JPH0620929A - X-ray mask structure, manufacture of x-ray mask, x-ray exposure device, exposing method for x-ray and manufacture of semiconductor - Google Patents
X-ray mask structure, manufacture of x-ray mask, x-ray exposure device, exposing method for x-ray and manufacture of semiconductorInfo
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- JPH0620929A JPH0620929A JP19467292A JP19467292A JPH0620929A JP H0620929 A JPH0620929 A JP H0620929A JP 19467292 A JP19467292 A JP 19467292A JP 19467292 A JP19467292 A JP 19467292A JP H0620929 A JPH0620929 A JP H0620929A
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は相互に関連する4発明を
包含している。以下各発明毎に説明する。 (第一の発明)本発明は、半導体製造用X線露光装置等
で用いる、転写するべきパターンが形成されたX線マス
ク構造体及び製造方法に関する。 (第二の発明)本発明は、半導体製造用X線露光装置等
で用いる、転写するべきパターンが形成されたX線マス
ク構造体、その製造方法、X線露光装置、X線露光方法
及び半導体製造方法に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention includes four interrelated inventions. Each invention will be described below. (First Invention) The present invention relates to an X-ray mask structure having a pattern to be transferred and a manufacturing method used in a semiconductor manufacturing X-ray exposure apparatus or the like. (Second invention) The present invention relates to an X-ray mask structure having a pattern to be transferred, which is used in an X-ray exposure apparatus for manufacturing a semiconductor, a manufacturing method thereof, an X-ray exposure apparatus, an X-ray exposure method and a semiconductor. It relates to a manufacturing method.
【0002】(第三の発明)本発明は、半導体製造用X
線露光装置等で用いる、転写するべきパターンが形成さ
れたX線マスク構造体、その製造方法、X線露光装置、
X線露光方法及び半導体製造方法に関する。 (第四の発明)本発明は、半導体製造用X線露光装置等
で用いる、転写するべきパターンが形成されたX線マス
ク構造体、その製造方法、X線露光装置、X線露光方法
及び半導体製造方法に関する。(Third Invention) The present invention relates to X for semiconductor manufacturing.
X-ray mask structure on which a pattern to be transferred is formed, used in a line exposure apparatus, etc., its manufacturing method, X-ray exposure apparatus,
The present invention relates to an X-ray exposure method and a semiconductor manufacturing method. (Fourth invention) The present invention relates to an X-ray mask structure having a pattern to be transferred, which is used in an X-ray exposure apparatus for semiconductor manufacturing, etc., a manufacturing method thereof, an X-ray exposure apparatus, an X-ray exposure method and a semiconductor. It relates to a manufacturing method.
【0003】[0003]
【従来の技術】(第一の発明)近年、半導体集積回路の
高密度化及び高速化に伴い、集積回路のパターン線幅
が、約3年間で70%縮小される傾向にある。大容量メ
モリ素子の更なる集積化により、焼付装置も一層の高性
能化が要求され、転写可能な最小線幅が0.3μm以下
という高性能が要求され始めてきている。その為、露光
波長としてX線領域(2〜20Å)の光を利用したステ
ッパが開発されつつある。そのX線露光装置に用いるX
線マスクは、従来、図10に示す様な製造工程で作製さ
れた図10(f)の様な構造をしていた。2. Description of the Related Art (First Invention) In recent years, as the density and speed of semiconductor integrated circuits have increased, the pattern line width of integrated circuits has tended to decrease by 70% in about three years. Due to the further integration of the large-capacity memory device, the printing apparatus is required to have higher performance, and the minimum line width capable of transfer is 0.3 μm or less. Therefore, a stepper using light in the X-ray region (2 to 20 Å) as an exposure wavelength is being developed. X used for the X-ray exposure apparatus
Conventionally, the line mask has a structure as shown in FIG. 10 (f) which is manufactured by the manufacturing process as shown in FIG.
【0004】X線吸収体部表面及びX線透過膜上のX線
吸収体の非パターン形成部には何も残存していない構造
である。詳細を述べると、61は保持枠となる基板で、
Siウエハーがよく用いられる。X線透過膜62として
は窒化珪素、炭化珪素等X線透過性の良い2μmt程度
の薄膜が用いられる。金の付着用金属薄膜63としての
クロム50ÅとX線吸収体成膜用めっき電極64となる
金500ÅをEB蒸着により連続蒸着し、図10(a)
となる。その上に、電子線描画装置にて所望の微細レジ
ストパターン65を形成し、図10(b)とする。用い
るレジストは単層でも多層でもよい。次に、金めっきに
より、X線吸収体66となる金を形成する。レジストパ
ターン65を剥離し、図10(c)となる。The structure is such that nothing remains on the surface of the X-ray absorber and the non-patterned portion of the X-ray absorber on the X-ray transparent film. More specifically, reference numeral 61 is a substrate that serves as a holding frame.
Si wafers are often used. As the X-ray transparent film 62, a thin film of about 2 μmt having good X-ray transparency such as silicon nitride or silicon carbide is used. Chromium 50Å as the metal thin film 63 for depositing gold and 500Å gold as the plating electrode 64 for depositing the X-ray absorber are continuously vapor-deposited by EB vapor deposition, and as shown in FIG.
Becomes A desired fine resist pattern 65 is formed thereon by using an electron beam drawing apparatus, and is shown in FIG. The resist used may be a single layer or a multilayer. Next, gold to be the X-ray absorber 66 is formed by gold plating. The resist pattern 65 is peeled off, resulting in FIG.
【0005】X線吸収体66のない部分のめっき電極6
4の剥離を、アルゴンガスを用いてエッチングする。め
っき電極64もX線吸収体も金であるので均等にエッチ
ングされX線吸収体は、図10(d)の66’の様にな
る。更に、X線吸収体66’のない部分の金属薄膜63
のクロムの剥離を行うがアルゴンガスを用いたスパッタ
エッチ又は反応性ガス(塩素系ガス)を用いてエッチン
グされ、図10(e)となる。最後にSiウエハーをバ
ックエッチングし、保持枠61を形成し図10(f)と
する。Plating electrode 6 in a portion without X-ray absorber 66
The strip of 4 is etched using argon gas. Since both the plating electrode 64 and the X-ray absorber are made of gold, the X-ray absorber is evenly etched, and the X-ray absorber is as shown at 66 'in FIG. 10D. Further, the metal thin film 63 in the portion without the X-ray absorber 66 '
Although the chromium is removed, sputter etching using argon gas or etching using reactive gas (chlorine gas) is performed, resulting in FIG. Finally, the Si wafer is back-etched to form a holding frame 61, which is shown in FIG.
【0006】上記従来のX線マスク製造工程において、
X線吸収体56’のない部分の金属薄膜53のクロムの
剥離の際、アルゴンガスを用いたスパッタエッチでは、
金に比べクロムはスパッタ率が低い為、金の膜厚の減少
が大きく、X線マスクとしてのコントラストが減少す
る。X線マスクの困難性は微細パターン(0.25μm
レベル)を0.75μmt程度のアスペクト比の高いパ
ターンを形成し、コントラストを得なければならないこ
とにある。クロムのエッチング時に減少する膜厚をみこ
んで金を厚く形成することは困難性が増加する。In the above conventional X-ray mask manufacturing process,
At the time of removing the chromium of the metal thin film 53 in the portion where the X-ray absorber 56 ′ is not present, in the sputter etching using argon gas,
Since chromium has a lower sputter rate than gold, the thickness of gold is greatly reduced and the contrast as an X-ray mask is reduced. The difficulty of the X-ray mask is the fine pattern (0.25 μm
It is necessary to form a pattern having a high aspect ratio of about 0.75 μmt (level) and obtain contrast. It is more difficult to form a thick gold film by taking into consideration the film thickness that decreases when etching chromium.
【0007】又、反応性ガスを用いたエッチングでは、
塩素系ガスを用いることとなる為、X線透過膜である窒
化珪素や炭化珪素がエッチングされ、膜厚分布を引き起
こしたり、膜表面にダメージを与える。アルゴンガスを
用いたスパッタエッチでも、膜厚分布を引き起こした
り、膜表面にダメージを与える。又、金属薄膜が残存し
た場合X線透過率には殆ど影響を与えないが、アライメ
ント光透過率を大きく減少させる。SiN2μmのみの
基板に比べ、Cr50Åが残存した場合、X線透過率は
0.6%しか減少させないが、アライメント光透過率
(He−Neレーザー)は46%も減少させる。更に、
X線吸収体の作製方法としてWやTaをエッチングによ
り形成するものがあるが、反応性ガス(主にフッ素系)
を用いる。Further, in the etching using the reactive gas,
Since a chlorine-based gas is used, silicon nitride or silicon carbide, which is an X-ray transparent film, is etched, causing a film thickness distribution or damaging the film surface. Even sputter etching using argon gas causes a film thickness distribution and damages the film surface. Further, when the metal thin film remains, the X-ray transmittance is hardly affected, but the alignment light transmittance is greatly reduced. When Cr50Å remains, the X-ray transmittance is reduced by only 0.6%, but the alignment light transmittance (He-Ne laser) is reduced by 46% as compared with the substrate having only SiN 2 μm. Furthermore,
As a method of manufacturing an X-ray absorber, there is a method of forming W or Ta by etching, but a reactive gas (mainly fluorine type)
To use.
【0008】これらのガスの多くは、X線透過膜である
窒化珪素や、炭化珪素の方がエッチングレイトが高く、
膜厚分布を引き起こしたり、膜表面にダメージを与え
る。その為、エッチングストッパー用金属薄膜を設ける
が、膜厚が薄い分膜厚分布やダメージの量は少ないが同
様の問題が発生する。又、X線マスクの別の問題点とし
てパターンの位置歪みがある。その原因の1つとして吸
収体の内部応力がある。吸収体作製時に出来るだけ小さ
な応力となる様に条件を設定するが、密度や膜厚分布と
の兼ね合いから十分小さな値にすることは出来ない。For many of these gases, silicon nitride and silicon carbide, which are X-ray transparent films, have a higher etching rate,
It causes the film thickness distribution and damages the film surface. Therefore, although a metal thin film for an etching stopper is provided, a similar problem occurs even though the film thickness distribution is thin and the amount of damage is small. Another problem of the X-ray mask is positional distortion of the pattern. One of the causes is the internal stress of the absorber. The conditions are set so that the stress becomes as small as possible when the absorber is manufactured, but it cannot be set to a sufficiently small value in consideration of the density and the film thickness distribution.
【0009】(第二の発明)近年、半導体集積回路の高
密度化及び高速化に伴い、集積回路のパターン線幅が、
約3年間で70%縮小される傾向にある。大容量メモリ
素子の更なる集積化により、焼付装置も一層の高性能化
が要求され、転写可能な最小線幅が0.3μm以下とい
う高性能が要求され始めてきている。その為、露光波長
としてX線領域(2〜20Å)の光を利用したステッパ
が開発されつつある。そのX線露光装置に用いるX線マ
スクの断面図は、従来図10に示す様な製造工程で作製
された図10(f)の様な構造をしていた。(Second Invention) In recent years, with the increase in density and speed of semiconductor integrated circuits, the pattern line width of the integrated circuits has become
It tends to be reduced by 70% in about 3 years. Due to the further integration of the large-capacity memory device, the printing apparatus is required to have higher performance, and the minimum line width capable of transfer is 0.3 μm or less. Therefore, a stepper using light in the X-ray region (2 to 20 Å) as an exposure wavelength is being developed. A cross-sectional view of an X-ray mask used in the X-ray exposure apparatus has a structure as shown in FIG. 10 (f) which is manufactured by the manufacturing process as shown in FIG.
【0010】X線透過膜上に反射防止膜が設けられ、そ
の上にX線吸収体及びマスクとウエハーの位置合わせ用
のマークが形成されていた。平面図は、図10(g)に
示す様であり、回路パターンの周辺部にスクライブライ
ンが設けられ、マスクとウエハーの位置合わせ用のマー
クが設けられている。又、回路パターン及びスクライブ
ライン双方に反射防止膜が設けられている。詳細を述べ
ると、61は保持枠となる基板で、Siウエハーがよく
用いられる。X線透過膜62としては窒化珪素、炭化珪
素等、X線透過性のよい2μmt程度の薄膜が用いられ
る。An antireflection film is provided on the X-ray transmission film, and a mark for aligning the X-ray absorber and the mask with the wafer is formed on the antireflection film. The plan view is as shown in FIG. 10G, in which scribe lines are provided in the peripheral portion of the circuit pattern and marks for aligning the mask and the wafer are provided. Further, an antireflection film is provided on both the circuit pattern and the scribe line. More specifically, 61 is a substrate that serves as a holding frame, and a Si wafer is often used. As the X-ray transparent film 62, a thin film of about 2 μmt having good X-ray transparency is used such as silicon nitride or silicon carbide.
【0011】反射防止膜68として酸化シリコン、ポリ
イミド等が、位置合わせに用いる光(アライメント光)
の波長により適切な厚さが成膜される。金の付着用金属
薄膜63としてのクロム5nmとX線吸収体成膜用めっ
き電極64となる金50nmをEB蒸着により連続蒸着
し、図10(a)となる。その上に、電子線描画装置に
て所望の微細レジストパターン65を形成し、図10
(b)とする。用いるレジストは単層でも多層でもよ
い。次に、金めっきにより、X線吸収体66及びアライ
メントマーク67となる金を形成する。レジストパター
ン65を剥離し、図10(c)となる。As the antireflection film 68, silicon oxide, polyimide, or the like is used as light for alignment (alignment light).
An appropriate thickness is formed depending on the wavelength. 10 nm of chromium as the metal thin film 63 for depositing gold and 50 nm of gold to be the plating electrode 64 for depositing the X-ray absorber are continuously vapor-deposited by EB vapor deposition. A desired fine resist pattern 65 is formed thereon by an electron beam drawing apparatus, and then, as shown in FIG.
(B). The resist used may be a single layer or a multilayer. Next, gold serving as the X-ray absorber 66 and the alignment mark 67 is formed by gold plating. The resist pattern 65 is peeled off, resulting in FIG.
【0012】X線吸収体66とアライメントマーク67
のない部分のめっき電極64の剥離を、アルゴンガスを
用いて、エッチングする。めっき電極64もX線吸収体
66もアライメントマーク67も金であるので均等にエ
ッチングされX線吸収体66は、図10(d)の66’
の様になる。同様に、アライメントマーク67は67’
となる。更に、X線吸収体66’及びアライメントマー
ク67’のない部分の金属薄膜63のクロムの剥離を行
うがアルゴンガスを用いたスパッタエッチ又は反応性ガ
ス(塩素系ガス)を用いてエッチングされ、図10
(e)となる。最後にSiウエハーをバックエッチング
し、保持枠61を形成し図10(f)とする。X-ray absorber 66 and alignment mark 67
The peeling of the plated electrode 64 in the non-existing portion is etched using argon gas. Since the plating electrode 64, the X-ray absorber 66, and the alignment mark 67 are made of gold, they are uniformly etched, and the X-ray absorber 66 becomes 66 'in FIG. 10D.
It becomes like. Similarly, the alignment mark 67 is 67 '.
Becomes Further, the chromium of the metal thin film 63 in the portion where the X-ray absorber 66 'and the alignment mark 67' are not removed is removed, but is sputter-etched using argon gas or etched using a reactive gas (chlorine gas). 10
(E). Finally, the Si wafer is back-etched to form a holding frame 61, which is shown in FIG.
【0013】上記従来のX線マスク構造体では、転写後
回路パターンとして用いられるX線吸収体66’及び位
置合わせに用いられるアライメントマーク67’のある
双方の領域に反射防止膜が形成されていた。X線マスク
における大きな問題点の1つとして位置歪みがある。そ
の要因の1つにX線透過膜の応力があるが、制御の難し
さとその安定性が問題となっている。X線透過膜のみで
も問題視されている上に反射防止膜が設けられている
と、双方の応力制御が要求される事となる。In the above-mentioned conventional X-ray mask structure, the antireflection film is formed on both the regions having the X-ray absorber 66 'used as a post-transfer circuit pattern and the alignment mark 67' used for alignment. . Positional distortion is one of the major problems in the X-ray mask. One of the factors is the stress of the X-ray transparent film, but it is difficult to control and its stability is a problem. If an X-ray transparent film alone is regarded as a problem and an antireflection film is provided, stress control for both is required.
【0014】又、通常反射防止膜には酸化物等がよく用
いられるが、X線透過膜に用いられている材料よりもX
線耐性が弱い場合が多い。X線マスクがX線露光に用い
られる際に照射されるX線により、膜が経時変化を起こ
し応力値が変化する。しかし、反射防止膜がなくX線透
過膜のみの場合、アライメント光の波長にもよるが、そ
の透過率は、SiN2μmの基板に対し5%の膜厚変動
が生じた場合55〜90%の透過率変動となる。In general, an oxide or the like is often used for the antireflection film, but X is more preferable than the material used for the X-ray transmission film.
Often the line resistance is weak. The X-rays that are irradiated when the X-ray mask is used for X-ray exposure cause the film to change with time and the stress value to change. However, in the case of only the X-ray transmission film without the antireflection film, the transmittance is 55 to 90% when there is a film thickness variation of 5% with respect to the substrate of SiN 2 μm, though it depends on the wavelength of the alignment light. The rate will change.
【0015】(第三の発明)近年、半導体集積回路の高
密度化及び高速化に伴い、集積回路のパターン線幅が、
約3年間で70%縮小される傾向にある。大容量メモリ
素子の更なる集積化により、焼付装置も一層の高性能化
が要求され、転写可能な最小線幅が0.3μm以下とい
う高性能が要求され始めてきている。その為、露光波長
としてX線領域(2〜20Å)の光を利用したステッパ
が開発されつつある。そのX線露光装置に用いるX線マ
スクの断面図は、従来図17に示す様な製造工程で作製
された図17(f)の様な構造をしていた。X線透過膜
上のX線吸収体の非パターン形成部には何も残存してい
ない構造である。平面図は、図17(g)に示す様であ
り、回路パターンの周辺部にスクライブラインが設けら
れ、マスクとウエハーの位置合わせ用のマークが設けら
れている。(Third Invention) In recent years, with the increase in density and speed of semiconductor integrated circuits, the pattern line width of the integrated circuits has become
It tends to be reduced by 70% in about 3 years. Due to the further integration of the large-capacity memory device, the printing apparatus is required to have higher performance, and the minimum line width capable of transfer is 0.3 μm or less. Therefore, a stepper using light in the X-ray region (2 to 20 Å) as an exposure wavelength is being developed. The cross-sectional view of the X-ray mask used in the X-ray exposure apparatus has a structure as shown in FIG. 17 (f) which is manufactured by the conventional manufacturing process as shown in FIG. The structure is such that nothing remains in the non-pattern forming portion of the X-ray absorber on the X-ray transparent film. The plan view is as shown in FIG. 17G, in which scribe lines are provided in the peripheral portion of the circuit pattern and marks for aligning the mask and the wafer are provided.
【0016】詳細を述べると、51は保持枠となる基板
で、Siウエハーがよく用いられる。X線透過膜52と
しては窒化珪素、炭化珪素等X線透過性のよい2μmt
程度の薄膜が用いられる。金の付着用金属薄膜53とし
てのクロム50ÅとX線吸収体成膜用めっき電極54と
なる金500ÅをEB蒸着により連続蒸着し、図17
(a)となる。その上に、電子線描画装置にて所望の微
細レジストパターン55を形成し、図17(b)とす
る。用いるレジストは単層でも多層でもよい。次に、金
めっきにより、X線吸収体56及びアライメントマーク
57となる金を形成する。レジストパターン55を剥離
し、図17(c)となる。More specifically, 51 is a substrate that serves as a holding frame, and a Si wafer is often used. As the X-ray transparent film 52, silicon nitride, silicon carbide or the like having a good X-ray transparency of 2 μmt is used.
Some thin films are used. As shown in FIG. 17, chromium 50Å as the metal thin film 53 for depositing gold and 500Å gold as the plating electrode 54 for forming the X-ray absorber are continuously deposited by EB evaporation.
(A). A desired fine resist pattern 55 is formed on it by an electron beam drawing apparatus, and is shown in FIG. The resist used may be a single layer or a multilayer. Next, gold to be the X-ray absorber 56 and the alignment mark 57 is formed by gold plating. The resist pattern 55 is peeled off, resulting in FIG.
【0017】X線吸収体56のない部分のめっき電極5
4の剥離を、アルゴンガスを用いて、エッチングする。
めっき電極54もX線吸収体も金であるので均等にエッ
チングされ、X線吸収体は図17(d)の56’の様に
なる。同様にアライメントマーク57は57’となる。
更に、X線吸収体56’及びアライメントマーク57’
のない部分の金属薄膜53のクロムの剥離を行うが、ア
ルゴンガスを用いたスパッタエッチ又は反応性ガス(塩
素系ガス)を用いてエッチングされ、図17(e)とな
る。最後にSiウエハーをバックエッチングし、保持枠
51を形成し図17(f)とする。The plating electrode 5 in the portion without the X-ray absorber 56
The strip of 4 is etched using argon gas.
Since both the plating electrode 54 and the X-ray absorber are made of gold, they are uniformly etched, and the X-ray absorber becomes as shown at 56 'in FIG. 17 (d). Similarly, the alignment mark 57 becomes 57 '.
Furthermore, the X-ray absorber 56 'and the alignment mark 57'.
Although the chromium of the metal thin film 53 in the non-existing portion is removed, sputter etching using an argon gas or etching using a reactive gas (chlorine-based gas) is performed, resulting in FIG. Finally, the Si wafer is back-etched to form a holding frame 51, which is shown in FIG.
【0018】上記従来のX線マスク製造工程において、
X線吸収体56’及びアライメントマーク57’のない
部分の金属薄膜53のクロムの剥離の際、アルゴンガス
を用いたスパッタエッチでは、金に比べクロムはスパッ
タ率が低い為、金の膜厚の減少が大きくX線マスクとし
てのコントラストが減少する(金は金属の中でスパッタ
率が低い方なので、通常付着用に用いる金属に比べスパ
ッタ率が低い)。X線マスクの困難性は微細パターン
(0.25μmレベル)を0.75μmt程度のアスペ
クト比の高いパターンを形成し、コントラストを得なけ
ればならないことにある。クロムのエッチング時に減少
する膜厚をみこんで金を厚く形成することは、困難性が
増加する。又、反応性ガスを用いたエッチングでは、塩
素系ガスを用いることとなる為、X線透過膜である窒化
珪素や炭化珪素がエッチングされ、膜厚分布を引き起こ
したり、膜表面にダメージを与える。アルゴンガスを用
いたスパッタエッチでも、膜厚分布を引き起こしたり、
膜表面にダメージを与える。In the above conventional X-ray mask manufacturing process,
When removing the chromium of the metal thin film 53 in the portion where the X-ray absorber 56 ′ and the alignment mark 57 ′ are not present, in the sputter etching using argon gas, the sputtering rate of chromium is lower than that of gold. There is a large decrease, and the contrast as an X-ray mask is decreased (gold has a lower sputter rate among metals, so the sputter rate is lower than that of the metal normally used for deposition). The difficulty of the X-ray mask is that it is necessary to form a fine pattern (0.25 μm level) with a high aspect ratio of about 0.75 μmt to obtain contrast. It is more difficult to form a thick gold film by taking into consideration the film thickness that decreases when etching chromium. In addition, since chlorine-based gas is used in etching using a reactive gas, silicon nitride or silicon carbide, which is an X-ray transparent film, is etched, causing a film thickness distribution or damaging the film surface. Even in sputter etching using argon gas, it causes film thickness distribution,
Damages the film surface.
【0019】又、金属薄膜が残存した場合、X線透過率
には殆ど影響を与えないが、アライメント光透過率を大
きく減少させる。SiN2μmのみの基板に比べ、Cr
50Åが残存した場合、X線透過率は0.6%しか減少
させないが、アライメント光透過率(He−Neレーザ
ー)は46%も減少させる。更に、X線吸収体の作製方
法としてWやTaをエッチングにより形成するものがあ
るが、反応性ガス(主にフッ素系)を用いる。これらの
ガスの多くは、X線透過膜である窒化珪素や、炭化珪素
の方がエッチングレイトが高く、膜厚分布を引き起こし
たり、膜表面にダメージを与える。その為、エッチング
ストッパー用金属薄膜を設けるが、膜厚が薄い分膜厚分
布やダメージの量は少ないが同様の問題が発生する。Further, when the metal thin film remains, the X-ray transmittance is hardly affected, but the alignment light transmittance is greatly reduced. Cr compared to a substrate with only 2 μm SiN
When 50Å remains, the X-ray transmittance is reduced only by 0.6%, but the alignment light transmittance (He-Ne laser) is reduced by 46%. Further, there is a method of forming W or Ta by etching as a method of manufacturing an X-ray absorber, but a reactive gas (mainly fluorine-based) is used. Many of these gases have a higher etching rate for silicon nitride and silicon carbide, which are X-ray transparent films, and cause film thickness distribution and damage the film surface. Therefore, although a metal thin film for an etching stopper is provided, a similar problem occurs even though the film thickness distribution is thin and the amount of damage is small.
【0020】その為、回路パターン部の金属薄膜は残存
させ、位置合わせに用いる範囲の金属薄膜のみ剥離する
という方法もとられていた(特開昭58-93054号公報参
照)。この場合、X線吸収体のアスペクト比の低下は防
ぐことが出来るが、位置合わせに用いる範囲のX線透過
膜のダメージは防ぐことが出来ない。アライメント光の
透過率は、SiN2μmの基板に対し5%の膜厚変動が
生じた場合55〜90%の透過率変動を発生させる。位
置合わせに用いる範囲のX線透過膜は回路パターン部よ
りも膜厚精度が要求される。又、X線透過膜は金属薄膜
の剥離の際に用いるプラズマにより、表面あれを起こ
す。Therefore, there has been a method of leaving the metal thin film in the circuit pattern portion and peeling off only the metal thin film in the range used for alignment (see Japanese Patent Laid-Open No. 58-93054). In this case, a reduction in the aspect ratio of the X-ray absorber can be prevented, but damage to the X-ray transparent film in the range used for alignment cannot be prevented. The transmittance of the alignment light causes a transmittance variation of 55 to 90% when a film thickness variation of 5% occurs on a substrate of SiN 2 μm. The X-ray transparent film in the range used for alignment is required to have film thickness accuracy higher than that of the circuit pattern portion. Further, the X-ray transparent film causes surface roughness due to the plasma used for peeling the metal thin film.
