(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にＸ線吸収体を形成する工程、該Ｘ線吸収体の応力を所定の条件で制御する工程を備えたＸ線マスクの製造方法において、基板上にＸ線吸収体を形成する工程において前記基板上と同時に前記基板より薄い板厚のモニタ基板上にもＸ線吸収体を形成し、前記モニタ基板上に形成した前記Ｘ線吸収体の応力の計測値により、前記基板上に形成した前記Ｘ線吸収体の応力を制御する条件を決定することを特徴とするＸ線マスクの製造方法。
【請求項２】
基板上にＸ線吸収体を形成する工程、該Ｘ線吸収体の上方に所定の層を形成する工程、少なくともＸ線吸収体に所定のパターンを形成する工程を備えたＸ線マスクの製造方法において、Ｘ線マスク完成時点でＸ線吸収体と同じパターンを有する少なくとも一層を形成する工程の後に、前記Ｘ線吸収体の応力と該Ｘ線吸収体と同じパターンを有する少なくとも一層の応力の総和を計測し、該応力を制御する工程を備えたことを特徴とするＸ線マスクの製造方法。
【請求項３】
Ｘ線吸収体の応力と該Ｘ線吸収体と同じパターンを有する少なくとも一層の応力の総和を計測し、該応力を制御する工程が、応力計測とアニール処理との繰り返しで構成され、前記アニール処理におけるアニール温度が所望のアニール温度よりも低温で且つ、一回もしくは複数回のアニールを行なうとともにアニール後の応力の総和を計測し、Ｘ線吸収体と同じパターンを有する少なくとも一層を形成する工程の直後の応力総和計測結果と上記一回もしくは複数回のアニール後の応力総和計測結果とから最終アニール温度を決定し、前記最終アニール温度でアニール処理を行なう工程であることを特徴とする、請求項２に記載のＸ線マスクの製造方法。
【請求項４】
Ｘ線マスク完成時点でＸ線吸収体と同じパターンを有する少なくとも一層を形成する工程の後に、前記Ｘ線吸収体の応力と該Ｘ線吸収体と同じパターンを有する少なくとも一層の応力の総和を計測し、該応力を制御する工程において、基板とは別にモニタ基板を用い、上方にＸ線吸収体及びＸ線マスク完成時点でＸ線吸収体と同じパターンを有する少なくとも一層が形成されたモニタ基板を用いた応力計測結果をもとに、前記Ｘ線吸収体及びＸ線マスク完成時点でＸ線吸収体と同じパターンを有する少なくとも一層の形成された基板の応力の総和を制御する条件を決定することを特徴とする請求項２または３のいずれか１項に記載のＸ線マスクの製造方法。
【請求項５】
モニタ基板がバックエッチされた基板であることを特徴とする請求項１または４のいずれか１項に記載のＸ線マスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、Ｘ線リソグラフィに使用するＸ線マスク及びその製造方法、その製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３２は、特開平５ー２１７８６２号公報に示された従来のＸ線マスクの概略構造を示したものである。図において１は２ｍｍ厚程度のシリコン（Ｓｉ）基板、２はシリコン基板上に成膜された厚さ２μｍ程度のメンブレン（Ｘ線透過材）で通常ＳｉＣ等のＸ線透過率のよい軽元素セラミックスからなる。３はメンブレンを可視光の反射や荷電粒子による帯電から防止するための保護膜で酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる。４は１〜２％のチタン（Ｔｉ）を含むタングステン（Ｗ）膜（Ｗ−Ｔｉ）からなるＸ線吸収体で、所望の半導体の回路パターン７が形成されている。５はＸ線吸収体をパターニングするためのエッチングマスクでクロム（Ｃｒ）からなる。
【０００３】
次に上記Ｘ線マスクの製作プロセスを図３３に従って説明する。工程（ａ）ではシリコン基板１の上面にＳｉＣ膜２を形成し、工程（ｂ）では弗硝酸等の薬液でシリコン基板の中心部を溶解除去し、ＳｉＣの自立膜（メンブレン）２を形成する。この工程をバックエッチと称する。次に工程（ｃ）でエッチングストッパ兼反射防止機能を持つＩＴＯ膜３、Ｘ線の吸収体であるＷ−Ｔｉ膜４、エッチングマスクとしてのＣｒ膜５、及びレジスト膜６を順次スパッタや回転塗布法で形成し、電子ビーム（図示せず）で半導体パターンを描画する。工程（ｄ）ではレジストが現像され、レジストパターン６'が形成されている。工程（ｅ）ではＣｌ2／Ｏ2の混合ガスを用いてＣｒ膜をエッチングし、次にＣｒ膜をエッチングマスクとしてＳＦ6／ＣＨＦ3混合気を用い、シリコン基板を底部より低温ヘリウム（Ｈｅ）等で−５０℃程度まで冷却し、低温エッチングによりＷ−Ｔｉの回路パターン７を形成する。底面のＩＴＯ膜はＷ−Ｔｉとのエッチング選択性が大きいため、エッチング時間を長くしても安定であり、マスク面内で均一な垂直パターンを形成することができる。
【０００４】
図３４は、完成したＸ線マスクを用いてシリコンウェハ上にパターンを転写する原理図を示したものである。Ｘ線マスク３８を露光材（レジスト）を塗布したシリコンウェハ３９と近接して平行に設置し（ギャップ＝１０〜５０μｍ）、シンクロトロン（ＳＲ）放射光源等からのＸ線４１を照射した例である。マスク上の微細半導体パターン３８ａをシリコンウェハ３９上に転写することができる。図において、３８ｂはマスク上の微細半導体パターン３８ａのある領域（ウインドウ）、４０はシリコンウェハ３９上に転写されたパターンを示す。
【０００５】
また、Ｘ線マスクは通常、Ｘ線透過層（メンブレン）のＸ線透過領域の大きさ（ウインドウサイズ）が回路パターンよりも大きいため、このＸ線マスクを用いて、プロセスウェハ上に露光を繰り返してできるだけ多数のチップパターンを形成しようとすると、Ｘ線露光時に隣接するチップの一部を方形のウインドウの辺に沿って、多重露光（最大４回）してしまう。また、隣接するチップの間隔をあけて多重露光を避けようとすれば、Ｘ線マスクのウインドウの大きさ毎にしか露光できず、プロセスウェハに形成できるチップの数が少なくなるという問題があった。この多重露光に関する問題をかぶり露光という。このかぶり露光を避けるために、Ｘ線吸収体の厚さを４重露光でも十分なコントラストが得られる程度まで厚くすることが考えられるが、Ｘ線吸収体の厚さは転写特性から最適な値が存在し、必ずしも厚い方がよいわけでなく、さらに高アスペクト比の吸収体をエッチングによりパターン形成することは困難であった。
【０００６】
図３５はこの問題を避けるために用いられた従来のＸ線マスクの製造方法を示す工程図である。図において、８はサポートリング、１０はＡＲコートでエッチングストッパを兼ねている。４ａは第１の成膜工程によるＸ線吸収体膜、４ｂは第２の成膜工程によるＸ線吸収体膜である。工程を（ａ）〜（ｄ）に従って説明する。まず、第１の成膜工程（ａ）では予めバックエッチを完了したＸ線透過層２にエッチングストッパを兼ねたＡＲコート１０、第１のＸ線吸収体膜４ａ、レジスト膜６を成膜する。次に第１のパターン形成（ｂ）を行なうためにレジスト膜６をパターニングし、それをエッチングマスクとして第１のＸ線吸収体膜４ａをエッチングする。次の工程（ｃ）で、第１のＸ線吸収体膜４ａの上に第２のＸ線吸収体膜４ｂを成膜する。最後に工程（ｄ）で、再塗布したレジスト膜６の回路パターンを形成した後、それをエッチングマスクとして第２のＸ線吸収体４ｂをエッチングしてＸ線吸収体回路パターンの形成を行なう。このようにして、回路パターン周辺部のかぶり露光防止用Ｘ線吸収体膜の厚さを回路用パターンを有するＸ線吸収体膜の厚さをより厚くすることにより、かぶり露光防止機能を形成していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、Ｘ線マスクのパターン位置精度の向上には、Ｘ線吸収体の低応力化（１０ＭＰａより小）が必須である。しかし、成膜工程の再現性が不十分であるため、決められたプロセスに従って吸収体の成膜を行なうとその応力はたとえば±５０ＭＰａの範囲でばらついてしまう。この対策としてＸ線マスク工程中に吸収体の応力を測定することが考えられる。しかし、応力計測に適したものしか使用することができず、制約されたものではＸ線マスクとして使用できなくなる。一方、通常は、応力計測はＸ線マスク用メンブレンの基板として用いるシリコンウェハの反りから計測するため、実際に用いられるＸ線マスクとは形態が異なり、正確な応力計測と制御が難しかった。
