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JPH02123730A - Radiation exposure mask and its manufacturing method - Google Patents

Radiation exposure mask and its manufacturing method

Info

Publication number
JPH02123730A
JPH02123730A JP63276157A JP27615788A JPH02123730A JP H02123730 A JPH02123730 A JP H02123730A JP 63276157 A JP63276157 A JP 63276157A JP 27615788 A JP27615788 A JP 27615788A JP H02123730 A JPH02123730 A JP H02123730A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alloy
film
radiation exposure
pattern
radiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63276157A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiko Kishimoto
岸本 晃彦
Naoki Yamamoto
直樹 山本
Hidetaka Saito
秀隆 斉藤
Takeshi Kimura
剛 木村
Shinji Kuniyoshi
伸治 国吉
Kozo Mochiji
広造 持地
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP63276157A priority Critical patent/JPH02123730A/en
Publication of JPH02123730A publication Critical patent/JPH02123730A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a mask for radiation exposure having low stress and a high-density radiation absorber pattern by using alloy comprising two kinds of metal elements which are selected among high-density, high-melting-point metal elements such as W and RE, and constituting an alloy film. CONSTITUTION:A substrate is heated, and a W-Re alloy film 1a is deposited at a pressure of 4 Pa. Then an SiO2 film (upper layer film) 5a is deposited by a sputtering method. An electron beam resist film 4a is applied, and a desired resist pattern 4 is drawn. With the pattern as a mask, the SiO2 film 5a undergoes selective dry etching by using CHF3 reacting gas. Thus an SiO2 pattern 5 is formed. With the pattern 5 as a mask, dry etching is performed under the specified conditions by using SF6 gas, and a radiation absorber pattern 1 comprising W-Re alloy is formed. Thereafter, the SiO2 pattern 5 is removed, and a mask for radiation exposure is formed. Thus, the mask for radiation exposure having low stress and the high-density radiation absorber pattern can be obtained with good productivity at a high yield.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路の製造において、微細パターン
の転写に用いる放射線露光用マスクおよびその製造方法
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a radiation exposure mask used for transferring fine patterns in the manufacture of semiconductor integrated circuits, and a method of manufacturing the same.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の半導体集積回路の製造時に使用するX線露光用マ
スクに使用されているX線吸収体パターンには、Auま
たはW、あるいはW−Ti合金膜パターンが用いられて
いた。AuはX線吸収係数が大きく、しかも低い応力の
メツキ材料が得られることから、低歪X線露光用マスク
の作製に好適であった。しかし、メツキ工程がウェット
プロセスであることから形成されるパターンの欠陥も多
く発生し、またパターンの面積によってはメツキの電流
を変える必要性も生じ、常に低い応力に保持する最良の
プロセス条件の設定が極めて困難であった。Wは、X線
吸収係数が大きく、CF、などによる反応性エツチング
により急峻なパターン断面形状が得られるという利点が
ある。しかし、低応力の膜を形成させることが難かしく
、xIv!露光用マスクの位置歪の発生の要因となり、
精度の高い微細パターンの転写ができないという欠点が
あった・ W −T i合金よりなるX線露光用マスクパターンは
、特開昭63−51632号公報に提案されているごと
く、反応性イオンエツチング法による微細加工が可能で
、SiN、Sin、などの材料に対する接着性が向上す
るという利点を有している。また、ニス・ビー・アイ・
イー、プロシーデインゲス、第923号(1988年)
、第2頁から第8頁(SPIE Proceeding
s 923 (1988) 、 pp2〜8)において
論じられているように、低応力のW−Ti合金のX線露
光用マスクを作製することが可能である。
2. Description of the Related Art Au, W, or W-Ti alloy film patterns have been used as X-ray absorber patterns used in X-ray exposure masks used in the manufacture of conventional semiconductor integrated circuits. Since Au has a large X-ray absorption coefficient and can provide a plating material with low stress, it is suitable for producing a low-distortion X-ray exposure mask. However, since the plating process is a wet process, many defects occur in the formed pattern, and depending on the area of the pattern, it may be necessary to change the plating current, so setting the best process conditions to maintain low stress at all times. was extremely difficult. W has the advantage that it has a large X-ray absorption coefficient and that a steep pattern cross-sectional shape can be obtained by reactive etching using CF or the like. However, it is difficult to form a film with low stress, and xIv! This causes positional distortion of the exposure mask.
There was a drawback that it was not possible to transfer fine patterns with high precision. - Mask patterns for X-ray exposure made of W-Ti alloy can be etched using a reactive ion etching method, as proposed in JP-A No. 63-51632. It has the advantage of being able to be microfabricated by microfabrication and improving adhesion to materials such as SiN and Sin. Also, Niss B.I.
E., Proceedinges, No. 923 (1988)
, pages 2 to 8 (SPIE Proceedings
s 923 (1988), pp 2-8), it is possible to make low stress W-Ti alloy X-ray exposure masks.

