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JPH11219899A - X-ray mask blank, its manufacture, and manufacture of x-ray mask - Google Patents

X-ray mask blank, its manufacture, and manufacture of x-ray mask

Info

Publication number
JPH11219899A
JPH11219899A JP3435398A JP3435398A JPH11219899A JP H11219899 A JPH11219899 A JP H11219899A JP 3435398 A JP3435398 A JP 3435398A JP 3435398 A JP3435398 A JP 3435398A JP H11219899 A JPH11219899 A JP H11219899A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
substrate
ray
ray mask
etching
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
JP3435398A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akinori Kurikawa
明典 栗川
Tsutomu Shiyouki
勉 笑喜
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.)
Hoya Corp
Original Assignee
Hoya Corp
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 Hoya Corp filed Critical Hoya Corp
Priority to JP3435398A priority Critical patent/JPH11219899A/en
Publication of JPH11219899A publication Critical patent/JPH11219899A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing X-ray mask blank by which a sputtered film in which low stresses and uniform intra-surface stresses are set up can be obtained, and accordingly, an X-ray mask having extremely high positional accuracy can be manufactured. SOLUTION: A method for manufacturing X-ray mask blank includes a process for forming a sputtered film containing at least a film composed of an X-ray absorbing material on a substrate. In the sputtered film forming process, the sputtered film is formed, while the temperature of the substrate on which the sputtered film is formed is measured and adjusted at the same time. The measurement of the substrate temperature during the sputtering, for example, is performed by a phosphor sensor 21 installed to the rear surface side of a substrate 30.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、X線リソグラフィ
ーに用いるX線マスクブランク及びその製造方法並びに
X線マスクの製造方法等に関する。
The present invention relates to an X-ray mask blank used for X-ray lithography, a method for manufacturing the same, a method for manufacturing an X-ray mask, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体産業において、シリコン基
板等に微細なパターンからなる集積回路を形成する上で
必要な微細パターンの転写技術としては、露光用電磁波
として可視光や紫外光を用いて微細パターンを転写する
フォトリソグラフィー法が用いられてきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the semiconductor industry, as a technique for transferring a fine pattern necessary for forming an integrated circuit having a fine pattern on a silicon substrate or the like, a fine pattern using visible light or ultraviolet light as an exposure electromagnetic wave is used. Photolithography techniques for transferring patterns have been used.

【0003】しかし、近年、半導体技術の進歩ととも
に、超LSIなどの半導体装置の高集積化が著しく進
み、従来のフォトリソグラフィー法で用いてきた可視光
や紫外光での転写限界を超えた高精度の微細パターンの
転写技術が要求されるに至った。
However, in recent years, with the advancement of semiconductor technology, the integration of semiconductor devices such as VLSIs has been remarkably advanced, and high precision exceeding the transfer limit of visible light or ultraviolet light used in the conventional photolithography method has been used. The technology for transferring fine patterns has been required.

【0004】そして、このような微細パターンの転写を
実現するために、可視光や紫外光よりも波長の短いX線
を用いたX線リソグラフィー法の開発が進められてい
る。
[0004] In order to realize the transfer of such a fine pattern, the development of an X-ray lithography method using X-rays having a shorter wavelength than visible light or ultraviolet light has been promoted.

【0005】X線リソグラフィーに用いるX線マスクの
構造を図1に示す。
FIG. 1 shows the structure of an X-ray mask used for X-ray lithography.

【0006】同図に示すように、X線マスク1は、X線
を透過するX線透過膜(メンブレン)12と、X線を吸
収するX線吸収体パターン13aから構成されており、
これらは、シリコンからなる支持基板(支持枠)11a
で支持されている。
As shown in FIG. 1, an X-ray mask 1 comprises an X-ray transmitting film (membrane) 12 for transmitting X-rays, and an X-ray absorber pattern 13a for absorbing X-rays.
These are a support substrate (support frame) 11a made of silicon.
Supported by.

【0007】X線マスクブランクの構造を図2に示す。
X線マスクブランク2は、シリコン基板11上に形成さ
れたX線透過膜12とX線吸収体膜13から構成されて
いる。
FIG. 2 shows the structure of an X-ray mask blank.
The X-ray mask blank 2 includes an X-ray transmission film 12 and an X-ray absorber film 13 formed on a silicon substrate 11.

【0008】X線透過膜としては、高いヤング率をも
ち、X線照射に対して優れた耐性をもつ炭化ケイ素など
が一般に用いられ、X線吸収体膜には、X線照射に対し
て優れた耐性をもつTaを含むアモルファス材料が良く
用いられている。
As the X-ray transmitting film, silicon carbide or the like having a high Young's modulus and excellent resistance to X-ray irradiation is generally used, and the X-ray absorbing film is excellent in X-ray irradiation. An amorphous material containing Ta having a high resistance is often used.

【0009】X線マスクブランク2からX線マスク1を
作製するプロセスとしては、例えば、以下の方法が用い
られる。
As a process for manufacturing the X-ray mask 1 from the X-ray mask blank 2, for example, the following method is used.

【0010】X線マスクブランク2上に所望のパターン
を形成したレジスト膜を配し、このレジストパターンを
マスクとしてドライエッチングを行いX線吸収体パター
ンを形成する。その後、裏面に形成されたX線透過膜の
うちのウインドウエリア(裏面凹部)に位置する領域部
分の膜をCF4又はCl2をエッチングガスとしたリアク
ティブイオンエッチング(RIE)により除去し、残っ
た膜をマスクにして、フッ酸と硝酸の混合液からなるエ
ッチング液によりシリコン基板の裏面をエッチング加工
してX線マスク1を得る。
A resist film having a desired pattern formed thereon is arranged on the X-ray mask blank 2, and dry etching is performed using the resist pattern as a mask to form an X-ray absorber pattern. Thereafter, the film in the region of the X-ray transmission film formed on the back surface located in the window area (back surface concave portion) is removed by reactive ion etching (RIE) using CF 4 or Cl 2 as an etching gas, and the remaining film is removed. Using the resulting film as a mask, the X-ray mask 1 is obtained by etching the back surface of the silicon substrate with an etching solution comprising a mixture of hydrofluoric acid and nitric acid.

【0011】この際、レジストには、一般に、電子線ビ
ーム(EB)レジストを用い、EB描画法によりパター
ン形成(露光)を行う。
In this case, an electron beam (EB) resist is generally used as a resist, and pattern formation (exposure) is performed by an EB drawing method.

【0012】その場合、レジストパターンとX線吸収体
パターンとのサイズのずれ(パターン変換差と呼ぶ)を
なくすために、エッチングマスク層の厚みはできるだけ
薄くする必要がある。したがって、X線吸収体膜をパタ
ーンニングする際に、X線吸収体膜のエッチング速度に
対して、エッチングマスク層のエッチング速度が十分に
小さい(高いエッチング選択比をもつ)必要がある。
In this case, the thickness of the etching mask layer needs to be as small as possible in order to eliminate a size shift (referred to as a pattern conversion difference) between the resist pattern and the X-ray absorber pattern. Therefore, when patterning the X-ray absorber film, it is necessary that the etching rate of the etching mask layer is sufficiently smaller than the etching rate of the X-ray absorber film (having a high etching selectivity).

【0013】一方、X線吸収体膜のエッチングは、マス
ク面内に部分的なエッチング残りを生じることなくウエ
ハ面内で均一なパターン形状を確保するために、X線吸
収体膜のエッチングに要する時間よりもエッチングを長
く行ういわゆるオーバーエッチングをある程度行う必要
がある。
On the other hand, the etching of the X-ray absorber film is required for etching the X-ray absorber film in order to secure a uniform pattern shape on the wafer surface without causing partial etching residue in the mask surface. It is necessary to perform so-called over-etching, in which etching is performed longer than time, to some extent.

