JP2757939B2 - X-ray mask - Google Patents
X-ray maskInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 Ｘ線マスクに関し、 SiC膜の表面を平坦にして鏡面性を向上させることが
でき、品質の良好なＸ線マスクを提供することを目的と
し、 基板とＸ線吸収体との間にＸ線を透過する膜を有する
Ｘ線マスクにおいて、前記膜を、少なくともＰ、Ｂ、
Ｎ、Ｏの１種類以上からなる不純物を1019個/cm3以上の
密度で導入してアモルファス化したSiC膜で構成する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Summary] Regarding an X-ray mask, an object of the present invention is to provide a high-quality X-ray mask capable of improving the specularity by flattening the surface of an SiC film and providing a high-quality X-ray mask. An X-ray mask having a film that transmits X-rays between the film and an X-ray absorber, wherein the film is at least P, B,
An amorphous SiC film is formed by introducing impurities of at least one of N and O at a density of 10 19 / cm 3 or more.
本発明は、Ｘ線マスクに係り、詳しくは、特にＸ線を
透過する膜（例えば、メンブレン）の鏡面性を向上した
Ｘ線マスクに関する。The present invention relates to an X-ray mask, and more particularly, to an X-ray mask with improved specularity of a film (for example, a membrane) that transmits X-rays.
Ｘ線マスクは、Ｘ線吸収の大きいＸ線吸収体、Ｘ線を
透過するいわゆるメンブレンと呼ばれる膜（Ｘ線に対し
て透明な膜ともいう）及びこれを支持する支持枠等から
構成されている。例えば半導体素子のパターンを形成す
るにはＸ線マスクを用いることができる。具体的には半
導体デバイスパターンに対応したＸ線マスクを、Ｘ線レ
ジストを表面に塗布した半導体ウエハ面に近接配置し、
Ｘ線マスクにＸ線を照射して、Ｘ線マスク上のパターン
を半導体ウエハ面上のＸ線レジストに露光することによ
ってパターンを形成することができる。The X-ray mask includes an X-ray absorber having a large X-ray absorption, a so-called membrane that transmits X-rays (also referred to as a film transparent to X-rays), and a support frame that supports the film. . For example, an X-ray mask can be used to form a pattern of a semiconductor element. Specifically, an X-ray mask corresponding to the semiconductor device pattern is arranged close to the semiconductor wafer surface coated with an X-ray resist on the surface,
The pattern can be formed by irradiating the X-ray mask with X-rays and exposing the pattern on the X-ray mask to the X-ray resist on the semiconductor wafer surface.
ここで上記Ｘ線を透過する膜は、Ｘ線マスクを製造す
る際の、品質の信頼性の向上と生産費用の低減に影響を
及ぼす重要な因子であることが知られている。Here, it is known that the film that transmits X-rays is an important factor that affects the improvement of quality reliability and the reduction of production cost when manufacturing an X-ray mask.
Ｘ線を透過する膜としては、例えばBN膜、SiN膜、Si
薄膜、β型（zincblende）−SiC膜等がある。BN膜、SiN
膜においてはＸ線照射によるダメージを受け易いという
欠点（例えばヤング率が低い）があり、Si薄膜において
はＸ線照射によるダメージがほとんどないが、Ｘ線の透
過率が低く、光によるアライメントが困難であるという
欠点がある。β型−SiC膜においては、上記課題をほと
んど解決できるが、鏡面性がよくないという欠点があ
る。したがって、上記各課題を解決できるＸ線マスクが
要求されている。Examples of films that transmit X-rays include BN films, SiN films, and Si films.
There are a thin film and a β-type (zincblende) -SiC film. BN film, SiN
The film has a drawback that it is easily damaged by X-ray irradiation (for example, has a low Young's modulus), and the Si thin film has almost no damage by X-ray irradiation, but has a low X-ray transmittance and is difficult to align by light. There is a disadvantage that it is. The β-type SiC film can almost completely solve the above problem, but has a drawback that the mirror surface is not good. Therefore, there is a demand for an X-ray mask that can solve each of the above problems.
Ｘ線マスクを構成するSiC膜を有するＸ線マスクの従
来技術の公知例としては、例えば米国特許3,873,824号
明細書、特開昭53−20767号公報に記載されている。Known examples of the X-ray mask having the SiC film constituting the X-ray mask in the prior art are described in, for example, U.S. Pat. No. 3,873,824 and JP-A-53-20767.
以下、具体的に図面を用いて説明する。 Hereinafter, a specific description will be given with reference to the drawings.