しかし、Tiは軽金属元素であり1合金の密度の点から
は、W単独の場合よりも高くなることはなく、多量のT
iを含んだW−Ti合金は、X線吸収係数が小さくなる
という欠点があった。
However, since Ti is a light metal element, the density of one alloy will not be higher than that of W alone, and a large amount of T
The W--Ti alloy containing i has a drawback of having a small X-ray absorption coefficient.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

」二連したごとく、従来技術においては、密度が高く大
きなX線吸収係数をもち、かつ低応力で加工性に優れ、
しかもパターン欠陥が生じにくいというすべての条件を
満たすX線吸収体材料を得るまでには至らなかった。
'' As shown in the same paragraph, conventional technology has high density and large X-ray absorption coefficient, low stress and excellent workability,
Moreover, it has not been possible to obtain an X-ray absorber material that satisfies all the conditions of being less likely to cause pattern defects.

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、放射線
の吸収係数が大きく、低応力で加工性が良好で、かつ高
精度の微細パターンの転写が可能な放射線吸収体パター
ンを有する放射線露光用マスクおよびその製造方法を提
供することにある。
The object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the above-mentioned conventional techniques, and to provide a radiation exposure method having a radiation absorber pattern that has a large radiation absorption coefficient, low stress, good workability, and is capable of transferring fine patterns with high precision. An object of the present invention is to provide a mask and a method for manufacturing the same.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記本発明の目的を達成するために、放射線吸収体材料
として、W、Ta、Re、Os、Irなどの密度の高い
高融点金属元素のうちより選択される少なくとも2種の
金属元素からなる合金を用い、かつ上記合金の構成元素
は、その一方が休心立方格子構造を持ち、他方の元素が
面心立方格子または六方最密格子構造を有する元素の組
合せとして、合金を構成する元素が互に他の金属元素の
結晶格子の空間に入り込めるようにして、密度が高く低
応力の合金膜を構成したものである。
In order to achieve the above object of the present invention, an alloy consisting of at least two kinds of metal elements selected from among high-density, high-melting point metal elements such as W, Ta, Re, Os, and Ir is used as a radiation absorber material. and the constituent elements of the alloy are a combination of elements in which one element has a resting cubic lattice structure and the other element has a face-centered cubic lattice structure or a hexagonal close-packed lattice structure. The metal element is made to be able to enter the space of the crystal lattice of other metal elements to form a high-density, low-stress alloy film.

本発明は、マスク基板上に所定の放射線吸収体パターン
を形成した放射線露光用マスクにおいて、上記放射線吸
収体パターンを構成する材料を、高密度、高融点金属元
素であるW、Ta、Re、Os、Irのうちより選択さ
れる少なくとも2種の元素を含む合金とし、かつ合金の
構成元素の一方を体心立方構造を持つ元素とし、他方の
元素を面心立方構造もしくは六方最密構造を持つ元素の
組合せとして、上記合金を構成する元素が互に他の元素
の結晶格子の空間に入り込む構造にした低応力で高密度
の放射線吸収体パターンを有する放射線露光用マスクで
ある。
The present invention provides a radiation exposure mask in which a predetermined radiation absorber pattern is formed on a mask substrate. , Ir, one of the constituent elements of the alloy is an element with a body-centered cubic structure, and the other element has a face-centered cubic structure or a hexagonal close-packed structure. The present invention is a radiation exposure mask having a low-stress, high-density radiation absorber pattern in which, as a combination of elements, the elements constituting the alloy enter into the crystal lattice spaces of other elements.

本発明の放射線露光用マスクにおいて、放射線吸収体パ
ターンを構成する材料が、一方がWもしくはTa元素で
あり、他方がRe、OsもしくはIr元素からなる合金
とすることが好ましい。
In the radiation exposure mask of the present invention, it is preferable that the materials constituting the radiation absorber pattern are an alloy in which one of the materials is W or Ta and the other is Re, Os, or Ir.