【0021】(第四の発明)近年、半導体集積回路の高
密度化及び高速化に伴い、集積回路のパターン線幅が、
約3年間で70%縮小される傾向にある。大容量メモリ
素子の更なる集積化により、焼付装置も一層の高性能化
が要求され、転写可能な最小線幅が0.3μm以下とい
う高性能が要求され始めてきている。その為、露光波長
としてX線領域(2〜20Å)の光を利用したステッパ
が開発されつつある。そのX線露光装置に用いるX線マ
スクは、従来、図25に示す様な製造工程で作製された
図25(f)の様な構造をしていた。X線透過膜上のX
線吸収体の非パターン形成部には何も存在していない構
造である。詳細を述べると、71は保持枠となる基板
で、Siウエハーがよく用いられる。X線透過膜72と
しては窒化珪素、炭化珪素等、X線透過性のよい2μm
t程度の薄膜が用いられる。(Fourth Invention) In recent years, with the increase in density and speed of semiconductor integrated circuits, the pattern line width of the integrated circuits has become
It tends to be reduced by 70% in about 3 years. Due to the further integration of the large-capacity memory device, the printing apparatus is required to have higher performance, and the minimum line width capable of transfer is 0.3 μm or less. Therefore, a stepper using light in the X-ray region (2 to 20 Å) as an exposure wavelength is being developed. The X-ray mask used for the X-ray exposure apparatus has conventionally had a structure as shown in FIG. 25 (f), which is manufactured by the manufacturing process as shown in FIG. X on X-ray transparent film
This is a structure in which nothing exists in the non-pattern forming portion of the line absorber. More specifically, 71 is a substrate that serves as a holding frame, and a Si wafer is often used. The X-ray transparent film 72 is made of silicon nitride, silicon carbide or the like and has a good X-ray transparency of 2 μm.
A thin film of about t is used.
【0022】金の付着用金属薄膜73としてのクロム5
nmとX線吸収体成膜用めっき電極74となる金50n
mをEB蒸着により連続蒸着し、図25(a)となる。
その上に、電子線描画装置にて所望の微細レジストパタ
ーン75を形成し、図25(b)とする。用いるレジス
トは単層でも多層でもよい。次に、金めっきにより、X
線吸収体76となる金を形成する。レジストパターン7
5を剥離し、図25(c)となる。Chromium 5 as a metal thin film 73 for depositing gold
nm and X-ray absorber film forming plating electrode 74 50 n of gold
m is continuously vapor-deposited by EB vapor deposition, resulting in FIG.
A desired fine resist pattern 75 is formed thereon by using an electron beam drawing apparatus, and is shown in FIG. The resist used may be a single layer or a multilayer. Next, by gold plating, X
Gold that will become the line absorber 76 is formed. Resist pattern 7
5 is peeled off to obtain FIG. 25 (c).
【0023】X線吸収体76のない部分のめっき電極7
4の剥離を、アルゴンガスを用いてエッチングする。め
っき電極74もX線吸収体も金であるので均等にエッチ
ングされX線吸収体は、図25(d)の76’の様にな
る。更に、X線吸収体76’のない部分の金属薄膜73
のクロムの剥離を行うが、アルゴンガスを用いたスパッ
タエッチ又は反応性ガス(塩素系ガス)を用いてエッチ
ングされ、図25(e)となる。最後にSiウエハーを
バックエッチングし、保持枠71を形成し図25(f)
とする。The plating electrode 7 in the portion without the X-ray absorber 76
The strip of 4 is etched using argon gas. Since both the plating electrode 74 and the X-ray absorber are made of gold, the X-ray absorber is uniformly etched so that the X-ray absorber is as shown at 76 'in FIG. 25 (d). Further, the metal thin film 73 in the portion without the X-ray absorber 76 '
Although the chrome is removed, sputter etching using argon gas or etching using a reactive gas (chlorine gas) is performed, resulting in FIG. Finally, the Si wafer is back-etched to form a holding frame 71, and FIG.
And
【0024】上記従来のX線マスク製造工程において、
X線透過膜72のアライメント光の透過率は、SiN2
μmの基板に対し5%の膜厚変動が生じた場合55〜9
0%の透過率変動を発生させる。通常の成膜において5
%程度の膜厚変動は発生するものであり、且つX線透過
膜は金属の剥離等のプロセスの際に用いるプラズマによ
り表面あれを起こし、微細な部分での膜厚むらを発生さ
せ、アライメント光透過率の変動を起こす。又、X線吸
収体76’のない部分の金属薄膜73のクロムの剥離の
際、アルゴンガスを用いたスパッタエッチでは、金に比
べクロムはスパッタ率が低い為金の膜厚の減少が大きく
X線マスクとしてのコントラストが減少する。In the above conventional X-ray mask manufacturing process,
The alignment light transmittance of the X-ray transparent film 72 is SiN2.
When the film thickness variation of 5% occurs for a substrate of μm 55-9
A 0% transmission variation is generated. 5 in normal film formation
% Film thickness variation occurs, and the X-ray transmission film causes surface roughness due to plasma used in processes such as metal stripping, resulting in film thickness unevenness in minute portions, and alignment light It causes fluctuations in transmittance. Further, when the chromium is removed from the metal thin film 73 in the portion where the X-ray absorber 76 'is not present, in the sputter etching using the argon gas, the sputtering rate of chromium is lower than that of gold, so that the gold film thickness is greatly reduced. The contrast as a line mask is reduced.
【0025】X線マスクの困難性は微細パターン(0.
25μmレベル)を0.75μmt程度のアスペクト比
の高いパターンを形成し、コントラストを得なければな
らないことにある。クロムのエッチング時に減少する膜
厚をみこんで金を厚く形成することは、困難性が増加す
る。又、反応性ガスを用いたエッチングでは、塩素系ガ
スを用いることとなる為、X線透過膜である窒化珪素や
炭化珪素がエッチングされ、膜厚分布を引き起こした
り、膜表面にダメージを与える。アルゴンガスを用いた
スパッタエッチでも、膜厚分布を引き起こしたり、膜表
面にダメージを与える。The difficulty of the X-ray mask is that fine patterns (0.
25 μm level), it is necessary to form a pattern having a high aspect ratio of about 0.75 μmt to obtain contrast. It is more difficult to form a thick gold film by taking into consideration the film thickness that decreases when etching chromium. In addition, since chlorine-based gas is used in etching using a reactive gas, silicon nitride or silicon carbide, which is an X-ray transparent film, is etched, causing a film thickness distribution or damaging the film surface. Even sputter etching using argon gas causes a film thickness distribution and damages the film surface.
【0026】又、金属薄膜が残存した場合X線透過率に
は殆ど影響を与えないが、アライメント光透過率を大き
く減少させる。SiN2μmのみの基板に比べ、Cr5
0Åが残存した場合、X線透過率は0.6%しか減少さ
せないが、アライメント光透過率(He−Neレーザ
ー)は46%も減少させる。更に、X線吸収体の作製方
法としてWやTaをエッチングにより形成するものがあ
るが、反応性ガス(主にフッ素系)を用いる。これらの
ガスの多くは、X線透過膜である窒化珪素や、炭化珪素
の方がエッチングレイトが高く、膜厚分布を引き起こし
たり、膜表面にダメージを与える。その為、エッチング
ストッパー用金属薄膜を設けるが、膜厚が薄い分膜厚分
布やダメージの量は少ないが同様の問題が発生する。Further, when the metal thin film remains, the X-ray transmittance is hardly influenced, but the alignment light transmittance is greatly reduced. Cr5 compared to a substrate with SiN 2 μm only
When 0Å remains, the X-ray transmittance is reduced only by 0.6%, but the alignment light transmittance (He-Ne laser) is reduced by 46%. Further, there is a method of forming W or Ta by etching as a method of manufacturing an X-ray absorber, but a reactive gas (mainly fluorine-based) is used. Many of these gases have a higher etching rate for silicon nitride and silicon carbide, which are X-ray transparent films, and cause film thickness distribution and damage the film surface. Therefore, although a metal thin film for an etching stopper is provided, a similar problem occurs even though the film thickness distribution is thin and the amount of damage is small.
【0027】[0027]
【発明が解決しようとしている問題点】(第一の発明)
従って、本発明の目的は、上記従来例の問題点を解決
し、X線透過膜とX線吸収体として主たる役割を果たす
金属との間に金属薄膜を設けるが、X線吸収体を減少さ
せることなく、X線透過膜の膜厚分布やダメージを引き
起こすことなく、その金属薄膜の非パターン形成部にお
けるアライメント光透過率を妨げることのないX線マス
クで且つパターン位置歪みを最小限におさえたX線マス
クを提供することにある。[Problems to be Solved by the Invention] (First invention)
Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the conventional example and to provide a metal thin film between the X-ray transmission film and the metal that plays a main role as an X-ray absorber, but reduce the X-ray absorber. X-ray mask that does not impede the film thickness distribution and damage of the X-ray transparent film and does not hinder the alignment light transmittance in the non-pattern forming portion of the metal thin film and minimizes the pattern position distortion. To provide an X-ray mask.
【0028】(第二の発明)従って、本発明の目的は、
上記従来例の問題点を解決し、アライメント光の透過率
を大きく変動させることなく、X線マスクの位置歪みを
低減させたX線マスク、その製造方法、X線露光装置、
X線露光方法及び半導体製造方法を提供することにあ
る。(Second invention) Accordingly, the object of the present invention is to
An X-ray mask which solves the problems of the conventional example and reduces the positional distortion of the X-ray mask without significantly changing the transmittance of alignment light, a method for manufacturing the same, an X-ray exposure apparatus,
An object is to provide an X-ray exposure method and a semiconductor manufacturing method.
【0029】(第三の発明)従って、本発明の目的は、
上記従来例の問題点を解決し、X線吸収体を減少させる
ことなく、X線透過膜の膜厚分布やダメージを引き起こ
すことなく、アライメント光透過率を妨げることのない
X線マスク、その製造方法、X線露光装置、X線露光方
法及び半導体製造方法を提供することにある。(Third invention) Accordingly, the object of the present invention is to
An X-ray mask that solves the problems of the above-mentioned conventional example, does not reduce the X-ray absorber, does not cause the film thickness distribution and damage of the X-ray transmissive film, and does not hinder the alignment light transmittance, and its manufacture. A method, an X-ray exposure apparatus, an X-ray exposure method, and a semiconductor manufacturing method are provided.
【0030】(第四の発明)従って、本発明の目的は、
上記従来例の問題点を解決し、X線吸収体を減少させる
ことなく、X線透過膜の膜厚分布やダメージを引き起こ
すことなく、安定したアライメント光透過率を得ること
の出来るX線マスク、その製造方法、X線露光装置、X
線露光方法及び半導体製造方法を提供することにある。(Fourth Invention) Accordingly, the object of the present invention is to:
An X-ray mask that solves the problems of the above-mentioned conventional example and can obtain a stable alignment light transmittance without reducing the X-ray absorber and causing the film thickness distribution and damage of the X-ray transmitting film, Manufacturing method thereof, X-ray exposure apparatus, X
An object is to provide a line exposure method and a semiconductor manufacturing method.
【0031】[0031]
【問題点を解決する為の手段】上記目的は以下の本発明
によって達成される。 (第一の発明)即ち、本発明は、所望のパターンを有す
るX線吸収体、該吸収体を支持するX線透過膜、及びこ
れらを保持する保持枠からなるX線マスク構造体におい
て、前記X線透過膜上のパターン部に原子番号が70以
上の金属酸化膜を有し、前記X線透過膜上のパターン部
以外の部分に原子番号が35以下の金属酸化膜を有する
ことを特徴とするX線マスク構造体、及びその製造方法
である。The above object can be achieved by the present invention described below. (First invention) That is, the present invention provides an X-ray mask structure comprising an X-ray absorber having a desired pattern, an X-ray transmissive film supporting the absorber, and a holding frame for holding the X-ray mask structure. A metal oxide film having an atomic number of 70 or more is provided on a pattern portion on the X-ray transparent film, and a metal oxide film having an atomic number of 35 or less is provided on a portion other than the pattern portion on the X-ray transparent film. X-ray mask structure and manufacturing method thereof.
【0032】(第二の発明)即ち、本発明は、所望の回
路パターンを有するX線吸収体、該吸収体を支持するX
線透過膜、及びこれらを保持する保持枠からなるX線マ
スク構造体において、上記回路パターンが形成してある
周辺部に、位置合わせ用マークが設けられており、前記
X線透過膜上で位置合わせに用いられる範囲のみに反射
防止膜を有することを特徴とするX線マスク構造体、そ
の製造方法、該X線マスクを用いるX線露光装置、X線
露光方法及び半導体製造方法である。(Second Invention) That is, the present invention relates to an X-ray absorber having a desired circuit pattern, and an X supporting the absorber.
In an X-ray mask structure including a radiation transparent film and a holding frame holding the radiation transparent film, alignment marks are provided in the peripheral portion where the circuit pattern is formed, and the alignment marks are positioned on the X-ray transparent film. An X-ray mask structure characterized by having an antireflection film only in a range used for matching, a manufacturing method thereof, an X-ray exposure apparatus using the X-ray mask, an X-ray exposure method, and a semiconductor manufacturing method.
【0033】(第三の発明)即ち、本発明は、所望の回
路パターンを有するX線吸収体、該吸収体を支持するX
線透過膜、及びこれらを保持する保持枠からなるX線マ
スク構造体において、上記回路パターンが形成してある
周辺部に、位置合わせ用マークが設けられており、前記
X線透過膜上で位置合わせに用いられる範囲で且つ位置
合わせ用マークのパターン部以外の部分に金属酸化膜を
有することを特徴とするX線マスク構造体、その製造方
法、該X線マスクを用いるX線露光装置、X線露光方法
及び半導体製造方法である。(Third Invention) That is, the present invention relates to an X-ray absorber having a desired circuit pattern, and an X supporting the absorber.
In an X-ray mask structure including a radiation transparent film and a holding frame holding the radiation transparent film, alignment marks are provided in the peripheral portion where the circuit pattern is formed, and the alignment marks are positioned on the X-ray transparent film. An X-ray mask structure characterized by having a metal oxide film in a range used for alignment and in a portion other than a pattern portion of an alignment mark, a method for manufacturing the same, an X-ray exposure apparatus using the X-ray mask, and X. A line exposure method and a semiconductor manufacturing method.
【0034】(第四の発明)即ち、本発明は、所望のパ
ターンを有するX線吸収体、該吸収体を支持するX線透
過膜、及びこれらを保持する保持枠からなるX線マスク
構造体において、前記X線透過膜上のパターン部以外の
部分に反射防止膜を有することを特徴とするX線マスク
構造体、その製造方法、該X線マスクを用いるX線露光
装置、X線露光方法及び半導体製造方法である。(Fourth Invention) That is, the present invention is an X-ray mask structure comprising an X-ray absorber having a desired pattern, an X-ray transmissive film for supporting the absorber, and a holding frame for holding them. In the X-ray transmission film, an X-ray mask structure having an antireflection film on a portion other than the pattern portion, a manufacturing method thereof, an X-ray exposure apparatus using the X-ray mask, and an X-ray exposure method. And a semiconductor manufacturing method.
【0035】[0035]
【作用】(第一の発明)原子番号35以下の金属薄膜は
総じてX線吸収は小さいので、X線透過率には殆ど影響
を与えない。アライメント光透過率を減少させることの
ない様に、剥離せず酸化させる。用いるアライメント光
にもよるが、50ÅのCrを酸素プラズマで酸化処理す
ると、SiN2μmのみの基板に比べ、He−Neレー
ザー(6328Å) では1.5%、半導体レーザー (8300
Å) では0.5%透過率が減少するのみである。酸化処
理方法としては、酸素プラズマ処理、酸素イオン注入処
理、酸素雰囲気中での加熱処理等、どの方法を用いても
かまわない。金属薄膜は、その用途により原子番号が3
5以下であれば、どの金属を用いても構わないが、薄膜
の状態での金属酸化物がアライメントに用いられる可視
又は赤外光透過率が高いものであればよい。(First Invention) Since a thin metal film having an atomic number of 35 or less generally has a small X-ray absorption, it hardly affects the X-ray transmittance. It is oxidized without peeling off so as not to reduce the alignment light transmittance. Depending on the alignment light used, when 50 Å Cr was oxidized by oxygen plasma, the He-Ne laser (6328 Å) was 1.5%, and the semiconductor laser (8300
In Å), the transmittance decreases only by 0.5%. As the oxidation treatment method, any method such as oxygen plasma treatment, oxygen ion implantation treatment, and heat treatment in an oxygen atmosphere may be used. The metal thin film has an atomic number of 3 depending on its application.
Any metal may be used as long as it is 5 or less, but any metal oxide in a thin film state having a high visible or infrared light transmittance used for alignment may be used.
【0036】一般的には、クロム、チタン、アルミニウ
ム、亜鉛、銅又はニッケルが用いられる。金属薄膜の厚
さは、その用途によるが、X線透過率を大幅に下げるこ
とのない1,000Å以下、好ましくは100Å以下が
よい。又、X線吸収体にはX線吸収の大きい原子番号7
0以上の金属が用いられる。一般的には、タンタル、タ
ングステン、金又は白金等が用いられる。これらの金属
は酸化されにくいが、高いエネルギ−で処理を行えば、
極表面は酸化される。貴金属である金もESCAによる
測定で、酸化されることが確認されている。酸化処理前
にパターンの位置歪み量を測定し、上記の酸化処理と同
時に酸化を行い、位置歪み量を最小限にする。Generally, chromium, titanium, aluminum, zinc, copper or nickel is used. The thickness of the metal thin film is 1,000 Å or less, preferably 100 Å or less, which does not significantly reduce the X-ray transmittance, depending on its use. Also, the X-ray absorber has an atomic number of 7 which has a large X-ray absorption.
Zero or more metals are used. Generally, tantalum, tungsten, gold, platinum or the like is used. These metals are not easily oxidized, but if treated with high energy,
The pole surface is oxidized. It has been confirmed by ESCA that gold, which is a noble metal, is also oxidized. The amount of positional strain of the pattern is measured before the oxidation treatment, and the amount of positional strain is minimized by performing oxidation at the same time as the above oxidation treatment.
【0037】原子番号35以下の金属は、原子番号70
の金属に比べ容易に酸化される為酸化量としては、吸収
体の位置歪みを最小限に抑えることが出来る量が優先さ
れる。X線透過膜上の非パターン形成部の金属薄膜を酸
化し、アライメント光の透光性を向上させることに関し
ては、キヤノンFile No.2101029,21
01027に既に出願されている。この出願発明の特徴
は、X線吸収体のパターン位置歪み量を同時に減少させ
ることにある。Metals with an atomic number of 35 or less have an atomic number of 70
Since the metal is more easily oxidized than the above metal, the amount that can minimize the positional strain of the absorber is prioritized as the amount of oxidation. For improving the translucency of alignment light by oxidizing the metal thin film in the non-patterned portion on the X-ray transparent film, see Canon File No. 2101029, 21
It has already been filed in 01027. A feature of the invention of this application is that the pattern positional distortion amount of the X-ray absorber is simultaneously reduced.
【0038】以上の様に、所望のパターンを有するX線
吸収体、該吸収体を支持するX線透過膜及びこれらを保
持する保持枠からなるX線マスク構造体において、前記
パターン部及びX線透過膜上のパターン部以外の部分に
金属酸化膜を有することを特徴とするX線マスク構造体
及びその製造方法によって上記本発明の目的は達成され
る。As described above, in the X-ray mask structure comprising the X-ray absorber having a desired pattern, the X-ray transmission film supporting the absorber, and the holding frame holding these, the pattern portion and the X-rays are formed. The above object of the present invention is achieved by an X-ray mask structure characterized by having a metal oxide film on a portion other than a pattern portion on a transmission film, and a manufacturing method thereof.
【0039】(第二の発明)X線マスク上の位置合わせ
に用いる範囲のみに反射防止膜を形成する。転写後回路
パターンとなる部分はX線のみの透過率が必要であり、
アライメント光透過率は必要ない。通常位置合わせに用
いる範囲は回路パターンの外側にあり、極狭い範囲であ
り、ほぼ対称に位置している。反射防止膜の応力値は、
X線マスク全体の位置歪みに大きな影響は与えない。(Second invention) An antireflection film is formed only in the area used for alignment on the X-ray mask. The portion that will be the circuit pattern after transfer needs to have only X-ray transmittance,
Alignment light transmittance is not required. The range used for normal alignment is outside the circuit pattern, is a very narrow range, and is located substantially symmetrically. The stress value of the antireflection film is
It does not significantly affect the positional distortion of the entire X-ray mask.
【0040】以上の様に、所望のパターンを有するX線
吸収体、該吸収体を支持するX線透過膜及びこれらを保
持する保持枠からなるX線マスク構造体には、通常、回
路パターンが形成してある周辺部に、位置合わせ用マー
クが設けられるが、前記X線透過膜上で位置合わせに用
いられる範囲のみに反射防止膜を有することを特徴とす
るX線マスク構造体、その製造方法、X線露光装置、X
線露光方法及び半導体製造方法によって上記本発明の目
的は達成される。As described above, an X-ray mask structure comprising an X-ray absorber having a desired pattern, an X-ray transmissive film supporting the absorber and a holding frame holding them usually has a circuit pattern. An alignment mark is provided on the formed peripheral portion, and an X-ray mask structure characterized by having an antireflection film only in a region used for alignment on the X-ray transparent film, and its manufacture. Method, X-ray exposure apparatus, X
The above object of the present invention is achieved by a line exposure method and a semiconductor manufacturing method.
【0041】(第三の発明)位置合わせに用いる範囲の
アライメントマーク部以外の部分の金属薄膜をアライメ
ントント光透過率を減少させることのない様に、剥離せ
ず酸化させる。用いるアライメント光にもよるが、50
ÅのCrを酸素プラズマで酸化処理すると、SiN2μ
mのみの基板に比べ、He−Neレーザー(6328Å) で
は1.5%、半導体レーザー (8300Å) では0.5%透
過率が減少するのみである。酸化処理方法としては、酸
素プラズマ処理、酸素イオン注入処理、酸素雰囲気中で
の加熱処理等、どの方法を用いてもかまわない。(Third Invention) The metal thin film in the portion other than the alignment mark portion in the range used for alignment is oxidized without peeling so as not to reduce the alignant light transmittance. 50 depending on the alignment light used
When Å Cr is oxidized by oxygen plasma, SiN2μ
The He-Ne laser (6328Å) only reduces the transmittance by 1.5% and the semiconductor laser (8300Å) by 0.5% as compared with the substrate having only m. As the oxidation treatment method, any method such as oxygen plasma treatment, oxygen ion implantation treatment, and heat treatment in an oxygen atmosphere may be used.
【0042】金属薄膜は、その用途により、どの金属を
用いても構わないが、薄膜の状態での金属酸化物がアラ
イメントに用いられる可視又は赤外光透過率が高いもの
であればよい。一般的には、クロム、チタン、タンタ
ル、タングステン、アルミニウム、モリブデン、錫、亜
鉛、銅、鉛又はニッケルが用いられる。金属薄膜の厚さ
は、その用途によるが、X線透過率を大幅に下げること
のない1,000Å以下、好ましくは100Å以下がよ
い。As the metal thin film, any metal may be used depending on its application, but any metal oxide in a thin film state having a high visible or infrared light transmittance used for alignment may be used. Generally, chromium, titanium, tantalum, tungsten, aluminum, molybdenum, tin, zinc, copper, lead or nickel is used. The thickness of the metal thin film is 1,000 Å or less, preferably 100 Å or less, which does not significantly reduce the X-ray transmittance, depending on its use.
【0043】以上の様に、所望のパターンを有するX線
吸収体、該吸収体を支持するX線透過膜及びこれらを保
持する保持枠からなるX線マスク構造体において、X線
透過膜上の位置合わせに用いられる範囲のアライメント
マーク部以外に金属酸化膜を有することを特徴とするX
線マスク構造体、その製造方法、X線露光装置、X線露
光方法及び半導体製造方法によって上記目的は達成され
る。 (第四の発明)As described above, in the X-ray mask structure consisting of the X-ray absorber having a desired pattern, the X-ray transmitting film supporting the absorber, and the holding frame holding these, the X-ray transmitting film is formed on the X-ray transmitting film. X having a metal oxide film in addition to the alignment mark portion in the range used for alignment
The above object is achieved by a line mask structure, a manufacturing method thereof, an X-ray exposure apparatus, an X-ray exposure method, and a semiconductor manufacturing method. (Fourth invention)
【0044】X線マスクにおいて、X線吸収体パターン
形成後にX線透過膜上のパターン部以外の部分に反射防
止膜を設ける。安定したアライメント光透過率を得るだ
けであれば、X線透過膜上全面に反射防止膜を設ければ
よく、一般的に行われている。本発明は全面に反射防止
膜を設ける場合に比べ、簡便なだけでなく、上記の吸収
体パターン形成時における吸収体の膜厚減少や透過膜の
膜厚むらやダメージと言った問題点も同時に解決するこ
とが出来る。In the X-ray mask, after forming the X-ray absorber pattern, an antireflection film is provided on a portion other than the pattern portion on the X-ray transmitting film. If only a stable alignment light transmittance is to be obtained, an antireflection film may be provided on the entire surface of the X-ray transmissive film, which is generally performed. The present invention is not only simpler in comparison with the case where an antireflection film is provided on the entire surface, but also has the problem that the film thickness of the absorber is reduced and the film thickness unevenness and damage of the transmissive film at the time of forming the absorber pattern at the same time. Can be resolved.