【0014】このオーバーエッチングにより、X線吸収
体膜の下層であるX線透過膜がプラズマに曝されること
になる。例えば、X線吸収体膜の下層が炭化ケイ素から
なるX線透過膜である場合、X線吸収体膜のエッチング
条件に対して、X線透過膜のエッチング速度が無視でき
る速度を超えるので、オーバーエッチングによりX線透
過膜がエッチングされ、下層のX線透過膜の膜厚が減少
するほか、X線吸収体膜自体のパターン形状の劣化を引
き起こす。X線透過膜の減少は、X線アライナーへの装
着時のアライメントに必要な光学透過率の変化やマスク
の位置歪みの増大を招くため、望ましくない。したがっ
て、X線吸収体膜とX線透過膜との間には、X線吸収体
膜のエッチングに対してエッチングされにくい(高いエ
ッチング選択比をもつ)材料からなるエッチング停止層
を挿入することが望ましい。
By this over-etching, the X-ray transmission film, which is the lower layer of the X-ray absorber film, is exposed to plasma. For example, if the lower layer of the X-ray absorber film is an X-ray transmission film made of silicon carbide, the etching rate of the X-ray transmission film exceeds the negligible speed with respect to the etching conditions of the X-ray absorber film. The X-ray transmission film is etched by the etching, so that the thickness of the lower X-ray transmission film is reduced and the pattern shape of the X-ray absorber film itself is deteriorated. Reduction of the X-ray transmission film is not desirable because it causes a change in optical transmittance and an increase in positional distortion of the mask required for alignment at the time of attachment to the X-ray aligner. Therefore, between the X-ray absorber film and the X-ray transmission film, an etching stop layer made of a material that is hardly etched by etching of the X-ray absorber film (has a high etching selectivity) may be inserted. desirable.

【0015】また、上記のアライメントに必要な光学透
過率を得るために反射防止膜を形成する場合もある。
In some cases, an antireflection film is formed in order to obtain an optical transmittance required for the above-mentioned alignment.

【0016】従来、Taを主成分とするX線吸収体膜の
エッチングは、塩素ガスを用いて行われており、このX
線吸収体膜に対して高いエッチング選択比を実現できる
エッチングマスク層及びエッチング停止層としては、C
r又はCrN膜が良く用いられている。また、Wを主成
分とするX線吸収体膜のエッチングは、SF6のような
フッ化物のガスを用いて行われており、このX線吸収体
膜に対するエッチングマスク層及びエッチング停止層と
しても、Cr膜が用いられている。これらのCr又はC
rN膜は、ほとんどの場合スパッタリング法によりX線
吸収体膜の上及び/又は下に形成されている。また、反
射防止膜として、SiO2、Al23、ITO層等がス
パッタ法によってX線吸収体膜の下地に設けられる場合
もある。
Conventionally, etching of an X-ray absorber film containing Ta as a main component has been performed using chlorine gas.
The etching mask layer and the etching stop layer that can realize a high etching selectivity with respect to the line absorber film include C
An r or CrN film is often used. Further, the etching of the X-ray absorber film containing W as a main component is performed by using a fluoride gas such as SF 6 , and also serves as an etching mask layer and an etching stop layer for the X-ray absorber film. , Cr films are used. These Cr or C
In most cases, the rN film is formed above and / or below the X-ray absorber film by a sputtering method. Further, as an anti-reflection film, a SiO 2 , Al 2 O 3 , ITO layer, or the like may be provided on a base of the X-ray absorber film by a sputtering method.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】X線マスクには、高い
位置精度が要求され、例えば、0.15μmのデザイン
ルールパターンを有する1Gbit−DRAM用のX線
マスクでは、22nm以下の歪みに抑える必要がある。
The X-ray mask is required to have high positional accuracy. For example, in the case of a 1 Gbit-DRAM X-ray mask having a 0.15 μm design rule pattern, it is necessary to suppress the distortion to 22 nm or less. There is.

【0018】位置歪みは、X線マスク材料の応力に強く
影響され、X線吸収体膜や、エッチングマスク層、エッ
チング停止層の応力が高いとその応力によって位置歪み
が誘発される。したがって、X線吸収体膜、エッチング
マスク層、エッチング停止層は極めて低い応力である必
要がある。
The positional distortion is strongly affected by the stress of the X-ray mask material. If the stress of the X-ray absorber film, the etching mask layer and the etching stop layer is high, the positional distortion is induced by the stress. Therefore, the X-ray absorber film, the etching mask layer, and the etching stop layer need to have extremely low stress.

【0019】具体的には、例えば、SiCからなるX線
透過膜上にエッチング停止層、X線吸収体膜、エッチン
グマスク層をスパッタ法で順次積層してなるX線マスク
ブランクでは、エッチング停止層を約250オンク゛ストローム
としたときは200MPaに、エッチングマスク層を5
00オンク゛ストロームとしたときは約100MPaに、X線吸
収体膜は約10MPa以下に各膜応力を制御する必要が
ある。この際、当然膜の面内の応力分布も重要なファク
ターである。以上の膜応力は成膜時の基板温度に強く依
存するため、基板加熱を含む温度分布の制御は非常に重
要である。
Specifically, for example, in an X-ray mask blank in which an etching stop layer, an X-ray absorber film, and an etching mask layer are sequentially laminated on an X-ray transmission film made of SiC by a sputtering method, an etching stop layer is formed. Is about 250 Å, and the etching mask layer is 5 MPa.
When the thickness is set to 00 angstroms, it is necessary to control each film stress to about 100 MPa and the X-ray absorber film to about 10 MPa or less. At this time, the stress distribution in the plane of the film is also an important factor. Since the above-mentioned film stress strongly depends on the substrate temperature at the time of film formation, control of the temperature distribution including substrate heating is very important.

【0020】しかしながら、従来法では、基板表面にC
A熱電対を埋め込んだ被測定基板(多くの場合Siウエ
ハー)を用い、あらかじめ所定電流値に対してのCA温
度を測定することによって、その基板ステージの温度特
性の検量線を作成し、その後、スパッタ装置において前
記検量線に基づき基板温度を所定の設定値に管理できる
ようプログラムが設定されている機構(PID温度制御
システム)により所定の設定値に管理することによっ
て、基板温度を管理している。そのため従来法では以下
に示す問題がある。すなわち、従来法では熱電対を用い
て基板温度を測定しているため、スパッタ成膜時のプラ
ズマ中ではノイズが発生するので基板温度を直接測定す
ることができず、プラズマのない非成膜状態で検量線を
作成している。したがって、成膜時のプラズマ中におけ
る実際の基板温度と前記設定温度との間にずれが生じ、
成膜時の正確な基板温度の管理が不十分であった。この
ため、成膜時の応力を所定値に制御することも困難とな
り、応力が大きくなって、後にアニールしても応力の除
去が困難になることがあった。また、従来法では成膜時
の温度分布を管理できないので、膜の面内の応力分布を
制御することができず、低応力化のための厳密な温度制
御が不可能であった。
However, in the conventional method, C
Using a substrate to be measured (often a Si wafer) in which an A thermocouple is embedded, a calibration curve of the temperature characteristics of the substrate stage is prepared by measuring the CA temperature for a predetermined current value in advance. In the sputtering apparatus, the substrate temperature is controlled by managing the substrate temperature to a predetermined set value by a mechanism (PID temperature control system) in which a program is set so that the substrate temperature can be controlled to a predetermined set value based on the calibration curve. . Therefore, the conventional method has the following problems. That is, in the conventional method, since the substrate temperature is measured using a thermocouple, noise is generated in plasma at the time of film formation by sputtering, so that the substrate temperature cannot be directly measured. Is used to create a calibration curve. Therefore, a deviation occurs between the actual substrate temperature in the plasma during the film formation and the set temperature,
Accurate control of the substrate temperature during film formation was insufficient. For this reason, it is also difficult to control the stress at the time of film formation to a predetermined value, and the stress increases, and it may be difficult to remove the stress even if annealing is performed later. Further, since the temperature distribution during film formation cannot be controlled by the conventional method, the stress distribution in the plane of the film cannot be controlled, and strict temperature control for reducing stress cannot be performed.