【０００８】
さらに、応力計測については次のような問題がある。図３６には最も単純なＸ線マスクの製造プロセスを、図３７にはＸ線吸収体の上方に所望の膜が積層されたＸ線マスクの構造を示す。図において、１はシリコン基板、２はＳｉＣからなるメンブレン、４はＸ線吸収体、６はレジスト、８はサポートリング、９はＣｒからなるエッチングストッパ、１０はＳｉＯ2からなる反射防止膜（ＡＲコート）、５０はＳｉＯ2からなる平坦化膜である。この平坦化膜５０はこの膜の上に形成されるＸ線吸収体であるＷ−Ｔｉ膜４の結晶構造をアモルファス化するために必要となる膜である。図３７において、これらの膜は図で示される順に成膜され、これら積層された膜の上に電子線用レジスト（図示せず）が塗布され、電子線リソグラフィによって形成されたレジストパターンをマスクとしてＷ−ＴｉのＸ線吸収体４と同時に平坦化膜５０をエッチングしてパターンを形成する。さらに、エッチングストッパ９までエッチングしパターニングした後、最後にレジストを除去し、パターンが形成されたＸ線マスクが完成する。
【０００９】
図３６のような単純な構造であればＸ線吸収体のみ応力制御し、低応力化が実現できればパターン位置精度は確保できる。しかし、図３７のように積層された構造であれば、Ｘ線吸収体のみ応力制御しても、最終的にＸ線吸収体と同じパターンを有する膜、ここではＣｒからなるエッチングストッパ９とＳｉＯ2からなる平坦化膜５０、については応力制御がなされず、残った応力によりパターン位置精度が低下してしまうという問題があった。
【００１０】
本発明は、係る問題点を解決するためになされたもので、Ｘ線マスクの吸収体パターンを精度良く作製することのできるＸ線マスクの製造方法を提供することを目的としている。
【００１１】
また、工程中のＸ線マスク上の吸収体の応力を知り、かつ低応力化を図る手段を有するＸ線マスクの製造方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明の１の局面に従ったＸ線マスクの製造方法は、基板にＸ線吸収体を形成する工程、該Ｘ線吸収体の応力を所定の条件で制御する工程を備えたＸ線マスクの製造方法において、基板上にＸ線吸収体を形成する工程において前記基板上と同時に前記基板より薄い板厚のモニタ基板上にもＸ線吸収体を形成し、前記モニタ基板上に形成した前記Ｘ線吸収体の応力の計測値により前記基板上に形成した前記Ｘ線吸収体の応力を制御する条件を決定するものである。
【００１３】
また、この発明のさらに別の局面に従ったＸ線マスクの製造方法は、基板上にＸ線吸収体を形成する工程、該Ｘ線吸収体の上方に所定の膜を形成する工程、少なくともＸ線吸収体に所定のパターンを形成する工程を備えたＸ線マスクの製造方法において、Ｘ線マスク完成時点でＸ線吸収体と同じパターンを有する少なくとも一層を形成する工程の後に、Ｘ線吸収体の応力と該Ｘ線吸収体と同じパターンを有する少なくとも一層の応力の総和を計測し、該応力を制御する工程を備える。
【００１４】
上記さらに別の局面に従ったＸ線マスクの製造方法では、Ｘ線吸収体の応力と該Ｘ線吸収体と同じパターンを有する少なくとも一層の応力の総和を計測し、該応力を制御する工程が、応力計測とアニール処理との繰り返しで構成され、前記アニール処理におけるアニール温度が所望のアニール温度よりも低温で且つ、一回もしくは複数回のアニールを行なうとともにアニール後の応力の総和を計測し、Ｘ線吸収体と同じパターンを有する少なくとも一層を形成する工程の直後の応力総和計測結果と上記一回もしくは複数回のアニール後の応力総和計測結果とから最終アニール温度を決定し、前記最終アニール温度でアニール処理を行なう工程であってもよい。
【００１５】
上記さらに別の局面に従ったＸ線マスクの製造方法では、Ｘ線マスク完成時点でＸ線吸収体と同じパターンを有する少なくとも一層を形成する工程の後に、前記Ｘ線吸収体の応力と該Ｘ線吸収体と同じパターンを有する他少なくとも一層の応力の総和を計測し、該応力を制御する工程において、基板とは別にモニタ基板を用い、上方にＸ線吸収体及びＸ線マスク完成時点でＸ線吸収体と同じパターンを有する少なくとも一層が形成されたモニタ基板を用いた応力計測結果をもとに、前記Ｘ線吸収体及びＸ線マスク完成時点でＸ線吸収体と同じパターンを有する少なくとも一層の形成された基板の応力の総和を制御する条件を決定してもよい。
【００１６】
上記さらに別の局面に従ったＸ線マスクの製造方法では、モニタ基板がバックエッチされた基板であってもよい。
【００１７】
【作用】
この発明の１の局面に従ったＸ線マスクの製造方法は、Ｘ線吸収体の成膜時に同時に配置したモニタ基板を用いてＸ線吸収体膜の応力を評価するようにしたので、工程中のＸ線マスクのＸ線吸収体の正確な応力を知ることができ、その情報によりＸ線吸収体の低応力化が図れる。
【００１８】
また、この発明のさらに別の局面に従ったＸ線マスクの製造方法は、Ｘ線吸収体と同じパターンを有する膜の応力も考慮し、一括して制御するので、パターンの位置精度が向上する。
【００１９】
また、上記さらに別の局面に従ったＸ線マスクの製造方法は、Ｘ線吸収体と同じパターンを有する膜の応力も考慮し、一括して制御するので、パターンの位置精度が向上する。さらに、所望の温度より低い温度でのアニールによる応力とアニール温度との関係から最終アニール温度を決定するので、最適なアニール温度の設定が可能となる。
【００２０】
また、上記さらに別の局面に従ったＸ線マスクの製造方法は、応力計測と制御のために別途モニタ基板を配置したので、工程中のＸ線マスクのＸ線吸収体及びそれと同じパターンを有する層と一括して正確な応力を知ることができ、その情報により応力を一括して制御し低応力化が図れる。
【００２１】
また、上記さらに別の局面に従ったＸ線マスクの製造方法は、モニタ基板としてバックエッチを施した基板を用いたので、より実際のプロセスに近い基板を使用することになり、よりプロセスに近い正確な応力を計測することが可能となり、低応力化が図れる。
【００２２】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の一実施例について図を用いて説明する。図１はこの発明の一実施例によるＸ線マスクの構造を示す断面図である。図において、８はサポートリング、９はエッチングストッパ、１０はＡＲコート膜で、例ではエッチングストッパとＡＲコートを兼ねた膜を採用している。なお、Ｘ線吸収体４としては、Ｗ−Ｔｉを用い、その膜厚は０．５μｍ（ｄｘ）、またエッチングパターン寸法（ｄｌ）は０．２μｍで、必要精度（ａ）は１０％である。エッチングマスク５としてＣｒを用い、たとえばＥＣＲエッチング装置を用いて、エッチングを行なうと、Ｗ−Ｔｉに対するＣｒのエッチング選択比は２５〜１００となる。ここで、エッチング条件は、エッチングガスＳＦ6−ＣＨＦ3、処理圧力約１ｍＴｏｒｒ、マイクロ波出力２００Ｗ、ＲＦ出力１３〜５０Ｗである。
【００２３】
まず、エッチングマスクの最小の厚さ（ｄｅｍｉｎ）を決定する。Ｘ線吸収体の厚さｄｘが０．５μｍ、選択比ｒが２５〜１００、ｄｘ／ｒ≦ｄｅより、０．０２〜０．０５≦ｄｅとなる。次にＸ線吸収体の厚さｄｘの上限（ｄｅｍａｘ）を決定する。パターンの最小寸法（ｄｌ）が０．２μｍ、必要精度（ａ）は１０％、ｄｅ≦ｄｌ×ａ／１００より、ｄｅ≦０．０２となる。したがって、この場合のエッチングマスクの厚さは０．０２μｍが適当となる。なお、選択比ｒは同一エッチング条件において次式で定義される。
選択比ｒ＝（エッチングマスク（被対象パターニング層の直上層）のエッチング速度）／（被対象パターニング層のエッチング速度）