そして、本発明の放射線露光用マスクにおいて、放射線
吸収体パターンを構成する材料が、WとReの合金から
なり、かつWとReの合金は、Reの含有率が重量%で
、5〜95%の範囲にあることがより好ましい。
In the radiation exposure mask of the present invention, the material constituting the radiation absorber pattern is made of an alloy of W and Re, and the alloy of W and Re has a Re content of 5 to 95% by weight. It is more preferable to fall within the range of .

さらに、本発明の放射線露光用マスクにおいて、放射線
吸収体パターンを構成する材料が、TaとIrの合金か
らなり、かつTaとIrの合金は、Irの含有率が重量
%で80%以下の範囲であることがより好ましい。
Furthermore, in the radiation exposure mask of the present invention, the material constituting the radiation absorber pattern is made of an alloy of Ta and Ir, and the alloy of Ta and Ir has an Ir content of 80% or less by weight. It is more preferable that

本発明の放射線吸収体パターンを有する放射線露光用マ
スクの製造方法は、マスク基板上に、W、Ta、 Re
、○s、Irのうちより選択される少なくとも2種の元
素からなる合金膜、およびその上層膜を、それぞれ順次
積層し、かつその上に電子線レジスト膜を塗布する工程
と、上記電子線レジスト膜を電子線によって所望するパ
ターンに描画し、その後、現像処理してレジストパター
ンを形成する工程と、上記レジストパターンをマスクと
して、上記上層膜を選択的にエツチングして、上層膜パ
ターンを形成する工程と、上記上層膜パターンをマスク
にして、上記合金膜を反応性ガスにより選択的にエツチ
ングして、所望する上記合金膜からなる放射線吸収体パ
ターンを形成する工程を、少なくとも実施することによ
り、本発明の低応力で高密度の放射線吸収体パターンを
有する放射線露光用マスクを得ることができる。
The method for manufacturing a radiation exposure mask having a radiation absorber pattern according to the present invention includes a method for manufacturing a radiation exposure mask having a radiation absorber pattern.
a step of sequentially laminating an alloy film made of at least two elements selected from , s, and Ir, and an upper layer thereof, and applying an electron beam resist film thereon; A step of drawing a desired pattern on the film using an electron beam, and then developing it to form a resist pattern, and using the resist pattern as a mask, selectively etching the upper layer film to form an upper layer film pattern. and selectively etching the alloy film with a reactive gas using the upper layer film pattern as a mask to form a desired radiation absorber pattern made of the alloy film. A radiation exposure mask having a low-stress and high-density radiation absorber pattern according to the present invention can be obtained.

そして、本発明の放射線露光用マスクの製造方法におい
て、放射線吸収体パターンを形成するW−Re、Ta−
Irなどの合金膜の上部に形成させる上層膜は、Sin
、5i02などの酸化ケイ素膜もしくはSiN、5L3
N4などの窒化ケイ素膜を用いることが好ましい。
In the method for manufacturing a radiation exposure mask of the present invention, W-Re, Ta-
The upper layer film formed on top of the alloy film such as Ir is made of
, 5i02 or SiN, 5L3
Preferably, a silicon nitride film such as N4 is used.

さらに1本発明の放射線露光用マスクの製造方法におい
て、低応力で高密度の合金膜を選択的にエツチングする
反応性ガスとして、六フッ化イオウ(sFs)を用いる
ことが好ましい。
Furthermore, in the method for manufacturing a radiation exposure mask of the present invention, it is preferable to use sulfur hexafluoride (sFs) as a reactive gas for selectively etching a low-stress, high-density alloy film.

【作  用〕[For production]

放射線吸収体パターン材料として用いられる材料は、い
ずれも原子番号の大きい金属元素からなる材料であり、
X線吸収係数も大きく、それらの金属元素からなる合金
も、X線吸収係数が大きくなる。そして、合金にするこ
とにより、単独の金属元素では応力を低減することが難
しい金属であっても、一方が体心立方格子構造を持ち、
他方が面心立方格子または六方最密格子構造を有する金
属元素の組合せとすることにより、結晶の格子間距離を
変化させることができ、放射線吸収体パターン材料とし
て低応力の合金膜を得ることができる。また、上記構造
の合金膜とすることにより。
The materials used as radiation absorber pattern materials are all made of metal elements with large atomic numbers,
The X-ray absorption coefficient is also large, and alloys made of these metal elements also have a large X-ray absorption coefficient. By forming an alloy, even if it is difficult to reduce stress with a single metal element, one of the metals has a body-centered cubic lattice structure.
By combining metal elements with the other one having a face-centered cubic lattice or hexagonal close-packed lattice structure, the interlattice distance of the crystal can be changed, and a low-stress alloy film can be obtained as a radiation absorber pattern material. can. Also, by forming an alloy film having the above structure.

