戻った分の寸法W1
けパターンの位置がずれてしまうことになる。
【0022】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、良好なパターンの位置精度を有するX
線マスクおよびその製造方法を提供することを目的とす
る。
【0023】
【課題を解決するための手段】本発明のX線マスクは、
メンブレンと、反射防止膜と、X線吸収体とを備えてい
る。メンブレンはX線を透過する。反射防止膜はメンブ
レン上に形成され、かつアライメント光の反射を防止す
る。X線吸収体は、反射防止膜の表面に接しかつパター
ニングされており、X線の透過を遮る。反射防止膜はア
モルファス構造を含んでいる。
【0024】上記局面において好ましくは、反射防止膜
はすべてアモルファス構造である。上記局面において好
ましくは、X線吸収体はアモルファス構造を含んでい
る。
【0025】上記局面において好ましくは、反射防止膜
は、クロムの窒化物、クロムの酸化物、クロムの窒化酸
化物、酸化錫、炭化珪素および窒化珪素からなる群から
選ばれる1種以上を含む材質よりなっている。
【0026】本発明の1の局面に従うX線マスクの製造
方法は以下の工程を備えている。まずX線を透過するメ
ンブレン上に、X線の透過を遮るX線吸収体が形成され
る。そしてX線吸収体上に、X線吸収体と異なる材料よ
りなるマスク層が形成される。そしてマスク層が所定の
形状にパターニングされる。そしてマスク層をマスクと
してX線吸収体がパターニングされる。マスク層は、少
なくともX線吸収体をパターニングする時点においてア
モルファス構造を含んでいる。
【0027】上記局面において好ましくは、マスク層は
少なくともX線吸収体をパターニングする時点において
すべてアモルファス構造である。
【0028】本発明の他の局面に従うX線マスクの製造
方法は以下の工程を備えている。まずX線を透過するメ
ンブレン上に、アライメント光の反射を防止するための
反射防止膜が形成される。そして反射防止膜の表面に接
するように、X線の透過を遮るX線吸収体が形成され
る。そしてX線吸収体が所定の形状にパターニングされ
る。反射防止膜は、少なくともX線吸収体が成膜される
時点において、アモルファス構造を含んでいる。
【0029】上記局面において好ましくは、反射防止膜
は、少なくともX線吸収体が成膜される時点においてす
べてアモルファス構造である。
【0030】本発明の他の局面に従うX線マスクの製造
方法は以下の工程を備えている。まずX線を透過するメ
ンブレン上に、アライメント光の反射を防止するための
反射防止膜が形成される。そして反射防止膜の表面に接
するように、X線の透過を遮るX線吸収体が形成され
る。そしてX線吸収体上に、X線吸収体と異なる材料よ
りなるマスク層が形成される。そしてマスク層をマスク
としてX線吸収体がパターニングされる。反射防止膜お
よびマスク層の少なくともいずれかは、クロムターゲッ
トを使用し、スパッタガスとして不活性ガスに窒素を含
んだものを用いてスパッタすることで成膜された窒化ク
ロムよりなっている。
【0031】本発明の他の局面に従うX線マスクの製造
方法は以下の工程を備えている。まずX線を透過するメ
ンブレン上に、アライメント光の反射を防止するための
反射防止膜が形成される。そして反射防止膜の表面に接
するように、X線の透過を遮るX線吸収体が形成され
る。そしてX線吸収体上に、X線吸収体と異なる材料よ
りなるマスク層が形成される。そしてマスク層をマスク
としてX線吸収体がパターニングされる。反射防止膜お
よびマスク層の少なくともいずれかは、窒素とクロムと
を含むターゲットを使用してスパッタすることで成膜さ
れた窒化クロムよりなる。
【0032】本発明の他の局面に従うX線マスクの製造
方法は以下の工程を備えている。まずX線を透過するメ
ンブレン上に、X線の透過を遮るX線吸収体が形成され
る。そしてX線吸収体上に、X線吸収体と異なる材料よ
りなるマスク層が形成される。そしてマスク層が所定の
形状にパターニングされる。そしてマスク層をマスクと
してX線吸収体がパターニングされる。X線吸収体の厚
さをda、マスク層の厚さをdeとしたとき、マスク層
内の局所応力は、少なくともX線吸収体をパターニング