第５図は従来のＸ線マスクの一例の構成を示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an example of a conventional X-ray mask.
１は支持枠、２は例えばSiからなる基板、３はＸ線を
透過するSiC膜、４は例えばAuからなるＸ線吸収体であ
る。1 is a support frame, 2 is a substrate made of, for example, Si, 3 is a SiC film that transmits X-rays, and 4 is an X-ray absorber made of, for example, Au.
次に、その製造工程について簡単に説明する。 Next, the manufacturing process will be briefly described.
まず、例えばCVD法により基板２上にSiC膜３を形成し
た後、基板２の裏面に支持枠１を接着する。そして、例
えばメッキあるいは反応性イオンエッチング（RiE）に
よりSiC膜３上にＸ線吸収体４を選択的に形成した後、S
iC膜３が露出するまで基板２を選択的にエッチバックす
ることにより第５図に示すようなＸ線マスクが完成す
る。First, after forming the SiC film 3 on the substrate 2 by, for example, the CVD method, the support frame 1 is bonded to the back surface of the substrate 2. Then, after selectively forming the X-ray absorber 4 on the SiC film 3 by plating or reactive ion etching (RiE), for example,
By selectively etching back the substrate 2 until the iC film 3 is exposed, an X-ray mask as shown in FIG. 5 is completed.
しかしながら、このような従来のＸ線マスクにあって
は、第６図に示すようにSiC膜３のＸ線回析ピークが多
結晶を示しており、結晶性のバラツキに伴ってSiC膜３
の表面が凹凸で平坦な表面を得ることが困難であるため
アライメント光を乱反射し易く、アライメントを困難に
するといった膜表面の鏡面性の点で課題があった。However, in such a conventional X-ray mask, as shown in FIG. 6, the X-ray diffraction peak of the SiC film 3 shows polycrystal, and the SiC film 3
It is difficult to obtain a flat surface due to the unevenness of the surface of the film, so that alignment light is easily irregularly reflected, and there has been a problem in terms of the mirror surface of the film surface, which makes alignment difficult.
そこで本発明は、SiC膜の表面を平坦にして鏡面性を
向上させることができ、品質の良好なＸ線マスクを提供
することを目的としている。Therefore, an object of the present invention is to provide a high quality X-ray mask which can improve the mirror surface by flattening the surface of the SiC film.
本発明によるＸ線マスクは上記目的達成のため、基板
とＸ線吸収体との間にＸ線を透過する膜を有するＸ線マ
スクにおいて、前記膜を、少なくともＰ、Ｂ、Ｎ、Ｏの
１種以上からなる不純物を1019個/cm3以上の密度で導入
してアモルファス化したSiC膜で構成する。In order to achieve the above object, an X-ray mask according to the present invention is an X-ray mask having a film that transmits X-rays between a substrate and an X-ray absorber, wherein the film is at least one of P, B, N and O. An amorphous SiC film is formed by introducing impurities of at least species at a density of 10 19 / cm 3 or more.
本発明では、不純物を導入すると共にその導入量を最
適化したことにより、SiC膜を均一にアモルファス化で
き、SiC膜の表面を平坦化して光の乱反射を防止し、ア
ライメントを容易化できる。In the present invention, by introducing impurities and optimizing the amount of impurities, the SiC film can be made amorphous uniformly, the surface of the SiC film can be flattened, irregular reflection of light can be prevented, and alignment can be facilitated.
したがって、SiC膜の表面が平坦になり、アライメン
ト光の乱反射が生じにくくなりアライメントが容易にな
る。Therefore, the surface of the SiC film becomes flat, and irregular reflection of alignment light hardly occurs, and alignment is facilitated.
以下、本発明を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は本発明に係るＸ線マスクの一実施例の構成を
示す図、第２図はSiC膜を形成するためのCVD装置の一例
の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of an X-ray mask according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an example of a CVD apparatus for forming a SiC film.