反応性イオンエツチングなどによる微細加工も容易とな
り、低応力で高密度の放射線吸収体パターンを有する放
射線露光用マスクを生産性よく高歩留りで製造すること
が可能となる。
Microfabrication by reactive ion etching or the like becomes easy, and it becomes possible to manufacture radiation exposure masks with low stress and high density radiation absorber patterns with high productivity and high yield.

(実施例) 以下に1本発明の一実施例をあげ、図面に基づいて、さ
らに詳細に説明する。
(Example) An example of the present invention will be described below in more detail based on the drawings.

第1図は本発明の製造方法によって作製した放射線露光
用マスクの断面構造の一例を示す模式図である。第2図
(a)〜(e)は、上記第1図に示した放射線露光用マ
スクの製造プロセスを示す工程図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the cross-sectional structure of a radiation exposure mask manufactured by the manufacturing method of the present invention. FIGS. 2(a) to 2(e) are process diagrams showing the manufacturing process of the radiation exposure mask shown in FIG. 1 above.

まず、Siウェハ上に、LPGVD (低圧化学気相成
長(Low Pressure Chemical V
apor Deposi−tion) )法によりBN
C膜を形成させた。反応ガスはモノメチルアミン、5容
積%水素希釈ジボランを用い、666.61Pa、75
0℃にて2μ麗の厚さに成膜した。Siウェハ裏面のB
NC膜を窓形状に合わせて中央部分をCF、によるドラ
イエツチングで除去し、これをマスクとしてSiウェハ
を裏面からフッ酸:硝酸:酢酸=1:4:1の混合液で
ウェットエツチングして、BNCマスクメンブレン2を
形成した。
First, LPGVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition) is applied onto a Si wafer.
BN by apor Deposition) method
A C film was formed. The reaction gas used was monomethylamine, diborane diluted with 5% by volume hydrogen, and the pressure was 666.61 Pa, 75
A film was formed to a thickness of 2 μm at 0°C. B on the back side of the Si wafer
The central part of the NC film was removed by dry etching with CF according to the window shape, and using this as a mask, the Si wafer was wet etched from the back side with a mixture of hydrofluoric acid: nitric acid: acetic acid = 1:4:1. A BNC mask membrane 2 was formed.

RFスパッタ装置によって、Re含有率30wt%のW
−Re混合ターゲットを用い、400℃に基板を加熱し
、4Paの圧力で1μmの厚さに、W−Re合金膜1a
を堆積した。次に、SiO□膜(上層膜)5aをスパッ
タ法で0.1μmの膜厚に堆積し、電子線レジスト膜4
aを塗布した〔第2図(a)〕。
Using an RF sputtering device, W with a Re content of 30 wt% was
- Using a Re mixed target, the substrate was heated to 400°C, and a W-Re alloy film 1a was formed to a thickness of 1 μm under a pressure of 4 Pa.
was deposited. Next, a SiO□ film (upper layer film) 5a is deposited to a thickness of 0.1 μm by sputtering, and an electron beam resist film 4
A was applied [Figure 2 (a)].

次に電子線レジスト膜4aを所望するレジストパターン
4に描画し、現像する〔第2図(b)〕。
Next, a desired resist pattern 4 is drawn with an electron beam resist film 4a and developed [FIG. 2(b)].

この、レジストパターン4をマスクにして、CHF、反
応ガスを用い5in2膜5aを選択的にドライエツチン
グしSio2パターン5を形成した〔第2図(C)〕。
Using this resist pattern 4 as a mask, the 5in2 film 5a was selectively dry etched using CHF and a reactive gas to form a Sio2 pattern 5 [FIG. 2(C)].