する時点において、±10×da/deMPa以下であ
る。
【0033】本発明の他の局面に従うX線マスクの製造
方法は以下の工程を備えている。まずX線を透過するメ
ンブレン上に、アライメント光の反射を防止するための
反射防止膜が形成される。そして反射防止膜の表面に接
するように、X線の透過を遮るX線吸収体が形成され
る。そしてX線吸収体が所定の形状にパターニングされ
る。X線吸収体のパターニングはエッチングにより行な
われ、かつX線吸収体のオーバエッチングにより反射防
止膜の一部表面はエッチング除去される。X線吸収体の
厚さをda、このエッチングにおけるX線吸収体のオー
バエッチングの時間をT、エッチングにおける反射防止
膜のエッチング速度をEとしたとき、反射防止膜のオー
バエッチングで除去される部分の局所応力が、±10×
da/(E×T)MPa以下である。
【0034】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図に基づいて説明する。
【0035】実施の形態1 図1は、本発明の実施の形態1におけるX線マスクの構
成を概略的に示す断面図である。図1を参照して、本実
施の形態のX線マスクは、シリコン基板1と、メンブレ
ン2と、反射防止膜兼エッチストッパ(以下、単に反射
防止膜と称する)3aと、反射防止膜3bと、X線吸収
体4と、サポートリング5とを有している。
【0036】メンブレン2は、X線透過性基板であり、
たとえば厚さ1〜2μmで軽元素からなっておりシリコ
ン基板1上に形成されている。反射防止膜3aは、メン
ブレン2の表面に形成され、たとえばインジウム・錫酸
化物などからなっている。反射防止膜3bは、メンブレ
ン2の裏面に形成され、たとえばインジウム・錫酸化物
などからなっている。これら反射防止膜3a、3bはア
ライメント光の反射を防止する役割をなすものである。
X線吸収体4は、反射防止膜3a上に所定の形状で形成
され、X線の透過を遮る材料、たとえばタンタル系の材
料よりなっている。サポートリング5は、シリコン基板
1の裏面に接着剤(図示せず)により接着されて、シリ
コン基板1を支持している。
【0037】本実施の形態のX線マスクの構造で特に注
目すべきは、反射防止膜3aがアモルファス(非晶質)
構造を含んでいることである。また、反射防止膜3aの
すべてがアモルファス構造であることが好ましい。また
X線吸収体4もアモルファス構造を含んでいることが好
ましい。
【0038】また反射防止膜3aは、インジウム・錫酸
化物に限られず、クロムの窒化物、クロムの酸化物、ク
ロムの窒化酸化物、酸化錫、炭化珪素および窒化珪素か
らなる群から選ばれる1種以上を含む材質よりなってい
ることが好ましい。
【0039】また、X線吸収体4もタンタル系の材料に
限定されず、タングステン系の膜からなっていてもよ
い。
【0040】次に、本実施の形態の製造方法について説
明する。図2〜図4は、本発明の実施の形態1における
X線マスクの製造方法を工程順に示す概略断面図であ
る。まず図2を参照して、シリコン基板1上に厚さ1〜
2μmで軽元素からなるメンブレン2が成膜される。そ
してシリコン基板1の一部にバックエッチが施され、メ
ンブレン2の裏面が露出する。メンブレン2の表面およ
び裏面に反射防止膜3aおよび3bが成膜される。特に
反射防止膜3aはアモルファス構造を含むように成膜さ
れる。その後、シリコン基板1が接着剤(図示せず)に
よりサポートリング5に接着される。
【0041】図3を参照して、反射防止膜3a上に、た
とえばスパッタ法によりX線吸収体4が、たとえばタン
タル系の材料により成膜される。この際、反射防止膜3
aがアモルファス構造を含んでいれば、X線吸収体4も
アモルファス構造になりやすい。この際のX線吸収体4
の平均膜応力を測定した後、この平均応力が0となるよ
うに温度を決定し、たとえばオーブンで250℃で均一
にアニールすることでX線吸収体4の平均膜応力が0に
調整される。
【0042】次に、たとえばスパッタ法により、タング
ステンよりなるエッチマスク6がアモルファス構造を含
むように成膜される。ここで、エッチマスク6のスパッ
タは、Ar(アルゴン)に7%のN(窒素)を加えたス
パッタガスを用い、出力を650W、圧力を9mTor
