JP2790900B2 - SiCとSi▲下3▼N▲下4▼よりなる複合膜の製造方法およびX線リソグラフィー用マスクの製造方法 - Google Patents

SiCとSi▲下3▼N▲下4▼よりなる複合膜の製造方法およびX線リソグラフィー用マスクの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は優れた可視光透過率を有し、耐高エネルギー
ビーム照射性、耐薬品性、耐湿性および平滑で、傷、ピ
ンホールのないSiC/Si3N4複合膜の製造方法およびこれ
をX線透過膜とするX線リソグラフィー用マスクの製造
方法に関するものである。
(従来の技術) X線リソグラフィー用マスクのX線透過膜(メンブレ
ン)に要求される重要な性能としては (1)高エネルギー電子線やシンクロトロン放射光の様
な高エネルギービームの照射に耐える材料であること。
(2)50%以上の高い可視光透過率を有し、高精度なア
ライメント(位置合せ)ができること。
(3)良好な耐薬品性や耐湿性を有し、エッチング工程
や洗浄工程で損傷されにくいこと。
(4)メンブレンの表面が平滑で、傷やピンホールが無
いこと。等が挙げられる。
従来、X線リソグラフィー用マスクのX線透過膜の素
材としては、BN、Si3N4、SiC等の材料が提案されている
が、いずれも一長一短があり、前記した様な性能を全て
満足するものは得られていない。例えば、BNは良好な可
視光透過率を有するが、耐高エネルギービーム性及び耐
薬品性が不充分であり、Si3N4は耐薬品性及び耐湿性が
充分でなく、SiCの場合は可視光透過率が不充分である
等の欠点を有していた。
(発明が解決しようとする課題) 本発明者等は先に特願平1−19277号および特願平1
−339094号において、これらの欠点を解決するものとし
て、SiCとSi3N4よりなる2成分系複合膜が優れた諸特性
を有しており、SiCとSi3N4よりなるターゲットを用いて
スパッター法により成膜する方法を提案したが、耐高エ
ネルギービーム性の点では充分満足できるものではなか
った。また、この方法では任意のSiCとSi3N4の組成比の
複合膜を得るためにはそれぞれの組成比のターゲットを
準備する必要があった。一方、他の方法として、シリコ
ンよりなるターゲットを用いて、CH4、C2H6、C3H8、CH2
=CH2、CH3−CH=CH2等の炭素源となるガスと、N2、N
2O、NH3等の窒素源となるガスの同伴気流下でスパッタ
ーを行なう反応性スパッター法がある。しかしこの方法
では水素およびN2Oを用いた場合は酸素が成膜後の膜中
に不純物として含有される。水素や酸素が膜中に存在す
ると高エネルギービームの照射によりこれらの水素や酸
素が膜中により離脱し、その結果ピンホール、歪みの発
生、透明性の低下等の不利、欠陥を引き起こすことがあ
った。
従って、本発明が解決しようとする課題は、このよう
な不利、欠陥を解決したSiCとSi3N4よりなる複合膜を基
板上に成膜する方法およびこの薄膜をX線透過膜とした
優れた耐高エネルギービーム性を有するX線リソグラフ
ィー用マスクを得ることにある。
(課題を解決するための手段) 本発明者等はかヽる課題を解決するためにSi基板上に
成膜するX線透過膜の材料の選択、適性な各種物性を有
するメンブレンの成膜条件の探索に鋭意検討を重ねた結
果、本発明に到達したもので、その要旨は次の通りであ
る。
グラファイト(C)とシリコン(Si)の2成分からな
るターゲットを用い、N2ガス気流下でスパッター法にて
基板上にSiCとSi3N4よりなる複合膜を成膜することを特
徴とするSiCとSi3N4よりなる複合膜の製造方法を第1の
発明とし、得られる複合膜のSiCとSi3N4の組成比がモル
比で95:5〜30:70であることを特徴とする複合膜の製造
方法を第2の発明とし、次いで両製造方法で得られたSi
C/Si3N4複合膜をX線透過膜として用いることを特徴と
するX線リソグラフィー用マスクの製造方法を第3の発
明とするものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
先ず、X線透過膜の薄膜材料としてはSiCとSi3N4より
なる2成分系複合膜が1成分系よりも各物性において優
れた性能を持つことが判り、その成分割合はモル比で9
5:5〜30:70の範囲が良い。SiCが95より多くなると、可
視光透過率がSiC単独と同等の低い値を示し、逆に、SiC
が30より少くなると、耐薬品性がSi3N4単独との同等の
不充分な性能を示すので好ましくない。従って、好適な
モル比としては、80:20〜40:60である。生成した薄膜の
引張応力は1×108〜1×1010dyne/cm2であることが必
要で、1×108dyne/cm2以下であるとメンブレン化した
時にしわが発生し易く、また、1×1010dyne/cm2以上と
なるとメンブレンが破壊しやすい。好適な引張応力とし
ては5×108〜5×109dyne/cm2である。