図２はエッチングマスクの膜厚とＸ線吸収体のパターン形成の関係を示す図で、図中（ａ）は、Ｘ線吸収体４上にｄｅの厚さのエッチングマスクが形成され、その寸法変動はエッチングマスクの厚さにほぼ相当し、ｄｅである。Ｘ線吸収体をエッチングでパターニングする場合、さらに、このエッチングマスクが理想的に異方性を有し、側壁の角度が９０゜で形成された場合、さらにこのエッチングマスクを用いてＸ線吸収体の側壁がサイドエッチの影響を受けないならば、Ｘ線吸収体のエッチング後の寸法精度は極めて良くなる。しかし、エッチングマスクが等方的にエッチングされてパターンが形成されると、図２中（ａ）のような形状となり、この形状を有したエッチングマスクを用いてＸ線吸収体をエッチングすると、図２中（ｂ）のように精度の劣ったＸ線吸収体パターンしか得ることができない。さらに、図２中（ｂ）においては、Ｘ線吸収体のエッチングが完了すると同時にエッチングマスクもエッチングされて消滅するという最もエッチング条件的に厳しい場合である。この場合、パターン寸法は最小のパターン寸法（ｄｌ）とエッチングマスクの厚さｄｅにより、ｄｌ±ｄｅと記述され、エッチングマスクの厚さｄｅは同時にパターンの寸法変動を示す。ここで、許容される寸法変動はｄｌ×ａ／１００（ａは必要とされるパターン要求精度％）となる。したがって、エッチングマスクが等方的にエッチングされるという最も厳しい条件より、エッチングマスクの厚さは、エッチング選択比を考慮して、Ｘ線吸収体の厚さ／選択比が最低限必要である。また、寸法精度を考慮すると、パターン最小寸法×要求精度／１００以下でよいことがわかる。これは、エッチングマスクが十分厚いとき、Ｘ線吸収体のエッチングを行なうことができるが、エッチングマスクパターン自身の精度が低くなり、その精度がＸ線吸収体の精度に影響を与えるため、精度の点ではできるだけエッチングマスクの厚さは可能な範囲で薄い方が良いということを示唆している。
【００２４】
また、最小パターン寸法０．１μｍ、必要な精度１０％、Ｘ線吸収体の厚さ０．５μｍとするとエッチングマスクの厚さは０．０１μｍ以下にすればよく、このとき、エッチング選択比は少なくとも５０以上必要である。このように、エッチング選択比の最適化を行なうこともできる。
【００２５】
（実施例２）
以下、本発明の他の実施例について図を用いて説明する。図３は、この発明の他の実施例によるＸ線マスクの構造を示す断面図である。図において、５ａはタングステン（Ｗ）からなるエッチングマスク（ａ）で厚さは０．０１μｍ、５ｂはクロム（Ｃｒ）からなるエッチングマスク（ｂ）で厚さは０．０３μｍである。なお、ここでは最小パターン寸法は０．１μｍ、寸法精度１０％である。なお、Ｘ線吸収体４の膜厚は０．５μｍである。
【００２６】
このように、エッチングマスクを多層にすると、実施例１のような単層の場合に比べて、精度の高いエッチングが可能となる。実施例１において、述べたが、エッチングマスクが単層の場合はエッチングマスクを高精度にエッチングするには薄い方がよい。しかし、しかし、エッチングマスクを薄くすると、エッチングマスクとＸ線吸収体のエッチング選択比を大きくする必要があり、Ｘ線吸収体のエッチングが困難になる。これに対しエッチングマスクが多層の場合は、レジストの直下に厚さの制御されたエッチングマスクを配置し、精度よくエッチングし、パターニングし、それをマスクに順次下に配置された層をエッチングしていくと、パターン精度が維持されたまま、Ｘ線吸収体にとって厚いエッチングマスクが形成されることになる。
【００２７】
次に、具体的な例で説明する。図３において、エッチングマスク（ｂ）５ｂとエッチングマスク（ａ）５ａの選択比は約１０であり、また、Ｘ線吸収体４とエッチングマスク（ｂ）５ｂの選択比は約１００である。エッチングマスクが多層の場合最上層のエッチングマスクのＸ線吸収体に対する選択比は接する層間の選択比の積で表されることから、エッチングマスク（ａ）５ａのＸ線吸収体４に対する選択比はそれらの選択比の積となり、約１０００である。すなわち、Ｘ線吸収体の厚さと選択比１０００より、エッチングマスク（ａ）５ａの厚さは０．５ｎｍであればよい。ここで、エッチング条件としてパターン精度の一番劣る条件、等方性エッチングが行なわれた場合を考慮しても、エッチングマスク（ａ）５ａの厚さの上限０．０１μｍ以下に設定すればよい。このように、多層のエッチングマスクを用いることにより、レジスト直下のエッチングマスクとＸ線吸収体との選択比は大きくなり、したがって、精度の高いエッチングパターンを得ることができる。
【００２８】
（実施例３）
以下、本発明の一実施例について図を用いて説明する。図４は、この発明の一実施例によるＸ線マスクのエッチング方法を示したものである。図において、レジストパターン６'からエッチングストッパ９までの構造を示しており、それより下に配置するメンブレン等は省略してある。図中（ａ）はレジストパターン、（ｂ）はエッチングマスク５を等方的にエッチングしたときの状態、（ｃ）はＸ線吸収体をエッチングしたときの状態を示した図である。この図のように、エッチングマスク５を等方的にエッチングすると、エッチングマスクの側壁が斜めになるため、その状態でＸ線吸収体をエッチングすると、Ｘ線吸収体の側壁も斜めになる。このように、パターンの場所によりＸ線吸収体の厚さが異なると、そこを通過するＸ線の位相が変化する（Ｘ線露光の際の位相シフト効果）。そのため、パターンのエッジ部で、Ｘ線の回折現象によりボケが緩和され、微細パターンが転写できるようになる。
【００２９】
（実施例４）
以下、本発明の一実施例について説明する。図１において、エッチングマスク５もしくはエッチングストッパ９として白金もしくは白金の化合物を用いると、タングステンもしくはタングステンを主成分とするＸ線吸収体のエッチングが容易になる。これはタングステンを含むＸ線吸収体のエッチングに際しては主にフッ素系のガスを用いることになり、また、白金を含むエッチングマスクに際しては塩素系のガスを用いることになり、その際、タングステンは塩素系のガスではエッチングされにくく、また、白金はフッ素系のガスではエッチングされにくいため、互いにエッチングの選択比が大きくなるためである。なお、エッチングストッパとして白金系の物質を用いた場合には、最後にエッチングストッパの除去を行なう必要がある。白金はタングステンに対し、エッチングが容易になるばかりでなく、Ｘ線吸収体として用いることができるため、エッチングマスクやパターン下のエッチングストッパはＸ線吸収体としての作用も有する。
【００３０】
（実施例５）
以下、本発明の別の実施例について説明する。図１において、エッチングマスク５やエッチングストッパ９にクロムの窒化物やクロムの窒化酸化物を用いると、Ｘ線吸収体のエッチングが容易になる。これはタングステン系がフッ素系のガス、クロム系が塩素系のガスでエッチングされ易く、その逆のガスでは互いにエッチングされにくいことによる。また、クロムの窒化酸化膜は透明であるため、エッチングストッパ兼ＡＲコートとしても用いることができる。そのため、アライメント光の透過率が上昇し、アライメントが容易になり、また、エッチングストッパの除去は行なわなくても良いため、工程を簡略化することができる。
【００３１】
（実施例６）
以下、本発明の一実施例について図を用いて説明する。図５は、この発明の実施例によるＸ線マスクの製造装置の一つであるエッチング装置の全体構成図である。本装置はＥＣＲエッチング装置で、真空容器中に導入されたエッチングガスを真空容器の外側に配置した電磁コイルにより電子に運動エネルギを与え、サイクロトロン共鳴によりイオン化率の高いプラズマを生じさせ、そのプラズマにより被対象物をエッチングするものである。図６は、この発明の実施例によるＸ線マスクの製造装置の構成の一部で、エッチングの被対象物であるＸ線マスク用ウェハを搭載するステージを中心とした構成を示したものである。図において、１１は銅やアルミニウムのような熱伝導率の高い金属材質からなるパッキン、１２は冷却ステージ、１３はウェハ押え、１４は冷却用のガス穴である。また、図５中矢印はガスの流れを表し、ａ部は冷却ステージ裏面からのガスの洩れ箇所を示す。
【００３２】