【0045】以上の様に、所望のパターンを有するX線
吸収体、該吸収体を支持するX線透過膜及びこれらを保
持する保持枠からなるX線マスク構造体において、前記
X線透過膜上の吸収体パターン部以外の部分に反射防止
膜を有することを特徴とするX線マスク構造体、その製
造方法、X線露光装置、X線露光方法及び半導体製造方
法によって上記本発明の目的は達成される。As described above, in the X-ray mask structure comprising the X-ray absorber having a desired pattern, the X-ray transmissive film supporting the absorber, and the holding frame holding them, the X-ray transmissive film is formed on the X-ray transmissive film. The object of the present invention is achieved by an X-ray mask structure characterized by having an antireflection film on a portion other than the absorber pattern portion, a method for manufacturing the same, an X-ray exposure apparatus, an X-ray exposure method, and a semiconductor manufacturing method. To be done.
【0046】[0046]
【実施例】以下、図面を使用して本発明の実施例を説明
する。 (第一の発明)実施例1 図1は本発明の第一の実施例のX線マスク作製工程の断
面図である。保持枠となる基板11には、Siウェハー
がよく用いられる。今回は、3インチφ2mmtのもの
を用いた。その基板をプラズマCVD装置にセットす
る。先ず、背圧を2×10-6Torrまで引いた後、水
素で10%に希釈されたシランガス5SCCMとアンモ
ニアガス20SCCMを、下部電極にあけられた穴から
供給した。基板11の温度を250℃に加熱し、圧力5
×10-3Torrで高周波パワ−20Wを印加して窒化
珪素を2μmtに成膜し、X線透過膜12とした。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Invention) First Embodiment FIG. 1 is a sectional view of an X-ray mask manufacturing process according to the first embodiment of the present invention. A Si wafer is often used as the substrate 11 that serves as a holding frame. This time, the one with 3 inches φ2 mmt was used. The substrate is set in the plasma CVD apparatus. First, after the back pressure was reduced to 2 × 10 −6 Torr, 5 SCCM of silane gas and 20 SCCM of ammonia gas diluted to 10% with hydrogen were supplied through the holes formed in the lower electrode. The temperature of the substrate 11 is heated to 250 ° C. and the pressure is set to 5
A high-frequency power of 20 W was applied at × 10 −3 Torr to form a silicon nitride film having a thickness of 2 μmt, thereby forming an X-ray transparent film 12.
【0047】X線吸収体成膜用めっき電極14となる金
500Åと、付着用金属薄膜13としてのクロム50Å
をEB蒸着により連続蒸着し、図1(a)となる。金属
薄膜13は、Ti、Al、Zn等、付着力を向上させる
ことが出来る金属であればよい。その上に電子線レジス
トPMMA(OEBR−1000 商品名:東京応化
製)を塗布し、電子線描画装置にて所望の微細レジスト
パターン15を形成し図1(b)とする。次に、亜硫酸
金めっき液(ニュートロネクス309 商品名:EEJ
A製)を用い、50℃、電流密度1mA/cm2 の条件
にてめっきを行い、X線吸収体16となる金を形成し、
レジストパターン15を専用剥離液にて剥離し、図1
(c)となる。X線吸収体16のない部分のめっき電極
14の剥離を、RIE装置にて行う。背圧を1×10-5
Torrまで引いた後、アルゴンガス20SCCMを流
し、5×10-2Torrで200W印加し、エッチング
する。めっき電極14もX線吸収体も金であるので均等
にエッチングされ、X線吸収体は図1(d)の16’の
様になる。500 Å of gold to be the plating electrode 14 for depositing the X-ray absorber, and 50 Å of chromium as the metal thin film 13 for adhesion.
Is continuously vapor-deposited by EB vapor deposition, resulting in FIG. The metal thin film 13 may be a metal such as Ti, Al, or Zn that can improve the adhesive force. An electron beam resist PMMA (OEBR-1000, trade name: manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is applied thereon, and a desired fine resist pattern 15 is formed by an electron beam drawing apparatus, as shown in FIG. Next, a gold sulfite plating solution (Nutronex 309, trade name: EEJ
(Made by A), and plating is performed under the conditions of 50 ° C. and current density of 1 mA / cm 2 to form gold to be the X-ray absorber 16.
The resist pattern 15 is stripped with a dedicated stripping solution,
(C). Peeling off of the plated electrode 14 in the portion where the X-ray absorber 16 is absent is performed by an RIE device. Back pressure 1 × 10 -5
After the pressure is reduced to Torr, 20 SCCM of argon gas is caused to flow, 200 W is applied at 5 × 10 −2 Torr, and etching is performed. Since both the plating electrode 14 and the X-ray absorber are made of gold, they are uniformly etched, and the X-ray absorber becomes as shown at 16 'in FIG. 1 (d).
【0048】更に、Siウェハーを30重量%水酸化カ
リウムで110℃にてバックエッチングし、保持枠11
を形成し、図1(e)とする。この時、X線吸収体1
6’のパターン位置歪み量を光波干渉式座標測定機で測
定したところ、0.3μmであった。この歪み量によ
り、酸化条件を選択する。最後に、同じRIE装置内に
て酸素ガス20SCCMを流し、5×10-2Torrで
200W印加し、酸素プラズマによりX線吸収体16’
の表面に酸化金17と金属薄膜13の非パターン形成部
を酸化クロム18とし、図1(f)となる。金は酸化さ
れにくいが、大きいエネルギ−をかければ、極表面のみ
酸化する。Further, the Si wafer is back-etched with 30% by weight potassium hydroxide at 110 ° C., and the holding frame 11
To form FIG. 1 (e). At this time, the X-ray absorber 1
The pattern positional distortion amount of 6'was measured by a light wave interference coordinate measuring machine and found to be 0.3 μm. Oxidation conditions are selected according to this strain amount. Finally, 20 SCCM of oxygen gas was made to flow in the same RIE device, 200 W was applied at 5 × 10 -2 Torr, and X-ray absorber 16 ′ was formed by oxygen plasma.
1 (f) is obtained by forming the gold oxide 17 and the non-patterned portion of the metal thin film 13 on the surface of the chrome oxide 18 as chromium oxide 18. Gold is not easily oxidized, but if a large amount of energy is applied, only the pole surface is oxidized.
【0049】この様に付着用金属薄膜であるクロムをエ
ッチングすることなく酸化することにより、X線吸収体
16’である金の膜厚の減少や、X線透過膜である窒化
珪素の膜厚分布の発生も防ぐことが出来た。又、非パタ
ーン部の酸化クロム18の存在により、X線透過率は
0.6%、アライメントに用いるHe−Neレーザー
(6,328Å)の透過率は1.5%減少したのみであ
り全く問題ない。又、再度X線吸収体16’の位置歪み
量を光波干渉式座標測定機で測定したところ、位置歪み
量は0.03μm(測定限界)に減少し、高精度X線マ
スクとして用いることが出来る。As described above, by oxidizing the chromium, which is the metal thin film for adhesion, without etching, the thickness of gold, which is the X-ray absorber 16 ', is reduced, and the thickness of silicon nitride, which is the X-ray transparent film, is reduced. It was possible to prevent the occurrence of distribution. In addition, due to the presence of the chromium oxide 18 in the non-patterned portion, the X-ray transmittance was reduced by 0.6%, and the transmittance of the He-Ne laser (6,328Å) used for alignment was reduced by only 1.5%, which is a problem. Absent. Further, when the positional distortion amount of the X-ray absorber 16 'was measured again by the light wave interference type coordinate measuring machine, the positional distortion amount was reduced to 0.03 μm (measurement limit), and it can be used as a high precision X-ray mask. .
【0050】実施例2 図2は本発明の第二の実施例のX線マスク作製工程の断
面図である。保持枠となる基板21は、Siウェハーが
よく用いられる。今回は、3インチφ1mmtのものを
用いた。その基板をプラズマCVD装置にセットする。
先ず、背圧を1×10-6Torrまで引いた後、水素で
10%に希釈されたシランガス10SCCMとメタンガ
ス10SCCMを、下部電極にあけられた穴から供給し
た。基板21の温度を650℃に加熱し、圧力5×10
-3Torrで高周波パワ−50Wを印加して炭化珪素を
2μmtに成膜し、X線透過膜22とした。Embodiment 2 FIG. 2 is a sectional view of the X-ray mask manufacturing process of the second embodiment of the present invention. A Si wafer is often used as the substrate 21 serving as the holding frame. This time, the one with 3 inches φ1 mmt was used. The substrate is set in the plasma CVD apparatus.
First, after the back pressure was reduced to 1 × 10 −6 Torr, 10 SCCM of silane gas and 10 SCCM of methane gas diluted with hydrogen to 10% were supplied through the holes formed in the lower electrode. The temperature of the substrate 21 is heated to 650 ° C. and the pressure is set to 5 × 10.
A high frequency power of 50 W was applied at -3 Torr to form a silicon carbide film having a thickness of 2 [mu] mt to form an X-ray transparent film 22.
【0051】更に、2元スパッタ装置にセットし、背圧
を2×10-6Torrまで引いた後、Arガス10SC
CMにて圧力10×10-2Torr、基板温度を150
℃とし、高周波パワー100Wを印加して吸収体エッチ
ングストッパー用金属薄膜23となるクロム200Å成
膜し、更に連続して500W印加し、X線吸収体26と
なるWを8,000Å成膜し、図2(a)となる。用い
る金属薄膜23は、X線吸収体に用いる金属とエッチン
グレイトの差がとれるものならどの金属を用いても構わ
ない。Further, after setting it in a two-source sputtering apparatus and pulling back pressure to 2 × 10 -6 Torr, Ar gas 10 SC
CM pressure of 10 × 10 -2 Torr and substrate temperature of 150
C., high frequency power of 100 W is applied to form a film of chromium 200 Å to be the absorber etching stopper metal thin film 23, and further 500 W is continuously applied to form W of X-ray absorber 26 of 8,000 Å. It becomes FIG. 2 (a). The metal thin film 23 used may be any metal as long as it has a difference in etching rate from the metal used for the X-ray absorber.
【0052】Siウェハーを30重量%水酸化カリウム
で110℃にてバックエッチングし、保持枠21を形成
し、図2(b)とする。その上に2層レジストの下層と
なるPIQ(商品名:日立化成製)、上層となるSi含
有レジストSNR(商品名:東洋曹達)を塗布し、電子
線描画装置にて所望の微細レジストパターン25を形成
し図2(c)とする。次に、X線吸収体26となるWの
エッチングをRIE装置にて行う。背圧を1×10-5T
orrまで引いた後、CF4 ガス50SCCMを流し、
5×10-2Torrで200W印加し、Wをエッチング
する。The Si wafer is back-etched with 30% by weight potassium hydroxide at 110 ° C. to form a holding frame 21, which is shown in FIG. 2 (b). A two-layer resist lower layer PIQ (trade name: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) and an upper layer Si-containing resist SNR (trade name: Toyo Soda Co., Ltd.) are applied thereon, and a desired fine resist pattern 25 is formed by an electron beam drawing apparatus. To form FIG. 2 (c). Then, etching of W to be the X-ray absorber 26 is performed by the RIE apparatus. Back pressure is 1 × 10 -5 T
After pulling to orr, flow 50 SCCM of CF 4 gas,
200 W is applied at 5 × 10 −2 Torr to etch W.
【0053】クロムはCF4 ガスでは殆どエッチングさ
れないのでダメージを受けることなく、X線吸収体は図
2(d)の26’の様になる。レジストパターン25は
Wのエッチング中に同時にエッチングされるが、残存し
たものは専用剥離液で剥離する。この時、X線吸収体2
6’のパターン位置歪み量を光波干渉式座標測定機で測
定したところ、最大歪み量は、0.5μmであった。こ
の歪み量により、酸化条件を選択する。同じRIE装置
内にて酸素ガス20SCCMを流し、5×10-2Tor
rで130W印加し、酸素プラズマによりX線吸収体2
6’の表面に酸化タングステン27と金属薄膜23の非
パターン形成部を酸化クロム28とし、図2(e)とな
る。Chromium is hardly etched by CF 4 gas, so that it is not damaged and the X-ray absorber is as shown at 26 'in FIG. 2 (d). The resist pattern 25 is simultaneously etched during the etching of W, but the remaining pattern is stripped with a dedicated stripping solution. At this time, the X-ray absorber 2
When the pattern positional distortion amount of 6 ′ was measured by a light wave interference type coordinate measuring machine, the maximum distortion amount was 0.5 μm. Oxidation conditions are selected according to this strain amount. Oxygen gas 20SCCM is flown in the same RIE device and 5 × 10 -2 Tor is applied.
X-ray absorber 2 by applying 130 W at r and oxygen plasma
The tungsten oxide 27 and the non-patterned portion of the metal thin film 23 are chromium oxide 28 on the surface of 6 ', resulting in FIG. 2 (e).
【0054】以上の様にエッチングストッパーであるク
ロムの金属薄膜を剥離することなく酸化することによ
り、X線透過膜である炭化珪素の膜厚分布の発生も防ぐ
ことが出来た。又、非パターン部の酸化クロム27の存
在により、X線透過率は2.3%、アライメントに用い
るHe−Neレーザー(6328Å)の透過率は5.0
%減少したのみであり問題ない。又、再度X線吸収体2
6’の位置歪み量を光波干渉式座標測定機で測定したと
ころ、位置歪み量は0.05μmに減少し、高精度X線
マスクとして用いることが出来る。As described above, by oxidizing the metal thin film of chromium that is the etching stopper without peeling it off, it was possible to prevent the occurrence of the film thickness distribution of silicon carbide that is the X-ray transparent film. Further, due to the presence of the chromium oxide 27 in the non-patterned portion, the X-ray transmittance is 2.3%, and the He-Ne laser (6328Å) used for alignment has a transmittance of 5.0%.
There is no problem because it has only decreased by%. Also, again the X-ray absorber 2
When the amount of positional distortion of 6'was measured by a light wave interference type coordinate measuring machine, the amount of positional distortion was reduced to 0.05 μm and it can be used as a high precision X-ray mask.
【0055】実施例3 図3は本発明の第三の実施例のX線マスク作製工程の断
面図である。保持枠となる基板31は、Siウェハーが
よく用いられる。今回は、3インチφ2mmtのものを
用いた。その基板をプラズマCVD装置にセットする。
先ず、背圧を2×10-6Torrまで引いた後、水素で
10%に希釈されたシランガス5SCCMとアンモニア
ガス20SCCMを、下部電極にあけられた穴から供給
した。基板31の温度を250℃に加熱し、圧力5×1
0-3Torrで高周波パワー20Wを印加して窒化珪素
を2μmtに成膜し、X線透過膜32とした。次にSi
ウェハーを30重量%水酸化カリウムで110℃にてバ
ックエッチングし、保持枠31を形成し図3(a)とす
る。Embodiment 3 FIG. 3 is a sectional view of the X-ray mask manufacturing process of the third embodiment of the present invention. A Si wafer is often used as the substrate 31 that serves as a holding frame. This time, the one with 3 inches φ2 mmt was used. The substrate is set in the plasma CVD apparatus.
First, after the back pressure was reduced to 2 × 10 −6 Torr, 5 SCCM of silane gas and 20 SCCM of ammonia gas diluted to 10% with hydrogen were supplied through the holes formed in the lower electrode. The temperature of the substrate 31 is heated to 250 ° C. and the pressure is set to 5 × 1.
A high-frequency power of 20 W was applied at 0 −3 Torr to form a silicon nitride film having a thickness of 2 μmt to form an X-ray transparent film 32. Then Si
The wafer is back-etched with 30 wt% potassium hydroxide at 110 ° C. to form a holding frame 31, which is shown in FIG.
【0056】更に、2元スパッタ装置にセットし、背圧
を2×10-6Torrまで引いた後、Arガス10SC
CMにて圧力10×10-2Torr、基板温度を150
℃とし、高周波パワー100Wを印加して吸収体エッチ
ングストッパー用金属薄膜33となるクロム100Å成
膜し、更に連続して500W印加し、X線吸収体36と
なるWを8,000Å成膜し、図3(b)となる。用い
る金属薄膜33は、X線吸収体に用いる金属とエッチン
グレイトの差がとれるものならどの金属を用いても構わ
ない。その上に電子線レジストPMMA(OEBR−1
000 商品名:東京応化製)を塗布し、電子線描画装
置にて所望の微細レジストパターン35を形成し図3
(c)とする。Further, the back pressure was set to 2 × 10 -6 Torr by setting it in a two-way sputtering apparatus, and then Ar gas of 10 SC was used.
CM pressure of 10 × 10 -2 Torr and substrate temperature of 150
C., high frequency power of 100 W is applied to form a film of chromium 100 Å to be the metal thin film 33 for the absorber etching stopper, and 500 W is continuously applied to form film of 8,000 Å W to be the X-ray absorber 36. It becomes FIG.3 (b). The metal thin film 33 used may be any metal as long as it has a difference in etching rate from the metal used for the X-ray absorber. Then, electron beam resist PMMA (OEBR-1
000 product name: manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd., and a desired fine resist pattern 35 is formed by an electron beam drawing apparatus.
(C).
【0057】次に、X線吸収体36となるWのエッチン
グを、RIE装置にて行う。背圧を1×10-5Torr
まで引いた後、CF4 ガス50SCCMを流し、5×1
0-2Torrで200W印加し、Wをエッチングする。
クロムはCF4 ガスでは殆どエッチングされないのでダ
メージを受けることなく、X線吸収体は図3(d)の3
6’の様になる。レジストパターン35はWのエッチン
グ中に同時にエッチングされるが、残存したものは専用
剥離液で剥離する。Next, etching of W to be the X-ray absorber 36 is performed by the RIE apparatus. Back pressure is 1 × 10 -5 Torr
After pulling up to 50, CF 4 gas 50SCCM is made to flow, 5 × 1
200 W is applied at 0 −2 Torr to etch W.
Chromium is hardly etched by CF 4 gas, so it is not damaged and the X-ray absorber is 3 in FIG. 3 (d).
It looks like 6 '. The resist pattern 35 is simultaneously etched during the etching of W, but the remaining one is stripped by a dedicated stripping solution.
【0058】この時、X線吸収体36’のパターン位置
歪み量を光波干渉式座標測定機で測定したところ、最大
歪み量は0.3μmであった。この歪み量により、酸化
条件を選択する。次に、酸素雰囲気中にて100℃の熱
処理を行い、吸収体36’の極表面を酸化タングステン
37とし、且つ金属薄膜33の非パターン形成部を酸化
クロム38とし、図3(e)となる。この様に付着用金
属薄膜であるクロムを剥離することなく酸化することに
より、X線吸収体36’である金の膜厚の減少や、X線
透過膜である窒化珪素の膜厚分布の発生も防ぐことが出
来た。又、非パターン部の酸化クロム38の存在によ
り、X線透過率は0.3%、アライメントに用いるHe
−Neレーザー(6328Å)の透過率は1.0%減少
したのみであり全く問題ない。又、再度X線吸収体3
6’の位置歪み量を光波干渉式座標測定機で測定したと
ころ、位置歪み量は0.05μmに減少し、高精度X線
マスクとして用いることが出来る。At this time, when the pattern positional distortion amount of the X-ray absorber 36 'was measured by the light wave interference type coordinate measuring machine, the maximum distortion amount was 0.3 μm. Oxidation conditions are selected according to this strain amount. Next, heat treatment is performed at 100 ° C. in an oxygen atmosphere to form tungsten oxide 37 on the extreme surface of the absorber 36 ′ and chromium oxide 38 on the non-patterned portion of the metal thin film 33, resulting in FIG. 3 (e). . By oxidizing chromium, which is the metal thin film for adhesion, without peeling off, the thickness of gold, which is the X-ray absorber 36 ', is reduced, and the film thickness distribution of silicon nitride, which is the X-ray transparent film, is generated. I was able to prevent it. Further, due to the presence of chromium oxide 38 in the non-patterned portion, the X-ray transmittance is 0.3%, and He used for the alignment is used.
The transmittance of the -Ne laser (6328Å) was reduced by only 1.0%, and there was no problem at all. Also, again the X-ray absorber 3
When the amount of positional distortion of 6'was measured by a light wave interference type coordinate measuring machine, the amount of positional distortion was reduced to 0.05 μm and it can be used as a high precision X-ray mask.
【0059】実施例4 図4は本発明の第四の実施例のX線マスク作製工程の断
面図である。保持枠となる基板41は、Siウェハーが
よく用いられる。実施例3と同様にして窒化珪素を2μ
mtに成膜し、X線透過膜42とした。X線吸収体成膜
用めっき電極となる金属薄膜43としてのニッケル20
0ÅをEB蒸着により蒸着し、図4(a)となる。その
上に電子線レジストPMMA(OEBR−1000 商
品名:東京応化製)を塗布し、電子線描画装置にて所望
の微細レジストパターン45を形成し図4(b)とす
る。Embodiment 4 FIG. 4 is a sectional view of the X-ray mask manufacturing process of the fourth embodiment of the present invention. A Si wafer is often used as the substrate 41 serving as a holding frame. Silicon nitride was added to 2 μm in the same manner as in Example 3.
The film was formed on mt to form an X-ray transparent film 42. Nickel 20 as a metal thin film 43 to be a plating electrode for X-ray absorber film formation
0Å is vapor-deposited by EB vapor deposition, resulting in FIG. An electron beam resist PMMA (OEBR-1000, trade name: manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is applied thereon, and a desired fine resist pattern 45 is formed by an electron beam drawing apparatus, as shown in FIG. 4 (b).
【0060】次に、亜硫酸金めっき液(ニュートロネク
ス309 商品名:EEJA製)を用い、50℃、電流
密度0.5mA/cm2 の条件にてめっきを行い、X線
吸収体46となる金を形成し、レジストパターン45を
専用剥離液にて剥離し、図4(c)となる。更に、Si
ウェハーを30重量%水酸化カリウムで110℃にてバ
ックエッチングし、保持枠41を形成し、図4(d)と
する。この時、X線吸収体46のパターン位置歪み量を
光波干渉式座標測定機で測定したところ、最大歪み量は
0.2μmであった。この歪み量により酸化条件を選択
する。最後に、イオン注入装置内にて酸素イオン濃度1
016〜1017ions/cm220〜30KVでの注入を行い、
吸収体46の極表面を酸化金47とし、金属薄膜43の
非パターン形成部を酸化ニッケル48とし、図4(d)
となる。イオン注入を用いれば、適切なイオン濃度と加
速電圧を選択することにより、比較的厚い膜でも酸化出
来る。その為、酸化ニッケルが反射防止膜となる厚さ
(He−Neレーザーに対しては690Å)になる様に
金属薄膜を成膜してもよい。Next, using a gold sulfite plating solution (Nutronex 309, trade name: manufactured by EEJA), plating is performed under the conditions of 50 ° C. and a current density of 0.5 mA / cm 2. Is formed, and the resist pattern 45 is peeled off with a dedicated peeling solution, as shown in FIG. Furthermore, Si
The wafer is back-etched with 30 wt% potassium hydroxide at 110 ° C. to form a holding frame 41, which is shown in FIG. At this time, when the pattern positional distortion amount of the X-ray absorber 46 was measured by a light wave interference type coordinate measuring machine, the maximum distortion amount was 0.2 μm. Oxidation conditions are selected according to this strain amount. Finally, the oxygen ion concentration is 1 in the ion implanter.
Implantation at 0 16 to 10 17 ions / cm 2 20 to 30 KV,
The gold oxide 47 is used as the extreme surface of the absorber 46, and the nickel oxide 48 is used as the non-patterned portion of the metal thin film 43.
Becomes If ion implantation is used, a relatively thick film can be oxidized by selecting an appropriate ion concentration and accelerating voltage. Therefore, a metal thin film may be formed so that the thickness of nickel oxide becomes an antireflection film (690 Å for He-Ne laser).
【0061】この様に金属薄膜であるニッケルを剥離す
ることなく酸化することにより、X線吸収体46である
金の膜厚の減少や、X線透過膜である窒化珪素の膜厚分
布の発生も防ぐことが出来た。又、非パターン部の酸化
ニッケル47の存在により、X線透過率は4.2%、ア
ライメントに用いるHe−Neレーザー(6,328
Å)の透過率は5.0%減少したのみであり全く問題な
い。又、再度X線吸収体46の位置歪み量を光波干渉式
座標測定機で測定したところ、位置歪み量は0.03μ
m(測定限界)に減少し、高精度X線マスクとして用い
ることが出来る。As described above, by oxidizing the metal thin film nickel without peeling it off, the film thickness of gold, which is the X-ray absorber 46, is reduced, and the film thickness distribution of silicon nitride, which is the X-ray transparent film, is generated. I was able to prevent it. Further, due to the presence of the nickel oxide 47 in the non-patterned portion, the X-ray transmittance is 4.2%, and the He-Ne laser (6,328) used for alignment is used.
The transmittance of Å) was reduced only by 5.0%, and there is no problem at all. Further, when the positional distortion amount of the X-ray absorber 46 was measured again by the light wave interference type coordinate measuring machine, the positional distortion amount was 0.03 μm.
m (measurement limit) and can be used as a high precision X-ray mask.
【0062】(第二の発明)実施例1 図5は本発明の第一の実施例のX線マスク作製工程の断
面図である。保持枠となる基板11は、Siウェハーが
よく用いられる。今回は、3インチφ2mmtのものを
用いた。その基板をプラズマCVD装置にセットする。
先ず、背圧を2×10-6Torrまで引いた後、水素で
10%に希釈されたシランガス5SCCMとアンモニア
ガス20SCCMを、下部電極にあけられた穴から供給
した。基板11の温度を250℃に加熱し、圧力5×1
0-3Torrで高周波パワー20Wを印加して窒化珪素
を2μmtに成膜し、X線透過膜12とした。(Second Invention) Embodiment 1 FIG. 5 is a sectional view of an X-ray mask manufacturing process according to the first embodiment of the present invention. A Si wafer is often used as the substrate 11 serving as a holding frame. This time, the one with 3 inches φ2 mmt was used. The substrate is set in the plasma CVD apparatus.
First, after the back pressure was reduced to 2 × 10 −6 Torr, 5 SCCM of silane gas and 20 SCCM of ammonia gas diluted to 10% with hydrogen were supplied through the holes formed in the lower electrode. The temperature of the substrate 11 is heated to 250 ° C. and the pressure is set to 5 × 1.
A high frequency power of 20 W was applied at 0 −3 Torr to form a silicon nitride film having a thickness of 2 μmt to form an X-ray transparent film 12.