これらの図において、第３図と同一符号は同一または
相当部分を示し、2aは例えばSi（111）２〜８゜オフの
基板、3aは本発明に係るアモルファス（金属のように原
子が規則正しく配列されておらず、結晶状態にならない
状態で原子配列がまったく無秩序な状態を指すもので、
無定形あるいは非晶質ともいわれる）化したSiC膜で、
Ｘ線を透過する膜として機能し通常β型である。５はセ
サプタ、６はメカニカルブースタ排気ファン、７はロー
タリポンプ、８は発振器、９はマスフローコントロー
ラ、10は例えばSiHCl3からなるハロゲン化シランガス、
11は例えばC3H8からなる炭化水素ガス、12は反応炉、13
はワークコイル、14はベーパーライザコントローラであ
る。In these figures, the same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same or corresponding parts, 2a denotes a substrate of, for example, Si (111) 2 to 8 ° off, and 3a denotes an amorphous material according to the present invention (where atoms are regularly arranged like metal). It is a state where the atomic arrangement is completely disordered without being in a crystalline state,
(Also called amorphous or amorphous) SiC film
It functions as a film that transmits X-rays and is usually β-type. 5 is a susceptor, 6 is a mechanical booster exhaust fan, 7 is a rotary pump, 8 is an oscillator, 9 is a mass flow controller, 10 is a halogenated silane gas made of, for example, SiHCl 3 ,
11 is a hydrocarbon gas composed of, for example, C 3 H 8 , 12 is a reaction furnace, 13
Is a work coil, and 14 is a vapor riser controller.
次に、その製造工程について説明する。 Next, the manufacturing process will be described.
まず、CVD法により基板2a上にアモルファス化したSiC
膜3aを形成する。このアモルファス化したSiC膜3aの具
体的な製造法は以下の様である。First, amorphous SiC was formed on the substrate 2a by CVD.
The film 3a is formed. The specific manufacturing method of the amorphous SiC film 3a is as follows.
第２図に示すようなCVD装置を用い、反応温度が例え
ば850゜〜1360℃で、ハロゲン化シランガス10と炭化水
素ガス11をH2ガスで希釈して反応させる。この時、不純
物としてPH3（Ｐ）を反応炉13に導入し、ドーピング密
度が例えば1019個/cm3以上のオーダに入るようにする。
これにより基板2a上にアモルファス化したSiC膜3aが例
えば厚層２〜３μｍで形成される。そして、基板2a裏面
に支持枠１を接着し、例えば蒸着によりSiC膜3a上にＸ
線吸収体４を選択的に形成した後、SiC膜3aが露出する
まで基板2aを選択的にエッチバックすることにより第１
図に示すようなＸ線マスクが完成する。Using a CVD apparatus as shown in FIG. 2, a reaction temperature is, for example, 850 ° C. to 1360 ° C., and a reaction is performed by diluting the halogenated silane gas 10 and the hydrocarbon gas 11 with H 2 gas. At this time, PH 3 (P) is introduced as an impurity into the reaction furnace 13 so that the doping density is, for example, on the order of 10 19 / cm 3 or more.
As a result, an amorphous SiC film 3a is formed on the substrate 2a as a thick layer having a thickness of, for example, 2 to 3 μm. Then, the support frame 1 is bonded to the back surface of the substrate 2a, and X is formed on the SiC film 3a by, for example, vapor deposition.
After the line absorber 4 is selectively formed, the substrate 2a is selectively etched back until the SiC film 3a is exposed.
The X-ray mask as shown in the figure is completed.
すなわち、上記実施例では、Ｘ線を透過する膜を不純
物を導入してアモルファス化したSiC膜3aで構成したの
で、SiC膜3aの表面が平坦になる。このため、アライメ
ント光の乱反射が生じにくく、アライメントを容易にし
て鏡面性を向上させることができる。ここで、表面が平
坦になるのは従来のＸ線マスクのような結晶性のバラツ
キが生じなくなるためと推定される。That is, in the above embodiment, since the film that transmits X-rays is formed of the SiC film 3a that is made amorphous by introducing impurities, the surface of the SiC film 3a becomes flat. For this reason, irregular reflection of the alignment light is unlikely to occur, and alignment can be facilitated to improve the specularity. Here, the reason why the surface is flattened is presumed to be that the variation in crystallinity unlike the conventional X-ray mask does not occur.
また、上記実施例はβ型のアモルファス化したSiC膜3
aで構成しているので、高ヤング率（例えば3.4×1012dy
n/cm2）で、かつＸ線ダメージ耐性を向上させることが
できる。In the above embodiment, the β-type amorphous SiC film 3 was used.
Since it is composed of a, high Young's modulus (for example, 3.4 × 10 12 dy
n / cm 2 ), and the X-ray damage resistance can be improved.
第３図は本発明に係るアモルファス化したSiC膜3aに
ついてのＸ線回折ピークを示す図であるが、これから明
らかな通り、表面の平坦度が向上している。FIG. 3 is a view showing an X-ray diffraction peak of the amorphized SiC film 3a according to the present invention. As is apparent from FIG. 3, the surface flatness is improved.