図６に示すように、Ｘ線マスクの冷却ステージ１２とウェハ押え１３に接する部分にパッキン１１を介在させる。このような構成にしてＸ線マスクのパターニングを行なうと冷却用ガスのリークが少なく、冷却効率が上昇する。たとえば、処理圧力１ｍｍＴｏｒｒでのエッチングの際、従来は冷却ガスを１ｓｃｃｍ流して冷却ガスの圧力が０．５Ｔｏｒｒ程度しか得られなかったが、本発明のパッキンを用いることにより冷却ガスの圧力を２Ｔｏｒｒ程度まで、向上させることができ、その結果圧力を一定に制御できたので、熱伝導も一定に保たれ冷却効率が向上した。なお、ウェハ１と冷却ステージ１２との隙間が０．１ｍｍのとき、冷却ガスを１〜２Ｔｏｒｒに維持できれば、所望の冷却が可能となる。
【００３３】
なお、本図中ではパッキン１１はＸ線マスク上面、すなわちウェハ押え１３に接する面にまで達しているが、マスク裏面すなわち冷却ステージ１２に接する面のみでもよい。ただし、マスク上面にまでパッキンを回り込ませると、パッキンのＸ線マスクへの固定がよく、ハンドリングの際パッキンが脱離せず、毎回新しいパッキンを着脱することになり、ガスがより洩れにくくなり、さらに冷却効率が上昇する。
【００３４】
（実施例７）
以下、本発明の別の実施例について図を用いて説明する。図７はこの発明の他の実施例によるＸ線マスクの製造装置であるエッチング装置の構成の一部を示したものである。図において、１５は高分子膜である。なお、この膜はレジストなどと同様にスピナー等で塗布したり、もしくはフィルム状の膜を切りとって張り付けたり、グリスなどを裏面に塗ってもよい。
【００３５】
このような構成にしてエッチングを行なうと、高分子膜がウェハとステージ間の微妙な溝（凹凸）を埋めるため、冷却用ガスの洩れが少なく、冷却効率を上げることができ、Ｘ線吸収体のエッチング形状を良くすることができる。
【００３６】
（実施例８）
以下、本発明の一実施例について図を用いて説明する。図８はこの発明の実施例によるＸ線マスクの製造装置であるエッチング装置の構成の一部を示す。図において、１６は冷却台、１７はスペーサである。図中（ａ）はバックエッチ済みのＸ線マスクを搭載した場合、（ｂ）はウェハ状態のＸ線マスクを搭載した場合を示している。図９はこの発明の他の実施例によるエッチング装置の構成の一部を示す。図９ではサポートリング８が取付けられた状態のＸ線マスクを搭載した場合の構成を示している。
【００３７】
このようにＸ線マスクの裏面にスペーサ１７を配置し、冷却ステージ１２とウェハ１との熱伝導を向上させる。このような構成で、エッチングを行なうと、種々の形状のＸ線マスクに対応でき、スペーサ１７の高さを替えたり、また、冷却ステージ１２の形状を変えるだけでエッチングが可能となる。そのため、Ｘ線マスクの形状にこだわることなく、作製プロセスを選択できる。なお、これらのスペーサや冷却ステージは接触面積が大きい程、熱伝達のロスが低減するので、表面は平滑な方がよい。また、スペーサを隙間に合致させるためには、スペーサの寸法精度も高い方がよい。
【００３８】
（実施例９）
以下、本発明の一実施例について図を用いて説明する。図１０は、この発明の実施例によるＸ線マスクの製造方法を示す工程図である。図において、１８は炭素を含む膜である。なお、図中（ａ）はエッチング前の状態、（ｂ）はエッチングマスク５をエッチングし、その後Ｘ線吸収体のエッチングが終った状態、（ｃ）はエッチングが終った時点で、炭素を含むガスを導入して、ＣＶＤ法で成膜してもよいし、スパッタ法で形成してもよい。また、エッチングガスに含まれる炭素濃度を変化させてエッチングに連続して成膜すると、工程が簡略化できる。このような、炭素系の膜を形成し、光電子やオージェ電子等の２次電子発生防止用の膜を簡単に形成することができる。なお、ここでは炭素膜を用いているが、Ｘ線との吸収断面積の小さな物質、たとえば、軽元素であればよい。ただし、Ｘ線の吸収波長によって吸収断面積は大きく異なり、軽元素においても、Ｋ殻やＬ殻の吸収端であれば、Ｘ線の吸収が大きくなるため、Ｘ線の使用波長によってはその点を考慮して物質を選定すればよい。
【００３９】
（実施例１０）
以下、本発明の一実施例について説明する。図１０において、Ｘ線吸収体がタングステンを含む場合、このＸ線吸収体のエッチングには、ＳＦ6やＣＦ４などのフッ素を含むガスが用いられる。その際、たとえば、ＳＦ6にＣＨＦ3を添加してエッチングを行なう。たとえば、図５のＥＣＲエッチング装置を用い、ＳＦ6とＣＨＦ3の流量比をＳＦ6／ＣＨＦ3＝１／１〜１／１０でエッチングを行なう。このとき、炭素系の析出物がパターンの側壁に付着し、エッチングに対して側壁を保護するため、異方性の高いエッチングを行なうことができる。このようにして、エッチングを行ない、パターニングが終了した時点でＣＨＦ3の濃度を上げる。たとえば、流量比でＳＦ6／ＣＨＦ3＝１／２０〜０／２０にすると、炭素系の析出物が多くなり、パターンを覆うようになる。そのため、光電子防止用の膜を簡単に成膜できるようになる。
【００４０】
（実施例１１）
以下、本発明の一実施例について説明する。たとえば、図１において、通常はエッチングマスク５とＸ線吸収体４もしくは、Ｘ線吸収体４とエッチングストッパ９の界面が原子レベルの単位で互いに混入する。互いに混入した状態で、選択比が高く、異方性の高いエッチングを行なうと、残渣発生の原因となる。そのため、互いに混入しないようにすると残渣発生を抑えることができる。
【００４１】
図１において、エッチングストッパ９、Ｘ線吸収体４、エッチングマスク５を成膜する際、一般的には工程の簡略化のためこれらの連続した２層以上を同一装置で連続的に成膜している。しかし、通常は真空状態で成膜するために、成膜が完了した時点では表面は活性な状態であり、そのまま連続して同一装置で成膜すると、活性な界面のため互いに拡散し、原子レベルで混合してしまう。該混合層を有した状態で、異方性の高いエッチングを行なうと、残渣が発生しやすくなる。そのため、同一装置で連続的に成膜せず、成膜後一度大気中に曝し、酸化や吸着等により表面の活性度の低い層（数ｎｍ）を形成し、該活性度の低い層を拡散抑制層とすることにより、次の成膜を行なうと原子レベルでの混入がなくなり、残渣発生を抑制できる。
【００４２】
（実施例１２）
以下、本発明の一実施例について説明する。図１において、通常、Ｘ線吸収体４、エッチングマスク５を成膜した後、応力制御のため２００〜４００℃でのアニールを行なっている。しかし、この方法では、アニール工程のためＸ線吸収体４とエッチングマスク５の界面が拡散し、その結果界面が混合し、数１０ｎｍの拡散層が形成されていた。この拡散層でエッチング条件が変化するため、エッチング時の残渣が発生し易くなる。そこで、応力制御のためのアニールをＸ線吸収体成膜後に行ない、拡散層をなくすとともに、Ｘ線吸収体の表面にアニールによる数原子層（数ｎｍ）の表面酸化層を形成し、これを拡散抑制層とする。これにより、しかる後にエッチングマスクの成膜を行なうと、界面が互いに混入するのが抑制され、残渣発生を防止することができる。
【００４３】
（実施例１３）
以下、本発明の一実施例について図を用いて説明する。図１１は、この発明の他の実施例によるＸ線マスクの断面構造を示したものである。図において、１９は吸収体のエッチング条件と同じ条件でエッチングされる薄膜で、たとえば、タンタル（Ｔａ）である。この薄膜１９があると、エッチングマスク５とＸ線吸収体４、もしくはＸ線吸収体４とエッチングストッパ９（通常ＩＴＯ）が互いに混入しない。また、この薄膜１９は吸収体と同じ条件でエッチングされるため、通常の吸収体のエッチングを行なえばよい。さらに、Ｔａは塩素系のガスでもフッ素系のガスでも比較的容易にエッチングされるため、Ｔａに起因する混合層が形成されても容易にエッチング除去される。さらに、この薄膜１９があることにより、残渣発生を抑えることができる。
【００４４】
（実施例１４）