【0063】更に、その基板をスパッタ装置内にセット
し、反射防止膜18となる酸化シリコンを111nm成
膜し、図5(a)とした。酸化シリコンの厚さは、実際
にアライメントに用いるHe−Neレーザーを17.5
°の角度で成膜中にあてながら反射率の最も小さくなる
厚さを選択した。回路パターンの周辺部にあたるスクラ
イブラインの形にレジストをパターンニングし、RIE
装置内にてCF4 ガス20SCCMを流し5×10-2T
orrで100W印加し、エッチングし、スクライブラ
インの形の反射防止膜18’を形成する。残存するレジ
ストがある場合は剥離し、図5(b)とした。Further, the substrate was set in a sputtering apparatus, and silicon oxide to be the antireflection film 18 was formed to a thickness of 111 nm, as shown in FIG. The thickness of silicon oxide is 17.5 for a He-Ne laser that is actually used for alignment.
The thickness at which the reflectance was minimized was selected during film formation at an angle of °. The resist is patterned in the form of scribe lines that correspond to the peripheral part of the circuit pattern, and RIE is performed.
Flowing CF 4 gas 20SCCM in the equipment, 5 × 10 -2 T
100 W is applied at orrr and etching is performed to form an antireflection film 18 'in the form of a scribe line. If there is residual resist, it is peeled off, and the result is shown in FIG.
【0064】X線吸収体成膜用めっき電極14となる金
50nmと、付着用金属薄膜13としてのクロム5nm
をEB蒸着により連続蒸着し、図5(c)となる。金属
薄膜13は、Ti、Al、Zn等、付着力を向上させる
ことが出来る金属であればよい。その上に電子線レジス
トPMMA(OEBR−1000 商品名:東京応化
製)を塗布し、電子線描画装置にて所望の微細レジスト
パターン15を形成し図5(d)とする。次に、亜硫酸
金めっき液(ニュートロネクス309 商品名:EEJ
A製)を用い、50℃、電流密度1mA/cm2 の条件
にてめっきを行い、X線吸収体16及びアライメントマ
ーク17となる金を形成し、レジストパターン15を専
用剥離液にて剥離し、図5(e)となる。Gold 50 nm serving as the plating electrode 14 for forming the X-ray absorber and chromium 5 nm serving as the adhesion metal thin film 13
Is continuously vapor-deposited by EB vapor deposition, resulting in FIG. The metal thin film 13 may be a metal such as Ti, Al, or Zn that can improve the adhesive force. An electron beam resist PMMA (OEBR-1000, trade name: manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is applied thereon, and a desired fine resist pattern 15 is formed by an electron beam drawing apparatus, as shown in FIG. 5 (d). Next, a gold sulfite plating solution (Nutronex 309, trade name: EEJ
Using steel A), subjected to plating at 50 ° C., a current density of 1 mA / cm 2 conditions, to form a gold comprising an X-ray absorber 16 and the alignment mark 17, the resist pattern 15 is peeled off by a dedicated stripping solution , FIG. 5 (e).
【0065】X線吸収体16及びアライメントマーク1
7のない部分のめっき電極14の剥離を、RIE装置に
て行う。背圧を1×10-5Torrまで引いた後、アル
ゴンガス20SCCMを流し、5×10-2Torrで2
00W印加し、エッチングする。めっき電極14もX線
吸収体16もアライメントマーク17も金であるので均
等にエッチングされ、X線吸収体は16’、アライメン
トマークは17’となり、図5(f)の様になる。更
に、RIE装置内にてCCl4 ガス20SCCMと酸素
ガス5SCCMを流し、5×10-2Torrで200W
印加し、金属薄膜13のエッチングを行い、図5(g)
となる。X-ray absorber 16 and alignment mark 1
Peeling of the plated electrode 14 in the area without 7 is performed by an RIE device. After back pressure is reduced to 1 × 10 -5 Torr, argon gas of 20 SCCM is flown and 5 × 10 -2 Torr is applied.
00 W is applied and etching is performed. Since the plating electrode 14, the X-ray absorber 16 and the alignment mark 17 are made of gold, they are uniformly etched, and the X-ray absorber has 16 'and the alignment mark 17', as shown in FIG. 5 (f). Further, 20 SCCM of CCl 4 gas and 5 SCCM of oxygen gas are made to flow in the RIE device, and 200 W at 5 × 10 -2 Torr.
5G is applied to etch the metal thin film 13.
Becomes
【0066】最後に、Siウェハーを30重量%水酸化
カリウムで110℃にてバックエッチングし、保持枠1
1を形成し、図5(h)とする。平面図で示すと図5
(i)の様になり、スクライブライン上にのみ反射防止
膜18’が存在する。11図は本発明のX線露光装置の
簡略図であり、8は露光チャンバーである。1はBeポ
−トであり、9は排気ポ−トであり、露光チャンバー8
はBeでX線発生源と遮断され、チャンバー内は大気、
真空、He雰囲気等、あらゆる状態での露光が可能であ
る。2はマスクステージ、3はアライメント検出部、4
はマスク、5はウェハー(半導体基板)、6はウェハー
チャック、7はウェハーステージである。Finally, the Si wafer was back-etched with 30% by weight potassium hydroxide at 110 ° C. to obtain a holding frame 1.
1 is formed and is referred to as FIG. FIG. 5 is a plan view.
As shown in (i), the antireflection film 18 'exists only on the scribe line. FIG. 11 is a simplified diagram of the X-ray exposure apparatus of the present invention, and 8 is an exposure chamber. 1 is a Be port, 9 is an exhaust port, and the exposure chamber 8
Is shielded from the X-ray source by Be, and the atmosphere in the chamber is
It is possible to perform exposure under various conditions such as vacuum and He atmosphere. 2 is a mask stage, 3 is an alignment detector, 4
Is a mask, 5 is a wafer (semiconductor substrate), 6 is a wafer chuck, and 7 is a wafer stage.
【0067】マスク4はマスクステージ2に吸着される
際、ある程度定められた方向に位置決めピン又はオリエ
ンテーションフラット等を用い機械的にセットされる。
ウェハー5も同様にウェハーチャック6にセットされ、
マスク4とウェハー5の相対的な位置関係をアライメン
ト検出部3からの指示により定められ、その後X線によ
り露光される。図5(h)の様に、反射防止膜である酸
化シリコンをスクライブライン上のみに設けることによ
り、アライメント光の反射を防ぎ、X線吸収体16’で
ある金の膜厚の減少や、酸化シリコンの応力やその変化
によりX線吸収体16’である金の位置ずれを発生させ
ることを防ぐことが出来る。この様なマスクを、露光チ
ャンバー8にセットし、He−Neレーザー(633n
m)アライメント光を17.5°の角度で用いアライメ
ントを行ったところ、安定したアライメント光透過率を
得ることが出来、高精度なアライメントを行うことが出
来た。又、X線での露光においては、X線吸収体の膜厚
減少もなく充分なコントラストを得ることが出来、且つ
位置ずれの発生も防ぐことが出来る為、高精度な半導体
チップを作製することが出来た。When the mask 4 is attracted to the mask stage 2, the mask 4 is mechanically set in a predetermined direction by using a positioning pin or an orientation flat.
The wafer 5 is also set on the wafer chuck 6 in the same manner,
The relative positional relationship between the mask 4 and the wafer 5 is determined by an instruction from the alignment detector 3 and then exposed by X-ray. As shown in FIG. 5 (h), by providing the silicon oxide as the antireflection film only on the scribe line, the reflection of the alignment light is prevented, the film thickness of gold as the X-ray absorber 16 ′ is reduced, and the oxidation is prevented. It is possible to prevent the displacement of gold, which is the X-ray absorber 16 ′, from occurring due to the stress of silicon and its change. Such a mask is set in the exposure chamber 8 and the He-Ne laser (633n
m) When alignment was performed using alignment light at an angle of 17.5 °, stable alignment light transmittance could be obtained, and highly accurate alignment could be performed. Further, in exposure with X-rays, sufficient contrast can be obtained without reducing the film thickness of the X-ray absorber, and the occurrence of positional deviation can be prevented, so that a highly accurate semiconductor chip can be manufactured. Was completed.
【0068】実施例2 図6は本発明の第二の実施例のX線マスク作製工程の断
面図である。保持枠となる基板21は、Siウェハーが
よく用いられる。今回は、3インチφ1mmtのものを
用いた。その基板をプラズマCVD装置にセットする。
先ず、背圧を1×10-6Torrまで引いた後、水素で
10%に希釈されたシランガス10SCCMとメタンガ
ス10SCCMを、下部電極にあけられた穴から供給し
た。基板21の温度を650℃に加熱し、圧力5×10
-3Torrで高周波パワー50Wを印加して炭化珪素を
2μmtに成膜し、X線透過膜22とした。Embodiment 2 FIG. 6 is a sectional view of the X-ray mask manufacturing process of the second embodiment of the present invention. A Si wafer is often used as the substrate 21 serving as the holding frame. This time, the one with 3 inches φ1 mmt was used. The substrate is set in the plasma CVD apparatus.
First, after the back pressure was reduced to 1 × 10 −6 Torr, 10 SCCM of silane gas and 10 SCCM of methane gas diluted with hydrogen to 10% were supplied through the holes formed in the lower electrode. The temperature of the substrate 21 is heated to 650 ° C. and the pressure is set to 5 × 10.
A high-frequency power of 50 W was applied at -3 Torr to form a silicon carbide film having a thickness of 2 μmt to form an X-ray transparent film 22.
【0069】更に、2元スパッタ装置にセットし、背圧
を2×10-6Torrまで引いた後、Arガス10SC
CMにて圧力10×10-2Torr、基板温度を150
℃とし、高周波パワー100Wを印加して吸収体エッチ
ングストッパー用金属薄膜23となるクロム50nm成
膜し、更に連続して500W印加しX線吸収体26とな
るWを800nm成膜し、図6(a)となる。用いる金
属薄膜23は、X線吸収体に用いる金属とエッチングレ
イトの差がとれるものならどの金属を用いても構わな
い。Siウェハーを30重量%水酸化カリウムで110
℃にてバックエッチングし、保持枠21を形成し、図6
(b)とする。Further, after setting in a two-source sputtering apparatus and pulling back pressure up to 2 × 10 -6 Torr, Ar gas 10 SC
CM pressure of 10 × 10 -2 Torr and substrate temperature of 150
At 50 ° C., a high frequency power of 100 W is applied to form a film of chromium having a thickness of 50 nm that becomes the absorber etching stopper metal thin film 23. a). The metal thin film 23 used may be any metal as long as it has a difference in etching rate from the metal used for the X-ray absorber. Si wafer is 110 with 30 wt% potassium hydroxide
Back etching is performed at ℃ to form a holding frame 21.
(B).
【0070】その上に2層レジストの下層となるPIQ
(商品名:日立化成製)、上層となるSi含有レジスト
SNR(商品名:東洋曹達)を塗布し、電子線描画装置
にて所望の微細レジストパターン25を形成し図6
(c)とする。次に、X線吸収体26となるWのエッチ
ングを、RIE装置にて行う。背圧を1×10-5Tor
rまで引いた後、CF4 ガス50SCCMを流し、5×
10-2Torrで200W印加し、Wをエッチングす
る。クロムはCF4 ガスでは殆どエッチングされないの
でダメージを受けることなく、X線吸収体は図6(d)
の26’とアライメントマーク27の様になる。レジス
トパターン25はWのエッチング中に同時にエッチング
されるが、残存したものは専用剥離液で剥離する。回路
パターン部に保護膜29をノボラック系レジスト(AZ
−1370SF 商品名:東京応化製)にて形成し、図
6(e)の様になる。PIQ which is the lower layer of the two-layer resist
(Product name: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), Si-containing resist SNR (product name: Toyo Soda Co., Ltd.), which is an upper layer, is applied, and a desired fine resist pattern 25 is formed by an electron beam drawing apparatus.
(C). Then, etching of W to be the X-ray absorber 26 is performed by the RIE apparatus. Back pressure is 1 × 10 -5 Tor
After pulling to r, CF 4 gas 50SCCM is flowed, and 5 ×
200 W is applied at 10 −2 Torr to etch W. Chromium is hardly etched by CF 4 gas, so it is not damaged and the X-ray absorber is shown in FIG. 6 (d).
26 'and the alignment mark 27. The resist pattern 25 is simultaneously etched during the etching of W, but the remaining pattern is stripped with a dedicated stripping solution. A protective film 29 is provided on the circuit pattern portion with a novolac resist (AZ
-1370SF product name: manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd., and becomes as shown in FIG. 6 (e).
【0071】更に、RIE装置内にて酸素ガス20SC
CMを流し、5×10-2Torrで200W印加し、酸
素プラズマを照射することにより位置合わせに用いる範
囲の金属薄膜23の非アライメントマーク形成部を反射
防止膜28となる酸化クロム63nmとし、図6(f)
とする。残存した保護膜29を専用剥離液にて剥離し、
図6(g)となる。以上の様に位置合わせに用いる範囲
の非アライメントマーク形成部のエッチングストッパー
であるクロムの金属薄膜を剥離することなく酸化するこ
とで反射防止膜を形成することにより、アライメント光
の反射を防ぎ、酸化クロムの応力やその変化によりX線
吸収体26’であるタングステンの位置ずれを発生させ
ることなく、タングステン膜厚の減少や、位置合わせに
用いる範囲のX線透過膜である炭化珪素の膜厚分布の発
生や膜表面のダメージも防ぐことが出来る。Further, in the RIE apparatus, oxygen gas 20SC
By flowing CM and applying 200 W at 5 × 10 -2 Torr and irradiating oxygen plasma, the non-alignment mark forming portion of the metal thin film 23 in the range used for alignment is made of chromium oxide 63 nm which becomes the antireflection film 28, and 6 (f)
And The remaining protective film 29 is peeled off with a dedicated peeling liquid,
It becomes FIG.6 (g). As described above, the antireflection film is formed by oxidizing the metal thin film of chromium, which is the etching stopper of the non-alignment mark forming part in the range used for alignment, without peeling off, thereby preventing reflection of alignment light and oxidation. Without causing displacement of the tungsten that is the X-ray absorber 26 ′ due to the stress of chromium and its change, the thickness of the tungsten is reduced, and the thickness distribution of the silicon carbide that is the X-ray transparent film in the range used for alignment is reduced. It is also possible to prevent the occurrence of damage and damage to the film surface.
【0072】この様なマスクを、露光チャンバー8にセ
ットし、He−Neレーザー(633nm)アライメン
ト光を用いアライメントを行ったところ、安定したアラ
イメント光透過率を得ることが出来、高精度なアライメ
ントを行うことが出来た。又、X線での露光において
は、X線吸収体の膜厚減少もなく充分なコントラストを
得ることが出来、且つ位置ずれの発生も防ぐことが出来
る為、高精度な半導体チップを作製することが出来た。When such a mask is set in the exposure chamber 8 and alignment is performed using He-Ne laser (633 nm) alignment light, stable alignment light transmittance can be obtained, and highly accurate alignment is achieved. I was able to do it. Further, in exposure with X-rays, sufficient contrast can be obtained without reducing the film thickness of the X-ray absorber, and the occurrence of positional deviation can be prevented, so that a highly accurate semiconductor chip can be manufactured. Was completed.
【0073】実施例3 図7は本発明の第三の実施例のX線マスク作製工程の断
面図である。保持枠となる基板31は、Siウェハーが
よく用いられる。今回は、3インチφ2mmtのものを
用いた。その基板をプラズマCVD装置にセットする。
先ず、背圧を2×10-6Torrまで引いた後、水素で
10%に希釈されたシランガス5SCCMとアンモニア
ガス20SCCMを、下部電極にあけられた穴から供給
した。基板31の温度を350℃に加熱し、圧力5×1
0-3Torrで高周波パワー20Wを印加して窒化珪素
を2μmtに成膜し、X線透過膜32とした。Embodiment 3 FIG. 7 is a sectional view of the X-ray mask manufacturing process of the third embodiment of the present invention. A Si wafer is often used as the substrate 31 that serves as a holding frame. This time, the one with 3 inches φ2 mmt was used. The substrate is set in the plasma CVD apparatus.
First, after the back pressure was reduced to 2 × 10 −6 Torr, 5 SCCM of silane gas and 20 SCCM of ammonia gas diluted to 10% with hydrogen were supplied through the holes formed in the lower electrode. The temperature of the substrate 31 is heated to 350 ° C. and the pressure is set to 5 × 1.
A high-frequency power of 20 W was applied at 0 −3 Torr to form a silicon nitride film having a thickness of 2 μmt to form an X-ray transparent film 32.
【0074】X線吸収体成膜用めっき電極となる金属薄
膜33としてのニッケル55nmをEB蒸着により蒸着
し、図7(a)となる。更に、Siウェハーを30重量
%水酸化カリウムで110℃にてバックエッチングし、
保持枠31を形成し、図7(b)とする。その上に電子
線レジストPMMA(OEBR−1000 商品名:東
京応化製)を塗布し、電子線描画装置にて所望の微細レ
ジストパターン35を形成し図7(c)とする。次に、
亜硫酸金めっき液(ニュートロネクス309 商品名:
EEJA製)を用い、50℃、電流密度0.5mA/c
m2 の条件にてめっきを行い、X線吸収体36とアライ
メントマーク37となる金を形成し、レジストパターン
35を専用剥離液にて剥離し、図7(d)となる。Nickel 55 nm as a metal thin film 33 to be a plating electrode for depositing the X-ray absorber is vapor-deposited by EB vapor deposition, resulting in FIG. Further, the Si wafer is back-etched with 30 wt% potassium hydroxide at 110 ° C.,
The holding frame 31 is formed and is shown in FIG. An electron beam resist PMMA (OEBR-1000, trade name: made by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is applied thereon, and a desired fine resist pattern 35 is formed by an electron beam drawing apparatus, as shown in FIG. 7 (c). next,
Gold sulfite plating solution (Nutronex 309 product name:
(Manufactured by EEJA), 50 ° C, current density 0.5 mA / c
Plating is performed under the condition of m 2 to form gold as the X-ray absorber 36 and the alignment mark 37, and the resist pattern 35 is peeled off with a dedicated peeling solution, as shown in FIG. 7 (d).
【0075】最後に、集束イオン注入装置内にて酸素イ
オン濃度1016〜1017ions/cm260〜70KVでの注
入を行い、位置合わせに用いる範囲の非アライメントマ
ーク形成部の金属薄膜33を反射防止膜38として酸化
ニッケル69nmを形成し、図7(e)となる。この様
に金属薄膜であるニッケルを位置合わせに用いる範囲の
非アライメントマーク部のみ剥離することなく酸化して
反射防止膜を形成することにより、アライメント光の反
射を防ぎ、酸化ニッケルの応力やその変化によりX線吸
収体36である金の位置ずれを発生させることなく金の
膜厚の減少や、位置合わせに用いる範囲のX線透過膜で
ある窒化珪素の膜厚分布の発生や膜表面のダメージも防
ぐことが出来る。Finally, oxygen ion concentration of 10 16 to 10 17 ions / cm 2 60 to 70 KV is implanted in the focused ion implanter to remove the metal thin film 33 in the non-alignment mark forming portion in the range used for alignment. Nickel oxide 69 nm is formed as the antireflection film 38, and the result is shown in FIG. In this way, nickel, which is a metal thin film, is oxidized without forming only the non-alignment mark portion in the range used for alignment to form an antireflection film, thereby preventing the reflection of alignment light, and stress of nickel oxide and its change. As a result, the gold film thickness is reduced without causing displacement of the gold which is the X-ray absorber 36, the film thickness distribution of the silicon nitride which is the X-ray transparent film in the range used for alignment is generated, and the film surface is damaged. Can also be prevented.
【0076】この様なマスクを、露光チャンバー8にセ
ットし、He−Neレーザー(633nm)アライメン
ト光を用いアライメントを行ったところ、安定したアラ
イメント光透過率を得ることが出来、高精度なアライメ
ントを行うことが出来た。又、X線での露光において
は、X線吸収体の膜厚減少もなく充分なコントラストを
得ることが出来、且つ位置ずれの発生も防ぐことが出来
る為、高精度な半導体チップを作製することが出来た。When such a mask is set in the exposure chamber 8 and alignment is performed using He-Ne laser (633 nm) alignment light, stable alignment light transmittance can be obtained, and highly accurate alignment is achieved. I was able to do it. Further, in exposure with X-rays, sufficient contrast can be obtained without reducing the film thickness of the X-ray absorber, and the occurrence of positional deviation can be prevented, so that a highly accurate semiconductor chip can be manufactured. Was completed.
【0077】実施例4 図8は本発明の第四の実施例のX線マスク作製工程の断
面図である。保持枠となる基板41は、Siウェハーが
よく用いられる。実施例2と同様にして炭化珪素を2μ
mtに成膜し、X線透過膜42とし、図8(a)とし
た。更に、Siウェハーを30重量%水酸化カリウムで
110℃にてバックエッチングし、保持枠41を形成
し、図8(b)とする。反射防止膜48となるポリイミ
ド膜(PIQ−L100 商品名:日立化成製)を93
nm両面に塗布し、図8(c)とする。Embodiment 4 FIG. 8 is a sectional view of the X-ray mask manufacturing process of the fourth embodiment of the present invention. A Si wafer is often used as the substrate 41 serving as a holding frame. Silicon carbide was added to 2 μm in the same manner as in Example 2.
The film was formed on the mt to form the X-ray transparent film 42, which is shown in FIG. Further, the Si wafer is back-etched with 30 wt% potassium hydroxide at 110 ° C. to form a holding frame 41, which is shown in FIG. 8B. A polyimide film (PIQ-L100, trade name: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) which becomes the antireflection film 48 is formed by 93.
nm is applied to both surfaces, and the result is shown in FIG.
【0078】回路パターンの周辺部にあたるスクライブ
ラインの形にSi含有レジスト(SNR 商品名:東洋
曹達)をパターンニングし、図8(d)とする。 次
に、RIE装置にセットし、O2 ガス20SCCMを流
し5×10-2Torrで100W印加し、エッチング
し、スクライブライン上のみに反射防止膜48’を形成
した。残存するレジストがある場合は専用剥離液で剥離
し、図8(e)とした。ポリイミドのエッチングは専用
剥離液(PIQエチャント 商品名:日立化成製)を用
いてもよい。更に、スパッタ装置にセットし、背圧を2
×10-6Torrまで引いた後、Arガス10SCCM
にて圧力10×10-2Torr、基板温度を150℃と
し、高周波パワー500Wを印加してX線吸収体46と
なるWを800nm成膜し、図8(f)とする。A Si-containing resist (SNR product name: Toyo Soda Co., Ltd.) is patterned in the form of a scribe line corresponding to the peripheral portion of the circuit pattern, as shown in FIG. 8 (d). Next, it was set in the RIE apparatus, O 2 gas 20SCCM was flowed, 100 W was applied at 5 × 10 -2 Torr, and etching was performed to form an antireflection film 48 ′ only on the scribe line. If there is residual resist, it is stripped with a dedicated stripping solution, and the result is shown in FIG. A dedicated stripping solution (PIQ etchant product name: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) may be used for etching the polyimide. Furthermore, set it on the sputter device and set the back pressure to 2
Ar gas 10SCCM after drawing to × 10 -6 Torr
At a pressure of 10 × 10 -2 Torr, a substrate temperature of 150 ° C., a high frequency power of 500 W is applied to form a film of W serving as the X-ray absorber 46 to a thickness of 800 nm, as shown in FIG.
【0079】その上に2層レジストの下層となるポリイ
ミド(PIQ 商品名:日立化成製)、上層となるSi
含有レジスト(SNR 商品名:東洋曹達)を塗布し、
電子線描画装置にて所望の微細レジストパターン45を
形成し図8(g)とする。次に、X線吸収体46、アラ
イメントマーク47となるWのエッチングを、RIE装
置にて行う。背圧を1×10-5Torrまで引いた後、
CF4 ガス50SCCMを流し、5×10-2Torrで
200W印加し、Wをエッチングし、図8(h)とな
る。Polyimide (PIQ product name: manufactured by Hitachi Chemical), which is the lower layer of the two-layer resist, and Si, which is the upper layer, are formed thereon.
Apply the contained resist (SNR product name: Toyo Soda),
A desired fine resist pattern 45 is formed by an electron beam drawing apparatus, and the result is shown in FIG. Next, etching of W that becomes the X-ray absorber 46 and the alignment mark 47 is performed by the RIE apparatus. After pulling back pressure to 1 × 10 -5 Torr,
A CF 4 gas of 50 SCCM is flown, 200 W is applied at 5 × 10 −2 Torr, and W is etched to obtain FIG. 8H.
【0080】この様に反射防止膜であるポリイミドをク
ライブライン上のみに設けることにより、アライメント
光の反射を防ぎ、ポリイミドの応力やその変化によりX
線吸収体46であるタングステンの位置ずれの発生を防
ぐことが出来る。この様なマスクを、露光チャンバー8
にセットし、He−Neレーザー(633nm)アライ
メント光を用いアライメントを行ったところ、安定した
アライメント光透過率を得ることが出来、高精度なアラ
イメントを行うことが出来た。又、X線での露光におい
ては、X線吸収体の膜厚減少もなく充分なコントラスト
を得ることが出来、且つ位置ずれの発生も防ぐことが出
来る為、高精度な半導体チップを作製することが出来
た。As described above, by providing the polyimide as the antireflection film only on the cliff line, the reflection of the alignment light is prevented and the stress of the polyimide or its change causes X.
It is possible to prevent the displacement of the tungsten, which is the line absorber 46, from occurring. Such a mask is used for the exposure chamber 8
When it was set to, and alignment was performed using He-Ne laser (633 nm) alignment light, stable alignment light transmittance could be obtained, and highly accurate alignment could be performed. Further, in exposure with X-rays, sufficient contrast can be obtained without reducing the film thickness of the X-ray absorber, and the occurrence of positional deviation can be prevented, so that a highly accurate semiconductor chip can be manufactured. Was completed.
