JP3127037B2 - X-ray mask support, X-ray mask structure, and X-ray exposure method - Google Patents

Description

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

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はＸ線リソグラフィーに用
いられるＸ線マスク支持体及びこれを用いたＸ線マスク
構造体及び該Ｘ線マスク構造体を使用したＸ線露光方法
に関する。The present invention relates to an X-ray mask support used in X-ray lithography, an X-ray mask structure using the same, and an X-ray exposure method using the X-ray mask structure.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来よりＸ線リソグラフィーは、最小線
幅が１μｍ以下である様な極めて微細なパターンの形
成、例えば、半導体デバイスの微細パターン形成等に有
望な技術として注目されている。近年の半導体集積回路
の高密度化及び高速化に伴う集積回路のパターン線幅の
縮小に伴い、Ｘ線マスク構造体に形成されるＸ線吸収体
の微細パターンの解像度の向上の為、特にＸ線マスク支
持体或いはＸ線マスク構造体に関する種々な技術改良が
なされてきている。ここで、Ｘ線リソグラフィーに用い
られるＸ線マスク支持体とは、主としてＸ線透過膜と該
Ｘ線透過膜を支持する為の支持枠とから構成されるもの
である。又、該Ｘ線マスク支持体のＸ線透過膜上に所望
のＸ線吸収体微細パターンを保持してなるものをＸ線マ
スク構造体という。2. Description of the Related Art Conventionally, X-ray lithography has attracted attention as a promising technique for forming extremely fine patterns having a minimum line width of 1 μm or less, for example, for forming fine patterns of semiconductor devices. With the reduction in pattern line width of integrated circuits accompanying the recent increase in density and speed of semiconductor integrated circuits, the resolution of fine patterns of X-ray absorbers formed on X-ray mask structures has been improved. Various technical improvements have been made with respect to line mask supports or X-ray mask structures. Here, the X-ray mask support used in the X-ray lithography mainly includes an X-ray transmission film and a support frame for supporting the X-ray transmission film. An X-ray mask structure in which a desired X-ray absorber fine pattern is held on the X-ray transmitting film of the X-ray mask support is called an X-ray mask structure.

【０００３】上記の種々の従来技術の改良の例として
は、例えば、特公昭５３−２４７８５号公報にＸ線透過
膜としてＣＶＤ法による炭化シリコン膜を用いた例が記
載されている。又、特公昭５４−２７７１１号公報には
支持枠に隣接する窒化シリコン層を、従来法、例えばＣ
ＶＤ法により０．５μｍ以下に形成し、該窒化シリコン
層の上に炭化シリコン層をメタン、エチレン、アセチレ
ン等のＣ、Ｈを含有するガスを用いてプラズマ反応によ
り５μｍ以下に形成した２層の複合膜をＸ線透過膜とす
ることにより、従来よりの課題である機械的強度の向上
と生産性の向上を主として達成したＸ線マスク構造体が
記載されている。又、この複合膜は、窒化シリコン層が
支持枠に隣接する様に付設されている為、支持枠形成時
におけるＸ線透過膜のアルカリ耐性にも優れたものであ
る。As an example of the above-mentioned various improvements of the prior art, Japanese Patent Publication No. 53-24785 discloses an example in which a silicon carbide film formed by a CVD method is used as an X-ray transmitting film. Japanese Patent Publication No. 54-27711 discloses that a silicon nitride layer adjacent to a support frame is formed by a conventional method, for example, C
A two-layer silicon carbide layer formed to a thickness of 0.5 μm or less by a VD method and a silicon carbide layer formed on the silicon nitride layer to a thickness of 5 μm or less by a plasma reaction using a gas containing C and H such as methane, ethylene and acetylene. An X-ray mask structure has been described in which an X-ray transmission film is used as the composite film to mainly achieve improvements in mechanical strength and productivity, which are problems conventionally encountered. In addition, since the composite film is provided so that the silicon nitride layer is adjacent to the support frame, the X-ray permeable film at the time of forming the support frame is also excellent in alkali resistance.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとしている問題点】しかしながら、
これらの先行技術におけるＸ線マスク構造体でも、その
Ｘ線透過膜が単層膜によって構成されている場合には、
Ｘ線透過率やアライメント光の可視・近赤外光透過率が
充分とは言い難く、スループットの低下やアライメント
精度低下の原因となる。又、上記の様にＸ線透過膜が炭
化シリコンと窒化シリコンの多層構造膜よりなる場合
は、各層を形成する物質固有の熱膨張率の違いにより、
Ｘ線照射によりＸ線マスク構造体が加熱された時に湾曲
し歪みが生じてしまうという欠点を有していた。この様
な欠点はマスク精度の低下を招き、極めて厳しい位置精
度を要求されるＸ線マスク支持体としては不適当なもの
であった。更に、Ｘ線透過膜にこの様な異種材料からな
る多層複合膜を使用すると、製造装置や作製プロセスが
複雑化し、とりわけＣＶＤ法を用い製造する場合にはシ
ラン系ガスをはじめとする各種特殊ガスを使用する必要
がある為、危険性も高く安全性確保の為の設備投資も高
額なものになってしまい、経済性に劣るという問題もあ
る。[Problems to be solved by the invention]
Even in these prior art X-ray mask structures, when the X-ray transmitting film is constituted by a single layer film,
It is difficult to say that the X-ray transmittance or the visible / near-infrared light transmittance of the alignment light is sufficient, which causes a decrease in throughput and a decrease in alignment accuracy. Further, when the X-ray transmission film is composed of a multilayered film of silicon carbide and silicon nitride as described above, due to the difference in the coefficient of thermal expansion specific to the material forming each layer,
When the X-ray mask structure is heated by the X-ray irradiation, the X-ray mask structure has a disadvantage that it is curved and generates distortion. Such a defect causes a decrease in mask accuracy, and is unsuitable as an X-ray mask support requiring extremely strict positional accuracy. Furthermore, when a multi-layer composite film made of such different materials is used for the X-ray transmission film, the manufacturing apparatus and the manufacturing process become complicated, and in particular, when manufacturing using the CVD method, various special gases such as silane-based gas are used. Therefore, there is a problem that the risk is high and the capital investment for securing safety is expensive, resulting in poor economic efficiency.

【０００５】従って、本発明の目的は上記先行技術の問
題点を解決し、Ｘ線透過性や可視・近赤外光透過性に優
れ、しかもＸ線照射によっても湾曲の生じることのない
Ｘ線マスク支持体及びＸ線マスク構造体を提供すること
である。更に、本発明の別の目的は、高精度、高解像度
のＸ線露光を達成する優れたＸ線マスク構造体を簡便に
且つ安全に提供することである。Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide an X-ray which is excellent in X-ray transmission and visible / near-infrared light transmission and which does not bend even by X-ray irradiation. It is to provide a mask support and an X-ray mask structure. Still another object of the present invention is to provide a simple and safe X-ray mask structure that achieves high-precision, high-resolution X-ray exposure.

【０００６】[0006]

【問題点を解決する為の手段】上記の目的は、下記の本
発明により達成される。即ち、本発明は、Ｘ線透過膜
と、該Ｘ線透過膜を支持する支持枠とを有するＸ線マス
ク支持体において、上記Ｘ線透過膜がその厚さ方向に密
度の異なる単層膜を主体に構成され、且つ、該単層膜の
一部が、柱状結晶構造を有していることを特徴とするＸ
線マスク支持体、Ｘ線透過膜と、該Ｘ線透過膜を支持す
る支持枠とを有するＸ線マスク支持体において、上記Ｘ
線透過膜が、隣接し合う層間の密度が異なる三層もしく
はそれ以上の多層積層膜を主体に構成され、且つ該多層
積層膜の全ての層が、その主たる構成元素が同一の化合
物により構成され、且つ、多層積層膜を構成する層の少
なくとも一層が、柱状結晶構造を有していることを特徴
とするＸ線マスク支持体、これらの支持体を使用するＸ
線マスク構造体及びこれらのＸ線マスク構造体を使用す
るＸ線露光方法である。The above objects are achieved by the present invention described below. That is, the present invention provides an X-ray mask support having an X-ray permeable film and a support frame for supporting the X-ray permeable film, wherein the X-ray permeable film has a single-layer film having different densities in its thickness direction. Mainly composed of the single-layer film
X partially characterized by having a columnar crystal structure
X- ray mask support, X-ray permeable membrane, and supporting said X-ray permeable membrane
An X-ray mask support having a support frame
Three layers with different densities between adjacent layers
Is mainly composed of a multi-layer laminated film, and all the layers of the multi-layer laminated film are mainly composed of the same compound and the number of layers constituting the multi-layer laminated film is small.
An X-ray mask support, characterized in that at least one layer has a columnar crystal structure ;
X-ray mask structures and X-ray exposure methods using these X-ray mask structures.