【0021】本発明は上述した背景の下になされたもの
であり、低応力かつ面内の応力が均一であるスパッタ膜
を得ることができ、したがって、極めて高い位置精度を
有するX線マスクを製造できるX線マスクブランクの製
造方法等の提供を目的とする。
The present invention has been made under the above-mentioned background, and it is possible to obtain a sputtered film having a low stress and a uniform in-plane stress, thereby manufacturing an X-ray mask having extremely high positional accuracy. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing an X-ray mask blank that can be used.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は以下に示す構成としてある。
In order to achieve the above object, the present invention has the following arrangement.

【0023】(構成1)基板上に少なくともX線吸収体
膜を含むスパッタ膜を形成する工程を有するX線マスク
ブランクの製造方法であって、前記スパッタ膜を形成す
る工程において、スパッタ膜が形成される基板の基板温
度を測定しながらスパッタ成膜を行うことを特徴とする
X線マスクブランクの製造方法。
(Structure 1) A method for manufacturing an X-ray mask blank, comprising a step of forming a sputter film including at least an X-ray absorber film on a substrate, wherein the step of forming the sputter film comprises forming a sputter film. A method for manufacturing an X-ray mask blank, comprising performing sputter film formation while measuring a substrate temperature of a substrate to be formed.

【0024】(構成2)前記スパッタ膜を形成する工程
において、スパッタ膜が形成される基板の基板温度を測
定すると同時に基板温度を調整しながらスパッタ成膜を
行うことを特徴とする構成1に記載のX線マスクブラン
クの製造方法。
(Structure 2) A structure according to Structure 1, wherein, in the step of forming the sputter film, the sputter film is formed while measuring the substrate temperature of the substrate on which the sputter film is formed and simultaneously adjusting the substrate temperature. The method for producing an X-ray mask blank according to the above.

【0025】(構成3)前記基板温度の測定を、基板上
の予め定められた領域内の複数点において行うことを特
徴とする構成1又は2に記載のX線マスクブランクの製
造方法。
(Structure 3) The method for manufacturing an X-ray mask blank according to Structure 1 or 2, wherein the measurement of the substrate temperature is performed at a plurality of points within a predetermined region on the substrate.

【0026】(構成4)前記基板温度の測定を、基板を
載置するステージに組み込まれた温度センサーの信号を
検出することにより行うことを特徴とする構成1〜3か
ら選ばれるいずれかに記載のX線マスクブランクの製造
方法。
(Structure 4) The structure according to any one of structures 1 to 3, wherein the measurement of the substrate temperature is performed by detecting a signal of a temperature sensor incorporated in a stage on which the substrate is mounted. The method for producing an X-ray mask blank according to the above.

【0027】(構成5)前記温度センサーが、蛍光体セ
ンサーであることを特徴とする構成4に記載のX線マス
クブランクの製造方法。
(Structure 5) The method for manufacturing an X-ray mask blank according to Structure 4, wherein the temperature sensor is a phosphor sensor.

【0028】(構成6)前記基板温度を調整を、加熱手
段を複数設けるとともに、各加熱手段の制御手段をそれ
ぞれ独立して設け、基板温度を部分的に調節して行うこ
とを特徴とする構成2〜5から選ばれるいずれかに記載
のX線マスクブランクの製造方法。
(Structure 6) The structure in which the substrate temperature is adjusted by providing a plurality of heating means and independently controlling the heating means, and by partially adjusting the substrate temperature. The method for producing an X-ray mask blank according to any one of 2 to 5.

【0029】(構成7)前記スパッタ膜を形成する工程
において、形成するスパッタ膜が、X線吸収体膜と、該
X線吸収体膜の上又は下に形成されるエッチング停止
層、反射防止膜及びエッチングマスク層から選ばれる一
種以上の膜であることを特徴とする構成1〜6から選ば
れるいずれか項に記載のX線マスクブランクの製造方
法。
(Structure 7) In the step of forming the sputtered film, the sputtered film to be formed is an X-ray absorber film, an etching stop layer formed above or below the X-ray absorber film, and an antireflection film. 7. The method for producing an X-ray mask blank according to any one of Configurations 1 to 6, wherein the X-ray mask blank is one or more films selected from an etching mask layer.

【0030】(構成8)構成1〜7に記載のX線マスク
ブランクの製造方法を用いて製造されたことを特徴とす
るX線マスクブランク。
(Structure 8) An X-ray mask blank manufactured using the method for manufacturing an X-ray mask blank according to any one of Structures 1 to 7.

【0031】(構成9)構成8に記載のX線マスクブラ
ンクを用いて製造されたことを特徴とするX線マスク。
(Configuration 9) An X-ray mask manufactured using the X-ray mask blank according to Configuration 8.

【0032】[0032]

【作用】上記構成1によれば、スパッタ膜が形成される
基板の基板温度を測定しながらスパッタ成膜を行うこと
で、成膜中の実際の基板温度を管理できる。また、成膜
時のプラズマ中における実際の基板温度と膜応力との関
係が明らかになり、これに基づき成膜中の実際の基板温
度の管理や膜応力の制御が可能となる。
According to the above configuration 1, the actual substrate temperature during the film formation can be managed by performing the sputter film formation while measuring the substrate temperature of the substrate on which the sputter film is formed. Further, the relationship between the actual substrate temperature and the film stress in the plasma during the film formation becomes clear, and based on this, it becomes possible to manage the actual substrate temperature during the film formation and to control the film stress.

【0033】上記構成2によれば、スパッタ膜が形成さ
れる基板の基板温度を測定すると同時に基板温度を調整
しながらスパッタ成膜を行うことで、成膜時の正確な基
板温度の管理が可能となるとともに、膜応力の厳密な制
御が可能となる。
According to the above configuration 2, by performing the sputtering film formation while measuring the substrate temperature of the substrate on which the sputtered film is to be formed and simultaneously adjusting the substrate temperature, it is possible to accurately control the substrate temperature during the film formation. And the film stress can be strictly controlled.

【0034】上記構成3によれば、基板温度の測定を基
板上の予め定められた領域内の複数点において行うこと
で、成膜時の温度分布の管理が可能となり、膜の面内の
応力分布の制御が可能となる。
According to the above configuration 3, by measuring the substrate temperature at a plurality of points in a predetermined region on the substrate, the temperature distribution during film formation can be controlled, and the stress in the film plane can be controlled. The distribution can be controlled.

【0035】上記構成4によれば、基板温度の測定を、
基板を載置するステージに組み込まれた温度センサーの
信号を検出することにより行うことで、ステージ上には
基板が載置されることから、プラズマの影響を受けにく
く、したがって、成膜時のプラズマ中において基板温度
の測定が可能となる。
According to the above configuration 4, the measurement of the substrate temperature is performed by
By detecting the signal of the temperature sensor built into the stage on which the substrate is mounted, the substrate is mounted on the stage, and thus is not easily affected by plasma. The substrate temperature can be measured inside.

【0036】上記構成5によれば、温度センサーを蛍光
体センサーとすることで、蛍光体センサーはプラズマの
影響を受けないので、成膜時のプラズマ中において基板
温度の正確な測定が可能となる。
According to the above configuration 5, since the temperature sensor is a phosphor sensor, the phosphor sensor is not affected by the plasma, so that the substrate temperature can be accurately measured in the plasma during film formation. .

【0037】上記構成6によれば、加熱手段を複数設け
るとともに、各加熱手段の制御手段をそれぞれ独立して
設け、基板温度を部分的に調節して基板温度を調整を行
うことで、膜の面内の応力分布の制御を行うことが可能
となる。
According to the above configuration 6, a plurality of heating means are provided, and control means for each heating means are independently provided, and the substrate temperature is adjusted by partially adjusting the substrate temperature. It is possible to control the stress distribution in the plane.