以下、本発明の一実施例について説明する。図１１において、タングステンを含む吸収体を用いる際、図中の薄膜１９としてＳＯＧ（spin-on-glass）などのシリコンを含む膜を用いると、この膜はタングステンと同様な条件でエッチングができ、そのエッチング速度はタングステンのそれよりわずかに速い。そのため、ＳＯＧ層は等方的にエッチングされやすいためサイドエッチがはいりやすい。そのため、残存エッチングマスクによる吸収体の残渣もシリコンを含む膜１９のサイドエッチによって、残存エッチングマスクが落ちやすく、その結果吸収体の残渣がエッチングされる。また、吸収体とエッチングストッパの間の薄膜１９もサイドエッチが入るため、吸収体の残渣が倒れやすく、その結果残渣自身が容易にエッチングされる。そのため、残渣発生を抑えることができる。
【００４５】
（実施例１５）
以下、本発明の一実施例について説明する。図１において、Ｘ線吸収体４の表面に０．１μｍＲｍａｘ以上の凹凸があるとき、そのＸ線吸収体４上にエッチングマスク５を成膜し、レジスト６のパターニング後にエッチングマスク５のエッチングを行なうと、凹部にエッチングマスク５の材料が残りやすい。その結果、Ｘ線吸収体４のエッチングを行なうと、Ｘ線吸収体４の残渣が発生し易くなる。そのため、Ｘ線吸収体４の表面が少なくとも０．０５μｍＲｍａｘ以下の平滑面になるように成膜したり、また、アモルファス状の吸収体を成膜すれば表面は比較的平滑に成膜できる。また、通常の吸収体は柱状構造の薄膜であるため、表面の凹凸が大きいが、この状態で、等方性エッチングを行なって表面を平滑にしたり、吸収体の表面を研磨して平滑にし、その後、エッチングマスク５を成膜すれば、凹部に残るエッチングマスク５がなくなるため、Ｘ線吸収体４のエッチングの際、残渣の発生を抑制することができる。
【００４６】
（実施例１６）
以下、本発明の一実施例について説明する。図１において、エッチングマスク５がわずかでも残っていると、Ｘ線吸収体４のエッチングの際異方性の高いエッチングを行なうと吸収体の残渣が発生する。図１２は、凹部においてエッチングマスクが残り、残渣が発生するプロセスと、発生する残渣を除去する工程を示したものである。図において、工程（ａ）では凹凸のあるＸ線吸収体４の上にエッチングマスク５およびパターニングされたレジスト膜６が形成されている。Ｘ線吸収体４の凹凸にならってエッチングマスク５も凹凸が形成されている。工程（ｂ）で、エッチングマスク５がパターニングされると、Ｘ線吸収体４の凹部のエッチングマスクはエッチングされにくく、（ｃ）工程でＸ線吸収体４をエッチングするとＸ線吸収体４の凹部に残ったエッチングマスク５はパターンの一部とみなされ、エッチングマスク５が除去された工程（ｄ）では残渣として現れる。本発明のように、吸収体のエッチングの際、異方性の高いエッチングと等方性のエッチングを制御することにより、残存するエッチングマスクの直下のＸ線吸収体部分をサイドからエッチングし（工程（ｄ'））、残渣発生を抑制する（工程（ｅ'））。
【００４７】
（実施例１７）
以下、本発明の一実施例について図を用いて説明する。図１３は、この発明の実施例によるＸ線マスクの製造装置であるエッチング装置の構成の一部を示したものである。図において、２０は超音波振動子、２１ａはウェハ状態でのＸ線マスクである。
【００４８】
このような構成のエッチング装置でパターニングを行なうと、ウェハが振動し、かつパターン面が下向きのため、エッチング残渣が発生した場合でも、残渣が落下しやすいため、最終的なパターン精度が向上する。なお、実施例１１〜１６に示した対策も併せて行なうと残渣発生をさらに抑えることができる。また、他の原因で発生したゴミも除去されやすくなるという特徴もある。なお、超音波はエッチング中およびエッチングの前後にも与えて効率よく残渣を除去する。
【００４９】
（実施例１８）
以下、本発明の他の実施例について図を用いて説明する。図１４は、この発明の実施例によるエッチング装置の構成の一部を示したものである。図において、２１ｂはメンブレン状態でのＸ線マスク、２２はガスバルブである。
【００５０】
このような構成のエッチング装置を用い、冷却用ガスを間欠的に流せば、メンブレン状態でのマスク、特にメンブレン部分が振動するため残渣が発生してもより落ちやすくなる。そのため、寸法精度の良いパターニングを行なうことができる。
【００５１】
（実施例１９）
以下、本発明の一実施例について図を用いて説明する。図１５はこの発明の実施例によるＸ線マスクの製造装置の構成の一部を示したものである。図において、２５はレーザ発振器２３より発せられたレーザ光２４を感知するデテクタである。なお、図中（ａ）はＸ線吸収体のエッチング前の状態、（ｂ）はＸ線吸収体のエッチングが終了したときを示している。なお、レーザ光２４の照射場所はパターン外側に設けられたアライメントマーク等の幅広い抜きパターンがよい。また、レーザ光２４はたとえば、６３３ｎｍの波長を有するＨｅ−Ｎｅレーザや７８０ｎｍの半導体レーザ等を用いる。
【００５２】
このような構成の装置でエッチングを行なうと、吸収体のエッチングが完了していないときは、レーザ光２４はＸ線吸収体４に阻まれるため透過せず、デテクタ２５には光は届かない。しかし、吸収体のパターンが形成されるとレーザ光２４がメンブレン２を透過するためデテクタ２５にレーザ光２４は感知される。同じ材質であってもパターン幅によってエッチング速度は変化するため、予めパターン幅とエッチング速度の関係を求めておき、所望のパターンが得られるよう、デテクタ２５に光を感知した後、適切なオーバエッチングを施す。これにより、微細パターンを含む回路パターンを適切にエッチングできる。さらに、スパッタの際の膜厚むら等によるエッチング時間のばらつきが緩和され、寸法精度のよい、Ｘ線マスクを作製できる。
【００５３】
（実施例２０）
以下、本発明の一実施例について図を用いて説明する。図１６はこの発明の実施例によるＸ線マスクの構造を示す断面図である。図において、２６はＡｌＺｎＯｘ膜で、スパッタリングによりメンブレン２の上に約０．１μｍの厚さに成膜した例を示す。
【００５４】
このように作製されたＸ線マスクでは、ＡｌＺｎＯｘ膜２６は透明で、電気伝導性があるため、ＳｉＣからなるメンブレン２の反射防止膜として機能し、可視光透過率を改善するとともに、帯電防止膜としても機能する。また、ＡｌＺｎＯｘ膜２６の主成分は軽元素のＡｌであるため、従来用いられてきたＩＴＯに比べてＸ線の透過率が高い。たとえば、反射防止膜をＩＴＯからＡｌＺｎＯ3（ＡｌＺｎＯｘのｘ＝３の場合）に変更することにより、約１０〜３０％のＸ線透過率の改善がなされる。また、吸収体にタングステン系の材料を用いた場合、ＡｌＺｎＯｘは吸収体エッチング時のエッチングストッパとしても十分な能力を示した。
【００５５】
本実施例ではＡｌＺｎＯｘ膜についての例を示したが、ＡｌＺｎＯｘ膜と同様にＳｎＳｂＯｘまたはＳｎＯｘ膜用いても、Ｘ線透過率の向上が実現する。この場合ＡｌＺｎＯｘよりは重元素の構成であるが、導電性のため、帯電防止の効果は有する。
【００５６】
（実施例２１）
以下、本発明の一実施例について図を用いて説明する。図１７はこの発明の実施例によるＸ線マスクの製造工程を示す図である。図において、２７ａは製造工程用のＸ線マスクで、シリコンがバックエッチされた状態にある。２８ａは予め反り計測がなされたシリコンウェハであり、その片面にはメンブレンが成膜されている応力計測用Ｘ線マスクモニタ用ウェハである。これらは同一装置、同一バッチでＷ−Ｔｉ吸収体を成膜し、２７ｂは成膜後のＸ線マスク、２８ｂは成膜後のシリコンウェハを示している。その際、同じ特性のＸ線吸収体膜４が成膜されるように自公転タイプのステージを備えたスパッタ装置を用い、また基板とターゲット間距離が一定になるようにした。成膜後、応力計測用Ｘ線マスクモニタウェハ２８ｂの反りを計測し、アニールを行なった。アニール後再び、モニタウェハの反りを計測し、これら計測結果からＸ線吸収体４の応力が０となる最終アニール温度を決定した。Ｗ−Ｔｉ吸収体膜ではアニール温度と応力変化が比例するため最終アニール温度の決定は容易である。そして、上記最終アニール温度で工程中のＸ線マスクのアニールを行なった。これにより、スパッタ装置のバッチ間の再現性に依存しない。低応力の吸収体が成膜されたＸ線マスクを得ることができる。