さらに、この5in2パターン5をマスクにしてSF、
ガスを用い、 26.664 P a、0.35W /
 、:nの条件でドライエツチングし、W−Re合金よ
りなる放射線吸収体パターン1を形成し、その後、Si
O□パターン5を除去し放射線露光用マスクを作製した
〔第2図(d)、(e)〕。
Furthermore, using this 5in2 pattern 5 as a mask, SF,
Using gas, 26.664 Pa, 0.35W/
, :n to form a radiation absorber pattern 1 made of W-Re alloy, and then Si
The O□ pattern 5 was removed to produce a mask for radiation exposure [FIGS. 2(d) and (e)].

メンブレンとして、BNCの他に、5iC1SiNある
いはBN、Siを用いて放射線露光用マスクを作製して
もよい。また、メンブレンとW−Re合金膜の選択性が
とれない場合、適宜Sio2などのストッパを、メンブ
レンとW−Re合金膜の間に形成すればよい。
In addition to BNC, the radiation exposure mask may be made using 5iC1SiN, BN, or Si as the membrane. Furthermore, if the selectivity between the membrane and the W-Re alloy film cannot be ensured, a stopper such as Sio2 may be appropriately formed between the membrane and the W-Re alloy film.

また、Siウェハの裏面のウェットエツチングは、電子
線描画以前であれば、位置歪の要因となることはない。
In addition, wet etching on the back surface of the Si wafer does not cause positional distortion before electron beam lithography.

したがって、W−Re合金膜の堆積直後、あるいはSi
O2膜堆積直後であってもよい。
Therefore, immediately after the W-Re alloy film is deposited or
It may be done immediately after the O2 film is deposited.

第3図に、RFスパッタ法により作製したW−Re合金
薄膜の内部応力(N/rrr)とRe含有率(wt%)
の関係を示す。基板温度は400℃とし、Arガス圧を
変え、ターゲットのRe占有面積を変え、W−Re含有
率と内部応力との関係を示した。
Figure 3 shows the internal stress (N/rrr) and Re content (wt%) of the W-Re alloy thin film produced by RF sputtering.
shows the relationship between The relationship between the W-Re content and the internal stress was shown by changing the substrate temperature at 400° C., changing the Ar gas pressure, and changing the Re occupation area of the target.

Wだけをターゲットにした場合、内部応力は強い圧縮応
力をもつ。また、Re単独の場合も、圧縮応力をもつ。
When only W is targeted, the internal stress has a strong compressive stress. Also, when Re is used alone, it has compressive stress.

ReとWを混合した場合、応力は著しく低減化すること
ができる。第3図から明らかなように、Re含有率を5
すt%から95υt%の範囲とした場合、応力の絶対値
をほぼ0(2X10’N/イ以下)とすることができ、
放射線露光用マスクの位置歪を著しく低減させることが
できる。したがって、放射線露光用マスクに、応力の低
いW−Re合金膜、すなわち、5〜95wt%のReを
含有するW−Re合金膜を用いると好適であることが分
かる。
When Re and W are mixed, stress can be significantly reduced. As is clear from Figure 3, the Re content was increased to 5
When the range is from t% to 95υt%, the absolute value of stress can be almost 0 (2×10'N/i or less),
Positional distortion of the radiation exposure mask can be significantly reduced. Therefore, it can be seen that it is suitable to use a W-Re alloy film with low stress, that is, a W-Re alloy film containing 5 to 95 wt% Re, for the radiation exposure mask.

第4図に、Re含有率を変えた場合のW−Re合金膜の
密度について、基板温度400℃、Arガス圧1.33
3Pa〜lo、666Paの条件で成膜した場合を示し
た。Arガス圧が高い場合、Wはバルクの密度19.3
g/cnfより低くなる。しかし、Reを含有させると
、高いガス圧の場合でも密度の低下がみられず、X線吸
収体材料としてきわめて好適であることが分かる。
Figure 4 shows the density of the W-Re alloy film when the Re content is changed at a substrate temperature of 400°C and an Ar gas pressure of 1.33°C.
The case where the film was formed under the conditions of 3 Pa to lo and 666 Pa is shown. When the Ar gas pressure is high, W has a bulk density of 19.3
g/cnf. However, when Re is included, no decrease in density is observed even under high gas pressure, making it extremely suitable as an X-ray absorber material.