【0038】上記構成7によれば、本発明を用いて形成
するスパッタ膜として、X線吸収体膜に加え、X線吸収
体膜の上又は下に形成されるエッチング停止層、反射防
止膜及びエッチングマスク層についても本発明を用いて
形成することで、X線マスクを構成する各膜の応力を低
減し、位置歪みの低減をより高いレベルで図ることがで
きる。
According to the above configuration 7, as the sputter film formed by using the present invention, in addition to the X-ray absorber film, the etching stop layer, the antireflection film, By forming the etching mask layer by using the present invention, stress of each film constituting the X-ray mask can be reduced, and positional distortion can be reduced at a higher level.

【0039】上記構成8によれば、本発明を用いて製造
されたX線マスクブランクは、X線マスクブランクを構
成する各膜の応力が極めて低い。
According to the above configuration 8, in the X-ray mask blank manufactured by using the present invention, the stress of each film constituting the X-ray mask blank is extremely low.

【0040】上記構成9によれば、上記本発明のX線マ
スクブランクを用いて製造されたX線マスクは、各膜の
応力が極めて低いので、膜応力による位置歪みが少な
く、極めて高い位置精度を有する。
According to the ninth aspect, the X-ray mask manufactured by using the X-ray mask blank of the present invention has very low stress of each film, so that the positional distortion due to the film stress is small and the extremely high positional accuracy. Having.

【0041】以下、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0042】まず、本発明のX線マスクブランクの製造
方法について説明する。
First, a method for manufacturing an X-ray mask blank according to the present invention will be described.

【0043】本発明では、スパッタ膜中に基板温度を測
定しながらスパッタ成膜を行う。この場合、基板温度の
測定方法としては、プラズマの影響を受けにくい基板の
裏面側から、基板と接触又は非接触で温度センサーを用
いて測定する方法が好ましい。具体的には、例えば、ス
パッタリング装置内のプラズマ中で温度を測定するため
に、基板を載置するステージに温度センサー組み込み測
定する方法等が好ましい。
In the present invention, a sputter film is formed while measuring the substrate temperature in the sputter film. In this case, as a method for measuring the substrate temperature, a method is preferable in which the temperature is measured using a temperature sensor in contact with or not in contact with the substrate from the back side of the substrate that is not easily affected by plasma. Specifically, for example, in order to measure the temperature in the plasma in the sputtering apparatus, a method in which a temperature sensor is incorporated in a stage on which a substrate is mounted and measurement is preferably performed.

【0044】温度センサーとしては、蛍光体センサー、
赤外線センサー等が挙げられる。プラズマの影響を受け
にくく測定精度が高く、基板と接触して測定することが
できる蛍光体センサーを用いることが好ましい。蛍光体
センサーにおける基板と接触しない信号の伝送部分はプ
ラズマの影響を避けるためテフロン等で被覆することが
好ましい。蛍光体センサーは、蛍光体の燐光現象を利用
した温度センサーであり、公知の各種蛍光体センサーを
用いることができる。温度センサーとしては、赤外線セ
ンサーを応用したものを用いてもよい。この場合、セン
サー近傍にプラズマによる影響を避けるため遮光用の遮
蔽板を設ける必要がある。
As the temperature sensor, a phosphor sensor,
And an infrared sensor. It is preferable to use a phosphor sensor that is hardly affected by plasma, has high measurement accuracy, and can perform measurement in contact with a substrate. It is preferable that the signal transmission portion of the phosphor sensor that does not come into contact with the substrate is covered with Teflon or the like in order to avoid the influence of plasma. The phosphor sensor is a temperature sensor utilizing the phosphorescent phenomenon of the phosphor, and various known phosphor sensors can be used. As the temperature sensor, a sensor to which an infrared sensor is applied may be used. In this case, it is necessary to provide a light shielding plate near the sensor to avoid the influence of plasma.

【0045】また、温度センサーを複数個設け、基板の
パターンエリア内の複数点の温度を測定することによ
り、パターンエリア内の温度分布を測定することができ
るため、温度分布の管理が可能となる。
Further, by providing a plurality of temperature sensors and measuring the temperature at a plurality of points in the pattern area of the substrate, the temperature distribution in the pattern area can be measured, so that the temperature distribution can be managed. .

【0046】本発明では、基板温度を測定した結果に基
づいて基板温度を調整しながらスパッタ成膜することが
好ましい。その際、測定誤差を考慮すると、測定温度±
2℃以内、好ましくは測定温度±1℃以内に基板温度を
制御できる加熱手段及びその制御手段を用いることが好
ましい。基板の加熱手段としては、抵抗加熱法、ランプ
などによる放射加熱法、ガス加熱法等が挙げられる。
In the present invention, it is preferable to form a film by sputtering while adjusting the substrate temperature based on the result of measuring the substrate temperature. At that time, considering the measurement error, the measurement temperature ±
It is preferable to use a heating means capable of controlling the substrate temperature within 2 ° C., preferably within a measurement temperature ± 1 ° C., and a control means therefor. Examples of the means for heating the substrate include a resistance heating method, a radiation heating method using a lamp or the like, a gas heating method, and the like.

【0047】また、パターンの位置精度が最も優れてい
るとされている均一な応力分布とするためには、加熱手
段を複数の設けるとともに、各加熱手段の制御手段をそ
れぞれ独立して設け、基板温度を部分的に調節可能にす
ればよい。具体的には、例えば、基板ステージ内部を複
数の加熱ブロックに分割して、抵抗加熱法又はハロゲン
ランプなどによる放射加熱法によって個別の加熱ブロッ
ク毎に温度を制御すればよい。
In order to obtain a uniform stress distribution which is considered to have the best pattern positional accuracy, a plurality of heating means are provided, and control means for each heating means are provided independently of each other. The temperature may be made partially adjustable. Specifically, for example, the inside of the substrate stage may be divided into a plurality of heating blocks, and the temperature of each heating block may be controlled by a resistance heating method or a radiant heating method using a halogen lamp or the like.

【0048】成膜中の基板温度の測定、制御の具体例を
以下に示す。
A specific example of the measurement and control of the substrate temperature during film formation will be described below.

【0049】図3は基板ステージの一例を示す断面図で
ある。基板ステージ20には、蛍光体センサー21、基
板加熱体24が設けられている。蛍光体センサー21は
基板30の裏面に接触しており、また、信号の伝送路で
ある伝送ファイバー22はフランジ23を介して温度検
出部(図示せず)に接続されている。伝送ファイバー2
2としては、センサーの種類に応じセンサーで検知した
信号を伝送できるものであれば特に制限されないが、例
えば、石英ファイバー等のガラスファイバー、プラスチ
ックファイバー等をテフロン樹脂(PFA)で被覆した
ものや、PET(ポリテレフタル酸エチレン)からなる
ものの他に、300℃以上の温度制御を目的とする場合
にはさらにセラミック等の耐熱材料で被覆したもの等を
使用できる。
FIG. 3 is a sectional view showing an example of the substrate stage. The substrate stage 20 is provided with a phosphor sensor 21 and a substrate heater 24. The phosphor sensor 21 is in contact with the back surface of the substrate 30, and the transmission fiber 22, which is a signal transmission path, is connected via a flange 23 to a temperature detection unit (not shown). Transmission fiber 2
2 is not particularly limited as long as it can transmit a signal detected by the sensor according to the type of the sensor. For example, a glass fiber such as a quartz fiber, a plastic fiber, or the like coated with Teflon resin (PFA), In addition to a material made of PET (polyethylene terephthalate), a material coated with a heat-resistant material such as ceramic can be used when the temperature is controlled at 300 ° C. or more.