【０００７】[0007]

【作用】Ｘ線透過膜を、その厚さ方向に密度が異なり、
且つ、単層膜の一部又は多層積層膜を構成する層の少な
くとも一層が柱状結晶構造を有している単層膜又は多層
積層膜で形成することにより、Ｘ線透過性や可視・近赤
外光透過性に優れた、しかもＸ線照射による加熱によっ
ても湾曲の生じることのないマスク精度に優れたＸ線マ
スク支持体及びＸ線マスク構造体とすることが出来る。
更に、本発明のＸ線マスク構造体を介して被露光部材に
Ｘ線を露光すれば、高精度、高解像度のＸ線露光を行う
ことが出来る。[Action] The X-ray transparent film, Ri density different in the thickness direction thereof,
In addition, the number of layers constituting a part of a single-layer film or a multilayer laminated film is small.
By forming at least one layer with a single-layer film or multilayer film having a columnar crystal structure, it is excellent in X-ray transmission and visible / near-infrared light transmission, and can be heated by X-ray irradiation. An X-ray mask support and an X-ray mask structure which are excellent in mask accuracy without causing curvature can be obtained.
Further, by exposing a member to be exposed to X-rays through the X-ray mask structure of the present invention, high-precision and high-resolution X-ray exposure can be performed.

【０００８】[0008]

【好ましい実施態様】次に好ましい実施態様を挙げて本
発明を更に詳細に説明する。本発明の主たる特徴は、Ｘ
線マスク支持体及びＸ線マスク構造体のＸ線透過膜が、
その厚さ方向に連続的又は不連続的に密度の異なる膜を
主体に構成されている点にある。ここで、前記膜が連続
的に密度の異なる膜である場合には、膜中に密度の差に
よる境界線は明確に観察し得ず、この様な場合を本発明
においては単層膜と云う。又、前記膜が不連続的に密度
の異なる膜である場合には、膜中に密度の差による境界
線は明確に観察し得る。この様な場合を本発明において
は多層積層膜と云う。尚、本発明において上記密度の異
なる膜の成膜はスパッタリング法を用いて成膜し、その
際の成膜条件としてスパッタガスに不活性ガスを用い、
且つガス圧を必要に応じて変化させることにより、膜の
厚さ方向に、低密度領域又は高密度領域を部分的に形成
して、連続又は不連続に密度の異なる膜を簡便且つ安全
に形成することが出来る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will now be described in more detail with reference to preferred embodiments. The main feature of the present invention is that X
The X-ray transparent film of the X-ray mask support and the X-ray mask structure,
The point is that the film is mainly composed of films having different densities continuously or discontinuously in the thickness direction. Here, when the film is a film having continuously different densities, a boundary line due to a difference in density cannot be clearly observed in the film, and such a case is referred to as a single-layer film in the present invention. . When the film is a film having a discontinuously different density, a boundary line due to a difference in density in the film can be clearly observed. Such a case is referred to as a multilayer laminated film in the present invention. In the present invention, the film having a different density is formed by a sputtering method, and an inert gas is used as a sputtering gas as a film forming condition at that time.
In addition, by changing the gas pressure as needed, a low-density region or a high-density region is partially formed in the thickness direction of the film, so that films having different densities can be easily and safely formed continuously or discontinuously. You can do it.

【０００９】従って、前記多層積層膜においても、各層
はその性状（密度や結晶状態等）が異なるのみで、いず
れの層も構成元素が同一の化合物より成る。又、本発明
においては、上記密度の異なる膜は、膜の厚さ方向に部
分的に低密度領域として柱状結晶構造を有する領域を形
成することにより成膜されることが好ましい。ここで、
柱状結晶構造について図４（ａ）及び図４（ｂ）を用い
て詳述する。図４（ａ）は低アルゴン圧（０．８ｍＴｏ
ｒｒ）下で高周波マグネトロンスパッタ法によって成膜
した炭化シリコン膜内部の結晶構造の断面ＳＥＭ写真、
図５（ａ）はその模写図であり、図４（ｂ）は高アルゴ
ン圧（１２ｍＴｏｒｒ）下で高周波マグネトロンスパッ
タ法によって成膜した炭化シリコン膜内部の結晶構造の
断面ＳＥＭ写真、図５（ｂ）はその模写図である。Therefore, also in the multilayer laminated film, each layer is different only in its properties (density, crystal state, etc.), and each layer is made of a compound having the same constituent element. In the present invention, the films having different densities are preferably formed by forming a region having a columnar crystal structure as a low-density region in the thickness direction of the film. here,
The columnar crystal structure will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 4A shows a low argon pressure (0.8 mTo
rr) Cross-sectional SEM photograph of the crystal structure inside the silicon carbide film formed by the high-frequency magnetron sputtering method under rr)
FIG. 5A is a schematic view thereof, and FIG. 4B is a cross-sectional SEM photograph of a crystal structure inside a silicon carbide film formed by a high-frequency magnetron sputtering method under a high argon pressure (12 mTorr), and FIG. ) Is a copy of the drawing.

【００１０】本発明で云う柱状結晶構造とは、図４
（ｂ）（又は図５（ｂ））の２２ｂ領域に示される様に
膜の厚さ方向に柱状に配向した結晶構造を意味し、膜の
断面ＳＥＭ写真により、明確に観察し得るものである。
又、好ましくは、膜の断面ＳＥＭ写真より測定される値
で、その直径が５０Å〜１，０００Åの範囲内にある柱
状結晶構造を有することが望ましい。更に、該柱状結晶
構造の直径は、その走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像上で
観察される複数の柱状結晶構造の幅を測定し、そのデー
タを統計処理等の算術計算によって容易に知ることが出
来る。その他、膜の断面のＳＥＭ像を適当な画像処理を
施すことにより、該柱状結晶構造の直径を求める等の方
法を採用しても構わない。The columnar crystal structure referred to in the present invention is shown in FIG.
(B) (or a crystal structure oriented in a columnar direction in the thickness direction of the film as shown in a region 22b of FIG. 5 (b)), which can be clearly observed by a cross-sectional SEM photograph of the film. .
Preferably, the film has a columnar crystal structure whose diameter is in the range of 50 ° to 1,000 ° as measured from a cross-sectional SEM photograph of the film. Further, the diameter of the columnar crystal structure can be easily obtained by measuring the width of a plurality of columnar crystal structures observed on a scanning electron microscope (SEM) image and obtaining the data by arithmetic calculation such as statistical processing. I can do it. In addition, a method of obtaining the diameter of the columnar crystal structure by performing an appropriate image processing on the SEM image of the cross section of the film may be adopted.