【0081】実施例5 図9は本発明の第五の実施例のX線マスク作製工程の断
面図である。保持枠となる基板51は、Siウェハーが
よく用いられる。実施例3と同様にして窒化珪素を2μ
mtに成膜し、X線透過膜52とした。更に、スパッタ
装置にセットし、背圧を2×10-6Torrまで引いた
後、Arガス10SCCMにて圧力10×10-2Tor
r、基板温度120℃、高周波パワー400Wを印加し
てX線吸収体56となるTaを800nm成膜し、図9
(a)とする。その上に2層レジストの下層となるポリ
イミド(PIQ 商品名:日立化成製)、上層となるS
i含有レジスト(SNR 商品名:東洋曹達)を塗布
し、電子線描画装置にて所望の微細レジストパターン4
5を形成し図9(b)とする。Embodiment 5 FIG. 9 is a sectional view of an X-ray mask manufacturing process of the fifth embodiment of the present invention. A Si wafer is often used as the substrate 51 serving as a holding frame. Silicon nitride was added to 2 μm in the same manner as in Example 3.
The film was formed on mt to form an X-ray transparent film 52. Furthermore, after setting to a sputtering device and pulling back pressure to 2 × 10 −6 Torr, pressure was 10 × 10 −2 Tor with Ar gas 10 SCCM.
r, substrate temperature of 120 ° C., and high-frequency power of 400 W were applied to form a Ta film of X-ray absorber 56 having a thickness of 800 nm.
(A). Polyimide (PIQ product name: Hitachi Chemical Co., Ltd.) that is the lower layer of the two-layer resist and S that is the upper layer
i-containing resist (SNR product name: Toyo Soda Co., Ltd.) is applied, and a desired fine resist pattern 4 is formed by an electron beam drawing apparatus.
5 is formed and is shown in FIG.
【0082】次に、X線吸収体56’、アライメントマ
ーク57となるTaのエッチングをRIE装置にて行
う。背圧を1×10-5Torrまで引いた後、CBrF
3 ガス50SCCMを流し、5×10-2Torrで10
0W印加し、Taをエッチングし、図9(c)となる。
レジストパターン55はTaのエッチング中に同時にエ
ッチングされるが、残存したものは専用剥離液で剥離す
る。更に、Siウェハーを30重量%水酸化カリウムで
110℃にてバックエッチングし、保持枠51を形成
し、図9(d)とする。回路パターン部に保護膜59を
ノボラック系レジスト(AZ−1370SF 商品名:
東京応化製)にてスクライブラインの形に形成し、図9
(e)の様になる。Next, Ta of the X-ray absorber 56 'and the alignment mark 57 is etched by the RIE apparatus. After pulling back pressure to 1 × 10 -5 Torr, CBrF
Flowing a 3 gas 50 SCCM, 10 at 5 × 10 -2 Torr
By applying 0 W and etching Ta, the result is shown in FIG.
The resist pattern 55 is etched at the same time as Ta is etched, but the remaining pattern is stripped with a dedicated stripping solution. Further, the Si wafer is back-etched with 30 wt% potassium hydroxide at 110 ° C. to form a holding frame 51, which is shown in FIG. A protective film 59 is provided on the circuit pattern portion with a novolac resist (AZ-1370SF, trade name:
Formed in the shape of a scribe line by Tokyo Ohka)
It becomes like (e).
【0083】更に、その基板をEB蒸着装置内にセット
し、反射防止膜58となる酸化シリコンを111nm成
膜し、図9(f)とした。保護膜59を専用剥離液にて
リフトオフを行い図9(g)とした。この様に反射防止
膜である酸化シリコンをクライブライン上のみに設ける
ことにより、アライメント光の反射を防ぎ、酸化シリコ
ンの応力やその変化によりX線吸収体56’であるTa
の位置ずれを発生を防ぐことが出来る。この様なマスク
を、露光チャンバー8にセットし、He−Neレーザー
(633nm)アライメント光を17.5°の角度で用
いアライメントを行ったところ、安定したアライメント
光透過率を得ることが出来、高精度なアライメントを行
うことが出来た。又、X線での露光においては、X線吸
収体の膜厚減少もなく充分なコントラストを得ることが
出来、且つ位置ずれの発生も防ぐことが出来る為、高精
度な半導体チップを作製することが出来た。Further, the substrate was set in an EB vapor deposition apparatus, and silicon oxide to be the antireflection film 58 was formed to a thickness of 111 nm, as shown in FIG. 9 (f). The protective film 59 was lifted off with a dedicated stripping solution to obtain FIG. In this way, by providing the silicon oxide that is the antireflection film only on the clibrain, the reflection of the alignment light is prevented, and the Ta that is the X-ray absorber 56 ′ is prevented due to the stress of the silicon oxide and its change.
It is possible to prevent the occurrence of misalignment. When such a mask is set in the exposure chamber 8 and alignment is performed using He-Ne laser (633 nm) alignment light at an angle of 17.5 °, a stable alignment light transmittance can be obtained, which is high. We were able to perform accurate alignment. Further, in exposure with X-rays, sufficient contrast can be obtained without reducing the film thickness of the X-ray absorber, and the occurrence of positional deviation can be prevented, so that a highly accurate semiconductor chip can be manufactured. Was completed.
【0084】実施例6 図12は本発明の第六の実施例のX線マスク作製工程の
断面図である。保持枠となる基板81は、Siウェハー
がよく用いられる。今回は、3インチφ2mmtのもの
を用いた。その基板をプラズマCVD装置にセットす
る。先ず、背圧を2×10-6Torrまで引いた後、水
素で10%に希釈されたシランガス5SCCMとアンモ
ニアガス20SCCMを、下部電極にあけられた穴から
供給した。基板81の温度を250℃に加熱し、圧力5
×10-3Torrで高周波パワー20Wを印加して窒化
珪素を2μmtに成膜し、X線透過膜82とした。更
に、その基板をスパッタ装置内にセットし、反射防止膜
の1部となる酸化クロム88を57nm成膜し、図12
(a)とした。回路パターンの周辺部にあたるスクライ
ブラインの形にレジストをパターンニングし、エッチン
グし、スクライブラインの形の反射防止膜の1部88’
を形成する。残存するレジストがある場合は剥離し、図
12(b)とした。Embodiment 6 FIG. 12 is a sectional view of the X-ray mask manufacturing process of the sixth embodiment of the present invention. A Si wafer is often used as the substrate 81 serving as the holding frame. This time, the one with 3 inches φ2 mmt was used. The substrate is set in the plasma CVD apparatus. First, after the back pressure was reduced to 2 × 10 −6 Torr, 5 SCCM of silane gas and 20 SCCM of ammonia gas diluted to 10% with hydrogen were supplied through the holes formed in the lower electrode. The temperature of the substrate 81 is heated to 250 ° C. and the pressure is set to 5
A high-frequency power of 20 W was applied at × 10 −3 Torr to deposit silicon nitride to a thickness of 2 μmt to form an X-ray transparent film 82. Further, the substrate is set in a sputtering apparatus, and chromium oxide 88 which is a part of the antireflection film is formed to a thickness of 57 nm.
(A). The resist is patterned in the shape of a scribe line corresponding to the peripheral portion of the circuit pattern and etched to form a part 88 'of the antireflection film in the shape of the scribe line.
To form. If there is any remaining resist, it is peeled off and the result is shown in FIG.
【0085】X線吸収体成膜用めっき電極84となる金
50nmと、付着用金属薄膜83としてのクロム5nm
をEB蒸着により連続蒸着し、図12(c)となる。そ
の上に電子線レジストPMMA(OEBR−1000
商品名:東京応化製)を塗布し、電子線描画装置にて所
望の微細レジストパターン85を形成し図12(d)と
する。次に、亜硫酸金めっき液(ニュートロネクス30
9 商品名:EEJA製)を用い、50℃、電流密度1
mA/cm2 の条件にてめっきを行い、X線吸収体86
及びアライメントマーク87となる金を形成し、レジス
トパターン85を専用剥離液にて剥離し、図12(e)
となる。X線吸収体86及びアライメントマーク87の
ない部分のめっき電極84の剥離を、RIE装置にて行
う。背圧を1×10-5Torrまで引いた後、アルゴン
ガス20SCCMを流し、5×10-2Torrで200
W印加し、エッチングする。めっき電極84もX線吸収
体86もアライメントマーク87も金であるので均等に
エッチングされ、X線吸収体は86’、アライメントマ
ークは87’となり、図12(f)の様になる。Gold 50 nm serving as the X-ray absorber film-forming plating electrode 84 and chromium 5 nm serving as the adhesion metal thin film 83.
Is continuously vapor-deposited by EB vapor deposition, resulting in FIG. Electron beam resist PMMA (OEBR-1000)
A product name: manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd. is applied, and a desired fine resist pattern 85 is formed by an electron beam drawing apparatus, as shown in FIG. Next, a gold sulfite plating solution (Nutronex 30
9 Trade name: EEJA), 50 ℃, current density 1
The X-ray absorber 86 is plated under the condition of mA / cm 2.
And gold to be the alignment mark 87 is formed, and the resist pattern 85 is peeled off with a dedicated peeling solution, as shown in FIG.
Becomes The peeling of the plating electrode 84 at the portion where the X-ray absorber 86 and the alignment mark 87 are not present is performed by an RIE device. After reducing the back pressure to 1 × 10 -5 Torr, argon gas of 20 SCCM is flown and the pressure is 5 × 10 -2 Torr to 200.
W is applied and etching is performed. Since both the plating electrode 84, the X-ray absorber 86 and the alignment mark 87 are made of gold, they are uniformly etched. The X-ray absorber has 86 'and the alignment mark has 87', as shown in FIG.
【0086】更に、RIE装置内にて酸素ガス20SC
CMを流し、5×10-2Torrで200W印加し、酸
素プラズマを照射することにより金属薄膜83の非パタ
ーン形成部を酸化クロムとし、先に形成してあった8
8’とあわせて酸化クロム63nmとなり、反射防止膜
88”とし、図12(g)となる。最後に、Siウェハ
ーを30重量%水酸化カリウムで110℃にてバックエ
ッチングし、保持枠81を形成し、図12(h)とす
る。図12(h)の様に、酸化クロムは実施例1〜5ま
でと違いX線透過膜上の非パターン形成部全体に形成さ
れるが、7nmの厚さと極薄い為、酸化クロムの応力や
その変化によりX線吸収体86’の位置ずれには影響し
ない。スクライブライン上の非アライメントマーク形成
部のみは先に形成してあった酸化クロムと合わせ、反射
防止膜としての機能を果たす。又、X線吸収体86’で
ある金の膜厚の減少を防ぐことが出来る。Further, in the RIE device, oxygen gas 20SC
CM was flown, 200 W was applied at 5 × 10 −2 Torr, and oxygen plasma was irradiated to form chromium oxide in the non-patterned portion of the metal thin film 83, which was previously formed 8
8'and chromium oxide 63 nm and an antireflection film 88 "are formed, which is shown in FIG. 12G. Finally, the Si wafer is back-etched with 30 wt% potassium hydroxide at 110 ° C. As shown in Fig. 12 (h), chromium oxide is formed on the entire non-patterned portion on the X-ray transparent film, unlike in Examples 1 to 5, as shown in Fig. 12 (h). Because of its extremely thin thickness, the stress of chromium oxide and its changes do not affect the positional shift of the X-ray absorber 86 '. It also functions as an antireflection film, and can prevent the reduction of the film thickness of gold which is the X-ray absorber 86 ′.
【0087】この様なマスクを、露光チャンバー8にセ
ットし、He−Neレーザー(633nm)アライメン
ト光を用いアライメントを行ったところ、安定したアラ
イメント光透過率を得ることが出来、高精度なアライメ
ントを行うことが出来た。又X線での露光においては、
X線吸収体の膜厚減少もなく充分なコントラストを得る
ことが出来、且つ位置ずれの発生も防ぐことが出来る
為、高精度な半導体チップを作製することが出来た。When such a mask is set in the exposure chamber 8 and alignment is performed using He-Ne laser (633 nm) alignment light, stable alignment light transmittance can be obtained, and highly accurate alignment is achieved. I was able to do it. Also, in the exposure with X-ray,
Since it is possible to obtain a sufficient contrast without reducing the film thickness of the X-ray absorber and prevent the occurrence of displacement, it is possible to manufacture a highly accurate semiconductor chip.
【0088】(第三の発明)実施例1 図13は本発明の第一の実施例のX線マスク作製工程の
断面図である。保持枠となる基板11は、Siウェハー
がよく用いられる。今回は、3インチφ2mmtのもの
を用いた。その基板をプラズマCVD装置にセットす
る。先ず、背圧を2×10-6Torrまで引いた後、水
素で10%に希釈されたシランガス5SCCMとアンモ
ニアガス20SCCMを、下部電極にあけられた穴から
供給した。基板11の温度を250℃に加熱し、圧力5
×10-3Torrで高周波パワー20Wを印加して窒化
珪素を2μmtに成膜し、X線透過膜12とした。(Third Invention) Embodiment 1 FIG. 13 is a sectional view of an X-ray mask manufacturing process according to the first embodiment of the present invention. A Si wafer is often used as the substrate 11 serving as a holding frame. This time, the one with 3 inches φ2 mmt was used. The substrate is set in the plasma CVD apparatus. First, after the back pressure was reduced to 2 × 10 −6 Torr, 5 SCCM of silane gas and 20 SCCM of ammonia gas diluted to 10% with hydrogen were supplied through the holes formed in the lower electrode. The temperature of the substrate 11 is heated to 250 ° C. and the pressure is set to 5
A high frequency power of 20 W was applied at × 10 −3 Torr to form a silicon nitride film having a thickness of 2 μmt to form an X-ray transparent film 12.
【0089】X線吸収体成膜用めっき電極14となる金
500Åと、付着用金属薄膜13としてのクロム50Å
をEB蒸着により連続蒸着し、図13(a)となる。金
属薄膜13は、Ti、Al、Zn等、付着力を向上させ
ることが出来る金属であればよい。その上に電子線レジ
ストPMMA(OEBR−1000 商品名:東京応化
製)を塗布し、電子線描画装置にて所望の微細レジスト
パターン15を形成し図13(b)とする。次に、亜硫
酸金めっき液(ニュートロネクス309 商品名:EE
JA製)を用い、50℃、電流密度1mA/cm2 の条
件にてめっきを行い、X線吸収体16及びアライメント
マーク17となる金を形成し、レジストパターン15を
専用剥離液にて剥離し、図13(c)となる。500 Å of gold which becomes the plating electrode 14 for X-ray absorber film formation, and 50 Å of chromium as the metal thin film 13 for adhesion.
Is continuously vapor-deposited by EB vapor deposition, resulting in FIG. The metal thin film 13 may be a metal such as Ti, Al, or Zn that can improve the adhesive force. An electron beam resist PMMA (OEBR-1000, trade name: manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is applied on top of this, and a desired fine resist pattern 15 is formed by an electron beam drawing apparatus, as shown in FIG. Next, a gold sulfite plating solution (Nutronex 309, trade name: EE
(Made by JA) at 50 ° C. and a current density of 1 mA / cm 2 for plating to form gold that will serve as the X-ray absorber 16 and the alignment mark 17, and the resist pattern 15 is peeled off with a dedicated peeling solution. 13 (c).
【0090】X線吸収体16及びアライメントマーク1
7のない部分のめっき電極14の剥離を、RIE装置に
て行う。背圧を1×10-5Torrまで引いた後、アル
ゴンガス20SCCMを流し、5×10-2Torrで2
00W印加し、エッチングする。めっき電極14もX線
吸収体も金であるので均等にエッチングされ、X線吸収
体は16’、アライメントマークは17’となり、図1
3(d)の様になる。回路パターン部に保護膜18をノ
ボラック系レジスト(AZ−1370SF商品名:東京
応化製)にて形成し、図13(e)の様になる。更に、
RIE装置内にて酸素ガス20SCCMを流し、5×1
0-2Torrで200W印加し、酸素プラズマによりス
クライブライン上の金属薄膜13の非アライメントマー
ク形成部を酸化クロム19とし、図13(f)となる。X-ray absorber 16 and alignment mark 1
Peeling of the plated electrode 14 in the area without 7 is performed by an RIE device. After back pressure is reduced to 1 × 10 -5 Torr, argon gas of 20 SCCM is flown and 5 × 10 -2 Torr is applied.
00 W is applied and etching is performed. Since both the plating electrode 14 and the X-ray absorber are gold, they are uniformly etched, and the X-ray absorber has 16 'and the alignment mark has 17'.
It becomes like 3 (d). The protective film 18 is formed on the circuit pattern portion with a novolac-based resist (AZ-1370SF, trade name: manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.), as shown in FIG. Furthermore,
Oxygen gas 20SCCM is made to flow in the RIE device and 5 × 1
200 W was applied at 0 -2 Torr, and the non-alignment mark forming portion of the metal thin film 13 on the scribe line was made to be chromium oxide 19 by oxygen plasma, resulting in FIG.
【0091】保護膜18を専用剥離液にて剥離し、図1
3(g)となる。保護膜18としてSiO2 等の無機膜
をスパッタ等で形成し、X線マスクの保護膜として残存
させてもよい。最後に、Siウェハーを3重量%水酸化
カリウムで110℃にてバックエッチングし、保持枠1
1を形成し、図13(h)とする。平面図で示すと図1
3(i)の様になる。図18は本発明のX線露光装置の
簡略図であり、8は露光チャンバーである。1はBeポ
−トであり、9は排気ポ−トであり、露光チャンバー8
はBeでX線発生源と遮断され、チャンバー内は大気、
真空、He雰囲気等、あらゆる状態での露光が可能であ
る。The protective film 18 is peeled off with a dedicated peeling solution,
It becomes 3 (g). An inorganic film such as SiO 2 may be formed as the protective film 18 by sputtering or the like, and may be left as the protective film of the X-ray mask. Finally, the Si wafer was back-etched with 3% by weight potassium hydroxide at 110 ° C. to form a holding frame 1.
1 is formed to obtain FIG. FIG. 1 is a plan view.
It becomes like 3 (i). FIG. 18 is a simplified diagram of the X-ray exposure apparatus of the present invention, and 8 is an exposure chamber. 1 is a Be port, 9 is an exhaust port, and the exposure chamber 8
Is shielded from the X-ray source by Be, and the atmosphere in the chamber is
It is possible to perform exposure under various conditions such as vacuum and He atmosphere.
【0092】2はマスクステージ、3はアライメント検
出部、4はマスク、5はウェハー(半導体基板)、6は
ウェハーチャック、7はウェハーステージである。マス
ク4はマスクステージ2に吸着される際、ある程度定め
られた方向に位置決めピン又はオリエンテーションフラ
ット等を用い機械的にセットされる。ウェハー5も同様
にウェハーチャック6にセットされ、マスク4とウェハ
ー5の相対的な位置関係をアライメント検出部3からの
指示により定められ、その後X線により露光される。Reference numeral 2 is a mask stage, 3 is an alignment detector, 4 is a mask, 5 is a wafer (semiconductor substrate), 6 is a wafer chuck, and 7 is a wafer stage. When the mask 4 is attracted to the mask stage 2, the mask 4 is mechanically set in a direction determined to some extent by using a positioning pin or an orientation flat. The wafer 5 is similarly set on the wafer chuck 6, the relative positional relationship between the mask 4 and the wafer 5 is determined by an instruction from the alignment detection unit 3, and then exposed by X-ray.
【0093】図13(h)の様なマスクは、付着用金属
薄膜であるクロムをスクライブライン上の非アライメン
トマーク部のみエッチングすることなく酸化することに
より、X線吸収体16’である金の膜厚の減少や、スク
ライブライン上のX線透過膜である窒化珪素の膜厚分布
の発生や膜表面のダメージも防ぐ為、露光チャンバー8
にセットし、He−Neレーザー(633nm)アライ
メント光を用いアライメントを行ったところ、安定した
アライメント光透過率を得ることが出来、且つ高精度な
アライメントを行うことが出来た。又、X線での露光に
おいては、X線吸収体の膜厚減少もなく充分なコントラ
ストを得ることが出来、高精度な半導体チップを作製す
ることが出来た。The mask as shown in FIG. 13 (h) is formed by oxidizing chromium, which is a metal thin film for adhesion, without oxidizing only the non-alignment mark portion on the scribe line, thereby removing the gold of X-ray absorber 16 '. In order to prevent the film thickness from being reduced, the film thickness distribution of silicon nitride, which is an X-ray transmission film on the scribe line, and the film surface from being damaged, the exposure chamber 8 is used.
When the alignment was performed using He-Ne laser (633 nm) alignment light, stable alignment light transmittance could be obtained, and highly accurate alignment could be performed. Further, in exposure with X-rays, sufficient contrast could be obtained without reducing the film thickness of the X-ray absorber, and a highly accurate semiconductor chip could be manufactured.
【0094】実施例2 図14は本発明の第二の実施例のX線マスク作製工程の
断面図である。保持枠となる基板21は、Siウェハー
がよく用いられる。今回は、3インチφ1mmtのもの
を用いた。その基板をプラズマCVD装置にセットす
る。先ず、背圧を1×10-6Torrまで引いた後、水
素で10%に希釈されたシランガス10SCCMとメタ
ンガス10SCCMを、下部電極にあけられた穴から供
給した。基板21の温度を650℃に加熱し、圧力5×
10-3Torrで高周波パワー50Wを印加して炭化珪
素を2μmtに成膜し、X線透過膜22とした。Embodiment 2 FIG. 14 is a cross-sectional view of the X-ray mask manufacturing process of the second embodiment of the present invention. A Si wafer is often used as the substrate 21 serving as the holding frame. This time, the one with 3 inches φ1 mmt was used. The substrate is set in the plasma CVD apparatus. First, after the back pressure was reduced to 1 × 10 −6 Torr, 10 SCCM of silane gas and 10 SCCM of methane gas diluted with hydrogen to 10% were supplied through the holes formed in the lower electrode. The temperature of the substrate 21 is heated to 650 ° C. and the pressure is 5 ×.
A high-frequency power of 50 W was applied at 10 −3 Torr to form a silicon carbide film having a thickness of 2 μmt to form an X-ray transparent film 22.
【0095】更に、2元スパッタ装置にセットし、背圧
を2×10-6Torrまで引いた後、Arガス10SC
CMにて圧力10×10-2Torr、基板温度を150
℃とし、高周波パワー100Wを印加して吸収体エッチ
ングストッパー用金属薄膜23となるクロム200Å成
膜し、更に連続して500W印加し、X線吸収体26と
なるWを8,000Å成膜し、図14(a)となる。用
いる金属薄膜23は、X線吸収体に用いる金属とエッチ
ングレイトの差がとれるものならどの金属を用いても構
わない。Siウェハーを3重量%水酸化カリウムで11
0℃にてバックエッチングし、保持枠21を形成し、図
14(b)とする。その上に2層レジストの下層となる
PIQ(商品名:日立化成製)、上層となるSi含有レ
ジストSNR(商品名:東洋曹達)を塗布し、電子線描
画装置にて所望の微細レジストパターン25を形成し図
14(c)とする。Further, after setting in a two-source sputtering apparatus and pulling back pressure up to 2 × 10 -6 Torr, Ar gas 10 SC
CM pressure of 10 × 10 -2 Torr and substrate temperature of 150
C., high frequency power of 100 W is applied to form a film of chromium 200 Å which becomes the absorber etching stopper metal thin film 23, and further 500 W is continuously applied to form W of X-ray absorber 26 of 8,000 Å. It becomes FIG. 14 (a). The metal thin film 23 used may be any metal as long as it has a difference in etching rate from the metal used for the X-ray absorber. Si wafer 11 with 3 wt% potassium hydroxide
Back etching is performed at 0 ° C. to form a holding frame 21, which is shown in FIG. A two-layer resist lower layer PIQ (trade name: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) and an upper layer Si-containing resist SNR (trade name: Toyo Soda Co., Ltd.) are applied thereon, and a desired fine resist pattern 25 is formed by an electron beam drawing apparatus. To form FIG. 14 (c).
【0096】次に、X線吸収体26となるWのエッチン
グを、RIE装置にて行う。背圧を1×10-5Torr
まで引いた後、CF4 ガス50SCCMを流し、5×1
0-2Torrで200W印加し、Wをエッチングする。
クロムはCF4 ガスでは殆どエッチングされないのでダ
メージを受けることなく、X線吸収体は図14(d)の
26’とアライメントマーク27の様になる。レジスト
パターン25はWのエッチング中に同時にエッチングさ
れるが、残存したものは専用剥離液で剥離する。Next, etching of W to be the X-ray absorber 26 is performed by the RIE apparatus. Back pressure is 1 × 10 -5 Torr
After pulling up to 50, CF 4 gas 50SCCM is made to flow, 5 × 1
200 W is applied at 0 −2 Torr to etch W.
Since chromium is hardly etched by CF 4 gas, it is not damaged, and the X-ray absorber becomes 26 'and alignment mark 27 in FIG. 14 (d). The resist pattern 25 is simultaneously etched during the etching of W, but the remaining pattern is stripped with a dedicated stripping solution.
【0097】回路パターン部に保護膜28をノボラック
系レジスト(AZ−1370SF商品名:東京応化製)
にて形成し、図14(e)の様になる。更に、RIE装
置内にて酸素ガス20SCCMを流し、5×10-2To
rrで200W印加し、酸素プラズマにより位置合わせ
に用いる範囲の金属薄膜23の非アライメントマーク形
成部を酸化クロム29とし、図14(f)となる。保護
膜28を専用剥離液にて剥離し、図14(g)となる。A novolac-based resist (AZ-1370SF, trade name: manufactured by Tokyo Ohka) with a protective film 28 on the circuit pattern portion.
And is formed as shown in FIG. Further, 20 SCCM of oxygen gas was flown in the RIE apparatus to obtain 5 × 10 -2 To
14F by applying 200 W at rr and using chromium oxide 29 as the non-alignment mark forming portion of the metal thin film 23 in the range used for alignment by oxygen plasma. The protective film 28 is peeled off with a dedicated peeling liquid, and the result is shown in FIG.