次に、SiC/Si3N4複合膜の製造方法について述べる。
本発明の反応性スパッター法で成膜を行なうと、N2
スの流量を制御することによりSiCとSi3N4の成分比を大
巾に変えることが可能であり、しかも膜中に水素や酸素
を有しない為に高エネルギービームを照射しても、ピン
ホール、歪み等の発生や透明性の低下等のトラブルがな
い。
本発明で採用した反応性スパッター法としては、一般
に使用されているコンベンショナルスパッター法で行な
うが、好ましくは量産性の観点より成膜速度の速いマグ
ネトロンスパッター法を用いるのが良い。
本発明の必須要件であるターゲットはグラファイト
(C)とシリコン(Si)の2成分からなり、この組成比
については、ターゲット原料グラファイトと生成する複
合膜中のSiCとのモル比が5:95〜70:30になる様に予備試
験を行なって決定する。これはスパッターの成膜条件で
あるN2ガスの流量、スパッター温度、スパッター印加電
力等により、同一組成比のターゲットを用いても得られ
る複合膜のSiCとSi3N4の組成比が全く同一にならないか
らである。しかし予め設定する値としてはグラファイト
とシリコンを重量比で27:73〜5:95とするのが良い。
ターゲットの原料であるシリコンは、シリコン単結
晶、ポリシリコン、アモルファスシリコン等が挙げられ
るが、SiH等を含まず、しかも容易に入手可能なシリコ
ン単結晶が好ましい。
グラファイトは一般に市販されている高純度粉末が用
いられる。各成分の原料の純度は99%以上、好ましくは
99.9%以上のものが高純度複合薄膜を得る上からは望ま
しい。この2成分の他に微量のBやSi3N4を複合膜の性
能を損なわない程度含有していても良い。
この2成分系ターゲットはグラファイトとシリコンを
所定量均一に混合してホットプレスにより成形し、焼結
して製造すれば良く、また各成分単独のターゲットを組
合せて通常ピンホール型、分割型等と呼ばれている1つ
の複合ターゲットとしても良い。
基板は通常はシリコンウェハを用いる。Si基板の温度
については特に制限はないご、100〜1,000℃の範囲が生
成した膜の欠陥やピンホールが少ないので好ましい。タ
ーゲットに印加する電力は、5W/cm2以上ならば、得られ
る膜の応力が引張応力となるので好ましい。印加電力が
高い程、成膜速度は増加するので有利である。
スパッター時に使用するガスは純度99%以上、好まし
くは99.9%のN2ガスが望ましく、安定なプラズマ状態を
保つ目的でアルゴンやキセノンなどの不活性ガスを同伴
することが望ましい。スパッター圧力は、特に制限はな
いが、1×10-2〜1×10-1トールが好ましい。なお、ス
パッター圧力は成膜後の膜の応力値に大きな影響を及ぼ
すため、ターゲットの組成も含めたスパッターの条件下
で、所定の引張応力となるようなスパッター圧力を設定
することが必要である。以下、実施例と比較例によって
本発明の具体的態様を説明するが、本発明はこれらによ
って限定されるものではない。尚、得られた複合薄膜の
物性測定、評価方法は次の通りである。
(複合薄膜物性測定、評価方法) 成膜速度:シリコン基板の表面の1部をステンレス板
でマスクして、一定時間スパッターを行なって成膜後、
該ステンレスマスクを取り除き、未成膜面と成膜面の境
界の段差をサーフコーダSE−30C(小坂研究所製商品
名)にて測定して膜厚を求め、成膜速度を算出した。
引張応力:シリコンウェハの成膜前と成膜後のそりの
変化量より応力値を算出した。
可視光透過率:フォトマスク用石英基板3WAF525(信
越化学製商品名)に前述の方法で成膜後、この石英基板
をマルチフォトスペクトルメ−ターMPS−5000(島津製
作所製商品名)で波長633nm位置の透過率を測定した。
この時、ディファレンス側の試料として成膜をしていな
い石英基板を用いた。
耐高エネルギービーム性:高エネルギーとして10KeV
の高エネルギー電子線を500MJ/cm3照射し、照射による
膜の応力変化率を求めて、耐高エネルギービーム性の目
安とした。
耐薬品性;90℃の30%KOH熱水中に24時間浸漬し、浸漬
後の応力変化率を求めて耐薬品性の目安とした。
耐湿性;90℃の熱水に7日間浸漬し、浸漬後の応力変
化率を求めて耐湿性の目安とした。
メンブレン化適性:成膜後の基板の裏面にプラズマCV
D法でアモルファスBN膜(以下、a−BN膜とする)を1.0
μm成膜し、この膜をKOHエッチング液の保護膜とし
た。a−BN膜の上にステンレス製ドーナツ状マスク板を
セットし、CF4ガスにてドライエッチングして露出して
いるa−BN膜を除去後、30%KOHにて露出したシリコン
面をウェットエッチングで溶出し、メンブレン化した。
メンブレン化適性として、仕上げたメンブレンが、傷や
ピンホールが無く平滑と認められる場合を良好、その他
を不良と判定した。
(実施例1) 高周波マグネトロンスパッター装置SPF−332H型(日
電アネルバ社製商品名)を用いて、カソード側に純度が
99.0%のグラファイト粉末42重量部と、シリコン単結晶