【００１１】一方、上記柱状結晶構造は膜の密度と密接
な関係があり、その直径が大きい場合は密度が小さく、
その直径が小さくなるに従って密度が大きくなる。これ
は、該柱状結晶構造が大きく且つその境界が明確な場
合、各柱状結晶構造間に結晶の粒界やボイドが存在する
為である。スパッタリング法による成膜において、この
様な微細構造が見られることは、例えば、『スパッタリ
ング現象（金原著、東京大学出版会（１９８４））』等
に述べられている。そこで本発明においては、該柱状結
晶構造の直径を用いて膜密度を定義する。例えば、図４
（ａ）及び図４（ｂ）の炭化硅素膜において、図４
（ｂ）の２２ｂ領域の柱状結晶構造は６００Åの直径を
有し、図４（ａ）の２２ａ領域には柱状結晶を確認する
ことが出来ない（直径４０Å未満）。即ち、膜密度の大
小関係は、領域２２ａ＞領域２２ｂである。又、不図示
ではあるが、アルゴン圧１０．０ｍＴｏｒｒにて成膜さ
れた炭化硅素膜は５００Åの直径の柱状結晶構造を有し
ている。On the other hand, the columnar crystal structure has a close relationship with the density of the film.
The density increases as the diameter decreases. This is because, when the columnar crystal structure is large and the boundaries are clear, crystal grain boundaries and voids exist between the columnar crystal structures. The fact that such a fine structure is observed in the film formation by the sputtering method is described in, for example, “Sputtering Phenomenon (Kanehara, University of Tokyo Press (1984))”. Therefore, in the present invention, the film density is defined using the diameter of the columnar crystal structure. For example, FIG.
In the silicon carbide films of FIGS.
The columnar crystal structure in the region 22b in FIG. 4B has a diameter of 600 °, and no columnar crystal can be observed in the region 22a in FIG. 4A (less than 40 ° in diameter). That is, the magnitude relationship of the film density is such that the region 22a> the region 22b. Although not shown, the silicon carbide film formed at an argon pressure of 10.0 mTorr has a columnar crystal structure with a diameter of 500 °.

【００１２】次に本発明におけるＸ線マスク支持体及び
Ｘ線マスク構造体を図面を用いて詳述する。図１（ａ）
は本発明のＸ線マスク支持体の構成を示す概略断面図で
あり、図１（ｂ）は、本発明のＸ線マスク構造体を示す
概略断面図である。図１において、１は支持枠、２はＸ
線透過膜、３はＸ線吸収体を示す。本発明においてはＸ
線透過膜２が、少なくとも互いに隣接し合う層間では密
度が異なり、且つ、少なくとも三層より構成される多層
積層膜、又は厚さ方向に密度の異なる単層膜からなるこ
とを特徴とする。多層積層膜又は単層膜を構成する主た
る材料としては、好ましくは、シリコン、炭素、アルミ
ニウム、硼素及びこれらの窒化物、酸化物の中から選ば
れる材料であり、特に炭素とシリコン（Ｃ−Ｓｉ）、窒
素とシリコン（Ｎ−Ｓｉ）、窒素とアルミニウム（Ｎ−
Ａｌ）等が好ましく、更には炭素とシリコン（Ｃ−Ｓ
ｉ）を主成分とする材料を用いるのが本発明の効果の上
で最も好ましい。又、多層積層膜において、各層の主た
る構成元素は同一であるが、後述する如く各層夫々の物
理的性質は、少なくとも互いに隣接し合う層間では異な
っている。Next, the X-ray mask support and the X-ray mask structure according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 (a)
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a configuration of an X-ray mask support of the present invention, and FIG. 1B is a schematic sectional view showing an X-ray mask structure of the present invention. In FIG. 1, 1 is a support frame, 2 is X
Reference numeral 3 denotes an X-ray absorber. In the present invention, X
The light-transmitting film 2 is dense at least between adjacent layers.
It is characterized by comprising a multi-layer laminated film having different degrees and comprising at least three layers, or a single-layer film having different densities in the thickness direction. The main material constituting the multilayer laminated film or the single-layer film is preferably a material selected from silicon, carbon, aluminum, boron and nitrides and oxides thereof, and particularly carbon and silicon (C-Si ), Nitrogen and silicon (N-Si), nitrogen and aluminum (N-
Al) and the like, and furthermore, carbon and silicon (CS)
It is most preferable to use a material containing i) as a main component in view of the effects of the present invention. In the multilayer laminated film, the main constituent elements of each layer are the same, but the physical properties of each layer are different at least between adjacent layers as described later.

【００１３】本発明において、Ｘ線透過膜２の厚さは、
好ましくは０．５μｍ〜１０μｍとされ、特に好ましく
は１〜５μｍとされる。又、多層積層膜においては特に
Ｘ線透過膜２の支持枠１に隣接した高密度を有する第１
の層２ａの厚さは、好ましくは１００Å以上、より好ま
しくは１００Å〜５，０００Åであり、第２の層２ｂの
厚さは、好ましくは、多層積層膜であるＸ線透過膜２の
全膜厚が０．５μｍ〜１０μｍ、特に１μｍ〜５μｍと
なる様に夫々調整することが本発明の奏する効果の点で
特に好ましい。本発明において支持枠１は、通常用いら
れるシリコン、石英、ガラス、チタン、チタン合金、ス
テンレス鋼及びセラミックスの中から選ばれ、好ましく
は単結晶シリコン基板等の材料により構成される。又、
Ｘ線透過膜２上に設けられたＸ線吸収体３は、Ｘ線を吸
収し得るＡｕ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ又はこれらの化合物等の
通常用いられる材料により形成され、図１（ｂ）に示す
様に所望のパターン形状にパターニングされＸ線マスク
構造体を構成する。かかるＸ線吸収体３は、通常０．２
μｍ以上で、より好ましくは０．５μｍ〜１μｍの厚さ
とされている。In the present invention, the thickness of the X-ray permeable film 2 is
It is preferably from 0.5 μm to 10 μm, particularly preferably from 1 to 5 μm. In the multilayer laminated film, the first high-density first film adjacent to the support frame 1 of the X-ray permeable film 2 is particularly preferred.
The thickness of the layer 2a is preferably 100 ° or more, more preferably 100 ° to 5,000 °, and the thickness of the second layer 2b is preferably the entire thickness of the X-ray transmitting film 2 which is a multilayer laminated film. It is particularly preferable that the thickness is adjusted to be 0.5 μm to 10 μm, particularly 1 μm to 5 μm, from the viewpoint of the effect of the present invention. In the present invention, the support frame 1 is selected from commonly used silicon, quartz, glass, titanium, titanium alloy, stainless steel, and ceramics, and is preferably made of a material such as a single crystal silicon substrate. or,
The X-ray absorber 3 provided on the X-ray transmitting film 2 is formed of a commonly used material such as Au, Ta, W, Pt or a compound thereof capable of absorbing X-rays. As shown in the figure, the X-ray mask structure is patterned into a desired pattern shape. Such an X-ray absorber 3 usually has 0.2
μm or more, more preferably 0.5 μm to 1 μm.

【００１４】先ず、Ｘ線透過膜２が多層積層膜からなる
場合について説明する。該多層積層膜は以下の特徴を有
するものである。即ち、（１）Ｘ線透過膜の各層（図１
において第１の層を２ａ及び第２の層を２ｂと図示）
は、夫々の主たる構成元素を同一とする化合物により形
成される。（２）支持枠１側に隣接する層Ａ（図１にお
いては第１の層２ａ）は、該層Ａに隣接する層Ｂ（図１
においては第２の層２ｂ）より密度が大きい。又、
（２）より図１に示される第１の層２ａは構造内に柱状
結晶構造を有さない高密度な膜であり、第２の層２ｂは
かかる高密度を有する層ではない。上記（１）及び
（２）において、Ｘ線透過膜２を構成する多層積層膜の
各層は、主たる構成元素が同一である材料から成るにも
かかわらず、応力や可視・近赤外光透過率等の物理的特
性が異なる。この理由としては各層での膜の内部構造、
例えば、密度或いは結合状態等が互いに異なっているこ
とに起因していると考えられる。特に密度に関しては、
前記した様に第１の層２ａの方が第２の層２ｂよりも大
きな密度を有している。First, the case where the X-ray transmitting film 2 is formed of a multilayer laminated film will be described. The multilayer laminated film has the following features. That is, (1) each layer of the X-ray transmission film (FIG. 1)
, The first layer is shown as 2a and the second layer is shown as 2b)
Are formed of compounds having the same main constituent elements. (2) The layer A adjacent to the support frame 1 (the first layer 2a in FIG. 1) is the layer B adjacent to the layer A (FIG. 1).
Has a higher density than the second layer 2b). or,
(2) The first layer 2a shown in FIG. 1 is a high-density film having no columnar crystal structure in the structure, and the second layer 2b is not a layer having such high density. The above (1) and
In (2) , despite the fact that each layer of the multilayer laminated film constituting the X-ray transmission film 2 is made of a material having the same main constituent elements, physical properties such as stress and visible / near-infrared light transmittance are obtained. Are different. The reasons for this are the internal structure of the film in each layer,
For example, it is considered that this is due to different densities or bonding states. Especially with regard to density
As described above, the first layer 2a has a higher density than the second layer 2b.