rとして行なわれる。
【0043】この後、エッチマスク6上にレジスト7が
塗布され、たとえば180℃でベークされる。
【0044】図4を参照して、電子線描画器(EB)で
レジスト7にパターンが描かれた後、現像されてレジス
トパターン7が形成される。このレジストパターン7を
用いてエッチマスク6にエッチングが行なわれる。エッ
チマスク6は、少なくともこのエッチング時においてア
モルファス構造を有している。この後、パターニングさ
れたエッチマスク6を用いてX線吸収体4にエッチング
が施され、X線吸収体4がパターニングされる。このX
線吸収体4のパターニング時にX線吸収体4がアモルフ
ァス構造を含んでいることが好ましい。最後に、エッチ
マスク6の除去を行なって、X線マスクが完成する。
【0045】なお、シリコン基板1のバックエッチの工
程およびサポートリング5へのシリコン基板1の接着の
工程は、必ずしもこの工程順通り行なわれるものではな
い。
【0046】本実施の形態では、図4に示すようにエッ
チマスク6のパターニング時においてエッチマスク6は
アモルファス構造を含んでいる。このため、図13で説
明したようにエッチマスク106の結晶粒界に沿ってエ
ッチマスク106がパターニングされることはない。よ
って、それによるエッチマスク6のエッジラフネスの発
生はない。したがって、このエッジラフネスの発生によ
るX線吸収体4のパターン精度の劣化は生じず、寸法精
度の良好なX線マスクを得ることができる。
【0047】また、反射防止膜3aがアモルファス構造
を含んでいると、この反射防止膜3a上に成膜されるX
線吸収体4がアモルファス化しやすい。通常、X線吸収
体4は柱状の結晶構造であるが、このようにX線吸収体
4がアモルファス化した場合には、上述と同様、X線吸
収体4が結晶粒界に沿ってパターニングされることはな
いため、パターンの寸法精度が良好となる。
【0048】なお、本実施の形態の製造方法では、反射
防止膜3aおよびエッチマスク6の双方がアモルファス
構造を含む場合について説明したが、反射防止膜3aお
よびエッチマスク6のいずれかがアモルファス構造であ
ればよい。
【0049】実施の形態2 本願発明者らは、図3に示す反射防止膜3aとエッチマ
スク6とを、所定の条件で成膜することにより、これら
の膜内の応力を低くできることを見出した。以下、その
実験の内容および実験の結果について説明する。
【0050】まず比較例として、Arの流量:80cm
3 /分、DC:500W、スパッタガス圧力:15mT
orrの条件下で、クロムターゲットを用いて3インチ
のシリコンウェハ上にマグネトロンスパッタ装置を用い
てスパッタしたクロム膜を準備した。
【0051】また、本発明例として、Arの流量:80
cm3 /分、N2 の流量:6cm3/分、DC:100
W、スパッタガス圧力:17mTorrの条件下で、ク
ロムターゲットを用いて3インチのシリコンウェハ上に
マグネトロンスパッタ装置を用いてスパッタした窒化ク
ロム膜を準備した。
【0052】この比較例のクロム膜と本発明例の窒化ク
ロム膜との双方に180℃でアニールを行なった後、各
膜の応力分布をφ50mmエリアで測定した。その結果
を、比較例については図5に、本発明例については図6
に示す。
【0053】図5を参照して、この結果より、比較例の
クロム膜では、25mm□における平均応力が1338
MPa、最大応力が1380MPa、最小応力が117
0MPaであった。
【0054】図6を参照して、これに対して、本発明例
の窒化クロム膜では、25mm□における平均応力が9
2.7MPa、最大応力が105.2MPa、最小応力
が68.2MPaであった。
【0055】これらの結果より、明らかに、スパッタガ
ス中に窒素を加えて成膜した本発明例の窒化クロム膜の
方が従来例のクロム膜より低応力であり、また応力むら
が小さいことがわかった。
【0056】それゆえ、本実施の形態の製造方法では、
図2に示す反射防止膜3aおよび図3に示すエッチマス
ク6の少なくともいずれかは、クロムターゲットを使用
し、スパッタガスとして不活性ガス(たとえばAr)に
窒素を含んだものを用いてスパッタをすることで成膜さ
れる。
【0057】また、上記の窒化クロムを成膜するための