【0050】図4は基板ステージの他の例を示す平面図
である。同図に示すように、基板ステージ20の基板載
置面の8箇所に蛍光体センサー21が設置されており、
温度分布が測定できるようになっている。また、基板ス
テージ20には同心円状の複数の加熱ブロック25a,
25b,25cに分割されており、各加熱ブロックには
螺旋状に巻かれたニクロム線26が配設され、各加熱ブ
ロック毎に個別に温度制御できるようになっている。こ
の場合、ニクロム線による抵抗加熱体に替えて、ランプ
加熱体を用いることも可能である。
FIG. 4 is a plan view showing another example of the substrate stage. As shown in the figure, phosphor sensors 21 are installed at eight positions on the substrate mounting surface of the substrate stage 20,
The temperature distribution can be measured. The substrate stage 20 has a plurality of concentric heating blocks 25a,
Each heating block is provided with a spirally wound nichrome wire 26 so that the temperature can be controlled individually for each heating block. In this case, it is also possible to use a lamp heater instead of a resistance heater using a nichrome wire.

【0051】図5は、基板温度制御系の一例を示すブロ
ック図である。温度センサー、伝送ファイバー及び検出
部28からなる基板温度測定部と基板加熱手段27及び
その制御部を含む基板温度制御部29とを一組とする制
御系を複数組設けている。これにより、各加熱ブロック
毎に個別に温度を測定し制御できるようになっている。
温度センサーが検知した信号は、伝送ファイバー等を介
して検出部28に伝送される。検出部28では、伝送フ
ァイバー等を介して検出部に伝送された検知信号(燐光
の減衰信号)から検出部が有する演算機能によって瞬時
に温度を算出する。得られた個々の温度分布の信号は、
基板温度制御部29にフィードバック信号として伝達す
る。基板温度制御部29では、得られた基板温度信号を
フィードバック信号として利用し、必要に応じ信号を処
理して基板加熱体27を制御する。具体的には、例え
ば、各加熱ブロックに配設された蛍光体センサー(測定
誤差は±0.5℃)によって得られた温度差が1度以上
であれば、温度差のあるブロックの基板加熱手段27の
設定温度を変化させる。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the substrate temperature control system. A plurality of control systems are provided, each of which includes a substrate temperature measurement unit including a temperature sensor, a transmission fiber, and a detection unit, and a substrate temperature control unit 29 including a substrate heating unit 27 and its control unit. Thus, the temperature can be individually measured and controlled for each heating block.
The signal detected by the temperature sensor is transmitted to the detection unit 28 via a transmission fiber or the like. The detecting unit 28 instantaneously calculates the temperature from the detection signal (attenuated phosphorescence signal) transmitted to the detecting unit via a transmission fiber or the like by an arithmetic function of the detecting unit. The individual temperature distribution signals obtained are:
The signal is transmitted to the substrate temperature controller 29 as a feedback signal. The substrate temperature control section 29 uses the obtained substrate temperature signal as a feedback signal, processes the signal as needed, and controls the substrate heating element 27. Specifically, for example, if the temperature difference obtained by the phosphor sensor (measurement error is ± 0.5 ° C.) provided in each heating block is 1 degree or more, the substrate heating of the block having the temperature difference is performed. The set temperature of the means 27 is changed.

【0052】なお、基板温度測定部から、自動的にフィ
ードバック信号を基板温度制御部29に伝送して温度管
理を行うようにしてもよい(PID温度制御システ
ム)。
The temperature control may be performed by automatically transmitting a feedback signal from the substrate temperature measuring section to the substrate temperature control section 29 (PID temperature control system).

【0053】また、温度センサー及び基板加熱体は何組
設けてもよく、その配置についても任意に設定すること
ができる。例えば、図6に示すように、基板ステージ2
0に蛍光体センサー21及び基板加熱体24を組み込ん
でもよい。
Any number of sets of the temperature sensor and the substrate heating element may be provided, and the arrangement thereof may be arbitrarily set. For example, as shown in FIG.
0 may incorporate the phosphor sensor 21 and the substrate heating element 24.

【0054】図7では、基板加熱体24として抵抗加熱
方式又はランプ加熱方式を用いた場合の基板ステージの
断面図を示している。図8では、基板加熱体としてガス
加熱方式を用いた場合の基板ステージの断面図を示して
いる。この場合、複数のガス流出口から個別に温度制御
されたガスを基板裏面に向けて流出させて、基板温度の
制御を行う。
FIG. 7 is a sectional view of a substrate stage when a resistance heating method or a lamp heating method is used as the substrate heating element 24. FIG. 8 is a sectional view of a substrate stage when a gas heating method is used as the substrate heating body. In this case, the gas whose temperature is individually controlled is caused to flow out from the plurality of gas outlets toward the back surface of the substrate to control the substrate temperature.

【0055】本発明を用いて形成するスパッタ膜として
は、X線吸収体膜の他に、X線吸収体膜の下に設けられ
るエッチング停止層、反射防止膜や、X線吸収体膜の上
に設けられるエッチングマスク層、その他の目的で設け
られる層等が挙げられる。
As the sputter film formed by using the present invention, in addition to the X-ray absorber film, an etching stop layer provided under the X-ray absorber film, an antireflection film, and a film formed on the X-ray absorber film. And a layer provided for other purposes.

【0056】スパッタ膜を形成するスパッタリング方法
は特に制限されないが、例えば、RFマグネトロンスパ
ッタリング法、DCスパッタリング法、DCマグネトロ
ンスパッタリング法などが挙げられる。使用されるスパ
ッタガスとしては、アルゴン、キセノン、クリプトン、
ヘリウムなどの不活性ガス等の他、膜の組成に応じて反
応性ガスを用いてもよい。
The sputtering method for forming the sputtered film is not particularly limited, and examples thereof include an RF magnetron sputtering method, a DC sputtering method, and a DC magnetron sputtering method. As the sputtering gas used, argon, xenon, krypton,
In addition to an inert gas such as helium, a reactive gas may be used depending on the composition of the film.

【0057】X線吸収体膜の材料は、特に制限されない
が、例えば、Ta、W等の高融点金属を主成分とする材
料等が挙げられる。具体的には、例えば、TaとBの化
合物[例えばTa4B(Ta:B=8:2)や、Ta4
以外の組成をもつホウ化タンタルなど]、金属Ta、T
aを含むアモルファス材料、Taと他の物質を含むTa
系の材料や、金属W、Wと他の物質を含むW系の材料等
が挙げられる。なお、X線照射耐性の観点からはタンタ
ルを主成分とする材料等が好ましい。
Although the material of the X-ray absorber film is not particularly limited, for example, a material mainly composed of a high melting point metal such as Ta, W and the like can be used. Specifically, for example, a compound of Ta and B [eg, Ta 4 B (Ta: B = 8: 2) or Ta 4 B
Such as tantalum boride having a composition other than
amorphous material containing a, Ta containing Ta and other substances
And W-based materials including metal W, W and other substances. From the viewpoint of X-ray irradiation resistance, a material containing tantalum as a main component is preferable.

【0058】タンタルを主成分とするX線吸収体材料
は、Ta以外に少なくともBを含むことが好ましい。こ
れは、Ta及びBを含むX線吸収体膜は、内部応力が小
さく、高純度で不純物を含まず、X線吸収率が大きい等
の利点を有するからである。また、スパッタリングで成
膜する際のガス圧を制御することで容易に内部応力を制
御できるからである。なお、本発明ではガス圧による応
力制御に加えて、さらに成膜時の温度分布を管理し基板
温度を制御することでより厳密に内部応力を制御でき
る。
The X-ray absorber material mainly containing tantalum preferably contains at least B in addition to Ta. This is because the X-ray absorber film containing Ta and B has advantages such as low internal stress, high purity, no impurities, and high X-ray absorption. Also, the internal stress can be easily controlled by controlling the gas pressure when forming a film by sputtering. In the present invention, the internal stress can be more strictly controlled by controlling the temperature distribution during film formation and controlling the substrate temperature in addition to the stress control by the gas pressure.

【0059】Ta及びBを含むX線吸収体膜におけるB
の割合は、15〜25原子%とすることが好ましい。X
線吸収体膜におけるBの割合が上記範囲を超えると微結
晶の粒径が大きくなりサブミクロンオーダーの微細加工
が難しくなる。なお、X線吸収体膜におけるBの割合に
関しては、本願出願人はすでに出願を行っている(特開
平2−192116号公報)。
B in the X-ray absorber film containing Ta and B
Is preferably 15 to 25 atomic%. X
If the proportion of B in the line absorber film exceeds the above range, the grain size of the microcrystal becomes large, and it becomes difficult to perform sub-micron order fine processing. The applicant of the present invention has already filed an application for the ratio of B in the X-ray absorber film (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-192116).