【００１５】以上、本発明のＸ線マスク支持体及びＸ線
マスク構造体について、図１（ａ）、（ｂ）を用いて説
明したが、本発明は、図２に示す如き三層もしくはそれ
以上の多層積層構造のものである。尚、図２において
は、Ｘ線透過膜２を構成する多層積層膜の第３の層２ｃ
を除き、図示番号１〜３及び２ａ、２ｂは図１と同様の
ものを示す。図２（ａ）、（ｂ）に示される第３の層２
ｃは２ａと同様に高密度を有する層であり、換言するな
らばこの第３の層２ｃは、隣接する第２の層２ｂよりも
その密度が大なる層である。又、ここで言う密度の変化
は、単位面積のＸ線マスク支持体に対して単位厚さエッ
チングする毎に重量を測定する方法や、単位厚さエッチ
ングする毎にＸ線や可視光等の吸収を測定することによ
り求めることができる。The X-ray mask support and the X-ray mask structure of the present invention have been described with reference to FIGS. 1A and 1B. The present invention relates to a three-layer structure shown in FIG. It has the above-described multilayer laminated structure. In FIG. 2, the third layer 2c of the multilayer film constituting the X-ray transmission film 2 is shown.
Except for, the illustrated numbers 1 to 3 and 2a and 2b indicate the same as those in FIG. Third layer 2 shown in FIGS. 2A and 2B
c is a layer having a high density similarly to 2a. In other words, the third layer 2c is a layer having a higher density than the adjacent second layer 2b. The change in density referred to here can be measured by measuring the weight of a unit area X-ray mask support each time the unit thickness is etched, or by absorbing X-rays or visible light each time the unit thickness is etched. Can be determined by measuring

【００１６】更に、本発明のＸ線マスク支持体及びＸ線
マスク構造体を構成するＸ線透過膜２は、上記の様に不
連続に密度が異なる多層積層構造であるのみならず、膜
中の水素含有率が実質的に０％であることが好ましい。
近年、Ｘ線透過膜２に対して要求される物理的性質の最
も重要なものの１つとして放射線に対する耐性が議論さ
れている。例えば、Ｘ線透過膜材料として研究されてい
る窒化ケイ素、窒化ホウ素についていえば、Ｘ線透過膜
を形成する特殊ガスを用いたＣＶＤ法等の従来の製造方
法に起因して生じる膜の水素含有率が放射線耐性に大き
く影響するという報告がなされている（第４６回春季応
用物理学会予稿集、東芝、J.Vac.Sci.Technol. B5(1),
Jan/Feb 1987 AT&T Bell Lab）。しかし、上記した様
に、Ｘ線透過膜を不活性ガスであるＡｒを用いたスパッ
タリング法により形成すれば、実質的に水素を含まな
い、即ち、放射線耐性に優れたＸ線透過膜を与えること
が出来る。Further, the X-ray transmission film 2 constituting the X-ray mask support and the X-ray mask structure of the present invention is not only a multilayered structure having discontinuously different densities as described above, but also has Is preferably substantially 0%.
In recent years, radiation resistance has been discussed as one of the most important physical properties required for the X-ray transmission film 2. For example, regarding silicon nitride and boron nitride, which have been studied as X-ray permeable film materials, the hydrogen content of a film generated by a conventional manufacturing method such as a CVD method using a special gas for forming an X-ray permeable film is used. It has been reported that the rate greatly influences radiation resistance (The 46th Spring Meeting of the Japan Society of Applied Physics, Toshiba, J.Vac.Sci.Technol. B5 (1),
Jan / Feb 1987 AT & T Bell Lab). However, as described above, if the X-ray permeable film is formed by a sputtering method using Ar, which is an inert gas, it is possible to provide an X-ray permeable film substantially free of hydrogen, that is, excellent in radiation resistance. Can be done.

【００１７】従って、本発明のＸ線マスク支持体におい
ては、Ｘ線透過膜２の多層積層膜をスパッタ法により形
成し、これ以外は従来公知の方法により製造するとよ
い。一般にスパッタリング法を用いて成膜する場合は、
成膜時のガス圧が低い時には得られる膜は柱状結晶構造
をもたない密度の高い膜となるが、逆に高いガス圧下で
成膜された膜は柱状結晶構造となり密度の低い膜とな
る。又、この様な柱状結晶構造の直径はガス圧に依存し
て変化する。その為、多層積層膜において各層の構造を
変化させるには各層の成膜時にガス圧の条件を変えれば
よい。従って、本発明のＸ線マスク支持体においては、
Ｘ線透過膜２の多層積層膜をスパッタリング法で形成す
る場合に、高密度を有する層（例えば第１の層２ａ）
は、成膜時のガス圧を０．５〜１ｍTorrと低くして形成
し、その他の層（例えば第２の層２ｂ）については、成
膜時のガス圧を５〜２０ｍTorrと高くして形成するとよ
い。Therefore, in the X-ray mask support of the present invention, the multilayer laminated film of the X-ray transmitting film 2 is preferably formed by a sputtering method, and otherwise, it may be manufactured by a conventionally known method. In general, when forming a film using a sputtering method,
When the gas pressure at the time of film formation is low, the obtained film has a high density without a columnar crystal structure, but on the other hand, the film formed under a high gas pressure has a columnar crystal structure and a low density film . Further, the diameter of such a columnar crystal structure changes depending on the gas pressure. Therefore, in order to change the structure of each layer in the multilayer laminated film, the gas pressure condition may be changed when each layer is formed. Therefore, in the X-ray mask support of the present invention,
When forming the multilayer laminated film of the X-ray transmission film 2 by a sputtering method, a layer having high density (for example, the first layer 2a)
Is formed by lowering the gas pressure during film formation to 0.5 to 1 mTorr, and forming other layers (for example, the second layer 2b) by increasing the gas pressure during film formation to 5 to 20 mTorr. Good to do.

【００１８】又、ここまではＸ線透過膜を各層の主たる
構成元素を同一とする化合物よりなる不連続に密度の異
なる多層積層膜で形成した場合について述べたが、本発
明の別の態様であるＸ線透過膜を連続に密度（又は柱状
結晶構造の直径）が異なる単層膜で形成した場合につい
ても、その構成や性質或いはマスク支持体の製造工程等
においても殆ど変化はない。しかし、スパッタリング法
を用いて、この様な密度又は柱状結晶構造の直径が厚さ
方向に連続的に変化する単層膜を成膜する場合には、Ｘ
線透過膜の成膜時のガス圧を０．５ｍTorr程度の低ガス
圧からスタートし、成膜中、徐々に連続的にガス圧を高
くしていくことにより形成する。In the above, the case where the X-ray transmitting film is formed of a multilayer laminated film having different densities discontinuously made of a compound having the same main constituent element in each layer has been described. Even when a certain X-ray transmissive film is continuously formed of a single-layer film having different densities (or diameters of columnar crystal structures), there is almost no change in the configuration and properties, the manufacturing process of the mask support, and the like. However, when a single-layer film in which the density or the diameter of the columnar crystal structure continuously changes in the thickness direction is formed by a sputtering method, X
The film is formed by starting from a low gas pressure of about 0.5 mTorr at the time of forming the line transmitting film and gradually increasing the gas pressure continuously during the film formation.