スパッタの条件は、不活性ガス中に窒素を5%以上含
み、スパッタガスの圧力が10mTorr以上であるこ
とが好ましい。
【0058】なお、これ以外の製造工程については、実
施の形態1と同様であるため、その説明は省略する。
【0059】このような方法で反射防止膜3aおよびエ
ッチマスク6の少なくともいずれかが成膜されるため、
本実施の形態では反射防止膜3aおよびエッチマスク6
の少なくともいずれかは窒化クロム膜よりなっている。
【0060】なお、これ以外の構成についても実施の形
態1と同様であるため、その説明は省略する。
【0061】本実施の形態では、反射防止膜3aおよび
エッチマスク6は低応力となるため、特にこれらをアモ
ルファス構造にする必要はない。しかしながら、反射防
止膜3aおよびエッチマスク6が低応力になるとともに
アモルファス構造を含んでいることがより好ましい。
【0062】なお、本実施の形態においては、クロムタ
ーゲットを使用し、スパッタガスとして不活性ガスに窒
素を含んだものを用いてスパッタを行なっているが、窒
素とクロムとを含むターゲットを使用してスパッタを行
なうことで窒化クロムを成膜しても、上述と同じように
低応力となる。
【0063】本実施の形態では、不活性ガス中に窒素を
含むスパッタガスを用いてスパッタする、または窒素を
含むターゲットを用いてスパッタすることにより、低応
力および低応力むらの反射防止膜3aまたはエッチマス
ク6が得られる。このため、図15において示されるA
点が、エッチマスク6の応力によって引っ張られること
は抑制される。よって、図17に示すようにX線吸収体
4がパターニングされた後に、A点が元に戻ることによ
り生ずるX線吸収体4のパターンの位置ずれは生じな
い。したがって、パターンの位置精度が低下することを
防止することができる。
【0064】実施の形態3 図3を参照して、本願発明者らは、エッチマスク6の局
所応力が、±10×da/deMPa以下であれば、X
線吸収体4がパターニングされた後でも、X線吸収体4
が位置ずれを起こさないことを見出した。なおここで、
daおよびdeは、図3に示すようにX線吸収体4とエ
ッチマスク6との膜厚である。このため本実施の形態の
製造方法では、図3に示す工程で、±10×da/de
MPa以下の局所応力となるようにエッチマスク6は成
膜され、もしくは成膜後に処理(たとえばアニールなど
の熱処理)が施される。
【0065】また、図4においてレジストパターン7を
マスクとしてエッチマスク6をパターニングし、このパ
ターンされたエッチマスク6をマスクとしてエッチング
を施すことによりX線吸収体4がパターニングされる。
X線吸収体4のパターニングのためのエッチング時にお
いて、X線吸収体4のオーバエッチングにより、その下
層にある反射防止膜3aもある程度エッチングされる。
このようにオーバエッチングで反射防止膜3aが除去さ
れた場合には、除去された部分の応力を緩和するために
X線吸収体4のパターンの位置がずれるおそれがある。
【0066】これに対して本願発明者らは、このX線吸
収体4のエッチングにおけるオーバエッチングの時間を
Tとし、X線吸収体4のエッチング条件における反射防
止膜3aのエッチングレート(速度)をEとしたとき、
オーバエッチングで除去される反射防止膜3aの部分の
局所応力が、±10×da/(E×T)MPa以下であ
れば、X線吸収体4のパターニング後にX線吸収体4の
パターンの位置がずれることがないことを見出した。
【0067】なおここで、E×Tは、図7に示すように
X線吸収体4のエッチング時におけるオーバエッチング
で反射防止膜3aが除去される膜厚tと実質的に同じで
ある。
【0068】それゆえ、本実施の形態の製造方法では、
X線吸収体4のエッチング時に除去される反射防止膜3
aの部分の局所応力が、±10×da/(E×T)MP
a以下となるように、反射防止膜3aは成膜され、もし
くは成膜後に処理(たとえばアニールなどの熱処理)が
施される。
【0069】本実施の形態では、上述したように、エッ
チングマスク6または反射防止膜3aの応力を所定の応
力以下に制御しているため、X線吸収体4のパターニン
グ後において、X線吸収体4のパターンが位置ずれを起