【0060】タンタルを主成分とするX線吸収体材料等
は、アモルファス構造あるいは微結晶構造を有すること
が好ましい。これは、結晶構造(金属構造)であるとサ
ブミクロンオーダーの微細加工が難しく、内部応力が大
きくX線マスクに歪みが生じるからである。
The X-ray absorber material mainly composed of tantalum preferably has an amorphous structure or a microcrystalline structure. This is because, if the crystal structure (metal structure) is used, it is difficult to perform fine processing on the order of submicrons, and the internal stress is large, causing distortion in the X-ray mask.

【0061】エッチング停止層及びエッチングマスク層
の材料としては、例えば、クロム、又はクロムに炭素及
び/又は窒素を含む材料、さらにこれらにエッチング選
択比や膜応力に影響を与えない範囲で酸素、フッ素など
の他の元素を添加した材料等が挙げられる。エッチング
停止層及びエッチングマスク層においても、膜組成、ス
パッタガスの全圧、RFパワー、スパッタ装置の種類等
を調節及び選択することで、エッチング選択比や膜応力
の制御が可能である。本発明ではこれらの制御に加え
て、さらに成膜時の温度分布を管理し基板温度を制御す
ることでより厳密に内部応力を制御できる。
As the material of the etching stop layer and the etching mask layer, for example, chromium, or a material containing chromium containing carbon and / or nitrogen, and oxygen and fluorine as long as they do not affect the etching selectivity and the film stress. And the like to which other elements are added. Also in the etching stop layer and the etching mask layer, the etching selectivity and the film stress can be controlled by adjusting and selecting the film composition, the total pressure of the sputtering gas, the RF power, the type of the sputtering apparatus, and the like. In the present invention, in addition to these controls, the internal stress can be more strictly controlled by further controlling the temperature distribution during film formation and controlling the substrate temperature.

【0062】エッチングマスク層の膜厚は、10〜20
0nm、好ましくは15〜60nm、より好ましくは3
0〜50nmである。エッチングマスク層の膜厚を薄く
すると、垂直な側壁のエッチングマスクパターンが得ら
れるとともにマイクロローディング効果の影響を低減で
きるので、エッチングマスクパターンをマスクとしてX
線吸収体材料層をドライエッチングする際のパターン変
換差を低減できる。
The thickness of the etching mask layer is 10 to 20
0 nm, preferably 15-60 nm, more preferably 3 nm.
0 to 50 nm. When the thickness of the etching mask layer is reduced, an etching mask pattern on a vertical side wall can be obtained and the influence of the microloading effect can be reduced.
The pattern conversion difference at the time of dry-etching the line absorber material layer can be reduced.

【0063】エッチング停止層の膜厚は、5〜100n
m、好ましくは7〜50nm、より好ましくは10〜3
0nmである。エッチング停止層の膜厚を薄くすると、
エッチング時間が短くできるので、エッチング停止層を
除去する際のX線吸収体パターンのエッチングによる形
状変化を低減できる。
The thickness of the etching stopper layer is 5 to 100 n
m, preferably 7 to 50 nm, more preferably 10 to 3
0 nm. When the thickness of the etching stop layer is reduced,
Since the etching time can be shortened, it is possible to reduce a change in shape of the X-ray absorber pattern due to etching when removing the etching stop layer.

【0064】エッチング停止層、エッチングマスク層に
おける膜応力と膜厚との積は、±1×104dyn/c
m以下であることが好ましい。膜応力と膜厚との積が上
記範囲を超えると、応力による位置歪みが大きく、極め
て高い位置精度を有するX線マスクが得られない。
The product of the film stress and the film thickness in the etching stop layer and the etching mask layer is ± 1 × 10 4 dyn / c.
m or less. If the product of the film stress and the film thickness exceeds the above range, positional distortion due to the stress is large, and an X-ray mask having extremely high positional accuracy cannot be obtained.

【0065】本発明で用いる基板としては、シリコン基
板(シリコンウエハ)などの公知の基板が挙げられる。
X線透過膜としては、SiC、SiN、ダイヤモンド薄
膜などが挙げられる。X線照射耐性等の観点からはSi
Cが好ましい。なお、X線透過膜の膜応力は、50〜4
00MPa以下であることが好ましい。また、X線透過
膜の膜厚は、1〜3μm程度であることが好ましい。
The substrate used in the present invention includes a known substrate such as a silicon substrate (silicon wafer).
Examples of the X-ray transmission film include SiC, SiN, and a diamond thin film. From the viewpoint of X-ray irradiation resistance, etc., Si
C is preferred. The film stress of the X-ray transmission film is 50 to 4
It is preferably at most 00 MPa. Further, the thickness of the X-ray transmission film is preferably about 1 to 3 μm.

【0066】X線マスクブランクにおいては、X線透過
膜及びX線吸収体膜以外の層(膜)を、必要に応じ、設
けることができる。例えば、X線透過膜とX線吸収体膜
との間に、エッチング停止層、密着層、反射防止層、導
電層などを設けることができる。また、X線吸収体膜上
に、マスク層、保護層、導電層などを設けることができ
る。本発明では、X線吸収体膜に加え、これらの膜の成
膜時の温度分布を管理し基板温度を制御することで、X
線マスクブランクを構成する各膜の応力を低減し、X線
マスクの位置歪みの低減をより高いレベルで図ることが
できる。
In the X-ray mask blank, layers (films) other than the X-ray transmission film and the X-ray absorber film can be provided as necessary. For example, an etching stop layer, an adhesion layer, an antireflection layer, a conductive layer, and the like can be provided between the X-ray transmission film and the X-ray absorber film. Further, a mask layer, a protective layer, a conductive layer, and the like can be provided over the X-ray absorber film. In the present invention, in addition to the X-ray absorber films, by controlling the temperature distribution at the time of forming these films and controlling the substrate temperature, X
The stress of each film constituting the line mask blank can be reduced, and the positional distortion of the X-ray mask can be reduced at a higher level.

【0067】本発明のX線マスクは、上記本発明のX線
マスクブランクを用いて製造することを特徴とする。こ
こで、X線マスクブランクの製造工程に関しては特に制
限されず、従来より公知のX線マスクの製造工程が適用
できる。
The X-ray mask of the present invention is characterized by being manufactured using the X-ray mask blank of the present invention. Here, the manufacturing process of the X-ray mask blank is not particularly limited, and a conventionally known X-ray mask manufacturing process can be applied.

【0068】例えば、エッチングマスク層のパターニン
グには、レジスト(フォト、電子線)を用いたリソグラ
フィー法(レジスト塗布、露光、現像、エッチング、レ
ジスト剥離、洗浄など)、多層レジスト法、多層マスク
(金属膜/レジスト膜等)法などの公知のパターニング
技術を使用できる。レジストを用いる場合にあっては、
レジストの膜厚は薄い方が好ましく、50〜1000n
m、好ましくは100〜300nmである。
For example, for the patterning of the etching mask layer, a lithography method (resist coating, exposure, development, etching, resist peeling, washing, etc.) using a resist (photo, electron beam), a multilayer resist method, a multilayer mask (metal A known patterning technique such as a film / resist film method can be used. When using resist,
The thickness of the resist is preferably as thin as 50 to 1000 n.
m, preferably 100 to 300 nm.