次に、高融点、高密度金属材料として、TaとIrを用
い、マグネトロンスパッタ装置を使用して、Ta−Ir
合金膜を成膜したときの内部応力(N/rrF)とIr
含有率(wt%)の関係を第5図に示す。Taだけをタ
ーゲットにした場合、Ta膜の内部応力はKrガス圧の
増加にしたがって、強い圧縮応力から引張応力にまで大
きく変化する。
Next, using Ta and Ir as high-melting point, high-density metal materials, Ta-Ir
Internal stress (N/rrF) and Ir when forming an alloy film
The relationship between content (wt%) is shown in FIG. When only Ta is targeted, the internal stress of the Ta film changes greatly from strong compressive stress to tensile stress as the Kr gas pressure increases.

Irをターゲットにした場合、Ir膜は圧縮応力をもち
、TaとIrの混合ターゲットを用い成膜した場合には
、Ta−Ir合金膜の応力を著しく低減することができ
た。第5図から明らかなように、Ir含有率を011℃
%から、80wt%とした場合応力の絶対値をほぼO(
2X10’N/rrr以下)とすることができ、放射線
露光用マスクの位置歪を低減することができる。
When Ir was used as the target, the Ir film had compressive stress, and when the film was formed using a mixed target of Ta and Ir, the stress of the Ta-Ir alloy film could be significantly reduced. As is clear from Figure 5, the Ir content was 0.11°C.
% to 80wt%, the absolute value of stress becomes approximately O(
2×10′N/rrr or less), and the positional distortion of the radiation exposure mask can be reduced.

第6図に、Ir含有率(vt%)を変えたときのTa−
Ir合金膜の密度(g/e11?)について、室温、ク
リプトン(Kr)ガス圧1.333Pa〜10.666
Paの成膜条件の場合について示したsKrガス圧が低
い場合、Ta−Ir合金膜の密度はバルクの密度(Ta
=16.6g/cd、Ir=22.5g/al)に近い
値を示している。Krガス圧が高い場合にはTa −I
r合金膜の密度は低下するが、TaとIrの合金膜とす
ることにより、高いKrガス圧の場合にもTa−Ir合
金膜の密度の低下はあまり見られず、X線吸収体材料と
してきわめて好適であることを示している。
Figure 6 shows Ta-
Regarding the density (g/e11?) of the Ir alloy film, room temperature, krypton (Kr) gas pressure 1.333 Pa to 10.666
When the sKr gas pressure shown for the case of the film formation condition of Pa is low, the density of the Ta-Ir alloy film is the density of the bulk (Ta
= 16.6 g/cd, Ir = 22.5 g/al). When Kr gas pressure is high, Ta -I
Although the density of the r-alloy film decreases, by making it an alloy film of Ta and Ir, the density of the Ta-Ir alloy film does not decrease much even under high Kr gas pressure, making it suitable as an X-ray absorber material. This shows that it is extremely suitable.

なお、W −Re、 Ta −I r合金膜の組合せの
他に、W−Os、W−Ir、Ta−Re、Ta−Os合
金膜の組合せにおいても、上記実施例と同様に、合金膜
の応力を低減させることができ、高密度材料として放射
線露光用マスクの吸収体材料として極めて好適に用いる
ことができることを確認している。
In addition to the combination of W-Re and Ta-Ir alloy films, the combination of W-Os, W-Ir, Ta-Re, and Ta-Os alloy films is similar to the above example. It has been confirmed that stress can be reduced, and as a high-density material, it can be used very suitably as an absorber material for radiation exposure masks.

【発明の効果〕【Effect of the invention〕

以上詳細に説明したごとく、放射線露光用マスクとして
本発明の放射線吸収体材料であるW。
As explained above in detail, W is the radiation absorbing material of the present invention as a mask for radiation exposure.

Ta、Re、Os、Irなどの密度が高く、放射線の吸
収係数の大きい重金属元素のうちより選択される少なく
とも2種の金属元素よりなる合金を用い、かつ合金を構
成する金属元素の一方が体心立方格子構造を持ち、他方
を面心立方格子あるいは六方最密格子構造を有する金属
元素としているため、互いに他の結晶格子空間に原子が
入り込むことができ、形成した合金膜の応力を2X10
’N10f以下と、はぼ0に近い値に小さくすることが
できる優れた効果がある0例えば、W−Re合金膜はW
単独では、高い成膜のガス圧においては低密度のW膜し
か形成できないが、Reを混入することにより、酸化防
止の効果があって、高い合金膜の密度を保持しながら、
しかも低応力の放射線露光用マスクに好適なW−Re合
金膜の作製が可能となった・
An alloy consisting of at least two metal elements selected from among heavy metal elements with high density and large radiation absorption coefficient, such as Ta, Re, Os, and Ir, is used, and one of the metal elements constituting the alloy is a body. Since the metal element has a centered cubic lattice structure and the other has a face-centered cubic lattice or hexagonal close-packed lattice structure, atoms can enter into other crystal lattice spaces, reducing the stress of the formed alloy film by 2×10
'N10f or less, which has an excellent effect of being able to reduce the value to a value close to 0.
When used alone, only a low-density W film can be formed at high film-forming gas pressures, but by mixing Re, it has the effect of preventing oxidation and maintains the high density of the alloy film.
Moreover, it has become possible to produce a W-Re alloy film suitable for low-stress radiation exposure masks.