の粉末644重量部を均一に混合してホットプレスにて焼
結して得られた直径3インチで厚みが5mmのターゲット
をセットした。
基板として、直径3インチで厚みが600μmの両面研
磨シリコンウェハを用いて250℃に加熱した状態でN2
スとアルゴンガスを各々15cc/分と5cc/分の流量で流し
つつ、パワー密度を12W/cm2、反応圧力を4.0×10-2Torr
下で所定時間スパッターを行ない、SiCとSi3N4よりなる
膜厚1.0μmの複合薄膜を作製した。
得られた複合薄膜をESCA法による元素分析を行なった
結果、Si50.0%、N24.9%、C24.6%となり、SiCとSi3N4
のモル比がおよそ1:1であることが判明した。
次にこの複合薄膜の主な物性について前述の方法で測
定したところ、成膜速度は0.09μm/分、引張応力は1.3
×109dyne/cm2、可視光透過率は69%、耐高エネルギー
ビーム性、耐薬品性及び耐湿性はいずれも1%以下であ
り、メンブレン化適性は良好であった。
(実施例2、3および比較例1、2) グラファイト粉末とシリコン単結晶の粉末の混合比を
種々変えて、各種組成のターゲットを作製し、実施例1
と同様の方法でSiCとSi3N4の複合膜を作製し、ESCAにて
組成比を求め、各物性について測定した(実施例2、
3)。
また、比較例として、SiCとSi3N4のモル比が本発明の
組成範囲外のものについても同様にターゲットを作製
し、実施例1と同様の方法でSiCとSi3N4の複合膜を作製
しESCAにて組成比を求め各物性について測定した(比較
例1、2)。
これらの成膜条件と結果を第1表に示した。
(発明の効果) 第1表の結果より、本発明の方法により成膜した薄膜
は、可視光透過率が50%以上を有し、耐高エネルギービ
ーム性、耐薬品性、耐湿性、メンブレン化適正の各性能
も優れていることが判る。一 方、比較例の結果より、ターゲットの組成において、Si
CとSi3N4のモル比が95:5よりSiCが多くなると、可視光
透過率30%以下となり実用に適さない(比較例1)。ま
た、SiCとSi3N4のモル比が30:70よりSi3N4が多くなって
も、耐薬品性及び耐湿性が悪化して実用上使用出来ない
(比較例2)。
以上の様に本発明の製造方法によれば、X線リソグラ
フィー用マスクとしての性能は極めて高く、工業上有用
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−11813(JP,A) 特開 平3−173763(JP,A) 特開 平3−196149(JP,A) 特開 平4−17661(JP,A) 特開 昭56−140629(JP,A) 特開 平3−56660(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C23C 14/06 H01L 21/027 G03F 1/08

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】グラファイト(C)とシリコン(Si)の2
    成分からなるターゲットを用い、N2ガス気流下でスパッ
    ター法にて基板上にSiCとSi3N4よりなる複合膜を成膜す
    ることを特徴とするSiCとSi3N4よりなる複合膜の製造方
    法。
  2. 【請求項2】SiCとSi3N4の組成比がモル比で95:5〜30:7
    0であることを特徴とする請求項1に記載のSiCとSi3N4
    よりなる複合膜の製造方法。
  3. 【請求項3】請求項1または2に記載の製造方法で得ら
    れたSiCとSi3N4よりなる複合膜をX線透過膜として用い
    ることを特徴とするX線リソグラフィー用マスクの製造
    方法。
  4. 【請求項4】請求項3に記載のX線透過膜の引張応力が
    1×108〜1×1010dyne/cm2であることを特徴とするX
    線リソグラフィー用マスクの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5711813A (en) * 1980-06-23 1982-01-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Preparation of carbide film resistor
JP2817287B2 (ja) * 1989-11-30 1998-10-30 日本板硝子株式会社 透明物品

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103560172A (zh) * 2013-11-05 2014-02-05 华北电力大学 一种制备高导电率多晶硅薄膜的方法
CN103560172B (zh) * 2013-11-05 2015-10-21 华北电力大学 一种制备高导电率多晶硅薄膜的方法

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