【００５７】
上記実施例では、シリコン基板にサポートリングが接合されていない例について示したが、図１８のＸ線マスクの製造工程を示す図のように、工程中のＸ線マスクでメンブレン２が成膜されたシリコン基板１がサポートリング８に接合されている状態においても、応力計測用Ｘ線マスクモニタウェハを同じスパッタ装置に配置すれば、低応力吸収体を得るためのアニール温度は同様な方法で、決定することができる。なお、図において、２９ａはサポートリングの接合された製造工程用Ｘ線マスク、２９ｂは該Ｘ線マスクにＸ線吸収体が成膜された状態を示す。
【００５８】
さらに、上記実施例では、低応力吸収体を得るための手法としてアニール工程を用いた例について示したが、図１９のＸ線マスクの製造工程を示す図のように、吸収体膜の応力調整をイオン注入によって行なってもよい。この場合、モニタウェハの反り計測から最終イオンドーズ量を決定し、その値のドーズ量を工程中のＸ線マスクに与えることで０応力の吸収体を得る。
【００５９】
さらに、上記実施例では、モニタウェハとしてＸ線マスク製造工程用の基板と同一材料であるであるシリコン基板を用いた例について示したが、成膜条件と応力の関係および、シリコン基板と応力の相関関係が明らかな材料であれば、シリコン基板に限定されるものでもない。シリコン基板を用いれば、安価にモニタを実施できるという効果がある。
【００６０】
（実施例２２）
以下、本発明の一実施例について図を用いて説明する。上記実施例２１では、応力計測用Ｘ線マスクモニタウェハとして、シリコンウェハを用いる例について説明したが、より正確な応力モニタリングにはシリコンウェハより高価になるが、製造工程用のＸ線マスクと同様のバックエッチ済みのウェハを用いることが望ましい。図２０はこの発明の実施例によるＸ線マスクの製造工程を示す図である。図において、４２ａは成膜前のバックエッチされたモニタウェハを、４２ｂは成膜後のバックエッチされたモニタウェハを示している。バックエッチされたウェハは通常引っ張り応力により皿状に反っている。この反った状態を基準に応力の変化を計測してやれば、実際のプロセスに近い応力を精度良く計測でき、したがって低応力化が図れる。なお、製造用のＸ線マスク基板１は、厚さ２ｍｍ程度のシリコンウェハからなっており、モニタウェハ１’は厚さ０．４ｍｍ程度のシリコンウェハを用いている。ウェハは薄い方が応力を高精度に計測できるため、吸収体成膜やアニールによる応力変化はモニタウェハで感度良く計測できより正確な応力制御が可能となる。
【００６１】
なお、図２０中に応力制御プロセスとして０応力となるアニール温度を決定することが記載されているが、これは実施例２１と同様である。さらに、実施例２１の図１９のように吸収体膜の応力調整をイオン注入によって行なってもよい。この場合、バックエッチされたモニタウェハの反り計測から最終イオンドーズ量を決定し、その値のドーズ量を工程中のＸ線マスクに与えることで０応力の吸収体を得る。
【００６２】
（実施例２３）
以下、本発明の一実施例について図を用いて説明する。上記実施例２１は、最も簡単な構造のＸ線マスクに対応するもの、あるいはＸ線吸収体のみに注目した低応力化である。しかし、最終的にＸ線吸収体と同一のパターンを形成する膜を備えたＸ線マスクの製造工程に対しては、それらの膜を一括して応力制御する必要がある。図２１はＸ線吸収体と同一のパターンを形成する膜を備えたＸ線マスクの製造工程の一部を示したものである。図中（ａ）は、Ｘ線吸収体を成膜する前の基板の状態を示している。ここではシリコンウェハ１上にメンブレン２と反射防止膜（ＡＲコート）１０のみが成膜されている。図中（ｂ）はアニールする前の所望の膜が基板上に成膜されたＸ線マスクの状態を示している。この段階ではＣｒエッチングストッパ９、酸化珪素からなる平坦化膜５０、Ｗ−Ｔｉ吸収体膜４が成膜されている。
【００６３】
つぎに、アニール工程について説明する。アニール工程は特願平５ー２３３１８７号で記載のＸ線吸収体の応力制御の原理を利用する。図２２はアニール温度と応力との関係を示す図で、アニール処理中の応力変化を図示したものである。図において、横軸は温度、縦軸は応力または応力と相関する物理量（たとえば、反りの高さや曲率などの測定値）を表わし、＋方向は引張り応力、ー方向は圧縮応力である。また、図中、Ａは室温での成膜後のアニール開始前のＸ線マスクの応力状態、Ｂはアニール効果発現点、Ｃはアニール停止点、Ｄは室温でのアニール完了時点をそれぞれ示している。
【００６４】
図２１中（ｂ）で示したＸ線マスクを加熱すると、基板材料であるシリコンと吸収体等の膜の熱膨張率の差により、応力は、図２２中Ａ→Ｂと変化する。加熱温度をさらに上げると、点Ｂで、応力は直線Ａ−Ｂから離れ出す。これは、結晶構造の変化や、吸収体中に取り込まれたガスの脱離などによりアニール効果が発現されるためである。
【００６５】
ところで、目標とする状態は点Ｄである。この点を求めるためには、直線Ａ−Ｂが求められた時点で、直線Ａ−Ｂに平行で、かつ応力または応力と相関する物理量が零となる室温でのアニール完了点Ｄを通る直線Ｄ−Ｄ’を予め求めておくことにより、点Ｂを過ぎた後も応力をモニタし、点Ｄを通り、直線Ａ−Ｂに平行な直線Ｄ−Ｄ’と交差する点Ｃに達した時点で、アニールを停止（加熱停止）し、基板を室温まで冷却することにより、点Ｄの状態が得られる。すなわち、点Ｄでは、図２１中（ａ）と同じ応力状態である。
【００６６】
したがって、上記実施例によれば、Ｘ線吸収体と同じパターンが形成される所望の膜全てを積層したＸ線マスクをアニール工程中に応力あるいは応力に相関する物理量を計測しモニタすることにより、アニール完了時点を決定できるため、再現性よくパターニングされる層（吸収体やエッチングストッパ）の応力の総和を低減することができる。
【００６７】
（実施例２４）
以下、本発明の一実施例について図を用いて説明する。実施例２３と同様にＸ線吸収体と同じパターンが形成される所定の層を複数積層したＸ線マスクのアニール処理による低応力化の別の実施例である。図２３はアニール温度と応力との関係を示す図である。図において、横軸はアニール温度、縦軸は応力または応力と相関する物理量（たとえば、反りの高さや曲率などの測定値）を表わし、＋方向は引張り応力、ー方向は圧縮応力である。図では、成膜後と比較して、アニール処理の温度とその温度での応力値との関係を示している。あるサンプル１〜３において、予め予想されるアニール温度θよりも低い２点の温度θＭ１、θＭ２でアニール処理を行ない、その度に応力を計測する。この２点の応力計測結果を結ぶ直線と応力ゼロの線との交点から、サンプルあるいはバッチごとに最終アニール温度θａが決定される。ここでは、サンプル１〜３に対してθａ１、θａ２、θａ３を決定し、その決定された温度でアニールを行なうことにより、低応力の積層膜（吸収体を含む）が得られる。
【００６８】
なお、上記実施例ではアニール温度θよりも低い温度をθＭ１、θＭ２の２点としたが、少なくとも２点であれば３点以上であってもよい。測定点が多いと決定温度の精度が向上することは言うまでもない。
【００６９】
（実施例２５）
以下、本発明の一実施例について図を用いて説明する。図２４はこの発明の実施例によるＸ線マスクの製造工程を示す図である。図において、４３ａは製造工程用のＸ線マスクでシリコンがバックエッチされ、ＡＲコート１０とメンブレン２が成膜されている。４４ａは成膜前のバックエッチされたモニタウェハを、４４ｂは成膜後のバックエッチされたモニタウェハを示している。成膜前のモニタウェハ４４ａでは、ＡＲコート１０の成膜は省略した。次に、メンブレン２の上に、エッチングストッパ９、平坦化膜５０、Ｘ線吸収体４を製造工程用Ｘ線マスク４３ａと同じ条件で成膜し、多層に成膜された製造工程用Ｘ線マスク４３ｂと同時にモニタウェハ４４ｂを得る。ここで、モニタウェハ４４ｂを用いて最終アニール温度を確定し、Ｘ線マスク基板もその温度でアニールを行なう。なお、モニタウェハにより最終アニール温度を求める手順は、上記実施例２３や２４の手法を用いればよい。