【００１９】[0019]

【実施例】以下、本発明を実施例を挙げて更に詳述す
る。 実施例１ 厚さ２ｍｍの両面研磨シリコン単結晶基板（面方位１０
０）の片面に、高周波マグネトロンスパッタ法により炭
化シリコン膜を２０００Åの厚さに成膜した。この際の
成膜条件は、アルゴン圧０．８ｍTorr、入力パワー１．
５ｋＷ、基板温度ＲＴ（室温）であった。その後、プラ
ズマエッチングによって該炭化シリコン膜の所望の領域
を削除し、パターンを作成した。次に、このシリコン単
結晶基板上のもう一方の面に対し、高周波マグネトロン
スパッタ法により炭化シリコン（ＳｉＣ）を３０００Å
の厚さに成膜した。この際使用するスパッタガスはアル
ゴンのみとし、成膜条件はアルゴン圧を０．８ｍTorr、
入力パワーを１．５ＫＷ、基板温度を４００℃とした。
次に、この様にして作製した炭化シリコン膜上に引き続
き同一チャンバー内で、アルゴン圧１２ｍTorr、入力パ
ワー９００Ｗ、基板温度４００℃の条件下にて１．５μ
ｍの炭化シリコン膜を作製した。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. Example 1 Double-sided polished silicon single crystal substrate with a thickness of 2 mm (plane orientation 10
On one side of 0), a silicon carbide film was formed to a thickness of 2000 mm by a high-frequency magnetron sputtering method. At this time, the film forming conditions are as follows: argon pressure 0.8 mTorr, input power 1.
5 kW and the substrate temperature RT (room temperature). Thereafter, a desired region of the silicon carbide film was removed by plasma etching to form a pattern. Next, silicon carbide (SiC) was deposited on the other surface of the silicon single crystal substrate by 3000 mm by high frequency magnetron sputtering.
Was formed to a thickness of The sputtering gas used at this time was only argon, and the film formation conditions were an argon pressure of 0.8 mTorr,
The input power was 1.5 KW and the substrate temperature was 400 ° C.
Next, 1.5 μm under the conditions of an argon pressure of 12 mTorr, an input power of 900 W and a substrate temperature of 400 ° C. in the same chamber on the silicon carbide film thus manufactured.
m of silicon carbide film was produced.

【００２０】これらの工程の後、形成した炭化シリコン
多層膜上の所望の領域に、従来公知となっている選択め
っき法を用いて、膜の厚さが５０００ÅのＸ線吸収体で
ある金パターンを形成した。最後にこのパターンを保護
しつつシリコン単結晶基板上の炭化シリコン多層膜で覆
われていない部分を、１１０℃の３０％水酸化カリウム
（ＫＯＨ）水溶液でエッチングし、多層膜を露出させＸ
線マスク構造体を得た。又、この様にして得られたＸ線
透過膜に対し波長１０Åの軟Ｘ線を照射したところ、透
過率は６２％であった。これに対し、同一のシリコン単
結晶基板上に形成した本実施例と同じ厚さを有する炭化
シリコン単層膜から成るＸ線透過膜とを比較したとこ
ろ、約１０％の透過率向上が図れた。After these steps, a desired pattern on the formed silicon carbide multilayer film is formed by a conventionally known selective plating method using a gold pattern as an X-ray absorber having a film thickness of 5000 °. Was formed. Finally, a portion of the silicon single crystal substrate which is not covered with the silicon carbide multilayer film while protecting the pattern is etched with a 30% aqueous solution of potassium hydroxide (KOH) at 110 ° C.
A line mask structure was obtained. When the X-ray transmitting film thus obtained was irradiated with soft X-rays having a wavelength of 10 °, the transmittance was 62%. On the other hand, when compared with an X-ray transmission film made of a silicon carbide single-layer film having the same thickness as that of the present example formed on the same silicon single crystal substrate, the transmittance was improved by about 10%. .

【００２１】実施例２ 図３（ａ）〜（ｇ）に示すＸ線マスク支持体及びＸ線マ
スク構造体の製造工程を説明する為の模式的断面図をも
とに、本発明におけるＸ線マスク支持体の製造方法を説
明する。先ず図３（ａ）に示す様に、実施例１と同様に
厚さ２ｍｍの両面研磨シリコン単結晶基板（両方位１０
０）１２の片面に、熱化学気相成長法（熱ＣＶＤ法）に
より厚さ約１５００Åの窒化シリコン膜１１を成膜し
た。次に、プラズマエッチング法によって窒化シリコン
膜１１上の所望の領域を除去し、パターン１１´を形成
した（図３（ｂ）図示）。この際、パターン１１´の形
成にはレジストをパターン化して保護膜として用い、エ
ッチングガスとしては、四フッ化炭素（ＣＦ₄）と水素
（Ｈ₂）の混合ガスを用いた。次に、シリコン単結晶基
板１２上のもう一方の面に対して、高周波マグネトロン
スパッタ法によって炭化シリコン（ＳｉＣ）を約２００
０Åの厚さに成膜した（図３（ｃ）図示）。この際に使
用するスパッタガスはアルゴン（Ａｒ）のみとし、成膜
条件は基板温度４００℃とし、アルゴン圧を０．８ｍTo
rr、入力パワーを９００Ｗとした。次に図３（ｄ）に示
す様に、上記の方法で作製した炭化シリコン膜１３上に
引き続き同一チャンバー内で、基板温度４００℃、アル
ゴン圧１２ｍTorr、入力パワー９００Ｗの条件下で、
１．５μｍ厚の炭化シリコン膜１４を成膜した。更に、
この炭化シリコン膜１４の上に、基板温度４００℃、ア
ルゴン圧０．８ｍTorr、入力パワー９００Ｗの条件下
で、炭化シリコン膜１６を２０００Åの厚さに成膜し
（図３（ｅ）図示）、多層積層膜からなるＸ線透過膜と
し、本発明のＸ線支持体を形成した。Embodiment 2 Based on the schematic cross-sectional views for explaining the manufacturing steps of the X-ray mask support and the X-ray mask structure shown in FIGS. A method for manufacturing a mask support will be described. First, as shown in FIG. 3A, a double-side polished silicon single crystal substrate having a thickness of 2 mm (both of
0) A silicon nitride film 11 having a thickness of about 1500 ° was formed on one surface of the substrate 12 by a thermal chemical vapor deposition method (thermal CVD method). Next, a desired region on the silicon nitride film 11 was removed by a plasma etching method to form a pattern 11 ′ (FIG. 3B). In this case, used as a protective film by patterning the resist to form the pattern 11 ', as an etching gas, a mixed gas of carbon tetrafluoride (CF ₄₎ and hydrogen (H _2). Next, silicon carbide (SiC) was applied to the other surface of the silicon single crystal substrate 12 for about 200 hours by a high-frequency magnetron sputtering method.
A film was formed to a thickness of 0 ° (FIG. 3C). The sputtering gas used at this time was only argon (Ar), the film formation conditions were a substrate temperature of 400 ° C., and an argon pressure of 0.8 mTo
rr, input power was 900 W. Next, as shown in FIG. 3D, on the silicon carbide film 13 formed by the above method, the substrate temperature is 400 ° C., the argon pressure is 12 mTorr, and the input power is 900 W in the same chamber.
A 1.5 μm thick silicon carbide film 14 was formed. Furthermore,
On the silicon carbide film 14, a silicon carbide film 16 is formed to a thickness of 2000 ° under the conditions of a substrate temperature of 400 ° C., an argon pressure of 0.8 mTorr, and an input power of 900 W (FIG. 3E). An X-ray support of the present invention was formed as an X-ray transmission film composed of a multilayer laminated film.