【0098】以上の様に位置合わせに用いる範囲の非ア
ライメントマーク形成部のエッチングストッパーである
クロムの金属薄膜を剥離することなく酸化することによ
り、X線透過膜である炭化珪素の膜厚分布の発生や膜表
面のダメージも防ぐ為、実施例1と同様に、露光チャン
バー8にセットし、He−Neレーザー(633nm)
アライメント光を用いアライメントを行ったところ、安
定したアライメント光透過率を得ることが出来、且つ高
精度なアライメントを行うことが出来た。又、X線での
露光においては、X線吸収体の膜厚減少もなく充分なコ
ントラストを得ることが出来、高精度な半導体チップを
作製することが出来た。As described above, by oxidizing the metal thin film of chromium, which is the etching stopper of the non-alignment mark forming portion in the range used for alignment, without peeling off, the film thickness distribution of silicon carbide, which is the X-ray transparent film, can be improved. In order to prevent generation and damage of the film surface, the He-Ne laser (633 nm) was set in the exposure chamber 8 in the same manner as in Example 1.
When alignment was performed using alignment light, stable alignment light transmittance could be obtained and highly accurate alignment could be performed. Further, in exposure with X-rays, sufficient contrast could be obtained without reducing the film thickness of the X-ray absorber, and a highly accurate semiconductor chip could be manufactured.
【0099】実施例3 図15は本発明の第三の実施例のX線マスク作製工程の
断面図である。保持枠となる基板31は、Siウェハー
がよく用いられる。今回は、3インチφ2mmtのもの
を用いた。その基板をプラズマCVD装置にセットす
る。先ず、背圧を2×10-6Torrまで引いた後、水
素で10%に希釈されたシランガス5SCCMとアンモ
ニアガス20SCCMを、下部電極にあけられた穴から
供給した。基板31の温度を350℃に加熱し、圧力5
×10-3Torrで高周波パワー20Wを印加して窒化
珪素を2μmtに成膜し、X線透過膜32とした。Embodiment 3 FIG. 15 is a sectional view of the X-ray mask manufacturing process of the third embodiment of the present invention. A Si wafer is often used as the substrate 31 that serves as a holding frame. This time, the one with 3 inches φ2 mmt was used. The substrate is set in the plasma CVD apparatus. First, after the back pressure was reduced to 2 × 10 −6 Torr, 5 SCCM of silane gas and 20 SCCM of ammonia gas diluted to 10% with hydrogen were supplied through the holes formed in the lower electrode. The temperature of the substrate 31 is heated to 350 ° C. and the pressure is set to 5
A high-frequency power of 20 W was applied at × 10 −3 Torr to form a silicon nitride film having a thickness of 2 μmt to form an X-ray transparent film 32.
【0100】X線吸収体成膜用めっき電極34となる金
500Åと、付着用金属薄膜33としてのチタン50Å
をEB蒸着により連続蒸着し、図14(a)となる。次
に、Siウェハーを3重量%水酸化カリウムで110℃
にてバックエッチングし、保持枠31を形成し、図15
(b)とする。その上に電子線レジストPMMA(OE
BR−1000 商品名:東京応化製)を塗布し、電子
線描画装置にて所望の微細レジストパターン35を形成
し図15(c)とする。次に、亜硫酸金めっき液(ニュ
ートロネクス309 商品名:EEJA製)を用い、5
0℃、電流密度1mA/cm2 の条件にてめっきを行
い、X線吸収体36及びアライメントマーク37となる
金を形成し、レジストパターン35を専用剥離液にて剥
離し、図15(d)となる。500 Å of gold which becomes the plating electrode 34 for forming the X-ray absorber and 50 Å of titanium as the metal thin film 33 for adhesion.
Is continuously vapor-deposited by EB vapor deposition, resulting in FIG. Next, the Si wafer is treated with 3 wt% potassium hydroxide at 110 ° C.
Back etching is performed to form a holding frame 31, and then, as shown in FIG.
(B). Electron beam resist PMMA (OE
BR-1000 (trade name: manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is applied, and a desired fine resist pattern 35 is formed by an electron beam drawing apparatus, as shown in FIG. Next, using a gold sulfite plating solution (Nutronex 309, trade name: manufactured by EEJA), 5
Plating is performed under the conditions of 0 ° C. and a current density of 1 mA / cm 2 to form gold to be the X-ray absorber 36 and the alignment mark 37, and the resist pattern 35 is peeled off with a dedicated peeling solution, as shown in FIG. Becomes
【0101】X線吸収体36及びアライメントマーク3
7のない部分のめっき電極34の剥離を、RIE装置に
て行う。背圧を1×10-5Torrまで引いた後、アル
ゴンガス20SCCMを流し、5×10-2Torrで2
00W印加し、エッチングする。めっき電極34もX線
吸収体もアライメントマークも金であるので均等にエッ
チングされ、X線吸収体は36’、アライメントマーク
は37’となり、図15(e)の様になる。回路パター
ン部に保護膜38をノボラック系レジスト(AZ−13
70SF 商品名:東京応化製)にて形成し、図15
(f)の様になる。X-ray absorber 36 and alignment mark 3
The plating electrode 34 in the portion where there is no 7 is peeled off by the RIE device. After back pressure is reduced to 1 × 10 -5 Torr, argon gas of 20 SCCM is flown and 5 × 10 -2 Torr is applied.
00 W is applied and etching is performed. Since both the plating electrode 34, the X-ray absorber and the alignment mark are made of gold, they are uniformly etched, and the X-ray absorber 36 'and the alignment mark 37' are obtained, as shown in FIG. 15 (e). A protective film 38 is formed on the circuit pattern portion using a novolac resist (AZ-13).
70SF product name: manufactured by Tokyo Ohka)
It becomes like (f).
【0102】更に、酸素雰囲気中にて100℃の熱処理
を行い、位置合わせに用いる範囲の金属薄膜33の非ア
ライメントマーク形成部を酸化チタン39とし、図15
(g)となる。保護膜38を専用剥離液にて剥離し、図
15(h)となる。保護膜38としてSiO2 等の無機
膜をスパッタ等で形成し、X線マスクの保護膜として残
存させてもよい。この様に付着用金属薄膜であるクロム
を位置合わせに用いる範囲の非アライメントマーク部の
みエッチングすることなく酸化することにより、X線吸
収体36’である金の膜厚の減少や、位置合わせに用い
る範囲のX線透過膜である窒化珪素の膜厚分布の発生や
膜表面のダメージも防ぐ為、実施例1と同様に、露光チ
ャンバー8にセットし、He−Neレーザー(633n
m)アライメント光を用いアライメントを行ったとこ
ろ、安定したアライメント光透過率を得ることが出来、
且つ高精度なアライメントを行うことが出来た。又、X
線での露光においては、X線吸収体の膜厚減少もなく充
分なコントラストを得ることが出来、高精度な半導体チ
ップを作製することが出来た。Further, heat treatment is performed at 100 ° C. in an oxygen atmosphere to form the titanium oxide 39 in the non-alignment mark forming portion of the metal thin film 33 in the range used for alignment.
(G). The protective film 38 is peeled off with a dedicated peeling solution, and the result is shown in FIG. An inorganic film such as SiO 2 may be formed as the protective film 38 by sputtering or the like, and may be left as the protective film of the X-ray mask. Thus, by oxidizing the chromium, which is the adhesion metal thin film, without etching only the non-alignment mark portion in the range used for alignment, it is possible to reduce the film thickness of gold which is the X-ray absorber 36 ′ and to perform alignment. In order to prevent the occurrence of film thickness distribution of silicon nitride, which is the X-ray transparent film in the range used, and damage to the film surface, the He-Ne laser (633n) was set in the exposure chamber 8 as in Example 1.
m) When alignment is performed using alignment light, stable alignment light transmittance can be obtained,
Moreover, it was possible to perform highly accurate alignment. Also, X
In the exposure with rays, sufficient contrast could be obtained without reducing the film thickness of the X-ray absorber, and a highly accurate semiconductor chip could be manufactured.
【0103】実施例4 図16は本発明の第四の実施例のX線マスク作製工程の
断面図である。保持枠となる基板41は、Siウェハー
がよく用いられる。実施例3と同様にして窒化珪素を2
μmtに成膜し、X線透過膜42とした。X線吸収体成
膜用めっき電極となる金属薄膜43としてのニッケル2
0nmをEB蒸着により蒸着し、図16(a)となる。
その上に電子線レジストPMMA(OEBR−1000
商品名:東京応化製)を塗布し、電子線描画装置にて
所望の微細レジストパターン45を形成し図16(b)
とする。次に、亜硫酸金めっき液(ニュートロネクス3
09 商品名:EEJA製)を用い、50℃、電流密度
0.5mA/cm2 の条件にてめっきを行い、X線吸収
体46となる金を形成し、レジストパターン45を専用
剥離液にて剥離し、図16(c)となる。更に、Siウ
ェハーを3重量%水酸化カリウムで110℃にてバック
エッチングし、保持枠41を形成し、図16(d)とす
る。Embodiment 4 FIG. 16 is a sectional view of the X-ray mask manufacturing process of the fourth embodiment of the present invention. A Si wafer is often used as the substrate 41 serving as a holding frame. Silicon nitride was added in the same manner as in Example 3.
It was formed into a film having a thickness of μmt to form an X-ray transparent film 42. Nickel 2 as the metal thin film 43 to be the plating electrode for X-ray absorber film formation
16 nm is vapor-deposited by EB vapor deposition, resulting in FIG.
Electron beam resist PMMA (OEBR-1000)
The product name: manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd. is applied, and a desired fine resist pattern 45 is formed by an electron beam drawing apparatus, and FIG.
And Next, a gold sulfite plating solution (Nutronex 3
09 product name: manufactured by EEJA), plating is performed under the conditions of 50 ° C. and a current density of 0.5 mA / cm 2 to form gold to be the X-ray absorber 46, and the resist pattern 45 is removed with a dedicated stripping solution. It peels and it becomes FIG.16 (c). Further, the Si wafer is back-etched with 3 wt% potassium hydroxide at 110 ° C. to form a holding frame 41, which is shown in FIG.
【0104】最後に、集束イオン注入装置内にて酸素イ
オン濃度1016〜1017ions/cm240〜50KVでの注
入を行い、位置合わせに用いる範囲の非アライメントマ
ーク形成部の金属薄膜43を酸化ニッケル49とし、図
16(e)となる。集束イオン注入法を用いれば、保護
膜の作製及び剥離工程を省くことが出来る。又、イオン
注入を用いれば、適切なイオン濃度と加速電圧を選択す
ることにより、比較的厚い膜でも酸化することが出来
る。その為、酸化ニッケルが反射防止膜となる厚さ(H
e−Neレーザーに対しては690Å)になる様金属薄
膜を成膜してもよい。Finally, oxygen ion concentration of 10 16 to 10 17 ions / cm 2 40 to 50 KV is implanted in the focused ion implanter to remove the metal thin film 43 in the non-alignment mark forming portion in the range used for alignment. As shown in FIG. 16E, nickel oxide 49 is used. If the focused ion implantation method is used, the steps of forming and peeling the protective film can be omitted. Also, if ion implantation is used, a relatively thick film can be oxidized by selecting an appropriate ion concentration and accelerating voltage. Therefore, nickel oxide has a thickness (H
A metal thin film may be formed so as to be 690 Å) for the e-Ne laser.
【0105】この様に金属薄膜であるニッケルを位置合
わせに用いる範囲の非アライメントマーク部のみ剥離す
ることなく酸化することにより、X線吸収体46である
金の膜厚の減少や、位置合わせに用いる範囲のX線透過
膜である窒化珪素の膜厚分布の発生や膜表面のダメージ
も防ぐ為、実施例1と同様に、露光チャンバー8にセッ
トし、He−Neレーザー(633nm)アライメント
光を用いアライメントを行ったところ、安定したアライ
メント光透過率を得ることが出来、且つ高精度なアライ
メントを行うことが出来た。又、X線での露光において
は、X線吸収体の膜厚減少もなく充分なコントラストを
得ることが出来、高精度な半導体チップを作製すること
が出来た。Thus, by oxidizing the metal thin film nickel without peeling off only the non-alignment mark portion in the range used for the alignment, it is possible to reduce the film thickness of the gold as the X-ray absorber 46 and to perform the alignment. In order to prevent the film thickness distribution of silicon nitride, which is the X-ray transparent film in the range used, and the film surface from being damaged, the He-Ne laser (633 nm) alignment light was set in the exposure chamber 8 as in Example 1. When alignment was performed using the same, stable alignment light transmittance could be obtained and highly accurate alignment could be performed. Further, in exposure with X-rays, sufficient contrast could be obtained without reducing the film thickness of the X-ray absorber, and a highly accurate semiconductor chip could be manufactured.
【0106】(第四の発明)実施例1 図19は本発明の第一の実施例のX線マスク作製工程の
断面図である。保持枠となる基板11は、Siウェハー
がよく用いられる。今回は、3インチφ2mmtのもの
を用いた。その基板をプラズマCVD装置にセットす
る。先ず、背圧を2×10-6Torrまで引いた後、水
素で10%に希釈されたシランガス5SCCMとアンモ
ニアガス20SCCMを、下部電極にあけられた穴から
供給した。基板11の温度を250℃に加熱し、圧力5
×10-3Torrで高周波パワー20Wを印加して窒化
珪素を2μmtに成膜し、X線透過膜12とした。(Fourth Invention) Embodiment 1 FIG. 19 is a sectional view of an X-ray mask manufacturing process according to the first embodiment of the present invention. A Si wafer is often used as the substrate 11 serving as a holding frame. This time, the one with 3 inches φ2 mmt was used. The substrate is set in the plasma CVD apparatus. First, after the back pressure was reduced to 2 × 10 −6 Torr, 5 SCCM of silane gas and 20 SCCM of ammonia gas diluted to 10% with hydrogen were supplied through the holes formed in the lower electrode. The temperature of the substrate 11 is heated to 250 ° C. and the pressure is set to 5
A high frequency power of 20 W was applied at × 10 −3 Torr to form a silicon nitride film having a thickness of 2 μmt to form an X-ray transparent film 12.
【0107】X線吸収体成膜用めっき電極14となる金
50nmと、付着用金属薄膜13としてのクロム50n
mをEB蒸着により連続蒸着し、図19(a)となる。
金属薄膜13は、Ti、Al、Zn等、付着力を向上さ
せることが出来る金属であればよい。その上に電子線レ
ジストPMMA(OEBR−1000 商品名:東京応
化製)を塗布し、電子線描画装置にて所望の微細レジス
トパターン15を形成し図19(b)とする。次に、亜
硫酸金めっき液(ニュートロネクス309 商品名:E
EJA製)を用い、50℃、電流密度1mA/cm2 の
条件にてめっきを行い、X線吸収体16となる金を形成
し、レジストパターン15を専用剥離液にて剥離し、図
19(c)となる。X線吸収体16のない部分のめっき
電極14の剥離を、RIE装置にて行う。50 nm of gold to be the plating electrode 14 for forming the X-ray absorber and 50 n of chromium as the metal thin film 13 for adhesion.
m is continuously vapor-deposited by EB vapor deposition, resulting in FIG.
The metal thin film 13 may be a metal such as Ti, Al, or Zn that can improve the adhesive force. An electron beam resist PMMA (OEBR-1000, trade name: manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is applied thereon, and a desired fine resist pattern 15 is formed by an electron beam drawing apparatus, as shown in FIG. Next, a gold sulfite plating solution (Nutronex 309, trade name: E
(Made by EJA) at 50 ° C. and a current density of 1 mA / cm 2 , plating is performed to form gold to be the X-ray absorber 16, and the resist pattern 15 is peeled off with a dedicated peeling solution. c). Peeling off of the plated electrode 14 in the portion where the X-ray absorber 16 is absent is performed by an RIE device.
【0108】背圧を1×10-5Torrまで引いた後、
アルゴンガス20SCCMを流し、5×10-2Torr
で200W印加し、エッチングする。めっき電極14も
X線吸収体も金であるので均等にエッチングされ、X線
吸収体は、図19(d)の16’の様になる。更に、同
じRIE装置内にて酸素ガス20SCCMを流し、5×
10-2Torrで200W印加し、酸素プラズマにより
金属薄膜13の非パターン形成部を酸化クロム64nm
とし、反射防止膜17を形成し、図19(e)となる。
更に、Siウェハーを3重量%水酸化カリウムで110
℃にてバックエッチングし、保持枠11を形成し、図1
9(f)とする。図24は本発明のX線露光装置の簡略
図であり、8は露光チャンバーである。1はBeポ−ト
であり、9は排気ポ−トであり、露光チャンバー8はB
eでX線発生源と遮断され、チャンバー内は大気、真
空、He雰囲気等、あらゆる状態での露光が可能であ
る。After reducing the back pressure to 1 × 10 −5 Torr,
Argon gas 20SCCM is flown, 5 × 10 -2 Torr
Then, 200 W is applied for etching. Since both the plating electrode 14 and the X-ray absorber are made of gold, they are uniformly etched, and the X-ray absorber becomes as shown at 16 'in FIG. 19 (d). Furthermore, oxygen gas 20SCCM is flown in the same RIE device, and 5 ×
Applying 200 W at 10 -2 Torr, oxygen plasma is applied to the non-patterned portion of the metal thin film 13 to form chromium oxide 64 nm.
Then, the antireflection film 17 is formed, as shown in FIG.
Further, the Si wafer is treated with 3 wt% potassium hydroxide at 110%.
Back etching is performed at ℃ to form a holding frame 11,
9 (f). FIG. 24 is a simplified diagram of the X-ray exposure apparatus of the present invention, and 8 is an exposure chamber. 1 is a Be port, 9 is an exhaust port, and the exposure chamber 8 is B port.
Since the X-ray generation source is shielded by e, the inside of the chamber can be exposed in various conditions such as the atmosphere, vacuum, and He atmosphere.
【0109】2はマスクステージ、3はアライメント検
出部、4はマスク、5はウェハー(半導体基板)、6は
ウェハーチャック、7はウェハーステージである。マス
ク4はマスクステージ2に吸着される際、ある程度定め
られた方向に位置決めピン又はオリエンテーションフラ
ット等を用い機械的にセットされる。ウェハー5も同様
にウェハーチャック6にセットされ、マスク4とウェハ
ー5の相対的な位置関係をアライメント検出部3からの
指示により定められ、その後X線により露光される。Reference numeral 2 is a mask stage, 3 is an alignment detector, 4 is a mask, 5 is a wafer (semiconductor substrate), 6 is a wafer chuck, and 7 is a wafer stage. When the mask 4 is attracted to the mask stage 2, the mask 4 is mechanically set in a direction determined to some extent by using a positioning pin or an orientation flat. The wafer 5 is similarly set on the wafer chuck 6, the relative positional relationship between the mask 4 and the wafer 5 is determined by an instruction from the alignment detection unit 3, and then exposed by X-ray.
【0110】図19(f)の様なマスクは、付着用金属
薄膜であるクロムを非パターン形成部のみエッチングす
ることなく酸化することにより酸化クロムとし、反射防
止膜17とすることによって、X線透過膜12のアライ
メント光の反射を防ぎ、X線吸収体16’である金の膜
厚の減少や、X線透過膜である窒化珪素の膜厚分布の発
生や膜表面のダメージも防ぐ為、露光チャンバー8にセ
ットし、He−Neレーザー(633nm)アライメン
ト光を17.5°の角度で用いアライメントを行ったと
ころ、安定したアライメント光透過率を得ることが出
来、且つ高精度なアライメントを行うことが出来た。
又、X線での露光においては、X線吸収体の膜厚減少も
なく充分なコントラストを得ることが出来、高精度な半
導体チップを作製することが出来た。The mask as shown in FIG. 19 (f) is made into chromium oxide by oxidizing chromium, which is a metal thin film for adhesion, without etching only the non-patterned portion, and is used as the antireflection film 17, whereby X-rays are formed. In order to prevent the alignment light from being reflected from the transmission film 12, to reduce the film thickness of gold which is the X-ray absorber 16 ′, to prevent the film thickness distribution of silicon nitride which is the X-ray transmission film from occurring, and to prevent the film surface from being damaged. When the alignment was performed by setting in the exposure chamber 8 and using He-Ne laser (633 nm) alignment light at an angle of 17.5 °, stable alignment light transmittance can be obtained and highly accurate alignment is performed. I was able to do it.
Further, in exposure with X-rays, sufficient contrast could be obtained without reducing the film thickness of the X-ray absorber, and a highly accurate semiconductor chip could be manufactured.
【0111】実施例2 図20は本発明の第二の実施例のX線マスク作製工程の
断面図である。保持枠となる基板21は、Siウェハー
がよく用いられる。今回は、3インチφ1mmtのもの
を用いた。その基板をプラズマCVD装置にセットす
る。先ず、背圧を1×10-6Torrまで引いた後、水
素で10%に希釈されたシランガス10SCCMとメタ
ンガス10SCCMを、下部電極にあけられた穴から供
給した。基板21の温度を650℃に加熱し、圧力5×
10-3Torrで高周波パワー50Wを印加して炭化珪
素を2μmtに成膜し、X線透過膜22とした。Embodiment 2 FIG. 20 is a sectional view of the X-ray mask manufacturing process of the second embodiment of the present invention. A Si wafer is often used as the substrate 21 serving as the holding frame. This time, the one with 3 inches φ1 mmt was used. The substrate is set in the plasma CVD apparatus. First, after the back pressure was reduced to 1 × 10 −6 Torr, 10 SCCM of silane gas and 10 SCCM of methane gas diluted with hydrogen to 10% were supplied through the holes formed in the lower electrode. The temperature of the substrate 21 is heated to 650 ° C. and the pressure is 5 ×.
A high-frequency power of 50 W was applied at 10 −3 Torr to form a silicon carbide film having a thickness of 2 μmt to form an X-ray transparent film 22.
【0112】更に、2元スパッタ装置にセットし、背圧
を2×10-6Torrまで引いた後、Arガス10SC
CMにて圧力10×10-2Torr、基板温度を150
℃とし、高周波パワー100Wを印加して吸収体エッチ
ングストッパー用金属薄膜23となるクロム50nm成
膜し、更に連続して500W印加しX線吸収体26とな
るWを800nm成膜し、図20(a)となる。用いる
金属薄膜23は、X線吸収体に用いる金属とエッチング
レイトの差がとれるものならどの金属を用いても構わな
い。[0112] Further, the back pressure was set to 2 x 10 -6 Torr after setting in the two-source sputtering apparatus, and then Ar gas was 10 SC.
CM pressure of 10 × 10 -2 Torr and substrate temperature of 150
20 ° C., a high frequency power of 100 W is applied to form a film of chromium having a thickness of 50 nm, which will be the metal thin film 23 for the absorber etching stopper, and a continuous application of 500 W to form a film of W, which will be the X-ray absorber 26, having a thickness of 800 nm. a). The metal thin film 23 used may be any metal as long as it has a difference in etching rate from the metal used for the X-ray absorber.
【0113】Siウェハーを3重量%水酸化カリウムで
110℃にてバックエッチングし、保持枠21を形成
し、図20(b)とする。その上に2層レジストの下層
となるPIQ(商品名:日立化成製)、上層となるSi
含有レジストSNR(商品名:東洋曹達)を塗布し、電
子線描画装置にて所望の微細レジストパターン25を形
成し図20(c)とする。The Si wafer is back-etched with 3 wt% potassium hydroxide at 110 ° C. to form a holding frame 21, which is shown in FIG. 20 (b). PIQ (trade name: manufactured by Hitachi Chemical), which is the lower layer of the two-layer resist, and Si, which is the upper layer.
The contained resist SNR (trade name: Toyo Soda Co., Ltd.) is applied, and a desired fine resist pattern 25 is formed by an electron beam drawing apparatus, and the result is shown in FIG.
【0114】次に、X線吸収体26となるWのエッチン
グを、RIE装置にて行う。背圧を1×10-5Torr
まで引いた後、CF4 ガス50SCCMを流し、5×1
0-2Torrで200W印加し、Wをエッチングする。
クロムはCF4 ガスでは殆どエッチングされないのでダ
メージを受けることなく、X線吸収体は図20(d)の
26’の様になる。レジストパターン25はWのエッチ
ング中に同時にエッチングされるが、残存したものは専
用剥離液で剥離する。次に、酸素雰囲気中にて300℃
の熱処理を行い、金属薄膜23であるクロムの非パター
ン形成部を酸化処理により酸化クロム63nmとし、反
射防止膜27とし、図20(e)となる。Next, etching of W to be the X-ray absorber 26 is performed by the RIE apparatus. Back pressure is 1 × 10 -5 Torr
After pulling up to 50, CF 4 gas 50SCCM is made to flow, 5 × 1
200 W is applied at 0 −2 Torr to etch W.
Chromium is hardly etched by CF 4 gas, so that it is not damaged and the X-ray absorber is as shown at 26 ′ in FIG. 20 (d). The resist pattern 25 is simultaneously etched during the etching of W, but the remaining pattern is stripped with a dedicated stripping solution. Next, in an oxygen atmosphere, 300 ° C
20E, the non-patterned portion of the chromium that is the metal thin film 23 is oxidized to 63 nm of chromium oxide, and the antireflection film 27 is obtained.
【0115】図20(e)の様なマスクは、吸収体エッ
チングストッパー用金属薄膜であるクロムを非パターン
形成部のみエッチングすることなく酸化することにより
酸化クロムとし、反射防止膜27とすることによって、
X線透過膜22のアライメント光の反射を防ぎ、X線吸
収体26’であるWの膜厚の減少や、X線透過膜である
炭化珪素の膜厚分布の発生や膜表面のダメージも防ぐ
為、実施例1と同様に露光チャンバー8にセットし、H
e−Neレーザー(633nm)アライメント光を用い
アライメントを行ったところ、安定したアライメント光
透過率を得ることが出来、且つ高精度なアライメントを
行うことが出来た。又、X線での露光においては、X線
吸収体の膜厚減少もなく充分なコントラストを得ること
が出来、高精度な半導体チップを作製することが出来
た。The mask as shown in FIG. 20E is formed by oxidizing chromium, which is a metal thin film for the absorber etching stopper, without etching only the non-pattern forming portion to form chromium oxide, and by forming the antireflection film 27. ,
The alignment light of the X-ray transmissive film 22 is prevented from being reflected, the film thickness of W that is the X-ray absorber 26 ′ is reduced, the film thickness distribution of silicon carbide that is the X-ray transmissive film is prevented, and the film surface is not damaged. Therefore, like the first embodiment, the exposure chamber 8 is set and H
When alignment was performed using e-Ne laser (633 nm) alignment light, stable alignment light transmittance could be obtained, and highly accurate alignment could be performed. Further, in exposure with X-rays, sufficient contrast could be obtained without reducing the film thickness of the X-ray absorber, and a highly accurate semiconductor chip could be manufactured.