【００７０】
なお、上記実施例では、多数の膜が成膜された後のモニタウェハを用いて最終アニール温度を確定し、それに基づいて工程中のＸ線マスク基板をアニール処理したが、最終アニール温度でのアニールだけでなく、モニタウェハを用いた実施例２３や２４の中途の温度、たとえば実施例２４のθＭ１、θＭ２での処理もモニタウェハと同じように行なってもよい。
【００７１】
（実施例２６）
以下、本発明の一実施例について図を用いて説明する。図２５はこの発明によるＸ線マスクの製造方法を示す工程図である。図において、３０はＸ線吸収体と選択比の高い、吸収体エッチング用中間層で、たとえば、ＣｒやＡｌ2Ｏ3である。工程（ａ）では、予めバックエッチ済みのＸ線透過性基板（たとえばシリコン基板）１にエッチングストッパ９、第１の成膜工程によるＸ線吸収体４ａ、レジスト膜６を成膜する。その際、選択比の高い中間層３０をレジスト膜６とＸ線吸収体４ａの間に挿入する。工程（ｂ）では、第１のパターン形成を行なうためのレジスト膜６を形成し、それをエッチングマスクとして中間層３０をエッチングし、次いで、第１のパターン形成を行なった中間層をエッチングマスクとして第１のＸ線吸収体膜４ａをエッチングすることにより、膜厚の厚いかぶり露光防止用Ｘ線吸収体パターンが形成される。工程（ｃ）では、その上に第２のＸ線吸収体膜４ｂを成膜し、レジスト６を再塗布する。第１のパターン形成工程と同様にＸ線吸収体と選択比の高い中間層３０をレジスト膜６とＸ線吸収体４ｂの間に挿入する。最終工程（ｄ）では、第２のパターン形成を行なうためレジスト膜をパターン形成し、それをエッチングマスクとして中間層３０をエッチングし、次いで第２のパターン形成を行なった中間層３０をエッチングマスクとして第２のＸ線吸収体膜４ｂをエッチングすることにより、Ｘ線吸収体回路パターン７を得る。
【００７２】
（実施例２７）
以下、本発明の一実施例について図を用いて説明する。図２６はこの発明によるＸ線マスクの製造方法を示す工程図である。図中工程（ａ）において、第１の成膜工程によるＸ線吸収体４ａを成膜後、その上にレジスト膜６塗布する。工程（ｂ）で、第１の成膜工程によるＸ線吸収体４ａのパターン形成を行なう際、所定の厚みまでエッチングする。たとえば、１μｍのＸ線吸収体を成膜後、０．５μｍまでエッチングする。次いで、工程（ｃ）で、レジスト６を再塗布し、回路パターン形成を行なう。最終工程（ｄ）で、パターン形成したレジスト膜６をエッチングマスクとしてエッチングすることにより、所望のＸ線吸収体回路パターン７を得る。
【００７３】
このように、予めかぶり露光防止用Ｘ線吸収体を成膜する際、Ｘ線吸収体をある厚みまでエッチングした後、レジスト再塗布、転写、エッチングするＸ線マスクの製造方法においては、回路パターン形成の前にかぶり露光防止用Ｘ線吸収体が形成されているため、このかぶり露光防止用Ｘ線吸収体膜の応力が回路パターンの位置精度に影響することはなく、それゆえ、精度の高い回路パターンが形成できるとともにＸ線吸収体成膜工程が１回ですむ。
【００７４】
（実施例２８）
以下、本発明の一実施例について図を用いて説明する。図２７はこの発明によるＸ線マスクの製造方法を示す工程図で、実施例２６の図２５においてＸ線かぶり露光防止用Ｘ線吸収体部に順テーパを設ける例である。図において、工程（ａ）は予めバックエッチ済みのＸ線透過性基板１にエッチングストッパ９、第１の成膜工程によるＸ線吸収体４ａ、レジスト膜６を成膜する。その際、Ｘ線吸収体４ａと選択比の高い中間層３０をレジスト膜６とＸ線吸収体４ａの間に挿入する。工程（ｂ）では、第１のパターン形成を行なうためのレジスト膜６を形成し、それをエッチングマスクとして中間層３０をエッチングし、次いで、第１のパターン形成を行なった中間層をエッチングマスクとして第１のＸ線吸収体膜４ａをエッチングする。この際、Ｘ線吸収体の側壁を順テーパをつける条件、たとえば、エッチング条件を制御し、比較的等方性のエッチングを施せばよい、でエッチングし、約６０〜７０゜程度の角度を持たせることが望ましい。これにより、膜厚の厚いかぶり露光防止用Ｘ線吸収体パターンが形成される。工程（ｃ）では、その上に第２のＸ線吸収体膜４ｂを成膜し、レジスト６を再塗布する。第１のパターン形成工程と同様にＸ線吸収体と選択比の高い中間層３０をレジスト膜６とＸ線吸収体４ｂの間に挿入する。最終工程（ｄ）では、第２のパターン形成を行なうためレジスト膜をパターン形成する。その際、周囲のＸ線吸収体は順テーパを有するので、レジスト塗布時に均一なレジスト膜を成膜でき、その結果精度の高い回路パターンが形成できる。次いで、中間層３０をエッチングし、次いで第２のパターン形成を行なった中間層３０をエッチングマスクとして第２のＸ線吸収体膜４ｂをエッチングすることにより、Ｘ線吸収体回路パターン７を得る。
【００７５】
（実施例２９）
以下、本発明の一実施例について図を用いて説明する。図２８はこの発明によるＸ線マスクの製造方法を示す工程図である。図において、３１はかぶり露光防止板で、シリコン基板１に取付られている。このような構成にすることで、簡単な手法でかぶり露光防止が可能になり、Ｘ線マスク作成時間、Ｘ線マスク作成コストを削減できる。また、サポートリング下面を越えないように張り付けることで、Ｘ線マスクをステッパーに装着することが容易になる。さらに張り付ける作業は回路パターン、アライメントパターン精度に影響を及ぼさないため、精度のよい回路パターン、アライメントパターンが形成可能になる。
【００７６】
（実施例３０）
以下、本発明の一実施例について図を用いて説明する。図２９はこの発明によるＸ線マスクの製造方法を示す工程図である。図において、３２は耐アルカリ性レジスト、３３はヒータ、３４はＫＯＨ溶液である。図において、シリコン基板（ここでは（１００）面を使用）のＫＯＨを含む溶液に対する面異方性エッチングによって、かぶり露光防止板を作成することにより、開口部の四隅の角度が直角なかぶり露光防止板が得られる。これは、シリコン基板がＫＯＨを含む溶液に対して、（１１１）面、（１１０）面、（１００）面の順で溶解しにくい特性を利用するもので、かぶり露光防止板開口部の四隅を溶解しやすい面に、開口部の各辺の中心を溶解しにくい方向にあわせることにより、四隅の角度が直角で丸みのないかぶり露光防止板を作製できる。
【００７７】
（実施例３１）
以下、本発明の別の実施例について図を用いて説明する。図３０はこの発明によるＸ線マスクの製造方法を示す工程図である。図において、３５はＳｉＣである。工程（ａ）で、シリコンウェハ１の両面にＳｉＣ３５をＣＶＤ法により成膜する。次いで、工程（ｂ）では、片面のＳｉＣの中央部をエッチングによって除去する。これは光転写法とドライエッチング法を用いた。次いで、工程（ｃ）では上記基板１をヒータ３３により８０〜１００℃に加熱された飽和ＫＯＨ溶液３４に浸漬することにより、ウインドウ領域のエッチングを行なう。たとえば１００μｍの厚さのシリコンであれば、約３０分でエッチングが完了する。上記プロセスによりミクロンオーダーで正確なサイズのかぶり露光防止板を得ることができる。
【００７８】
（実施例３２）
以下、本発明の一実施例について図を用いて説明する。図３１はこの発明によるＸ線マスクの製造方法を示す工程図である。図において、３６はかぶり露光防止板の開口部の大きさと同じ断面を持つ角柱、３７は矩形のＸ線遮蔽板である。工程（ａ）では、たとえば厚さ２００μｍのガラス製のＸ線遮蔽板３７を４枚、角柱３６に沿わせて組み合せ、接合する。次いで、工程（ｂ）で、該角柱３６を抜く。最後に工程（ｃ）で、Ｘ線マスクのサポートリング８の内側に取付ける。このように、シリコンウェハ１とサポートリング８に接して取付けるため、ガラス製のＸ線遮蔽板３７はシリコンウェハ１とサポートリング８と同等の表面粗さおよび平面度が必要となる。以上のように、簡便でしかも高精度で、開口部の隅が完全に直角のかぶり露光防止板を得ることができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上のようにこの発明の１の局面に従ったＸ線マスクの製造方法によれば、Ｘ線吸収体の成膜時に同時に配置したモニタウェハを用いてＸ線吸収体膜の応力を評価するようにしたので、工程中のＸ線マスクのＸ線吸収体の正確な応力を知ることができ、その情報によりＸ線吸収体の低応力化が図れ、高精度のＸ線マスクを提供することができる。