こすことが防止される。それゆえ、良好なパターンの位
置精度を有するX線マスクを得ることが可能となる。
【0070】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【0071】
【発明の効果】本発明のX線マスクでは、反射防止膜が
アモルファス構造を含んでいるため、その上に接して形
成されるX線吸収体もアモルファス構造となりやすい。
X線吸収体がアモルファス構造を含むと、X線吸収体を
パターニングする際にX線吸収体が結晶粒界に沿ってパ
ターニングされることは防止されるため、それによるエ
ッジラフネスは生じず、良好なパターンの寸法精度が得
られる。
【0072】上記局面において好ましくは、反射防止膜
はすべてアモルファス構造である。これにより、X線吸
収体は一層、アモルファス化しやすくなる。
【0073】上記局面において好ましくは、X線吸収体
はアモルファス構造を含んでいる。これにより、上述の
良好なパターンの寸法精度が得られる。
【0074】上記局面において好ましくは、反射防止膜
は、クロムの窒化物、クロムの酸化物、クロムの窒化酸
化物、酸化錫、炭化珪素およびタングステンからなる群
から選ばれる1種以上を含む材質よりなっている。この
ように反射防止膜に適切な材料を用いることにより、X
線の反射を防止できるとともに、X線吸収体のエッチン
グ時において反射防止膜がエッチングストッパの役割を
なす。
【0075】本発明の1の局面に従うX線マスクの製造
方法では、マスク層がアモルファス構造を含んでいるた
め、このマスク層をパターニングする際にマスク層が結
晶粒界に沿ってパターニングされることが防止される。
このため、それによるエッジラフネスは生じないため、
このマスク層をマスクとしてパターニングされるX線吸
収体には、エッジラフネスによるパターン精度の劣化が
生じることはない。したがって、良好なパターン寸法精
度を有するX線マスクを得ることができる。
【0076】上記局面において好ましくは、マスク層は
少なくともX線吸収体をパターニングする時点におい
て、すべてアモルファス構造である。これにより、マス
ク層が結晶粒界に沿ってパターニングされることは完全
に防止される。したがって、より一層、良好なパターン
の位置精度を有するX線マスクを得ることができる。
【0077】本発明の他の局面に従うX線マスクの製造
方法では、反射防止膜がアモルファス構造を含んでいる
ため、その上に接して形成されるX線吸収体もアモルフ
ァス構造となりやすい。X線吸収体がアモルファス構造
を含むと、X線吸収体がパターニングする際にX線吸収
体が結晶粒界に沿ってパターニングされることは防止さ
れるため、それによるエッジラフネスは生じず、良好な
パターンの寸法精度が得られる。
【0078】上記局面において好ましくは、反射防止膜
は、少なくともX線吸収体が成膜される時点においてす
べてアモルファス構造である。これにより、X線吸収体
はより一層、アモルファス化しやすくなる。
【0079】本発明の他の局面に従うX線マスクの製造
方法では、反射防止膜およびマスク層の少なくともいず
れかが、クロムターゲットを使用し、スパッタガスとし
て不活性ガスに窒素を含んだものを用いてスパッタする
ことで成膜された窒化クロムよりなる。この方法で反射
防止膜およびマスク層の少なくともいずれかを成膜する
ことにより、低応力の反射防止膜またはマスク層が得ら
れる。よって、X線吸収体が反射防止膜やマスク層の応
力に引っ張られることで、パターンの位置精度が低下す
ることを防止することが可能となる。
【0080】本発明の他の局面に従うX線マスクの製造
方法では、反射防止膜およびマスク層の少なくともいず
れかが、窒素とクロムとを含むターゲットを使用してス
パッタすることで成膜された窒化クロムよりなる。この
ように反射防止膜およびマスク層の少なくともいずれか
が成膜されることにより、低応力および低応力むらの反
射防止膜またはマスク層を得ることができる。よって、
X線吸収体が反射防止膜やマスク層の応力に引っ張られ
ることで、パターンの位置精度が低下することを防止す
ることが可能となる。
【0081】本発明の他の局面に従うX線マスクの製造
方法では、マスク層内の局所応力は、少なくともX線吸