【0069】エッチングマスク層及びエッチング停止層
をドライエッチングする際のエッチングガスとしては、
塩素と酸素の混合ガスを用いることが好ましい。これ
は、エッチングガスである塩素に対して酸素を混入させ
た混合ガスによるエッチングを行うことで、Taを主成
分とする材料からなるX線吸収体膜のエッチング速度
(エッチングレート)を極端に低下させることができる
ので、Taを主成分とする材料に対するCrと炭素及び
/又は窒素を含む材料等のエッチング選択比(Cr/T
a)を大きくすることが可能となり、塩素ガス単体によ
るエッチングの場合(エッチング選択比は0.1)に比
べ、相対エッチング速度を逆転(1以上に)することが
可能となるからである。
The etching gas for dry etching the etching mask layer and the etching stop layer is as follows.
It is preferable to use a mixed gas of chlorine and oxygen. This is because the etching rate (etching rate) of an X-ray absorber film made of a material containing Ta as a main component is extremely reduced by performing etching with a mixed gas in which oxygen is mixed with chlorine as an etching gas. Therefore, the etching selectivity (Cr / T) of a material containing Cr and carbon and / or nitrogen with respect to a material containing Ta as a main component can be obtained.
This is because a) can be increased, and the relative etching rate can be reversed (to 1 or more) as compared with the case of etching using only chlorine gas (etching selectivity is 0.1).

【0070】ドライエッチング装置としては、プラズマ
エッチング装置、ICP(Inductive Coupled Plasma)
エッチング装置、RIE(反応性イオンエッチング:Re
active Ion Etching)装置、反応性イオンビームエッチ
ング(RIBE)装置、スパッタエッチング装置、イオ
ンビームエッチング装置などが使用できる。
As a dry etching apparatus, a plasma etching apparatus, an ICP (Inductive Coupled Plasma)
Etching equipment, RIE (Reactive ion etching: Re
An active ion etching (RIE) apparatus, a reactive ion beam etching (RIBE) apparatus, a sputter etching apparatus, an ion beam etching apparatus, and the like can be used.

【0071】[0071]

【実施例】以下、実施例にもとづき本発明をさらに詳細
に説明する。
The present invention will be described below in more detail with reference to examples.

【0072】実施例1 X線マスクブランクの製造 図9は本発明の一実施例に係るX線マスクブランクの製
造工程を示す断面図である。
Embodiment 1 Manufacturing of X-ray Mask Blank FIG. 9 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of an X-ray mask blank according to one embodiment of the present invention.

【0073】まず、大きさ3インチφ、厚さ2mmで結
晶方位(100)のシリコン基板11の両面に、X線透
過膜12として、ジクロロシランとアセチレンを用いて
CVD法により厚さ2μmの炭化ケイ素膜を成膜した
(図9(a))。さらに、機械研磨により炭化ケイ素膜
の表面の平坦化を行い、Ra=1nm以下の表面粗さを
得た。
First, on both surfaces of a silicon substrate 11 having a size of 3 inches φ and a thickness of 2 mm and a crystal orientation of (100), a 2-μm-thick carbonized film was formed by CVD using dichlorosilane and acetylene as X-ray transmitting films 12. A silicon film was formed (FIG. 9A). Further, the surface of the silicon carbide film was flattened by mechanical polishing to obtain a surface roughness of Ra = 1 nm or less.

【0074】次いで、上記で説明した装置の基板ステー
ジにX線透過膜付き基板を載置し、X線透過膜12上
に、タンタル及びホウ素からなるX線吸収体膜13をR
Fマグネトロンスパッタリング法によって0.5μmの
厚さで形成した(図9(b))。
Next, the substrate with the X-ray transmitting film is placed on the substrate stage of the apparatus described above, and the X-ray absorbing film 13 made of tantalum and boron is
It was formed to a thickness of 0.5 μm by the F magnetron sputtering method (FIG. 9B).

【0075】なお、スパッタターゲットは、タンタルと
ホウ素を原子数比(Ta/B)で8/2の割合で含む焼
結体とした。スパッタ条件は、スパッタガス:Ar、R
Fパワー密度:6.5W/cm2、スパッタガス圧:
1.0Paとした。
The sputter target was a sintered body containing tantalum and boron at an atomic ratio (Ta / B) of 8/2. The sputtering conditions were as follows: sputtering gas: Ar, R
F power density: 6.5 W / cm 2 , sputtering gas pressure:
1.0 Pa was set.

【0076】上記X線吸収体膜の成膜の際、基板温度の
測定及び制御を図4で示す方法を用いて、逐次温度分布
及び温度変化をモニターし、その得られた情報に応じ
て、基板加熱の設定を変化させることによって、均一な
温度制御を行った。このように、スパッタ成膜時に基板
裏面からの温度制御を行うことによって、−150MP
a±4MPa以下のX線吸収体膜を作成できた。特に、
本実施例では、応力のランダムなバラツキを同心円状に
制御することが容易になった。すなわち同心円状に温度
分布を制御することによって、応力分布も同心円状の分
布に制御することができた。このように、応力分布を同
心円状の分布に制御すると、パターンの位置歪みの制御
を効果的に行うことができる。
At the time of forming the X-ray absorber film, the temperature distribution and the temperature change are monitored successively by using the method shown in FIG. 4 to measure and control the substrate temperature, and according to the obtained information, By changing the setting of substrate heating, uniform temperature control was performed. As described above, by controlling the temperature from the back surface of the substrate at the time of forming a film by sputtering, -150 MPa
An X-ray absorber film of a ± 4 MPa or less could be produced. Especially,
In the present embodiment, it is easy to concentrically control the random variation of the stress. That is, by controlling the temperature distribution concentrically, the stress distribution could also be controlled to a concentric distribution. As described above, when the stress distribution is controlled to a concentric distribution, the positional distortion of the pattern can be effectively controlled.

【0077】続いて、上記基板を上記ステージ上で、2
50℃、2時間アニーリングを行って、5MPa以下の
低応力のX線吸収体膜13を得た。
Subsequently, the substrate is placed on the stage for 2 hours.
Annealing was performed at 50 ° C. for 2 hours to obtain an X-ray absorber film 13 having a low stress of 5 MPa or less.

【0078】次に、X線吸収体膜13上に、エッチング
マスク層14としてクロムと窒素を含む膜をRFマグネ
トロンスパッタリング法によって0.05μmの厚さで
形成した。この結果、100MPa以下の低応力のエッ
チングマスク層14を得た(図9(c))。
Next, on the X-ray absorber film 13, a film containing chromium and nitrogen was formed as an etching mask layer 14 to a thickness of 0.05 μm by RF magnetron sputtering. As a result, an etching mask layer 14 having a low stress of 100 MPa or less was obtained (FIG. 9C).

【0079】なお、スパッタターゲットにはCrを用
い、スパッタ条件は、スパッタガス:Arにメタンを7
%混合したガス、RFパワー密度:6.5W/cm2
スパッタガス圧:1.2Paとした。
The sputtering target was Cr, and the sputtering conditions were as follows: sputtering gas: Ar and methane
% Mixed gas, RF power density: 6.5 W / cm 2 ,
Sputter gas pressure: 1.2 Pa.

【0080】X線マスクの製造及び評価 上記で得られたX線マスクブランクを用いて、X線マス
クを製造した。
Production and Evaluation of X-Ray Mask An X-ray mask was produced using the X-ray mask blank obtained above.