【0116】実施例3 図21は本発明の第三の実施例のX線マスク作製工程の
断面図である。保持枠となる基板31は、N型又は軽く
ド−ピングせれたP型Siウェハーが用いられる。今回
は、3インチφ2mmtのものを用いた。その基板に表
面から2μmの深さに硼素を1020cm-3の濃度となる様
に拡散させ硼素拡散層を形成し、X線透過膜32とし、
図21(a)の様になる。更に、スパッタ装置にセット
し、背圧を2×10-6Torrまで引いた後、Arガス
10SCCMにて圧力10×10-2Torr、基板温度
を150℃とし、高周波パワー500Wを印加して吸収
体36となるWを800nm成膜し、図21(b)とな
る。Embodiment 3 FIG. 21 is a sectional view of the X-ray mask manufacturing process of the third embodiment of the present invention. An N type or a lightly doped P type Si wafer is used as the substrate 31 that serves as a holding frame. This time, the one with 3 inches φ2 mmt was used. On the substrate, boron was diffused to a depth of 2 μm from the surface so as to have a concentration of 10 20 cm −3 to form a boron diffusion layer, which was used as an X-ray transparent film 32.
21 (a). Furthermore, after setting to a sputtering device and pulling back pressure to 2 × 10 −6 Torr, Ar gas 10 SCCM was used to set the pressure to 10 × 10 −2 Torr, the substrate temperature to 150 ° C., and the high frequency power of 500 W was applied to absorb the absorption. 21B is formed by forming a W film for the body 36 to a thickness of 800 nm.
【0117】その上に電子線レジストPMMA(OEB
R−1000 商品名:東京応化製)を塗布し、電子線
描画装置にて所望の微細レジストパターン35を形成し
図21(c)とする。次に、X線吸収体36となるWの
エッチングを、RIE装置にて行う。背圧を1×10-5
Torrまで引いた後、CF4 ガス50SCCMを流
し、5×10-2Torrで200W印加し、Wをエッチ
ングする。X線吸収体は図21(d)の36’の様にな
る。レジストパターン35はWのエッチング中に同時に
エッチングされるが、残存したものは専用剥離液で剥離
する。On top of that, electron beam resist PMMA (OEB
R-1000 (trade name: manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is applied, and a desired fine resist pattern 35 is formed by an electron beam drawing apparatus, as shown in FIG. Then, etching of W to be the X-ray absorber 36 is performed by the RIE apparatus. Back pressure 1 × 10 -5
After the pressure is reduced to Torr, 50 SCCM of CF 4 gas is flown and 200 W is applied at 5 × 10 -2 Torr to etch W. The X-ray absorber is as shown at 36 'in FIG. The resist pattern 35 is simultaneously etched during the etching of W, but the remaining one is stripped by a dedicated stripping solution.
【0118】更に、集束イオン注入装置内にて酸素イオ
ン濃度1016〜1017ions/cm270〜80KVでの注入
を行い、X線透過膜32であるシリコンを酸化シリコン
111nmとし、反射防止膜37を形成し、図21
(e)となる。イオン注入を用いれば、適切なイオン濃
度と加速電圧を選択することにより、比較的厚い膜でも
酸化出来る。しかし、今回は反射防止条件としては最も
薄い111nmとした。最後に、エチレンジアミンとピ
ロカテコ−ルの混合液により115℃にてSiをエッチ
ングし、保持枠31を形成し、図21(f)とした。Further, the oxygen ion concentration of 10 16 to 10 17 ions / cm 2 is 70 to 80 KV is implanted in the focused ion implanter to make the silicon of the X-ray transparent film 32 silicon oxide 111 nm and the antireflection film. 21 to form FIG.
(E). If ion implantation is used, a relatively thick film can be oxidized by selecting an appropriate ion concentration and accelerating voltage. However, this time, the thinnest antireflection condition is 111 nm. Finally, Si was etched with a mixed solution of ethylenediamine and pyrocatechol at 115 ° C. to form a holding frame 31, which was shown in FIG.
【0119】この様にX線透過膜であるシリコン非吸収
体パターン形成部を酸化することにより、X線透過膜3
2のアライメント光の反射を防ぐことが出来た。実施例
1と同様に露光チャンバー8にセットし、He−Neレ
ーザー(633nm)アライメント光を17.5°の角
度で用いアライメントを行ったところ、安定したアライ
メント光透過率を得ることが出来、且つ高精度なアライ
メントを行うことが出来た。又、X線での露光において
は、X線吸収体の膜厚減少もなく充分なコントラストを
得ることが出来、高精度な半導体チップを作製すること
が出来た。By thus oxidizing the silicon non-absorber pattern forming portion which is the X-ray transparent film, the X-ray transparent film 3 is formed.
It was possible to prevent the reflection of the alignment light of No. 2. When the alignment chamber was set in the exposure chamber 8 in the same manner as in Example 1 and He-Ne laser (633 nm) alignment light was used at an angle of 17.5 °, stable alignment light transmittance was obtained, and We were able to perform highly accurate alignment. Further, in exposure with X-rays, sufficient contrast could be obtained without reducing the film thickness of the X-ray absorber, and a highly accurate semiconductor chip could be manufactured.
【0120】実施例4 図22は本発明の第四の実施例のX線マスク作製工程の
断面図である。保持枠となる基板41は、Siウェハー
がよく用いられる。実施例1と同様にして窒化珪素を2
μmtに成膜し、X線透過膜42とした。X線吸収体成
膜用めっき電極となる金属薄膜43としてのニッケル5
5nmをEB蒸着により蒸着し、図22(a)となる。
その上に電子線レジストPMMA(OEBR−1000
商品名:東京応化製)を塗布し、電子線描画装置にて
所望の微細レジストパターン45を形成し図22(b)
とする。Embodiment 4 FIG. 22 is a sectional view of the X-ray mask manufacturing process of the fourth embodiment of the present invention. A Si wafer is often used as the substrate 41 serving as a holding frame. Silicon nitride was added in the same manner as in Example 1.
It was formed into a film having a thickness of μmt to form an X-ray transparent film 42. Nickel 5 as a metal thin film 43 to be a plating electrode for X-ray absorber film formation
FIG. 22 (a) is obtained by depositing 5 nm by EB vapor deposition.
Electron beam resist PMMA (OEBR-1000)
Product name: manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd. is applied, and a desired fine resist pattern 45 is formed by an electron beam drawing apparatus, as shown in FIG.
And
【0121】次に、亜硫酸金めっき液(ニュートロネク
ス309 商品名:EEJA製)を用い、50℃、電流
密度0.5mA/cm2 の条件にてめっきを行い、X線
吸収体46となる金を形成し、レジストパターン45を
専用剥離液にて剥離し、図22(c)となる。更に、S
iウェハーを3重量%水酸化カリウムで110℃にてバ
ックエッチングし、保持枠41を形成し、図22(d)
とする。最後に、集束イオン注入装置内にて酸素イオン
濃度1016〜1017ions/cm260〜70KVでの注入を
行い、めっき電極である金属薄膜43の非パターン形成
部を酸化ニッケル69nmとし、反射防止膜48を形成
し、図22(d)となる。Next, using a gold sulfite plating solution (Nutronex 309, trade name: manufactured by EEJA), plating is performed under the conditions of 50 ° C. and a current density of 0.5 mA / cm 2 to form the gold to be the X-ray absorber 46. 22C is formed, and the resist pattern 45 is peeled off with a dedicated peeling solution, resulting in FIG. Furthermore, S
The i-wafer is back-etched with 3 wt% potassium hydroxide at 110 ° C. to form a holding frame 41, and FIG.
And Finally, oxygen ion concentration of 10 16 to 10 17 ions / cm 2 60 to 70 KV is implanted in the focused ion implanter, and the non-patterned portion of the metal thin film 43, which is a plating electrode, is made to have a nickel oxide of 69 nm and is reflected. The prevention film 48 is formed, and the structure shown in FIG.
【0121】この様に金属薄膜であるニッケルを剥離す
ることなく酸化することにより、X線透過膜42のアラ
イメント光の反射を防ぎ、X線吸収体46である金の膜
厚の減少や、X線透過膜である窒化珪素の膜厚分布の発
生も防ぐことが出来る為、実施例1と同様に露光チャン
バー8にセットし、He−Neレーザー(633nm)
アライメント光を用いアライメントを行ったところ、安
定したアライメント光透過率を得ることが出来、且つ高
精度なアライメントを行うことが出来た。又、X線での
露光においては、X線吸収体の膜厚減少もなく充分なコ
ントラストを得ることが出来、高精度な半導体チップを
作製することが出来た。By oxidizing the metal thin film, nickel, without peeling off, the alignment light of the X-ray transparent film 42 is prevented from being reflected, and the film thickness of gold, which is the X-ray absorber 46, is reduced, and Since it is possible to prevent the generation of the film thickness distribution of silicon nitride, which is a line-transmissive film, the He-Ne laser (633 nm) is set in the exposure chamber 8 as in the first embodiment.
When alignment was performed using alignment light, stable alignment light transmittance could be obtained and highly accurate alignment could be performed. Further, in exposure with X-rays, sufficient contrast could be obtained without reducing the film thickness of the X-ray absorber, and a highly accurate semiconductor chip could be manufactured.
【0123】実施例5 図23は本発明の第五の実施例のX線マスク作製工程の
断面図である。保持枠となる基板51は、N型又は軽く
ド−ピングせれたP型Siウェハーが用いられる。今回
は、3インチφ2mmtのものを用いた。その基板に表
面から2μmの深さに硼素を1020cm-3の濃度となる
様に拡散させ硼素拡散層を形成し、X線透過膜52と
し、図23(a)の様になる。更に、スパッタ装置にセ
ットし、背圧を2×10-6Torrまで引いた後、Ar
ガス10SCCMにて圧力10×10-2Torr、基板
温度120℃、高周波パワー400Wを印加して吸収体
56となるTaを800nm成膜し、図23(b)とな
る。次に、エチレンジアミンとピロカテコ−ルの混合液
により115℃にてSiをエッチングし、保持枠51を
形成し、図23(c)とした。Embodiment 5 FIG. 23 is a sectional view of the X-ray mask manufacturing process of the fifth embodiment of the present invention. The substrate 51 serving as a holding frame is an N-type or lightly-doped P-type Si wafer. This time, the one with 3 inches φ2 mmt was used. A boron diffusion layer is formed by diffusing boron so as to have a concentration of 10 20 cm −3 at a depth of 2 μm from the surface of the substrate to form an X-ray transparent film 52, as shown in FIG. Furthermore, after setting it in the sputtering device and pulling back pressure to 2 × 10 −6 Torr, Ar
A pressure of 10 × 10 -2 Torr, a substrate temperature of 120 ° C., and a high frequency power of 400 W are applied with a gas of 10 SCCM to form a film of Ta serving as the absorber 56 to a thickness of 800 nm, and the result is shown in FIG. Next, Si was etched at 115 ° C. with a mixed solution of ethylenediamine and pyrocatechol to form a holding frame 51, as shown in FIG.
【0124】その上に2層レジストの下層となるPIQ
(商品名:日立化成製)、上層となるSi含有レジスト
SNR(商品名:東洋曹達)を塗布し、電子線描画装置
にて所望の微細レジストパターン55を形成し図23
(d)とする。 次に、X線吸収体56となるTaのエ
ッチングを、RIE装置にて行う。背圧を1×10-5T
orrまで引いた後、CBrF3 ガス50SCCMを流
し、5×10-2Torrで100W印加し、Taをエッ
チングする。X線吸収体は図23(e)の56’の様に
なる。レジストパターン55はTaのエッチング中に同
時にエッチングされるが、残存したものは専用剥離液で
剥離する。PIQ which is the lower layer of the two-layer resist
23 (trade name: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), an upper layer Si-containing resist SNR (trade name: Toyo Soda Co., Ltd.) is applied, and a desired fine resist pattern 55 is formed by an electron beam drawing apparatus.
(D). Next, Ta that becomes the X-ray absorber 56 is etched by the RIE apparatus. Back pressure is 1 × 10 -5 T
After the pressure is reduced to orr, 50 SCCM of CBrF 3 gas is flown and 100 W is applied at 5 × 10 -2 Torr to etch Ta. The X-ray absorber is as shown at 56 'in FIG. The resist pattern 55 is etched at the same time as Ta is etched, but the remaining pattern is stripped with a dedicated stripping solution.
【0125】最後に、集束イオン注入装置内にて窒素イ
オン濃度1016〜1017ions/cm240〜50KVでの注
入を行い、X線透過膜32であるシリコンを窒化シリコ
ン80nmとし、反射防止膜57を形成し、図23
(f)となる。この様にX線透過膜であるシリコン非吸
収体パターン形成部を窒化することにより、X線透過膜
52のアライメント光の反射を防ぐことが出来た。実施
例1と同様に露光チャンバー8にセットし、He−Ne
レーザー(633nm)アライメント光を17.5°の
角度で用いアライメントを行ったところ、安定したアラ
イメント光透過率を得ることが出来、且つ高精度なアラ
イメントを行うことが出来た。又、X線での露光におい
ては、X線吸収体の膜厚減少もなく充分なコントラスト
を得ることが出来、高精度な半導体チップを作製するこ
とが出来た。Finally, implantation with a nitrogen ion concentration of 10 16 to 10 17 ions / cm 2 40 to 50 KV is carried out in the focused ion implanter to make the silicon of the X-ray transparent film 32 80 nm of silicon nitride to prevent reflection. Forming the membrane 57, FIG.
(F). In this way, by nitriding the silicon non-absorber pattern forming portion which is the X-ray transmission film, it was possible to prevent the reflection of alignment light of the X-ray transmission film 52. Set in the exposure chamber 8 in the same manner as in Example 1, and use He-Ne.
When alignment was performed using laser (633 nm) alignment light at an angle of 17.5 °, stable alignment light transmittance could be obtained and highly accurate alignment could be performed. Further, in exposure with X-rays, sufficient contrast could be obtained without reducing the film thickness of the X-ray absorber, and a highly accurate semiconductor chip could be manufactured.
【0126】実施例6 図26は本発明の第六の実施例のX線マスク作製工程の
断面図である。保持枠となる基板81は、Siウェハー
がよく用いられる。今回は、3インチφ2mmtのもの
を用いた。その基板をプラズマCVD装置にセットす
る。先ず、背圧を2×10-6Torrまで引いた後、水
素で10%に希釈されたシランガス5SCCMとアンモ
ニアガス20SCCMを、下部電極にあけられた穴から
供給した。基板81の温度を250℃に加熱し、圧力5
×10-3Torrで高周波パワー20Wを印加して窒化
珪素を2μmtに成膜し、X線透過膜82とした。更
に、その基板をスパッタ装置内にセットし、酸化クロム
57nm成膜し87とし、図26(a)とした。X線吸
収体成膜用めっき電極84となる金50nmと、付着用
金属薄膜83としてのクロム5nmをEB蒸着により連
続蒸着し、図26(b)となる。Embodiment 6 FIG. 26 is a sectional view of the X-ray mask manufacturing process of the sixth embodiment of the present invention. A Si wafer is often used as the substrate 81 serving as the holding frame. This time, the one with 3 inches φ2 mmt was used. The substrate is set in the plasma CVD apparatus. First, after the back pressure was reduced to 2 × 10 −6 Torr, 5 SCCM of silane gas and 20 SCCM of ammonia gas diluted to 10% with hydrogen were supplied through the holes formed in the lower electrode. The temperature of the substrate 81 is heated to 250 ° C. and the pressure is set to 5
A high-frequency power of 20 W was applied at × 10 −3 Torr to deposit silicon nitride to a thickness of 2 μmt to form an X-ray transparent film 82. Further, the substrate was set in a sputtering apparatus, and chromium oxide 57 nm was formed into a film having a thickness of 87, which is shown in FIG. FIG. 26B shows a case where 50 nm of gold to be the plating electrode 84 for forming the X-ray absorber and 5 nm of chromium as the metal thin film 83 for adhesion are continuously vapor-deposited by EB vapor deposition.
【0128】その上に電子線レジストPMMA(OEB
R−1000 商品名:東京応化製)を塗布し、電子線
描画装置にて所望の微細レジストパターン85を形成し
図26(c)とする。次に、亜硫酸金めっき液(ニュー
トロネクス309 商品名:EEJA製)を用い、50
℃、電流密度1mA/cm2 の条件にてめっきを行い、
X線吸収体86となる金を形成し、レジストパターン8
5を専用剥離液にて剥離し、図26(d)となる。X線
吸収体86のない部分のめっき電極84の剥離を、RI
E装置にて行う。背圧を1×10-5Torrまで引いた
後、アルゴンガス20SCCMを流し、5×10-2To
rrで200W印加し、エッチングする。めっき電極8
4もX線吸収体86も金であるので均等にエッチングさ
れ、X線吸収体は図26(e)の86’の様になる。On top of that, electron beam resist PMMA (OEB
R-1000 (trade name: manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is applied, and a desired fine resist pattern 85 is formed by an electron beam drawing apparatus, as shown in FIG. Next, using a gold sulfite plating solution (Nutronex 309, trade name: manufactured by EEJA), 50
Plating under conditions of ℃ and current density of 1mA / cm 2 .
Forming gold to be the X-ray absorber 86, resist pattern 8
5 is peeled off with a dedicated peeling liquid, and FIG. 26 (d) is obtained. The peeling of the plating electrode 84 in the portion where the X-ray absorber 86 is not present is RI
Use the E device. After reducing the back pressure to 1 × 10 -5 Torr, 20 SCCM of argon gas was flowed and 5 × 10 -2 To
200 W is applied at rr for etching. Plating electrode 8
Since both 4 and the X-ray absorber 86 are gold, they are uniformly etched, and the X-ray absorber becomes as shown by 86 'in FIG. 26 (e).
【0129】更に、同じRIE装置内にて酸素ガス20
SCCMを流し、5×10-2Torrで200W印加
し、酸素プラズマにより金属薄膜83の非パターン形成
部を酸化クロムとし、酸化クロム87と合わせ、非パタ
ーン形成部のみ反射防止膜の厚さとなる87’を形成
し、図26(f)となる。更に、Siウェハーを3重量
%水酸化カリウムで110℃にてバックエッチングし、
保持枠11を形成し、図19(f)とする。Further, oxygen gas 20 is stored in the same RIE device.
SCCM is flown, 200 W is applied at 5 × 10 −2 Torr, and the non-patterned portion of the metal thin film 83 is made into chromium oxide by oxygen plasma, and combined with chromium oxide 87, only the non-patterned portion becomes the thickness of the antireflection film 87. 'Is formed, resulting in FIG. Further, the Si wafer was back-etched with 3 wt% potassium hydroxide at 110 ° C.,
The holding frame 11 is formed and is shown in FIG.
【0130】この様に金属薄膜であるクロムを剥離する
ことなく酸化することにより、先に成膜してあった酸化
クロムと共に反射防止膜を形成し、X線透過膜82のア
ライメント光の反射を防ぎ、X線吸収体86である金の
膜厚の減少を防ぐことが出来る為、実施例1と同様に露
光チャンバー8にセットし、He−Neレーザー(63
3nm)アライメント光を用いアライメントを行ったと
ころ、安定したアライメント光透過率を得ることが出
来、且つ高精度なアライメントを行うことが出来た。
又、X線での露光においては、X線吸収体の膜厚減少も
なく充分なコントラストを得ることが出来、高精度な半
導体チップを作製することが出来た。As described above, by oxidizing the metal thin film chromium without peeling it off, the antireflection film is formed together with the previously formed chromium oxide, and the alignment light of the X-ray transmission film 82 is reflected. Since it is possible to prevent the reduction of the film thickness of gold which is the X-ray absorber 86, the He-Ne laser (63) is set in the exposure chamber 8 as in the first embodiment.
When the alignment was performed using (3 nm) alignment light, a stable alignment light transmittance could be obtained and highly accurate alignment could be performed.
Further, in exposure with X-rays, sufficient contrast could be obtained without reducing the film thickness of the X-ray absorber, and a highly accurate semiconductor chip could be manufactured.
【0131】[0131]
【発明の効果】(第一の発明)以上の様に、所望のパタ
ーンを有するX線吸収体、該吸収体を支持するX線透過
膜、及びこれらを保持する保持枠からなるX線マスク構
造体において、前記パターン部、及びX線透過膜上のパ
ターン部以外の部分に金属酸化膜を有することを特徴と
するX線マスク構造体、及びその製造方法によって、X
線吸収体を減少させることなく、X線透過膜の膜厚分布
やダメージを引き起こすことなく、非パターン形成部の
金属薄膜が、アライメント光透過率を妨げることのない
X線マスク構造体で且つパターン位置歪みを最小限にお
さえたX線マスクを提供することが出来た。As described above, the X-ray mask structure including the X-ray absorber having a desired pattern, the X-ray transmission film supporting the absorber, and the holding frame holding these films. An X-ray mask structure having a metal oxide film on a portion other than the pattern portion and the pattern portion on the X-ray transparent film, and a method for manufacturing the same.
The X-ray mask structure and the pattern are such that the metal thin film in the non-pattern forming portion does not hinder the alignment light transmittance without reducing the line absorber and causing the film thickness distribution and damage of the X-ray transparent film. It was possible to provide an X-ray mask with minimal positional distortion.
【0132】(第二の発明)回路パターンが形成してあ
る周辺部に、位置合わせ用マークがあるX線マスクにお
いて、X線透過膜上で位置合わせに用いられる範囲のみ
に反射防止膜を有することによって、反射防止膜による
X線マスクの位置歪みを増大させることなく、安定した
アライメント光透過率を得ることが出来るので、高精度
なアライメントを行い、高精度な露光及び高精度な半導
体の作製を行うことが出来た。(Second Invention) In an X-ray mask having a positioning mark in the peripheral portion where the circuit pattern is formed, the antireflection film is provided only on the range used for the positioning on the X-ray transmissive film. By doing so, stable alignment light transmittance can be obtained without increasing the positional distortion of the X-ray mask due to the antireflection film, so that highly accurate alignment is performed and highly accurate exposure and highly accurate semiconductor fabrication are performed. Was able to do.
【0133】(第三の発明)所望のパターンを有するX
線吸収体、該吸収体を支持するX線透過膜、及びこれら
を保持する保持枠からなるX線マスク構造体において、
X線透過膜上の位置合わせに用いられる範囲のアライメ
ントマーク部以外を金属酸化膜とすることにより、X線
吸収体の膜厚の減少や、位置合わせに用いる範囲のX線
透過膜の膜厚分布の発生や膜表面のダメージも防ぎ安定
したアライメント光透過率を得ることが出来、且つX線
露光時に充分なコントラストを得ることが出来るので、
高精度なアライメントを行い、高精度な露光及び高精度
な半導体の作製を行うことが出来た。(Third invention) X having a desired pattern
In an X-ray mask structure including a radiation absorber, an X-ray transparent film that supports the absorber, and a holding frame that holds these,
By using a metal oxide film other than the alignment mark portion in the range used for alignment on the X-ray transparent film, the film thickness of the X-ray absorber is reduced and the film thickness of the X-ray transparent film in the range used for alignment. Since occurrence of distribution and damage to the film surface can be prevented and stable alignment light transmittance can be obtained, and sufficient contrast can be obtained during X-ray exposure,
High-precision alignment was performed, and high-precision exposure and high-precision semiconductor fabrication were possible.
【0134】(第四の発明)以上の様に、所望のパター
ンを有するX線吸収体、該吸収体を支持するX線透過
膜、及びこれらを保持する保持枠からなるX線マスク構
造体において、前記X線透過膜上のパターン部以外の部
分に反射防止膜を有することを特徴とするX線マスク構
造体、その製造方法、X線露光装置、X線露光方法、及
び半導体製造方法によって吸収体の膜厚減少を防ぎ、X
線透過膜の膜厚むらやダメージを引き起こすことなく、
安定したアライメント光透過率を得ることが出来るの
で、高精度なアライメントを行い、高精度な露光及び高
精度な半導体の製造を行うことが出来た。(Fourth Invention) As described above, in an X-ray mask structure comprising an X-ray absorber having a desired pattern, an X-ray transmissive film supporting the absorber, and a holding frame holding these. An X-ray mask structure characterized by having an antireflection film on a portion other than a pattern portion on the X-ray transmission film, a method for manufacturing the same, an X-ray exposure apparatus, an X-ray exposure method, and a semiconductor manufacturing method. Prevents reduction of body thickness, X
Without causing the film thickness unevenness and damage of the wire permeable film,
Since a stable alignment light transmittance can be obtained, highly accurate alignment can be performed, and highly accurate exposure and highly accurate semiconductor manufacturing can be performed.
【0135】[0135]
【図1】本発明によるX線マスク構造体の工程断面図で
ある。FIG. 1 is a process sectional view of an X-ray mask structure according to the present invention.
【図2】本発明による他の例のX線マスク構造体の工程
断面図である。FIG. 2 is a process sectional view of an X-ray mask structure of another example according to the present invention.
【図3】本発明による他の例のX線マスク構造体の工程
断面図である。FIG. 3 is a process sectional view of an X-ray mask structure of another example according to the present invention.
【図4】本発明による他の例のX線マスク構造体の工程
断面図である。FIG. 4 is a process sectional view of an X-ray mask structure of another example according to the present invention.
【0136】[0136]
【図5】本発明によるX線マスク構造体の工程断面図で
ある。FIG. 5 is a process sectional view of an X-ray mask structure according to the present invention.
【図6】本発明による他の例のX線マスク構造体の工程
断面図である。FIG. 6 is a process sectional view of an X-ray mask structure of another example according to the present invention.
【図7】本発明による他の例のX線マスク構造体の工程
断面図である。FIG. 7 is a process sectional view of an X-ray mask structure of another example according to the present invention.
【図8】本発明による他の例のX線マスク構造体の工程
断面図である。FIG. 8 is a process sectional view of an X-ray mask structure of another example according to the present invention.