収体をパターニングする時点において、±10×da/
deMPa以下であるため、X線吸収体のパターニング
後においてX線吸収体のパターンが位置ずれを起こすこ
とを防止できる。したがって、良好なパターンの位置精
度を有するX線マスクを得ることができる。
【0082】本発明の他の局面に従うX線マスクの製造
方法では、反射防止膜のオーバエッチングで除去される
部分の局所応力が、±10×da/(E×T)MPa以
下であるため、X線吸収体のパターニング後にX線吸収
体のパターンが位置ずれを起こすことを防止できる。し
たがって、良好なパターンの位置精度を有するX線マス
クを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1におけるX線マスクの
構成を概略的に示す断面図である。
【図2】 本発明の実施の形態1におけるX線マスクの
製造方法の第1工程を示す概略断面図である。
【図3】 本発明の実施の形態1におけるX線マスクの
製造方法の第2工程を示す概略断面図である。
【図4】 本発明の実施の形態1におけるX線マスクの
製造方法の第3工程を示す概略断面図である。
【図5】 窒素を含まないスパッタガスを用いて成膜さ
れた従来のクロム膜の応力分布を示す図である。
【図6】 窒素を含むスパッタガスを用いて成膜された
窒化クロム膜の応力分布を示す図である。
【図7】 X線吸収体4のエッチング時に反射防止膜3
aがオーバエッチングされる様子を示す概略断面図であ
る。
【図8】 従来のX線マスクの構成を概略的に示す断面
図である。
【図9】 従来のX線マスクの製造方法の第1工程を示
す概略断面図である。
【図10】 従来のX線マスクの製造方法の第2工程を
示す概略断面図である。
【図11】 従来のX線マスクの製造方法の第3工程を
示す概略断面図である。
【図12】 X線吸収体に応力が残留している場合にX
線吸収体のパターンの位置がずれることを示す概略断面
図である。
【図13】 エッチマスクが柱状の結晶構造を持つ場合
に、エッチマスクが結晶粒界に沿ってパターニングされ
ることを示す概略断面図である。
【図14】 エッチマスクに応力むらがある場合にX線
吸収体のパターンがずれる様子を説明するための第1工
程図である。
【図15】 エッチマスクに応力むらがある場合にX線
吸収体のパターンがずれる様子を説明するための第2工
程図である。
【図16】 エッチマスクに応力むらがある場合にX線
吸収体のパターンがずれる様子を説明するための第3工
程図である。
【図17】 エッチマスクに応力むらがある場合にX線
吸収体のパターンがずれる様子を説明するための第4工
程図である。
【図18】 図15に示す状態でのエッチマスクの応力
を分布の様子を示す図である。
【符号の説明】
1 シリコン基板、2 メンブレン、3a、3b 反射
防止膜、4 X線吸収体、5 サポートリング。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X線を透過するメンブレンと、 前記メンブレン上に形成され、かつアライメント光の反
    射を防止するための反射防止膜と、 前記反射防止膜の表面に接しかつパターニングされた、
    X線の透過を遮るX線吸収体とを備え、 前記反射防止膜はアモルファス構造を含んでいる、X線
    マスク。
  2. 【請求項2】 前記反射防止膜はすべてアモルファス構
    造である、請求項1に記載のX線マスク。
  3. 【請求項3】 前記X線吸収体はアモルファス構造を含
    む、請求項1に記載のX線マスク。
  4. 【請求項4】 前記反射防止膜は、クロムの窒化物、ク
    ロムの酸化物、クロムの窒化酸化物、酸化錫、炭化珪素
    および窒化珪素からなる群から選ばれる1種以上を含む
    材質よりなっている、請求項1に記載のX線マスク。
  5. 【請求項5】 X線を透過するメンブレン上に、X線の
    透過を遮るX線吸収体を形成する工程と、 前記X線吸収体上に、前記X線吸収体と異なる材料より
    なるマスク層を形成する工程と、 前記マスク層を所定の形状にパターニングする工程と、 前記マスク層をマスクとして前記X線吸収体をパターニ
    ングする工程とを備え、 前記マスク層は、少なくとも前記X線吸収体をパターニ