【0081】具体的には、まず、X線マスクブランク上
に塗布した電子線レジストに最小線幅0.10μmを含
むラインアンドスペース(以下、L&Sと記す)パター
ンを電子線描画し、湿式現像によって電子線レジストパ
ターンを形成した。この電子線レジストパターンをマス
クとして、ICP(inductive coupled plasma)エッチ
ング装置を用いて、コイルパワー200W、バイアス1
0Wのエッチング条件下、基板部分を10℃に冷却しな
がら塩素と酸素の混合ガス(塩素:25sccm、酸
素:5sccm)にてエッチングマスク層のエッチング
を行い、エッチングマスクパターンを得た。このエッチ
ングマスクパターンをマスクとして、ICPドライエッ
チング装置を用い、エッチングガスとして塩素を用いエ
ッチングマスクパターンのパターニングと同様の条件
で、X線吸収体膜のエッチングを行い、次いでエッチン
グマスクパターンを除去し、X線吸収体パターンを形成
してX線マスクを得た。
Specifically, first, a line and space (hereinafter, referred to as L & S) pattern including a minimum line width of 0.10 μm is drawn by an electron beam on an electron beam resist applied on an X-ray mask blank, and wet development is performed. An electron beam resist pattern was formed. Using this electron beam resist pattern as a mask, an ICP (inductively coupled plasma) etching apparatus was used to obtain a coil power of 200 W and a bias of 1.
The etching mask layer was etched with a mixed gas of chlorine and oxygen (chlorine: 25 sccm, oxygen: 5 sccm) while cooling the substrate to 10 ° C. under 0 W etching conditions to obtain an etching mask pattern. Using this etching mask pattern as a mask, an X-ray absorber film is etched under the same conditions as those of the etching mask pattern using chlorine as an etching gas using an ICP dry etching apparatus, and then the etching mask pattern is removed. An X-ray mask was obtained by forming an X-ray absorber pattern.

【0082】上記で得られたX線マスクの位置歪みを座
標測定機により評価した結果、1Gbit−DRAM用
のX線マスクに要求される22nm以下の位置歪みであ
り、高い位置精度が実現できることを確認した。
The positional distortion of the X-ray mask obtained above was evaluated by a coordinate measuring machine. As a result, the positional distortion of 22 nm or less required for an X-ray mask for 1 Gbit-DRAM was obtained, and high positional accuracy could be realized. confirmed.

【0083】以上好ましい実施例をあげて本発明を説明
したが、本発明は上記実施例に限定されるものではな
い。
Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments.

【0084】例えば、温度センサー及び基板加熱体は実
施例で使用したものに限定されない。
For example, the temperature sensor and the substrate heater are not limited to those used in the embodiments.

【0085】また、X線マスクの形状等に応じて応力等
を制御すべき範囲が異なるので、それに合わせて温度セ
ンサー及び基板加熱体の配置等を設計することができ
る。
Further, since the range in which stress and the like are to be controlled varies depending on the shape and the like of the X-ray mask, the arrangement of the temperature sensor and the substrate heater can be designed in accordance with the range.

【0086】[0086]

【発明の効果】以上説明したように本発明のX線マスク
ブランクの製造方法によれば、低応力かつ面内の応力が
均一であるスパッタ膜を得ることができ、したがって、
極めて高い位置精度を有するX線マスクを製造できる。
As described above, according to the method of manufacturing an X-ray mask blank of the present invention, a sputtered film having low stress and uniform in-plane stress can be obtained.
An X-ray mask having extremely high positional accuracy can be manufactured.

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

【図1】X線マスクの構造を説明するための断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a structure of an X-ray mask.

【図2】X線マスクブランクを説明するための断面図で
ある。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an X-ray mask blank.

【図3】基板ステージの一例を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of a substrate stage.

【図4】基板ステージの他の例を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing another example of the substrate stage.

【図5】基板温度制御系の一例を示すブロック図であ
る。
FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a substrate temperature control system.

【図6】基板ステージの他の例を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing another example of the substrate stage.

【図7】基板ステージの他の例を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing another example of the substrate stage.

【図8】基板ステージの他の例を示す断面図である。FIG. 8 is a sectional view showing another example of the substrate stage.

【図9】本発明の一実施例に係るX線マスクブランクの
製造工程を示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the X-ray mask blank according to one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 X線マスク 2 X線マスクブランク 11 シリコン基板 11a 支持基板(支持枠) 12 X線透過膜 13 X線吸収体膜 13a X線吸収体パターン 14 エッチングマスク層 20 基板ステージ 21 蛍光体センサー 22 伝送ファイバー 23 フランジ 24 基板加熱体 25a,25b,25c 加熱ブロック 26 ニクロム線 27 基板加熱手段 28 検出手段 29 基板温度制御部 30 基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray mask 2 X-ray mask blank 11 Silicon substrate 11a Support substrate (support frame) 12 X-ray transmission film 13 X-ray absorber film 13a X-ray absorber pattern 14 Etching mask layer 20 Substrate stage 21 Fluorescent sensor 22 Transmission fiber 23 Flange 24 Substrate heating body 25a, 25b, 25c Heating block 26 Nichrome wire 27 Substrate heating means 28 Detection means 29 Substrate temperature control unit 30 Substrate

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に少なくともX線吸収体膜を含む
スパッタ膜を形成する工程を有するX線マスクブランク
の製造方法であって、 前記スパッタ膜を形成する工程において、スパッタ膜が
形成される基板の基板温度を測定しながらスパッタ成膜
を行うことを特徴とするX線マスクブランクの製造方
法。
1. A method for manufacturing an X-ray mask blank, comprising a step of forming a sputter film including at least an X-ray absorber film on a substrate, wherein a sputter film is formed in the step of forming the sputter film. A method for manufacturing an X-ray mask blank, comprising performing sputter film formation while measuring a substrate temperature of a substrate.
【請求項2】 前記スパッタ膜を形成する工程におい
て、スパッタ膜が形成される基板の基板温度を測定する
と同時に基板温度を調整しながらスパッタ成膜を行うこ
とを特徴とする請求項1に記載のX線マスクブランクの
製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein in the step of forming the sputtered film, the sputtered film is formed while measuring the substrate temperature of the substrate on which the sputtered film is formed and simultaneously adjusting the substrate temperature. Manufacturing method of X-ray mask blank.
【請求項3】 前記基板温度の測定を、基板上の予め定
められた領域内の複数点において行うことを特徴とする
請求項1又は2に記載のX線マスクブランクの製造方
法。
3. The method for manufacturing an X-ray mask blank according to claim 1, wherein the measurement of the substrate temperature is performed at a plurality of points within a predetermined region on the substrate.
【請求項4】 前記基板温度の測定を、基板を載置する
ステージに組み込まれた温度センサーの信号を検出する
ことにより行うことを特徴とする請求項1〜3から選ば
れる一項に記載のX線マスクブランクの製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the measurement of the substrate temperature is performed by detecting a signal of a temperature sensor incorporated in a stage on which the substrate is mounted. Manufacturing method of X-ray mask blank.
【請求項5】 前記温度センサーが、蛍光体センサーで
あることを特徴とする請求項4に記載のX線マスクブラ
ンクの製造方法。
5. The method according to claim 4, wherein the temperature sensor is a phosphor sensor.
【請求項6】 前記基板温度の調整を、加熱手段を複数
設けるとともに、各加熱手段の制御手段をそれぞれ独立
して設け、基板温度を部分的に調節して行うことを特徴
とする請求項2〜5から選ばれる一項に記載のX線マス
クブランクの製造方法。
6. The method according to claim 2, wherein a plurality of heating means are provided, and a control means for each heating means is independently provided to partially adjust the substrate temperature. The method for producing an X-ray mask blank according to any one of Items 1 to 5, wherein
【請求項7】 前記スパッタ膜を形成する工程におい
て、形成するスパッタ膜が、X線吸収体膜と、該X線吸
収体膜の上又は下に形成されるエッチング停止層、反射
防止膜及びエッチングマスク層から選ばれる一種以上の
膜であることを特徴とする請求項1〜6から選ばれる一
項に記載のX線マスクブランクの製造方法。
7. In the step of forming the sputtered film, the sputtered film to be formed is an X-ray absorber film, an etching stop layer formed above or below the X-ray absorber film, an antireflection film, and an etching film. The method for producing an X-ray mask blank according to any one of claims 1 to 6, wherein the method is one or more films selected from a mask layer.
【請求項8】 請求項1〜7に記載のX線マスクブラン
クの製造方法を用いて製造されたことを特徴とするX線
マスクブランク。
8. An X-ray mask blank manufactured using the method for manufacturing an X-ray mask blank according to claim 1.
【請求項9】 請求項8に記載のX線マスクブランクを
用いて製造されたことを特徴とするX線マスク。
9. An X-ray mask manufactured using the X-ray mask blank according to claim 8.
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