【図9】本発明による他の例のX線マスク構造体の工程
断面図である。FIG. 9 is a process sectional view of an X-ray mask structure of another example according to the present invention.
【図10】従来のX線マスク構造体の工程断面図であ
る。FIG. 10 is a process cross-sectional view of a conventional X-ray mask structure.
【図11】本発明によるX線露光装置の簡略図である。FIG. 11 is a simplified diagram of an X-ray exposure apparatus according to the present invention.
【図12】本発明による他の例のX線マスク構造体の工
程断面図である。FIG. 12 is a process sectional view of an X-ray mask structure of another example according to the present invention.
【0137】[0137]
【図13】本発明によるX線マスク構造体の工程断面図
である。FIG. 13 is a process sectional view of an X-ray mask structure according to the present invention.
【図14】本発明による他の例のX線マスク構造体の工
程断面図である。FIG. 14 is a process sectional view of an X-ray mask structure of another example according to the present invention.
【図15】本発明による他の例のX線マスク構造体の工
程断面図である。FIG. 15 is a process sectional view of an X-ray mask structure of another example according to the present invention.
【図16】本発明による他の例のX線マスク構造体の工
程断面図である。FIG. 16 is a process sectional view of an X-ray mask structure of another example according to the present invention.
【図17】従来のX線マスク構造体の工程断面図であ
る。FIG. 17 is a process cross-sectional view of a conventional X-ray mask structure.
【図18】本発明によるX線露光装置の簡略図である。FIG. 18 is a simplified diagram of an X-ray exposure apparatus according to the present invention.
【0138】[0138]
【図19】本発明によるX線マスク構造体の工程断面図
である。FIG. 19 is a process sectional view of an X-ray mask structure according to the present invention.
【図20】本発明による他の例のX線マスク構造体の工
程断面図である。FIG. 20 is a process sectional view of an X-ray mask structure of another example according to the present invention.
【図21】本発明による他の例のX線マスク構造体の工
程断面図である。FIG. 21 is a process sectional view of an X-ray mask structure of another example according to the present invention.
【図22】本発明による他の例のX線マスク構造体の工
程断面図である。FIG. 22 is a process sectional view of an X-ray mask structure of another example according to the present invention.
【図23】本発明による他の例のX線マスク構造体の工
程断面図である。FIG. 23 is a process sectional view of an X-ray mask structure of another example according to the present invention.
【図24】本発明によるX線露光装置の簡略図である。FIG. 24 is a simplified diagram of an X-ray exposure apparatus according to the present invention.
【図25】従来のX線マスク構造体の工程断面図であ
る。FIG. 25 is a process sectional view of a conventional X-ray mask structure.
【図26】本発明による他の例のX線マスク構造体の工
程断面図である。FIG. 26 is a process sectional view of an X-ray mask structure of another example according to the present invention.
【0139】[0139]
(図1〜4) 11、21、31、41…保持枠 12、22、32、42…X線透過膜 13、23、33、43…金属薄膜 14、43…めっき電極 15、25、35、45…レジスト 16、26、36、46…X線吸収体 16’、26’、36’…X線吸収体(加工後) 17、27、37、47…金属酸化物(パターン部) 18、28、38、48…金属酸化物(X線透過膜上で
非パターン形成部)(FIGS. 1 to 4) 11, 21, 31, 41 ... Holding frame 12, 22, 32, 42 ... X-ray transparent film 13, 23, 33, 43 ... Metal thin film 14, 43 ... Plating electrode 15, 25, 35, 45 ... Resist 16, 26, 36, 46 ... X-ray absorber 16 ', 26', 36 '... X-ray absorber (after processing) 17, 27, 37, 47 ... Metal oxide (pattern portion) 18, 28 , 38, 48 ... Metal oxide (non-patterned portion on X-ray transparent film)
【0140】(図5〜12) 1…Be窓ポ−ト 2…マスクステージ 3…アライメント検出部 4…マスク 5…ウェハー(半導体基板) 6…ウェハーチャック 7…ウェハーステージ 8…露光チャンバー 9…排気ポ−ト 11、21、31、41、51、61、81…保持枠 12、22、32、42、52、62、82…X線透過
膜 13、23、33、63、83…金属薄膜 14、33、64、84…めっき電極 15、25、35、45、55、65、85…レジスト 16、26、36、46、56、66、86…X線吸収
体 16’、26’、56’、66’、86’…X線吸収体
(加工後) 17、27、37、47、57、67、87…アライメ
ントマーク 18、18’、28、38、48、48’、58、6
8、88”…反射防止膜 29、59…保護膜(FIGS. 5 to 12) 1 ... Be window port 2 ... Mask stage 3 ... Alignment detector 4 ... Mask 5 ... Wafer (semiconductor substrate) 6 ... Wafer chuck 7 ... Wafer stage 8 ... Exposure chamber 9 ... Exhaust Ports 11, 21, 31, 41, 51, 61, 81 ... Holding frame 12, 22, 32, 42, 52, 62, 82 ... X-ray transparent film 13, 23, 33, 63, 83 ... Metal thin film 14 , 33, 64, 84 ... Plating electrode 15, 25, 35, 45, 55, 65, 85 ... Resist 16, 26, 36, 46, 56, 66, 86 ... X-ray absorber 16 ', 26', 56 ' , 66 ', 86' ... X-ray absorber (after processing) 17, 27, 37, 47, 57, 67, 87 ... Alignment marks 18, 18 ', 28, 38, 48, 48', 58, 6
8, 88 "... Antireflection film 29, 59 ... Protective film
【0141】(図13〜18) 1…Be窓ポ−ト 2…マスクステージ 3…アライメント検出部 4…マスク 5…ウェハー(半導体基板) 6…ウェハーチャック 7…ウェハーステージ 8…露光チャンバー 9…排気ポ−ト11、21、31、41、51…保持枠 12、22、32、42、52…X線透過膜 13、23、33、43、53…金属薄膜 14、34、43、54…めっき電極 15、25、35、45、55…レジスト 16、26、36、46、56…X線吸収体 16’、26’、36’、56’…X線吸収体(加工
後) 17、27、37、47、57…アライメントマーク 18、28、38…保護膜 19、29、39、49…金属酸化膜(非アライメント
パターン部)(FIGS. 13 to 18) 1 ... Be window port 2 ... Mask stage 3 ... Alignment detector 4 ... Mask 5 ... Wafer (semiconductor substrate) 6 ... Wafer chuck 7 ... Wafer stage 8 ... Exposure chamber 9 ... Exhaust Ports 11, 21, 31, 41, 51 ... Holding frame 12, 22, 32, 42, 52 ... X-ray transparent film 13, 23, 33, 43, 53 ... Metal thin film 14, 34, 43, 54 ... Plating Electrodes 15, 25, 35, 45, 55 ... Resist 16, 26, 36, 46, 56 ... X-ray absorber 16 ', 26', 36 ', 56' ... X-ray absorber (after processing) 17, 27, 37, 47, 57 ... Alignment mark 18, 28, 38 ... Protective film 19, 29, 39, 49 ... Metal oxide film (non-alignment pattern portion)
【0142】(図19〜26) 1…Be窓ポ−ト 2…マスクステージ 3…アライメント検出部 4…マスク5…ウェハー(半導体基板) 6…ウェハーチャック 7…ウェハーステージ 8…露光チャンバー 9…排気ポ−ト 11、21、31、41、51、71、81…保持枠 12、22、32、42、52、72、82…X線透過
膜 13、23、43、73、83…金属薄膜 14、43、74、84…めっき電極 15、25、35、45、55、75、85…レジスト 16、26、36、46、56、76、86…X線吸収
体 16’、26’、36’、56’、76’、86’…X
線吸収体(加工後) 17、27、37、47、57、87’…反射防止膜(FIGS. 19 to 26) 1 ... Be window port 2 ... Mask stage 3 ... Alignment detector 4 ... Mask 5 ... Wafer (semiconductor substrate) 6 ... Wafer chuck 7 ... Wafer stage 8 ... Exposure chamber 9 ... Exhaust Ports 11, 21, 31, 41, 51, 71, 81 ... Holding frame 12, 22, 32, 42, 52, 72, 82 ... X-ray transparent film 13, 23, 43, 73, 83 ... Metal thin film 14 , 43, 74, 84 ... Plating electrode 15, 25, 35, 45, 55, 75, 85 ... Resist 16, 26, 36, 46, 56, 76, 86 ... X-ray absorber 16 ', 26', 36 ' , 56 ', 76', 86 '... X
Line absorber (after processing) 17, 27, 37, 47, 57, 87 '... Antireflection film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03F 7/20 503 9122−2H 521 9122−2H G11B 11/00 9075−5D 7352−4M H01L 21/30 331 E ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Internal reference number FI Technical display location G03F 7/20 503 9122-2H 521 9122-2H G11B 11/00 9075-5D 7352-4M H01L 21 / 30 331 E
Claims (31)
吸収体を支持するX線透過膜、及びこれらを保持する保
持枠からなるX線マスク構造体において、前記X線透過
膜上のパターン部に原子番号が70以上の金属酸化膜を
有し、前記X線透過膜上のパターン部以外の部分に原子
番号が35以下の金属酸化膜を有することを特徴とする
X線マスク構造体。1. An X-ray mask structure comprising an X-ray absorber having a desired pattern, an X-ray transmissive film supporting the absorber, and a holding frame for holding these, wherein the pattern on the X-ray transmissive film. An X-ray mask structure having a metal oxide film having an atomic number of 70 or more in a portion and a metal oxide film having an atomic number of 35 or less in a portion other than the pattern portion on the X-ray transparent film.
ンタル、タングステン、白金、金及び鉛のいずれかの酸
化物で、且つ原子番号が35以下の金属酸化膜が、クロ
ム、チタン、アルミニウム、亜鉛、銅及びニッケルのい
ずれかの酸化物である請求項1に記載のX線マスク構造
体。2. The metal oxide film having an atomic number of 70 or more is an oxide of tantalum, tungsten, platinum, gold, or lead, and the metal oxide film having an atomic number of 35 or less is chromium, titanium, or aluminum. The X-ray mask structure according to claim 1, which is an oxide of any one of zinc, copper, and nickel.
線透過膜とX線吸収体として主たる役割を果たす金属と
の間に金属薄膜を持つX線マスクの製造方法において、
X線吸収体として主たる役割を果たす金属を所望のパタ
ーンに形成後、酸化処理を行い、前記パターン部及び前
記金属薄膜の非パターン形成部を金属酸化物とすること
を特徴とするX線マスク製造方法。3. An X-ray transparent film is provided on the holding frame,
In a method of manufacturing an X-ray mask having a metal thin film between a ray-transmissive film and a metal that plays a main role as an X-ray absorber,
After forming a metal that plays a main role as an X-ray absorber into a desired pattern, an oxidation treatment is performed to make the pattern portion and the non-pattern forming portion of the metal thin film a metal oxide. Method.
理である請求項3に記載のX線マスク製造方法。4. The method of manufacturing an X-ray mask according to claim 3, wherein the oxidation treatment of the metal thin film is an oxygen plasma treatment.
処理である請求項3に記載のX線マスク製造方法。5. The method of manufacturing an X-ray mask according to claim 3, wherein the oxidation treatment of the metal thin film is an oxygen ion implantation treatment.
の加熱処理である請求項3に記載のX線マスク製造方
法。6. The method of manufacturing an X-ray mask according to claim 3, wherein the oxidation treatment of the metal thin film is a heat treatment in an oxygen atmosphere.
体、該吸収体を支持するX線透過膜、及びこれらを保持
する保持枠からなるX線マスク構造体において、上記回
路パターンが形成してある周辺部に、位置合わせ用マー
クが設けられており、前記X線透過膜上で位置合わせに
用いられる範囲のみに反射防止膜を有することを特徴と
するX線マスク構造体。7. An X-ray mask structure comprising an X-ray absorber having a desired circuit pattern, an X-ray transmissive film supporting the absorber, and a holding frame for holding these, wherein the circuit pattern is formed. An X-ray mask structure, wherein an alignment mark is provided on a certain peripheral portion, and an antireflection film is provided only in a region used for alignment on the X-ray transmission film.
位置合わせ用マークがあるX線マスクの製造方法におい
て、位置合わせに用いる範囲のみに反射防止膜を形成す
ることを特徴とするX線マスク製造方法。8. A peripheral portion on which a circuit pattern is formed,
A method of manufacturing an X-ray mask having an alignment mark, wherein an antireflection film is formed only in a range used for alignment.
を所望のパターンに形成後、反射防止膜を形成する請求
項8に記載のX線マスク製造方法。9. The method of manufacturing an X-ray mask according to claim 8, wherein an antireflection film is formed after forming a metal that plays a main role as a pattern into a desired pattern.
材を所定位置に固定する手段とX線マスクを所定位置に
固定する手段とアライメントとアライメント検出部とを
含むX線露光装置において、上記マスクが、所望のパタ
ーンを有するX線吸収体、該吸収体を支持するX線透過
膜、及びこれらを保持する保持枠からなり、回路パター
ンが形成してある周辺部に、位置合わせ用マークが設け
られ、前記X線透過膜上で位置合わせに用いられる範囲
のみに反射防止膜を有するX線マスクであることを特徴
とするX線露光装置。10. An X-ray exposure apparatus comprising an X-ray generation source, an exposure chamber, a means for fixing an exposed material at a predetermined position, a means for fixing an X-ray mask at a predetermined position, an alignment and an alignment detection section. The mask includes an X-ray absorber having a desired pattern, an X-ray transmissive film that supports the absorber, and a holding frame that holds the X-ray absorber, and a positioning mark is provided on the peripheral portion where the circuit pattern is formed. An X-ray exposure apparatus, which is an X-ray mask provided with an antireflection film only in a range used for alignment on the X-ray transmission film.
アライメント光によりX線マスクのアライメントを行
い、且つ該マスクを通してX線を露光するX線露光方法
において、上記マスクが、所望のパターンを有するX線
吸収体、該吸収体を支持するX線透過膜、及びこれらを
保持する保持枠からなり、回路パターンが形成してある
周辺部に、位置合わせ用マークが設けられ、前記X線透
過膜上で位置合わせに用いられる範囲のみに反射防止膜
を有するX線マスクであることを特徴とするX線露光方
法。11. An X-ray mask is superposed on the surface of the exposed material,
In an X-ray exposure method of aligning an X-ray mask with alignment light and exposing X-rays through the mask, the mask has an X-ray absorber having a desired pattern, and an X-ray transmissive film supporting the absorber. , And a holding frame for holding these, positioning marks are provided on the peripheral portion where the circuit pattern is formed, and the antireflection film is provided only on the range used for the positioning on the X-ray transmission film. An X-ray exposure method, which is an X-ray mask.
X線マスクと被露光材が塗布してある基板とを重ね、ア
ライメント光によりX線マスクと基板とのアライメント
を行い、該マスクを通してX線を露光することによりパ
ターニングを行う半導体製造方法において、上記マスク
が、X線吸収体、該吸収体を支持するX線透過膜、及び
これらを保持する保持枠からなり、回路パターンが形成
してある周辺部に、位置合わせ用マークが設けられ、前
記X線透過膜上で位置合わせに用いられる範囲のみに反
射防止膜を有するX線マスクであることを特徴とする半
導体製造方法。12. An X-ray mask having a pattern required for semiconductor manufacturing and a substrate coated with a material to be exposed are overlapped, alignment of the X-ray mask and the substrate is performed by alignment light, and X-rays are emitted through the mask. In a semiconductor manufacturing method for performing patterning by exposure, the mask includes an X-ray absorber, an X-ray transmissive film that supports the absorber, and a holding frame that holds these, and a periphery where a circuit pattern is formed. A semiconductor manufacturing method, characterized in that the X-ray mask is provided with an alignment mark on a portion thereof, and has an antireflection film only in a range used for alignment on the X-ray transmission film.
体、該吸収体を支持するX線透過膜、及びこれらを保持
する保持枠からなるX線マスク構造体において、上記回
路パターンが形成してある周辺部に、位置合わせ用マー
クが設けられており、前記X線透過膜上で位置合わせに
用いられる範囲で且つ位置合わせ用マークのパターン部
以外の部分に金属酸化膜を有することを特徴とするX線
マスク構造体。13. An X-ray mask structure comprising an X-ray absorber having a desired circuit pattern, an X-ray transmissive film supporting the absorber, and a holding frame for holding these, wherein the circuit pattern is formed. An alignment mark is provided in a certain peripheral portion, and a metal oxide film is provided on a portion of the X-ray transmission film that is used for alignment and in a portion other than the pattern portion of the alignment mark. X-ray mask structure.
タル、タングステン、モリブデン、錫、アルミニウム、
亜鉛、銅、ニッケル及び鉛のいずれかの酸化物である請
求項13に記載のX線マスク構造体。14. The metal oxide film is chromium, titanium, tantalum, tungsten, molybdenum, tin, aluminum,
The X-ray mask structure according to claim 13, which is an oxide of any one of zinc, copper, nickel and lead.
さである請求項13に記載のX線マスク構造体。15. The X-ray mask structure according to claim 13, wherein the metal oxide film has a thickness of 1,000 Å or less.
があるX線マスクの製造方法において、所望のパターン
を形成後、酸化処理を行い位置合わせに用いる範囲にあ
る非パターン形成部に金属酸化物を形成することを特徴
とするX線マスク製造方法。16. A method of manufacturing an X-ray mask having a circuit pattern and an alignment mark, wherein after a desired pattern is formed, an oxidation process is performed to apply a metal oxide to a non-pattern forming portion in a range used for alignment. A method for manufacturing an X-ray mask, which comprises: forming.
マ処理である請求項16に記載のX線マスク製造方法。17. The method of manufacturing an X-ray mask according to claim 16, wherein the method of forming the metal oxide is oxygen plasma treatment.
注入処理である請求項16に記載のX線マスク製造方
法。18. The method of manufacturing an X-ray mask according to claim 16, wherein the method of forming the metal oxide is an oxygen ion implantation process.
中での加熱処理である請求項16に記載のX線マスク製
造方法。19. The method for producing an X-ray mask according to claim 16, wherein the method for forming the metal oxide is a heat treatment in an oxygen atmosphere.
材を所定位置に固定する手段とX線マスクを所定位置に
固定する手段とアライメントとアライメント検出部とを
含むX線露光装置において、上記マスクが、所望のパタ
ーンを有するX線吸収体、該吸収体を支持するX線透過
膜、及びこれらを保持する保持枠からなり、回路パター
ンが形成してある周辺部に、位置合わせ用マークが設け
られ、前記X線透過膜上で位置合わせに用いられる範囲
で且つ位置合わせ用マークパターン部以外の部分に金属
酸化膜を有するX線マスクであることを特徴とするX線
露光装置。20. An X-ray exposure apparatus comprising an X-ray generation source, an exposure chamber, a means for fixing an exposed material at a predetermined position, a means for fixing an X-ray mask at a predetermined position, an alignment and an alignment detection section. The mask includes an X-ray absorber having a desired pattern, an X-ray transmissive film that supports the absorber, and a holding frame that holds the X-ray absorber, and a positioning mark is provided on the peripheral portion where the circuit pattern is formed. An X-ray exposure apparatus, which is an X-ray mask having a metal oxide film provided in a range used for alignment on the X-ray transparent film and in a portion other than the alignment mark pattern portion.
アライメント光によりX線マスクのアライメントを行い
且つ該マスクを通してX線を露光するX線露光方法にお
いて、上記マスクが、所望のパターンを有するX線吸収
体、該吸収体を支持するX線透過膜、及びこれらを保持
する保持枠からなり、回路パターンが形成してある周辺
部に、位置合わせ用マークが設けられ、前記X線透過膜
上で位置合わせに用いられる範囲で且つ位置合わせ用マ
ークパターン部以外の部分に金属酸化膜を有するX線マ
スクであることを特徴とするX線露光方法。21. An X-ray mask is superposed on the surface of the exposed material,
In an X-ray exposure method of aligning an X-ray mask with alignment light and exposing X-rays through the mask, the mask has an X-ray absorber having a desired pattern, an X-ray transmissive film supporting the absorber, And a holding frame for holding these, a positioning mark is provided in the peripheral portion where the circuit pattern is formed, and the positioning mark pattern portion is used within the range used for the positioning on the X-ray transmission film. An X-ray exposure method, which is an X-ray mask having a metal oxide film on a portion other than the above.
X線マスクと被露光材が塗布してある基板とを重ね、ア
ライメント光によりX線マスクと基板とのアライメント
を行い、該マスクを通してX線を露光することによりパ
ターニングを行う半導体製造方法において、上記マスク
が、X線吸収体、該吸収体を支持するX線透過膜、及び
これらを保持する保持枠からなり、回路パターンが形成
してある周辺部に、位置合わせ用マークが設けられ、前
記X線透過膜上で位置合わせに用いられる範囲で且つ位
置合わせ用マークパターン部以外の部分に金属酸化膜を
有するX線マスクであることを特徴とする半導体製造方
法。22. An X-ray mask having a pattern required for semiconductor manufacturing and a substrate coated with a material to be exposed are superposed, alignment of the X-ray mask and the substrate is performed by alignment light, and X-rays are emitted through the mask. In a semiconductor manufacturing method for performing patterning by exposure, the mask includes an X-ray absorber, an X-ray transmissive film that supports the absorber, and a holding frame that holds these, and a periphery where a circuit pattern is formed. An X-ray mask having a metal oxide film in a portion used for alignment on the X-ray transmission film and in a portion other than the alignment mark pattern portion on the X-ray transparent film. Semiconductor manufacturing method.
該吸収体を支持するX線透過膜、及びこれらを保持する
保持枠からなるX線マスク構造体において、前記X線透
過膜上のパターン部以外の部分に反射防止膜を有するこ
とを特徴とするX線マスク構造体。23. An X-ray absorber having a desired pattern,
An X-ray mask structure comprising an X-ray transmissive film that supports the absorber and a holding frame that holds the X-ray transmissive film, wherein an antireflection film is provided on a portion other than the pattern portion on the X-ray transmissive film. X-ray mask structure.
タン、アルミニウム、亜鉛、銅、ニッケル、タンタル、
タングステン、モリブデン及び錫のいずれかの酸化物、
窒化物又は炭化物である特許請求の請求項23に記載の
X線マスク構造体。24. The antireflection film comprises silicon, chromium, titanium, aluminum, zinc, copper, nickel, tantalum,
An oxide of tungsten, molybdenum or tin,
24. The X-ray mask structure according to claim 23, which is a nitride or a carbide.
線マスクの製造方法において、X線吸収体として主たる
役割を果たす金属を所望のパターンに形成後、該X線透
過膜上の非吸収体パターン形成部を反射防止膜とするこ
とを特徴とするX線マスク製造方法。25. An X having an X-ray transparent film provided on a holding frame.
In the method of manufacturing a X-ray mask, a metal that plays a main role as an X-ray absorber is formed into a desired pattern, and then the non-absorber pattern forming portion on the X-ray transmission film is used as an antireflection film. Line mask manufacturing method.
ある請求項25に記載のX線マスク製造方法。26. The X-ray mask manufacturing method according to claim 25, wherein the thin film processing method is ion implantation processing.
である請求項25に記載のX線マスク製造方法。27. The X-ray mask manufacturing method according to claim 25, wherein the method of processing the metal thin film is plasma processing.
る請求項25に記載のX線マスク製造方法。28. The X-ray mask manufacturing method according to claim 25, wherein the method of processing the metal thin film is heat treatment.
材を所定位置に固定する手段とX線マスクを所定位置に
固定する手段とアライメントとアライメント検出部とを
含むX線露光装置において、上記マスクが、所望のパタ
ーンを有するX線吸収体、該吸収体を支持するX線透過
膜、及びこれらを保持する保持枠からなり、前記X線透
過膜上のパターン部以外の部分に反射防止膜を有するX
線マスクであることを特徴とするX線露光装置。29. An X-ray exposure apparatus comprising an X-ray generation source, an exposure chamber, a means for fixing an exposed material at a predetermined position, a means for fixing an X-ray mask at a predetermined position, an alignment and an alignment detection unit. The mask comprises an X-ray absorber having a desired pattern, an X-ray transmissive film that supports the absorber, and a holding frame that holds these, and an antireflection film is provided on a portion other than the pattern portion on the X-ray transmissive film. With X
An X-ray exposure apparatus, which is a line mask.
アライメント光によりX線マスクのアライメントを行い
且つ該マスクを通してX線を露光するX線露光方法にお
いて、上記マスクが、所望のパターンを有するX線吸収
体、該吸収体を支持するX線透過膜、及びこれらを保持
する保持枠からなり、前記X線透過膜上のパターン部以
外の部分に反射防止膜を有するX線マスクであることを
特徴とするX線露光方法。30. An X-ray mask is superposed on the surface of the exposed material,
In an X-ray exposure method of aligning an X-ray mask with alignment light and exposing X-rays through the mask, the mask has an X-ray absorber having a desired pattern, an X-ray transmissive film supporting the absorber, An X-ray exposure method, which is an X-ray mask having an antireflection film on a portion other than the pattern portion on the X-ray transmission film, the X-ray exposure method comprising:
X線マスクと被露光材が塗布してある基板とを重ね、ア
ライメント光によりX線マスクと基板とのアライメント
を行い、該マスクを通してX線を露光することによりパ
ターニングを行う半導体製造方法において、上記マスク
が、X線吸収体、該吸収体を支持するX線透過膜、及び
これらを保持する保持枠からなり、前記X線透過膜上の
パターン部以外の部分に反射防止膜を有するX線マスク
であることを特徴とする半導体製造方法。31. An X-ray mask having a pattern required for semiconductor manufacturing and a substrate coated with a material to be exposed are superposed, alignment of the X-ray mask and the substrate is performed by alignment light, and X-rays are emitted through the mask. In the semiconductor manufacturing method of patterning by exposure, the mask comprises an X-ray absorber, an X-ray transmissive film that supports the absorber, and a holding frame that holds these, and the pattern on the X-ray transmissive film. A method for manufacturing a semiconductor, which is an X-ray mask having an antireflection film on a portion other than the portion.
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JP2002156743A (en) * | 2000-11-20 | 2002-05-31 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Photomask blank and method for manufacturing the same |
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1992
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