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

第1図は本発明の実施例において例示した放射線露光用
マスクの断面構造を示す模式図、第2図(a)〜(、)
は本発明の実施例において作製した放射線露光用マスク
の製造プロセスを示す工程図、第3図は本実施例におい
て作製したW−Re合金膜のRe含有率と内部応力との
関係を示すグラフ、第4図は本実施例において作製した
W−Ra合金膜のRe含有率と密度との関係を示すグラ
フ、第5図は本実施例において作製したTa−Ir合金
膜のIr含有率と内部応力との関係を示すグラフ、第6
図は本実施例において作製したTa−Ir合金膜のIr
含有率と密度との関係を示すグラフである。 1・・・W−Re合金よりなる放射線吸収体パターン1
a・・・W−Re合金膜 2・・・BNCマスクメンブレン 3・・・Si支持枠     4・・・レジストパター
ン4a・・・電子線レジスト膜 5− S i O2パ!i −:/   5 a −S
in、膜第 図 第2図 第 図 W−Re、合せR1f4Fe含’% ’r tW礪J第 3図 第4図 7−1−1rイ’Af41.含育牟(wtz)第 5図
FIG. 1 is a schematic diagram showing the cross-sectional structure of a radiation exposure mask exemplified in an example of the present invention, and FIG. 2 (a) to (,)
3 is a process diagram showing the manufacturing process of the radiation exposure mask produced in the example of the present invention, and FIG. 3 is a graph showing the relationship between the Re content and internal stress of the W-Re alloy film produced in the example, Figure 4 is a graph showing the relationship between Re content and density of the W-Ra alloy film produced in this example, and Figure 5 is a graph showing the relationship between the Ir content and internal stress of the Ta-Ir alloy film produced in this example. Graph showing the relationship between
The figure shows the Ir of the Ta-Ir alloy film produced in this example.
It is a graph showing the relationship between content rate and density. 1...Radiation absorber pattern 1 made of W-Re alloy
a...W-Re alloy film 2...BNC mask membrane 3...Si support frame 4...Resist pattern 4a...Electron beam resist film 5-S i O2 pa! i-:/5 a-S
In, film Figure 2 Figure W-Re, total R1f4Fe content 'r tW礪J Figure 3 Figure 4 Figure 7-1-1r A'Af41. Wtz Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、マスク基板上に、所定の放射線吸収体パターンを形
成した放射線露光用マスクにおいて、上記放射線吸収体
パターンを構成する材料は、高密度、高融点金属元素で
あるW、Ta、Re、Os、Irのうちより選択される
少なくとも2種の元素を含む合金によって構成され、か
つ上記合金の構成元素の一方の元素が体心立方構造を持
ち、他方の元素が面心立方構造もしくは六方最密構造を
有する元素の組合せ構造として、上記合金を構成する元
素が互に他の元素の結晶格子の空間に入り込んだ構造の
低応力で高密度の放射線吸収体パターンを有することを
特徴とする放射線露光用マスク。 2、特許請求の範囲第1項記載の放射線露光用マスクに
おいて、放射線吸収体パターンを構成する材料が、一方
がWもしくはTa元素であり、他方がRe、Osもしく
はIr元素からなる合金であることを特徴とする放射線
露光用マスク。 3、特許請求の範囲第1項または第2項記載の放射線露
光用マスクにおいて、放射線吸収体パターンを構成する
材料が、WとReの合金からなることを特徴とする放射
線露光用マスク。 4、特許請求の範囲第3項記載の放射線露光用マスクに
おいて、WとReの合金は、Reの含有率が重量%で、
5〜95%の範囲であることを特徴とする放射線露光用
マスク。 5、特許請求の範囲第1項または第2項記載の放射線露
光用マスクにおいて、放射線吸収体パターンを構成する
材料が、TaとIrの合金からなることを特徴とする放
射線露光用マスク。 6、特許請求の範囲第5項記載の放射線露光用マスクに
おいて、TaとIrの合金は、Irの含有率が重量%で
80%以下の範囲であることを特徴とする放射線露光用
マスク。 7、マスク基板上に、W、Ta、Re、Os、Irのう
ちより選択される少なくとも2種の元素からなる合金膜
、およびその上層膜を、それぞれ順次積層し、かつその
上に電子線レジスト膜を塗布する工程と、上記電子線レ
ジスト膜を電子線によって所望するパターンに描画し、
その後、現像処理してレジストパターンを形成する工程
と、上記レジストパターンをマスクとして、上記上層膜
を選択的にエッチングして、上層膜パターンを形成する
工程と、上記上層膜パターンをマスクにして、上記合金
膜を反応性ガスにより選択的にエッチングして、所望す
る上記合金膜からなる放射線吸収体パターンを形成する
工程とを、少なくとも含むことを特徴とする放射線露光
用マスクの製造方法。 8、特許請求の範囲第7項記載の放射線露光用マスクの
製造方法において、放射線吸収体パターンを形成する合
金膜がW−Re合金膜、もしくはTa−Ir合金膜であ
り、その上層膜が酸化ケイ素膜もしくは窒化ケイ素膜で
あることを特徴とする放射線露光用マスクの製造方法。 9、特許請求の範囲第7項記載の放射線露光用マスクの
製造方法において、合金膜を選択的にエッチングする反
応性ガスが六フッ化イオウ(SF_6)であることを特
徴とする放射線露光用マスクの製造方法。