また、第４図はSiC膜3aのＸ線回折における回折ピー
クの半値幅とドーピング密度との関係を示す図であり、
1019オーダ以上の不純物を導入すれば半値幅が増大し、
ノンドープよりもアモルファス化がすすんでいるのが判
る。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the half width of the diffraction peak and the doping density in the X-ray diffraction of the SiC film 3a,
If the impurity of 10 19 order or more is introduced, the half width increases,
It can be seen that amorphousization is progressing more than non-doping.
なお、上記実施例では、不純物としてPH3（Ｐ）を導
入する場合について説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、B2H6（Ｂ）、NH3（Ｎ）、O2（Ｏ）
を導入する場合であっても、これら（PH3（Ｐ）含む）
を同時に適宜選択（２種〜４種）して導入する場合であ
ってもよい。ここで、不純物としてNH3（Ｎ）を用いる
場合、Ｎのドーピング密度は1020個/cm3以上であること
が好ましい。その他のドーパントに対してはその密度は
1019個/cm3以上である事が好ましい。In the above embodiment, the case where PH 3 (P) is introduced as an impurity has been described. However, the present invention is not limited to this, and B 2 H 6 (B), NH 3 (N), O 2 (O)
Even when introducing, these (including PH 3 (P))
May be simultaneously selected (2 to 4 types) and introduced. Here, when NH 3 (N) is used as the impurity, the N doping density is preferably 10 20 / cm 3 or more. For other dopants the density is
It is preferably at least 10 19 / cm 3 .
また、上記実施例は、高温成膜により強固なアルファ
ス化したSiC膜3aを得る好ましい態様の場合について説
明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、低
温成膜によってもアモルファス化したSiC膜を得ること
ができる。この場合は高温成膜によって得られたものよ
りＸ線に対するダメージの点でやや劣る。Further, in the above-described embodiment, a preferred embodiment in which a strong alphased SiC film 3a is obtained by high-temperature film formation has been described.However, the present invention is not limited to this. The obtained SiC film can be obtained. In this case, X-ray damage is slightly inferior to that obtained by high-temperature film formation.
本発明によれば、SiC膜を均一にアモルファス化で
き、SiC膜の表面を平坦化して光の乱反射を防止し、ア
ライメントを容易化できるという有利な効果が得られ
る。According to the present invention, it is possible to obtain an advantageous effect that the SiC film can be uniformly made amorphous, the surface of the SiC film is flattened, irregular reflection of light is prevented, and alignment is facilitated.
第１図は本発明に係るＸ線マスクの一実施例の構成を示
す図、 第２図は一実施例のCVD装置の構成を示す図、 第３図は一実施例のSiC膜のＸ線回折ピークを示す図、 第４図は一実施例のSiC膜のＸ線回折における回折ピー
クの半値幅とドーピング密度との関係を示す図、 第５図は従来のＸ線マスクの一例の構成を示す図、 第６図は従来例のSiC膜のＸ線回析ピークを示す図であ
る。 １……支持枠、 2a……基板、 3a……アモルファス化したSiC膜、 ４……Ｘ線吸収体。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of an X-ray mask according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a CVD apparatus of one embodiment, and FIG. 3 is an X-ray of a SiC film of one embodiment. FIG. 4 is a diagram showing a diffraction peak, FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the half-width of the diffraction peak and the doping density in the X-ray diffraction of the SiC film of one embodiment, and FIG. FIG. 6 is a view showing an X-ray diffraction peak of a conventional SiC film. 1 ... Support frame, 2a ... Substrate, 3a ... Amorphous SiC film, 4 ... X-ray absorber.
フロントページの続き (72)発明者 中川 健二 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 古村 雄二 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 恵下 隆 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−112728（ＪＰ，Ａ)Continuing from the front page (72) Inventor Kenji Nakagawa 1015 Uedanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside Fujitsu Limited (72) Inventor Yuji Furumura 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Fujitsu Limited (72) Invention Person Takashi Eshita 1015 Uedanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fujitsu Limited (56) References JP-A-1-112728 (JP, A)
Claims (1)
膜を有するＸ線マスクにおいて、前記膜を、少なくとも
Ｐ、Ｂ、Ｎ、Ｏの１種以上からなる不純物を1019個/cm3
以上の密度で導入してアモルファス化したSiC膜で構成
したことを特徴とするＸ線マスク。1. A X-ray mask having a membrane which transmits X-rays between the substrate and the X-ray absorber, the film, at least P, B, N, impurity 1019 comprising one or more O Pieces / cm 3
An X-ray mask comprising an SiC film introduced at the above density and made amorphous.
Priority Applications (5)
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