    ングする時点においてアモルファス構造を含んでいる、
    X線マスクの製造方法。
  6. 【請求項6】 前記マスク層は少なくとも前記X線吸収
    体をパターニングする時点において、すべてアモルファ
    ス構造である、請求項5に記載のX線マスクの製造方
    法。
  7. 【請求項7】 X線を透過するメンブレン上に、アライ
    メント光の反射を防止するための反射防止膜を形成する
    工程と、 前記反射防止膜の表面に接するように、X線の透過を遮
    るX線吸収体を形成する工程と、 前記X線吸収体を所定の形状にパターニングする工程と
    を備え、 前記反射防止膜は、少なくとも前記X線吸収体が成膜さ
    れる時点において、アモルファス構造を含んでいる、X
    線マスクの製造方法。
  8. 【請求項8】 前記反射防止膜は、少なくとも前記X線
    吸収体が成膜される時点においてすべてアモルファス構
    造である、請求項7に記載のX線マスクの製造方法。
  9. 【請求項9】 X線を透過するメンブレン上に、アライ
    メント光の反射を防止するための反射防止膜を形成する
    工程と、 前記反射防止膜の表面に接するように、X線の透過を遮
    るX線吸収体を形成する工程と、 前記X線吸収体上に、前記X線吸収体と異なる材料より
    なるマスク層を形成する工程と、 前記マスク層をマスクとして前記X線吸収体をパターニ
    ングする工程とを備え、 前記反射防止膜および前記マスク層の少なくともいずれ
    かは、クロムターゲットを使用し、スパッタガスとして
    不活性ガスに窒素を含んだものを用いてスパッタするこ
    とで成膜された窒化クロムよりなる、X線マスクの製造
    方法。
  10. 【請求項10】 X線を透過するメンブレン上に、アラ
    イメント光の反射を防止するための反射防止膜を形成す
    る工程と、 前記反射防止膜の表面に接するように、X線の透過を遮
    るX線吸収体を形成する工程と、 前記X線吸収体上に、前記X線吸収体と異なる材料より
    なるマスク層を形成する工程と、 前記マスク層をマスクとして前記X線吸収体をパターニ
    ングする工程とを備え、 前記反射防止膜および前記マスク層の少なくともいずれ
    かは、窒素とクロムとを含むターゲットを使用してスパ
    ッタすることで成膜された窒化クロムよりなる、X線マ
    スクの製造方法。
  11. 【請求項11】 X線を透過するメンブレン上に、X線
    の透過を遮るX線吸収体を形成する工程と、 前記X線吸収体上に、前記X線吸収体と異なる材料より
    なるマスク層を形成する工程と、 前記マスク層を所定の形状にパターニングする工程と、 前記マスク層をマスクとして前記X線吸収体をパターニ
    ングする工程とを備え、 前記X線吸収体の厚さをda、前記マスク層の厚さをd
    eとしたとき、前記マスク層内の局所応力は、少なくと
    も前記X線吸収体をパターニングする時点において、±
    10×da/deMPa以下である、X線マスクの製造
    方法。
  12. 【請求項12】 X線を透過するメンブレン上に、アラ
    イメント光の反射を防止するための反射防止膜を形成す
    る工程と、 前記反射防止膜の表面に接するように、X線の透過を遮
    るX線吸収体を形成する工程と、 前記X線吸収体を所定の形状にパターニングする工程と
    を備え、 前記X線吸収体のパターニングはエッチングにより行な
    われ、かつ前記X線吸収体のオーバエッチングにより前
    記反射防止膜の一部表面はエッチング除去され、かつ前
    記X線吸収体の厚さをda、前記エッチングにおける前
    記X線吸収体のオーバエッチング時間をT、前記エッチ
    ングにおける前記反射防止膜のエッチング速度をEとし
    たとき、前記反射防止膜の前記オーバエッチングで除去
    される部分の局所応力が、±10×da/(E×T)M
    Pa以下である、X線マスクの製造方法。
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