【００２２】これらの工程の後、図３（ｆ）に示す様に
炭化シリコン膜１６上の所定の領域に、吸収体である金
（Ａｕ）の転写パターン１５を形成した。転写パターン
１５の形成の際には従来公知となっている選択めっき法
を用い、又、その膜厚は５０００Åとした。最後にこの
金の転写パターン１５を保護しつつ、シリコン単結晶基
板１２の所望の領域を窒化シリコン膜パターン１１´を
保護膜としてエッチングを行った。エッチング溶液とし
ては、１１０℃に加熱した硝酸と弗化水素の混合水溶液
を用い、炭化シリコン膜１３が露出するまでエッチング
を行って窓枠状補強支持枠１２´を形成し、図３（ｇ）
に示す様な本発明のＸ線マスク構造体を得た。After these steps, a transfer pattern 15 of gold (Au) as an absorber was formed in a predetermined region on the silicon carbide film 16 as shown in FIG. When forming the transfer pattern 15, a conventionally known selective plating method was used, and the film thickness was 5000 °. Finally, while protecting the gold transfer pattern 15, a desired region of the silicon single crystal substrate 12 was etched using the silicon nitride film pattern 11 'as a protective film. As an etching solution, a mixed aqueous solution of nitric acid and hydrogen fluoride heated to 110 ° C. was used, and etching was performed until the silicon carbide film 13 was exposed to form a window frame-shaped reinforcing support frame 12 ′, and FIG.
The X-ray mask structure of the present invention as shown in FIG.

【００２３】上記の方法で形成した多層積層膜からなる
Ｘ線透過膜の各層のうち、０．８ｍTorrの低アルゴン圧
下で成膜した炭化シリコン層１３は、走査電子顕微鏡
（ＳＥＭ）による断面観察の結果では２万倍程度の拡大
率でも結晶構造が見られず緻密な様相を呈していた。
又、この膜はアルカリ溶液に対する耐久性も高い為、シ
リコン単結晶基板１２のエッチングの際にはエッチング
停止層として機能する。更に、炭化シリコン層１３はエ
ッチング後も膜の表面状態、応力、透過率等について実
質的な変化は無かった。一方、多層積層膜からなるＸ線
透過膜の各層のうち、１２ｍTorrの高アルゴン圧下で成
膜した炭化シリコン層１４をＳＥＭ観察したところ、直
径５００Å〜１０００Å程度の柱状結晶構造となってい
た。尚、炭化シリコン層をアルゴン圧を０．８ｍTorrと
して成膜した場合と、１２ｍTorrとして成膜した場合に
それぞれ得られた炭化シリコン膜の断面ＳＥＭ像のスケ
ッチを図４（ａ）、（ｂ）に示した。The silicon carbide layer 13 formed under a low argon pressure of 0.8 mTorr among the layers of the X-ray transmission film composed of the multilayer laminated film formed by the method described above was subjected to cross-sectional observation with a scanning electron microscope (SEM). As a result, even at an enlargement ratio of about 20,000 times, no crystal structure was observed and a dense appearance was exhibited.
In addition, since this film has high durability against an alkaline solution, it functions as an etching stop layer when etching the silicon single crystal substrate 12. Further, the silicon carbide layer 13 did not substantially change in the surface state, stress, transmittance and the like of the film even after the etching. On the other hand, when the silicon carbide layer 14 formed under a high argon pressure of 12 mTorr among the layers of the X-ray transmission film composed of the multilayer laminated film was observed by SEM, it was found to have a columnar crystal structure with a diameter of about 500 ° to 1000 °. FIGS. 4A and 4B show sketches of cross-sectional SEM images of the silicon carbide film obtained when the silicon carbide film was formed at an argon pressure of 0.8 mTorr and when the silicon carbide layer was formed at a pressure of 12 mTorr. Indicated.

【００２４】又、上記の本実施例中で述べた成膜条件で
形成された多層積層膜の各層の近傍では、柱状結晶構造
の直径が小さいほど圧縮応力が大きくなり、柱状結晶構
造の直径が大きくなると圧縮応力が緩和されていき、柱
状結晶構造の直径がある点を超えると引っ張り応力に転
じていた。本実施例で形成したＸ線透過膜は三層積層構
造である為、各層の膜厚制御によって緻密な応力制御が
行なえる様になり、上記の様にして得たＸ線マスク構造
体では、多層積層膜であるＸ線吸収体の全体の応力を
３．２×１０⁸dyn/ｃｍ²という低い引っ張り応力におさ
えることが出来た。又、上記の方法で得られたＸ線透過
膜に対して波長１０Åの軟Ｘ線を照射したところ、Ｘ線
透過率は６０％であり、同じ厚さの炭化シリコン単層膜
から成るＸ線透過膜と比較して約１０％の透過率向上が
図られた。Further, in the vicinity of each layer of the multilayer laminated film formed under the film forming conditions described in the above embodiment, the smaller the diameter of the columnar crystal structure, the greater the compressive stress, and the larger the diameter of the columnar crystal structure. As the diameter increased, the compressive stress was reduced, and when the diameter of the columnar crystal structure exceeded a certain point, the stress turned to tensile stress. Since the X-ray transmission film formed in this example has a three- layer laminated structure, precise control of stress can be performed by controlling the film thickness of each layer. In the X-ray mask structure obtained as described above, The total stress of the X-ray absorber as a multilayer laminated film was able to be suppressed to a low tensile stress of 3.2 × 10 ⁸ dyn / cm ² . When the X-ray transmission film obtained by the above method was irradiated with soft X-rays having a wavelength of 10 °, the X-ray transmittance was 60%, and the X-rays were formed of a silicon carbide single-layer film of the same thickness. The transmittance was improved by about 10% as compared with the permeable membrane.

【００２５】実施例３ 実施例１と同様の２ｍｍ厚両面研磨シリコン単結晶基板
（面方位１００）の片面に対し、所望の領域をマスキン
グした後、高周波マグネトロンスパッタ法によりアルゴ
ン圧０．８ｍTorr、入力パワー１ＫＷ、基板温度ＲＴ
（室温）の成膜条件下で炭化シリコン膜を約１５００Å
の厚さに成膜した。次にこのシリコン単結晶基板上のも
う一方の面上に、同じ高周波マグネトロンスパッタ装置
を用いて炭化シリコン膜を２μｍの厚さに成膜して、連
続的に密度の異なる単層膜のＸ線透過膜を形成した。こ
の際に使用するアルゴン圧は、マスフローコントローラ
をコンピューターで制御することにより、１ｍTorrから
１０ｍTorrまでを３時間かけて一次関数的に徐々に高く
していき、１０ｍTorrに達した時点でそのままの条件を
４時間保持して成膜した後、更に３時間かけて１０ｍTo
rrから１ｍTorrまで一次関数的に徐々にガス圧を低くし
ていった。又、その他の成膜条件は基板温度４５０℃、
入力パワー８００Ｗで一定とし、上記のアルゴン圧の変
化に伴って随時マッチング調整を行なった。上記の様に
して単層膜のＸ線透過膜を形成した時点でシリコン基板
の反り量を測定し、上記で成膜した炭化シリコン単層膜
の応力を測定したところ、４．５×１０⁸dyn/ｃｍ²程度
の引っ張り応力であることがわかった。又、得られた炭
化シリコン膜上に実施例１と同様の方法で金の吸収体パ
ターンを形成し、その後シリコン単結晶基板を裏面から
エッチングして本発明のＸ線マスク構造体を得た。Example 3 A desired area was masked on one side of a 2 mm thick double-side polished silicon single crystal substrate (plane orientation: 100) as in Example 1, and an argon pressure of 0.8 mTorr was applied by high frequency magnetron sputtering. Power 1KW, substrate temperature RT
A silicon carbide film is deposited at a temperature of about 1500
Was formed to a thickness of Next, a silicon carbide film having a thickness of 2 μm was formed on the other surface of the silicon single crystal substrate by using the same high-frequency magnetron sputtering apparatus, and X-rays of a single-layer film having continuously different densities were formed. A permeable membrane was formed. The argon pressure used at this time is gradually increased in a linear function from 1 mTorr to 10 mTorr over 3 hours by controlling the mass flow controller by a computer. After holding the film for a period of time, 10 mTo
The gas pressure was gradually reduced linearly from rr to 1 mTorr. In addition, other film formation conditions are a substrate temperature of 450 ° C.
The input power was kept constant at 800 W, and the matching was adjusted as needed in accordance with the change in the argon pressure. When in the above manner was measured warpage of the silicon substrate at the time of forming the X-ray transmitting film of a single layer film were measured stress silicon carbide single-layer film formed above, 4.5 × 10 ⁸ It was found that the tensile stress was about dyn / cm ² . A gold absorber pattern was formed on the obtained silicon carbide film in the same manner as in Example 1, and then the silicon single crystal substrate was etched from the back surface to obtain an X-ray mask structure of the present invention.