[Claims] 1. In a radiation exposure mask in which a predetermined radiation absorber pattern is formed on a mask substrate, the material constituting the radiation absorber pattern is W, which is a high-density, high-melting-point metal element; It is composed of an alloy containing at least two elements selected from Ta, Re, Os, and Ir, and one of the constituent elements of the alloy has a body-centered cubic structure, and the other element has a face-centered cubic structure. As a combination structure of elements having a structure or a hexagonal close-packed structure, the elements constituting the alloy have a low-stress, high-density radiation absorber pattern with a structure in which the elements constituting each other enter the space of the crystal lattice of other elements. Features of radiation exposure mask. 2. In the radiation exposure mask described in claim 1, the material constituting the radiation absorber pattern is an alloy in which one of the materials is W or Ta element and the other is Re, Os, or Ir element. A radiation exposure mask featuring: 3. The radiation exposure mask according to claim 1 or 2, wherein the material forming the radiation absorber pattern is made of an alloy of W and Re. 4. In the radiation exposure mask according to claim 3, the alloy of W and Re has a Re content of % by weight,
A mask for radiation exposure, characterized in that the radiation exposure is in the range of 5 to 95%. 5. A radiation exposure mask according to claim 1 or 2, wherein the material forming the radiation absorber pattern is made of an alloy of Ta and Ir. 6. The radiation exposure mask according to claim 5, wherein the Ta and Ir alloy has an Ir content of 80% by weight or less. 7. On a mask substrate, an alloy film made of at least two elements selected from W, Ta, Re, Os, and Ir and an upper layer thereof are laminated in sequence, and an electron beam resist is applied thereon. a step of applying a film, and drawing the electron beam resist film into a desired pattern with an electron beam;
Thereafter, a step of performing a development treatment to form a resist pattern, a step of selectively etching the upper layer film using the resist pattern as a mask to form an upper layer film pattern, and using the upper layer film pattern as a mask, A method for manufacturing a mask for radiation exposure, comprising at least the step of selectively etching the alloy film with a reactive gas to form a desired radiation absorber pattern made of the alloy film. 8. In the method for manufacturing a radiation exposure mask according to claim 7, the alloy film forming the radiation absorber pattern is a W-Re alloy film or a Ta-Ir alloy film, and the upper layer film is oxidized. A method for manufacturing a radiation exposure mask, characterized in that it is a silicon film or a silicon nitride film. 9. The method for manufacturing a radiation exposure mask according to claim 7, wherein the reactive gas that selectively etches the alloy film is sulfur hexafluoride (SF_6). manufacturing method.
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