【００８０】
また、以上のようにこの発明のさらに別の局面に従ったＸ線マスクの製造方法によれば、Ｘ線吸収体と同じパターンを有する膜の応力も考慮し、一括して制御するので、Ｘ線マスクとしてパターンの位置精度が向上し、高精度なＸ線マスクを提供することができる。
【００８１】
また、以上のように上記さらに別の局面に従ったＸ線マスクの製造方法によれば、Ｘ線吸収体と同じパターンを有する膜の応力も考慮し、一括して制御するので、Ｘ線マスクとしてパターンの位置精度が向上し、高精度なＸ線マスクを提供することができる。さらに、所望の温度より低い温度でのアニールによる応力とアニール温度との関係から最終アニール温度を決定するので、最適なアニール温度設定が可能となる。
【００８２】
また、以上のように上記さらに別の局面に従ったＸ線マスクの製造方法によれば、応力計測と制御のために別途モニタ基板を配置したので、工程中のＸ線マスクのＸ線吸収体及びそれと同じパターンを有する層と一括して正確な応力を知ることができ、その情報により応力を一括して制御し低応力化が図れる。また、これにより、高精度なＸ線マスクを提供することができる。
【００８３】
また、以上のように上記さらに別の局面に従ったＸ線マスクの製造方法によれば、モニタ基板としてバックエッチを施した基板を用いたので、より実際のプロセスに近い基板を使用することになり、よりプロセスに近い正確な応力を計測することが可能となり、低応力化が図れる。これにより、高精度なＸ線マスクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１、４、５、１１、１２、１５、１６によるＸ線マスクの構造を示す断面図である。
【図２】この発明の実施例１によるエッチングマスクの膜厚とＸ線吸収体パターン形成の関係を示す原理図である。
【図３】この発明の実施例２によるＸ線マスクの構造を示す断面図である。
【図４】この発明の実施例３によるＸ線マスクの製造方法を示す工程図である。
【図５】この発明の実施例６によるＸ線マスクの製造装置の１つであるエッチング装置の全体構成図である。
【図６】この発明の実施例６によるＸ線マスクの製造装置の構成の一部を示した図である。
【図７】この発明の実施例７によるＸ線マスクの製造装置の構成の一部を示した図である。
【図８】この発明の実施例８によるＸ線マスクの製造装置の構成の一部を示し、図中（ａ）はバックエッチ済のＸ線マスクを搭載した場合、（ｂ）はウェハ状態のＸ線マスクを搭載した場合を示す図である。
【図９】この発明の実施例８によるＸ線マスクの製造装置の構成の一部を示した図である。
【図１０】この発明の実施例９、１０によるＸ線マスクの製造方法を示す工程図である。
【図１１】この発明の実施例１３、１４によるＸ線マスクの構造を示す断面図である。
【図１２】この発明の実施例１６によるＸ線マスクに発生した残渣の除去工程を示す図である。
【図１３】この発明の実施例１７によるＸ線マスクの製造装置の構成の一部を示した図である。
【図１４】この発明の実施例１８によるＸ線マスクの製造装置の構成の一部を示した図である。
【図１５】この発明の実施例１９によるＸ線マスクの製造装置の構成の一部を示し、図中（ａ）はＸ線マスクの吸収体エッチング前の状態を、（ｂ）は吸収体のエッチングが終了した時点を示す図である。
【図１６】この発明の実施例２０によるＸ線マスクの構造を示す断面図である。
【図１７】この発明の実施例２１によるＸ線マスク製造工程を示す工程図である。
【図１８】この発明の実施例２１によるＸ線マスク製造工程を示す工程図である。
【図１９】この発明の実施例２１によるＸ線マスク製造工程を示す工程図である。
【図２０】この発明の実施例２２によるＸ線マスク製造方法を示す工程図である。
【図２１】この発明の実施例２３によるＸ線マスク製造方法を示す工程図である。
【図２２】この発明の実施例２３によるＸ線マスクのアニール温度決定方法を説明する図である。
【図２３】この発明の実施例２４によるＸ線マスクのアニール温度決定方法を説明する図である。
【図２４】この発明の実施例２５によるＸ線マスク製造方法を示す工程図である。
【図２５】この発明の実施例２６によるＸ線マスク製造方法を示す工程図である。
【図２６】この発明の実施例２７によるＸ線マスク製造方法を示す工程図である。
【図２７】この発明の実施例２８によるＸ線マスク製造方法を示す工程図である。
【図２８】この発明の実施例２９によるＸ線マスクを示す断面図である。
【図２９】この発明の実施例３０によるＸ線マスク用かぶり露光防止板の製造方法を示す工程図である。
【図３０】この発明の実施例３１によるＸ線マスク用かぶり露光防止板の製造方法を示す工程図である。
【図３１】この発明の実施例３２に係わるＸ線マスク製造方法を示す工程図である。
【図３２】従来のＸ線マスクの構造を示す断面図である。
【図３３】従来のＸ線マスクの製造方法を示す工程図である。
【図３４】Ｘ線マスクを用いてパターンを転写する原理図である。
【図３５】従来のかぶり露光防止機能を有するＸ線マスクの製造工程を示す断面図である。
【図３６】従来のＸ線マスクの工程を示す別の工程図である。
【図３７】従来のＸ線マスクの構造を示す別の断面図である。
【符号の説明】
１  シリコン基板、２  メンブレン（ＳｉＣ膜）、３  保護膜（ＩＴＯ膜）、４  Ｘ線吸収体膜、４ａ  第１の成膜工程により形成されたＸ線吸収体膜、４ｂ  第２の成膜工程により形成されたＸ線吸収体膜、５  エッチングマスク（Ｃｒ膜）、５ａ  エッチングマスク（ａ）、５ｂ  エッチングマスク（ｂ）、６  レジスト膜、６' レジストパターン、７  回路パターン、８  サポートリング、９  エッチングストッパ、１０  ＡＲコート、１１  パッキン、１２  冷却ステージ、１３  ウェハ押え、１４  冷却用ガス穴、１５  高分子膜、１６  冷却台、１７  スペーサ、１８  炭素を含む膜、１９  吸収体と同じ条件でエッチングされる薄膜、２０  超音波振動子、２１ａ  ウェハ状態でのＸ線マスク、２１ｂ  メンブレン状態でのＸ線マスク、２２  ガスバルブ、２３  レーザ発振器、２４  レーザ光、２５  デテクタ、２６  ＡｌＺｎＯｘ膜、２７ａ  製造工程用のＸ線マスク、２７ｂ  Ｘ線吸収体膜が形成された製造工程用のＸ線マスク、２８ａ  応力計測用Ｘ線マスクモニタウェハ、２８ｂ  Ｘ線吸収体膜が形成された応力計測用Ｘ線マスクモニタウェハ、２９ａ  サポートリング付の製造中のＸ線マスク、２９ｂ  Ｘ線吸収体膜が形成されたサポートリング付の製造中のＸ線マスク、３０  吸収体エッチング用中間層、３１  かぶり露光防止板、３２  耐アルカリレジスト、３３  ヒータ、３４  ＫＯＨ溶液、３５  ＳｉＣ、３６  角柱、３７  Ｘ線遮蔽板、３８  Ｘ線マスク、３８ａ  Ｘ線マスク上のパターン、３８ｂ  Ｘ線マスク上のＸ線透過領域、３９  シリコン基板、４０  半導体パターン、４１  Ｘ線、４２ａ  応力計測用Ｘ線マスクモニタウェハ（バックエッチされたウェハ）、４２ｂ  Ｘ線吸収体膜が形成された応力計測用Ｘ線マスクモニタウェハ、４３ａ  製造工程用Ｘ線マスク（バックエッチされたウェハ）、４３ｂ  所望の膜が多層に形成された製造工程用Ｘ線マスク（バックエッチされたウェハ）、４４ａ  応力計測用Ｘ線マスクモニタウェハ（バックエッチされたウェハ）、４４ｂ  所望の膜が多層に形成された応力計測用Ｘ線マスクモニタウェハ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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