【００２６】上記の様にして得られた単層膜からなるＸ
線透過膜をＳＥＭを用いて断面観察したところ、シリコ
ン単結晶基板に隣接した部分と膜表面近傍は直径５０Å
以下と思われる細い柱状結晶構造となっており、又、そ
れら柱状結晶構造はＸ線透過膜の中心部に向かって拡大
成長していき、膜中心部での柱状結晶の直径は約８００
Åになっていた。又、上記の様にして得られたＸ線透過
膜に対して波長１０Åの軟Ｘ線を照射したところ、得ら
れた透過率は５８％であり、同じ２μｍ厚の炭化シリコ
ン単層膜からなるＸ線透過膜と比較して約１０％の透過
率向上が図られた。X consisting of the single-layer film obtained as described above
When the cross section of the light transmitting film was observed using an SEM, the diameter of the portion adjacent to the silicon single crystal substrate and the vicinity of the film surface was 50 °
The columnar crystal structures are considered to be as follows, and these columnar crystal structures grow and grow toward the center of the X-ray transmission film, and the diameter of the columnar crystal at the center of the film is about 800.
It was な っ て. When the X-ray permeable film obtained as described above was irradiated with soft X-rays having a wavelength of 10 °, the obtained transmittance was 58%, which was the same 2 μm thick silicon carbide single-layer film. The transmittance was improved by about 10% as compared with the X-ray transmission film.

【００２７】実施例４ 実施例１で作製した本発明のＸ線マスク構造体を用いて
Ｘ線露光実験を行なった。尚、露光方式はプロキシミテ
ィー方式とし、光源としてはシンクロトロン放射光を用
いた。まず、シリコンウエハ上にノボラック系化学増幅
型レジスト（ＲＡＹ−ＰＮヘキスト社製）を約１μｍの
厚さにスピンコートし、ベーク乾燥後マスクとともに露
光チャンバー内にセットして、６×１０^-7Torr程度まで
真空引きした。その後チャンバー内にヘリウム（Ｈｅ）
ガスを導入し、１５０Torr雰囲気中で約１秒間露光し
た。露光後ベーク処理を行なった後、露光後のサンプル
を有機アルカリ水溶液を用いて現像したところ、Ｘ線マ
スク構造体上の吸収体パターンと同じ０．５μｍ線幅の
レジストパターンが得られた。又、上記と同様にして連
続１０サンプルの焼きつけを行なった結果、得られたレ
ジストパターンの位置変動は０．０４μｍ程度であり精
度仕様を満足するものであった。Example 4 An X-ray exposure experiment was performed using the X-ray mask structure of the present invention produced in Example 1. The exposure method was a proximity method, and synchrotron radiation was used as a light source. First, a novolak-based chemically amplified resist (manufactured by RAY-PN Hoechst) is spin-coated on a silicon wafer to a thickness of about 1 μm, dried in a bake, set in a light exposure chamber together with a mask, and placed at 6 × 10 ⁻⁷ Torr. It was evacuated to a degree. Then helium (He) in the chamber
A gas was introduced, and exposure was performed for about 1 second in a 150 Torr atmosphere. After the post-exposure bake treatment, the exposed sample was developed using an organic alkali aqueous solution, and a resist pattern having the same 0.5 μm line width as the absorber pattern on the X-ray mask structure was obtained. Further, as a result of baking 10 consecutive samples in the same manner as described above, the positional fluctuation of the obtained resist pattern was about 0.04 μm, which satisfied the accuracy specification.

【００２８】[0028]

【発明の効果】以上説明した様に、本発明のＸ線マスク
支持体及びＸ線マスク構造体は、Ｘ線透過膜が主たる構
成元素を同一とする化合物からなる夫々の密度が異なる
多層積層膜で形成され、又は密度が厚さ方向に連続的に
変化する単層膜によって形成され、且つ、単層膜の一部
又は多層積層膜を構成する層の少なくとも一層が柱状結
晶構造を有している為、Ｘ線マスク支持体としての要求
特性である機械的強度や作製時の耐アルカリ性を維持し
たまま、Ｘ線透過率及び可視・近赤外光透過率の向上を
図ることが出来、ひいてはスループットの向上、アライ
メント精度の向上に寄与出来る。又、従来行なわれてい
た異種材料からなる多層積層膜をＸ線透過膜に用いた場
合と比較して、本発明のＸ線マスク支持体及びＸ線マス
ク構造体は、作製工程の簡便性、生産性、安全性を図る
ことが出来、又、シンクロトロン放射光等の高強度の光
を照射した際の温度上昇もＸ線透過膜自体の吸収が小さ
い為、あまり大きくならない。更に、従来のものと異な
り単一の材料から構成されている為、Ｘ線照射により加
熱される際の物質固有の熱膨張率の違いからくる歪みも
最小限におさえることが出来る。As described above, in the X-ray mask support and the X-ray mask structure of the present invention, the X-ray transmissive film is a multilayer laminated film having different densities of compounds each having the same main constituent element. , Or a single-layer film whose density continuously changes in the thickness direction, and a part of the single-layer film
Alternatively, at least one of the layers constituting the multilayer laminated film has a columnar structure.
Because of its crystal structure, it is possible to improve the X-ray transmittance and visible / near-infrared light transmittance while maintaining the mechanical strength and alkali resistance at the time of manufacture, which are the characteristics required for an X-ray mask support. This can contribute to improvement of throughput and alignment accuracy. Further, as compared with the conventional case where a multilayer laminated film made of a different material is used for the X-ray transmitting film, the X-ray mask support and the X-ray mask structure of the present invention have a simple manufacturing process, The productivity and safety can be improved, and the temperature rise upon irradiation with high intensity light such as synchrotron radiation does not increase so much because the absorption of the X-ray transmission film itself is small. Furthermore, unlike conventional ones, since they are made of a single material, distortion due to a difference in the coefficient of thermal expansion inherent to the substance when heated by X-ray irradiation can be minimized.

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

【図１】図１（ａ）は本発明のＸ線マスク支持体の基本
構成を示す概略断面図であり、図１（ｂ）は本発明にお
けるＸ線マスク構造体の基本構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 1A is a schematic sectional view showing a basic structure of an X-ray mask support of the present invention, and FIG. 1B is a schematic sectional view showing a basic structure of an X-ray mask structure of the present invention. FIG.

【図２】図２（ａ）はＸ線透過膜に三層構造膜を用いた
場合の本発明のＸ線マスク支持体の構成を示す概略断面
図であり、図２（ｂ）はこれを用いたＸ線マスク構造体
の構成を示す概略断面図である。FIG. 2A is a schematic cross-sectional view showing a configuration of an X-ray mask support of the present invention when a three- layer structure film is used as an X-ray transmitting film, and FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of an X-ray mask structure used.

【図３】本発明のＸ線マスク支持体及びＸ線マスク構造
体の製造工程を示す模式断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view showing a manufacturing process of the X-ray mask support and the X-ray mask structure of the present invention.

