JPH11219899A

JPH11219899A - 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

Info

Publication number: JPH11219899A
Application number: JP3435398A
Authority: JP
Inventors: Akinori Kurikawa; 明典栗川; Tsutomu Shiyouki; 勉笑喜
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1998-01-30
Filing date: 1998-01-30
Publication date: 1999-08-10

Abstract

(57)【要約】【課題】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
製造方法等を提供する。【解決手段】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
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
い、Ｘ線マスクブランクを製造する。スパッタ中の基板
温度の測定は、例えば基板３０の裏面側に設置した蛍光
体センサー２１によって行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線リソグラフィ
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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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、Ａｌ₂Ｏ₃、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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００４１】以下、本発明を詳細に説明する。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００４８】成膜中の基板温度の測定、制御の具体例を
以下に示す。

【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。

【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。

【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。

【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）。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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、Ｔａ₄Ｂ
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。

【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。

【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）。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００７２】実施例１Ｘ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。

【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。

【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））。

【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。

【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。

【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。

【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））。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｘ線マスクの構造を説明するための断面図であ
る。

【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。

【図３】基板ステージの一例を示す断面図である。

【図４】基板ステージの他の例を示す平面図である。

【図５】基板温度制御系の一例を示すブロック図であ
る。

【図６】基板ステージの他の例を示す平面図である。

【図７】基板ステージの他の例を示す断面図である。

【図８】基板ステージの他の例を示す断面図である。

【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。

【符号の説明】

１Ｘ線マスク２Ｘ線マスクブランク１１シリコン基板１１ａ支持基板（支持枠）１２Ｘ線透過膜１３Ｘ線吸収体膜１３ａＸ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

Claims

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。