【図４】図４（ａ）は低アルゴン圧（０．８ｍTorr）下
で高周波マグネトロンスパッタ法によって成膜した炭化
シリコン膜内部の結晶構造の断面の走査型顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）写真であり、図４（ｂ）は高アルゴン圧（１２ｍTo
rr）下で高周波マグネトロンスパッタ法によって成膜し
た炭化シリコン膜内部の結晶構造の断面ＳＥＭ写真であ
る。FIG. 4A is a scanning microscope (SE) showing a cross section of a crystal structure inside a silicon carbide film formed by a high-frequency magnetron sputtering method under a low argon pressure (0.8 mTorr).
M) is a photograph, and FIG. 4B shows a high argon pressure (12 mTo
rr) is a cross-sectional SEM photograph of a crystal structure inside a silicon carbide film formed by a high-frequency magnetron sputtering method under rr).

【図５】図４（ａ）及び図４（ｂ）の模写図である。FIG. 5 is a schematic view of FIGS. 4 (a) and 4 (b).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１：支持枠 ２：Ｘ線透過膜 ３：Ｘ線吸収体 １１：従来法による窒化シリコン膜 １１´：１１をパターニングしたもの １２：シリコン単結晶基板 １２´：１２をパターニングした補強支持枠 １３、１４、１６：炭化シリコン膜 １５：Ｘ線吸収体パターン ２１ａ、２１ｂ：炭化シリコン膜表面 ２２ａ、２２ｂ：炭化シリコン膜断面 ２３ａ、２３ｂ：基板 1: Support frame 2: X-ray transmission film 3: X-ray absorber 11: Silicon nitride film by conventional method 11 ': Patterned 11: 12: Silicon single crystal substrate 12': Reinforced support frame patterned by 12 13, 14, 16: silicon carbide film 15: X-ray absorber pattern 21a, 21b: silicon carbide film surface 22a, 22b: silicon carbide film cross section 23a, 23b: substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 1/16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. ⁷ , DB name) H01L 21/027 G03F 1/16

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 Ｘ線透過膜と、該Ｘ線透過膜を支持する
支持枠とを有するＸ線マスク支持体において、上記Ｘ線
透過膜がその厚さ方向に密度の異なる単層膜を主体に構
成され、且つ、該単層膜の一部が、柱状結晶構造を有し
ていることを特徴とするＸ線マスク支持体。1. An X-ray mask support having an X-ray transmitting film and a support frame for supporting the X-ray transmitting film, wherein the X-ray transmitting film mainly comprises a single-layer film having a different density in the thickness direction. And a part of the single layer film has a columnar crystal structure . 【請求項２】 単層膜が支持枠に隣接配置されており、
且つ、該単層膜の支持枠に隣接する膜面とは反対側の膜
面近傍が柱状結晶構造を有しており、該単層膜の支持枠
に隣接する膜面近傍の密度が、該膜面とは反対側の膜面
近傍の密度よりも大きくなるように構成されている請求
項１に記載のＸ線マスク支持体。2. A monolayer film is disposed adjacent to the support frame,
And a film opposite to the film surface adjacent to the support frame of the single-layer film.
Surface vicinity has a columnar crystal structure, the density of the film near the surface adjacent to the supporting frame of the single layer film is constructed on the size Kunar so than the density of the film surface near the side opposite to the membrane surface X-ray mask support of claim 1, which is. 【請求項３】 単層膜が支持枠に隣接配置されており、
且つ、該単層膜の内部が柱状結晶構造を有しており、該
単層膜の支持枠に隣接する膜面近傍及び該膜面とは反対
側の膜面近傍の夫々の密度が上記単層膜内部の密度より
も大きくなるように構成されている請求項１に記載のＸ
線マスク支持体。3. A monolayer membrane is disposed adjacent to the support frame,
In addition, the inside of the single-layer film has a columnar crystal structure. X according to claim 1 that is configured in size Kunar so than the internal density layer film
Line mask support. 【請求項４】 Ｘ線透過膜の膜厚が、１μｍ〜５μｍの
範囲内である請求項１に記載のＸ線マスク支持体。4. The X-ray mask support according to claim 1, wherein the thickness of the X-ray transmission film is in the range of 1 μm to 5 μm. 【請求項５】 Ｘ線透過膜と、該Ｘ線透過膜を支持する
支持枠とを有するＸ線マスク支持体において、上記Ｘ線
透過膜が、隣接し合う層間の密度が異なる三層もしくは
それ以上の多層積層膜を主体に構成され、且つ該多層積
層膜の全ての層が、その主たる構成元素が同一の化合物
により構成され、且つ、多層積層膜を構成する層の少な
くとも一層が、柱状結晶構造を有していることを特徴と
するＸ線マスク支持体。5. An X-ray mask support having an X-ray permeable film and a support frame for supporting the X-ray permeable film, wherein the X-ray permeable film has three layers having different densities between adjacent layers.
The multi-layer laminated film is mainly composed of more layers, and all the layers of the multi-layer laminated film are mainly composed of the same compound , and the number of layers constituting the multi-layer laminated film is small.
An X-ray mask support , wherein at least one layer has a columnar crystal structure . 【請求項６】 多層積層膜が支持枠に隣接配置されてお
り、該多層積層膜を構成する層のうち、支持枠に隣接す
る層の密度が、該層に隣接する他の層よりも大きい請求
項５に記載のＸ線マスク支持体。6. A multilayer laminated film is disposed adjacent to a support frame, and among layers constituting the multilayer laminated film, a density of a layer adjacent to the support frame is higher than other layers adjacent to the layer. An X-ray mask support according to claim 5 . 【請求項７】 多層積層膜を構成する層のうち、支持枠
に隣接する層が、該層に隣接する他の層よりもアルカリ
耐性に優れる請求項５に記載のＸ線マスク支持体。7. The X-ray mask support according to claim 5 , wherein a layer adjacent to the support frame among the layers constituting the multilayer laminated film has a higher alkali resistance than other layers adjacent to the support frame. 【請求項８】 多層積層膜が支持枠に隣接する層Ａ、該
層Ａに隣接する層Ｂ及び該層Ｂに隣接する層Ｃからなる
三層積層膜であって、上記層Ａの密度が上記層Ｂよりも
大きく、且つ、上記層Ｃの密度が上記層Ｂの密度よりも
大きい請求項５に記載のＸ線マスク支持体。8. A three-layer laminated film comprising a layer A adjacent to the support frame, a layer B adjacent to the layer A, and a layer C adjacent to the layer B, wherein the density of the layer A is 8. the layers greater than B, and, X-rays mask support according to claim 5 greater than the density of the density of the layer C is the layer B. 【請求項９】 層Ｂが、柱状結晶構造を有する請求項８
に記載のＸ線マスク支持体。9. layer B is, claim 8 having a columnar crystal structure
3. The X-ray mask support according to item 1. 【請求項１０】 多層積層膜の膜厚が、１μｍ〜５μｍ
であり、且つ、支持枠に隣接する層の膜厚が１００Å〜
５，０００Åの範囲内である請求項５に記載のＸ線マス
ク支持体。10. The film thickness of the multilayer laminated film is 1 μm to 5 μm.
And the thickness of the layer adjacent to the support frame is 100Å
The X-ray mask support according to claim 5 , which is in the range of 5,000 °. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれかに記載のＸ
線マスク支持体の上に、所望パターンのＸ線吸収体を有
することを特徴とするＸ線マスク構造体。11. The X according to any one of claims 1 to 1 0
An X-ray mask structure comprising an X-ray absorber having a desired pattern on a line mask support. 【請求項１２】 請求項１１に記載のＸ線マスク構造体
を介して、被露光部材にＸ線を露光する工程を有するこ
とを特徴とするＸ線露光方法。12. through the X-ray mask structure according to claim 1 1, X-ray exposure method comprising the step of exposing the X-ray to be exposed member.