JPH03179445A - Thin ceramic film - Google Patents

Thin ceramic film

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JPH03179445A
JPH03179445A JP1319659A JP31965989A JPH03179445A JP H03179445 A JPH03179445 A JP H03179445A JP 1319659 A JP1319659 A JP 1319659A JP 31965989 A JP31965989 A JP 31965989A JP H03179445 A JPH03179445 A JP H03179445A
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JP
Japan
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silicon substrate
ceramic
thickness
film
silicon
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Pending
Application number
JP1319659A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Eiichi Sotodani
栄一 外谷
Yukio Ito
幸夫 伊藤
Tadashi Ohashi
忠 大橋
Masayuki Sumiya
角谷 雅之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Coorstek KK
Original Assignee
Toshiba Ceramics Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Ceramics Co Ltd filed Critical Toshiba Ceramics Co Ltd
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Publication of JPH03179445A publication Critical patent/JPH03179445A/en
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent a shift of a focus when a ceramic coated substrate is used as a photomask by specifying the thickness of a ceramic film formed on one side of a silicon substrate of a specified thickness and forming a ceramic film having the same quality on the other side by chemical vapor deposition in a specified thickness. CONSTITUTION:A ringlike silicon substrate 11 is coated with at least one of silicon carbide and silicon nitride by chemical vapor deposition to form a ceramic film 12. The pref. thickness of the substrate 11 is 100-1,000mum. The ceramic film 12A formed on one side of the substrate 11 is 0.1-20mum and the ceramic film 12B formed on the other side is made 0.85-1.15 times as thick as the film 12A. The curving of the silicon substrate due to the difference between the coefft. of thermal expansion of the substrate and that of the ceramic film is inhibited, the flatness of the substrate can be ensured and a shift of a focus can be inhibited when the ceramic coated substrate is used as a photomask at the time of drawing an electronic circuit on a semiconductor wafer.

Description

【発明の詳細な説明】 (1)発明の目的 [産業上の利用分野] −に墾口日1+ 生道仕吻、−ハトげ雷手回路か描画す
るに際してフォトマスクとして使用されるセラミック薄
膜に関し、特に、珪素基板の裏面に対しても化学蒸着に
よって表面と同質(すなわち炭化珪素および窒化珪素の
少なくとも一方)のセラミック膜が0.85〜1.15
倍の膜厚となるよう形成されてなるセラミック薄膜に関
するものである。
[Detailed Description of the Invention] (1) Purpose of the Invention [Field of Industrial Application] - Concerning a ceramic thin film used as a photomask when drawing a dovetail lightning circuit. In particular, a ceramic film of the same quality (i.e., at least one of silicon carbide and silicon nitride) as the front surface is also deposited on the back surface of the silicon substrate by chemical vapor deposition.
This relates to a ceramic thin film formed to double the film thickness.

[従来の技術] 従来、この種のセラミック薄膜としては、珪素基板の鏡
面加工した一面(すなわち表面)に対し化学蒸着によっ
て炭化珪素および窒化珪素の少なくとも一方をコーティ
ングしてセラミック膜を形成したのち、そのセラミック
膜をセラミック薄膜として利用するために珪素基板の一
部を他面(すなわち裏面)からのエツチング処理によっ
て除去してなるものが提案されていた。
[Prior Art] Conventionally, this type of ceramic thin film is produced by forming a ceramic film by coating at least one of silicon carbide and silicon nitride on one mirror-finished surface (i.e., the surface) of a silicon substrate by chemical vapor deposition. In order to use the ceramic film as a ceramic thin film, it has been proposed to remove a part of the silicon substrate by etching from the other side (ie, the back side).

[解決すべき問題点] しかしながら、従来のセラミック薄膜では、珪素基板の
表面にのみ炭化珪素および窒化珪素の少なくとも一方を
コーティングしてセラミック膜を鼾成オろLご過ぎfl
かっかので、fit柱宏某朽の執膨張率とセラミック膜
の熱膨張率との差に伴なって化学蒸着ののちの冷却工程
で珪素基板に生じた彎曲に起因してセラミック薄膜の平
坦性を確保することが困難となる欠点があり、ひいては
(11)セラミック薄膜を半導体ウェーハ上にX綿を利
用して電子回路を描画するためのフォトマスクとして利
用した場合、焦点がズしてしまう欠点があった。
[Problems to be Solved] However, with conventional ceramic thin films, it is difficult to form a ceramic film by coating at least one of silicon carbide and silicon nitride only on the surface of a silicon substrate.
However, due to the difference between the coefficient of thermal expansion of the ceramic thin film and the coefficient of thermal expansion of the ceramic film, the flatness of the ceramic thin film is affected due to the curvature that occurs in the silicon substrate during the cooling process after chemical vapor deposition. Furthermore, (11) when a ceramic thin film is used as a photomask for drawing electronic circuits on a semiconductor wafer using X-cotton, there is a drawback that the focus is out of focus. there were.

そこで、本発明は、これらの欠点を除去すべく、珪素基
板の裏面にも表面と同質のセラミック膜を形成してなる
セラミック薄膜を提供せんとするものである。
Therefore, in order to eliminate these drawbacks, the present invention aims to provide a ceramic thin film in which a ceramic film of the same quality as the front surface is formed also on the back surface of a silicon substrate.

(2)発明の構成 c問題点の解決手段1 本究明により提供される問題点の解決手段は、「珪素基
板の一面に対して炭化珪素および窒化珪素の少なくとち
一方を化学蒸着によってコーティングしたのち珪素基板
の一部を他面からのエツチング処理によって除去するこ
とにより作成されたセラミック薄膜において、珪素基板
の肉厚が100〜11000uであり、かつ珪素基板の
一面に対するコーティングの膜厚が0.1〜20μmで
あり、かつ珪素基板の他面にも化学蒸着によって一面と
同質のコーティングを0,85〜1.15倍の膜厚とな
るよう施してなることを特徴とするセラミック薄膜」 である。
(2) Structure of the Invention (c) Solution to Problem 1 The solution to the problem provided by this research is to coat one surface of a silicon substrate with at least one of silicon carbide and silicon nitride by chemical vapor deposition. In the ceramic thin film created by later removing a part of the silicon substrate by etching from the other side, the thickness of the silicon substrate is 100 to 11,000 μ, and the thickness of the coating on one side of the silicon substrate is 0.5 μm. 1 to 20 μm, and the other surface of the silicon substrate is coated with a coating of the same quality as one surface by chemical vapor deposition to a thickness of 0.85 to 1.15 times. .

[作用1 本発明にかかるセラミック薄膜は、[問題点の解決手段
]に明示したごとく、珪素基板の一面に対して炭化珪素
および窒化珪素の少なくとも一方を化学蒸着によってコ
ーティングしたのち珪素基板の一部を他面からのエツチ
ング処理によって除去することにより作成されたセラミ
ック薄膜であって、特に、珪素基板の肉厚が100〜1
1000uであり、かつ珪素基板の一面に対してコーテ
ィングにより形成されたセラミック膜の膜厚が0.1〜
20μmであり、かつ珪素基板の他面にも化学蒸着によ
って一面と同質のセラミック膜を0.85〜1.15倍
の膜厚となるよう形成してなるので、(il珪素基板の
熱膨張率とセラミック膜の熱膨張率との差に起因して珪
素基板が彎曲することを抑制する作用 をなし、ひいては (11)平坦性を確保する作用 をなし、結果的に (iiil半導体ウェーハへの電子回路の描画に際して
フォトマスクとして使用するとき焦点のズレが発生する
ことを抑制する作用をなす。
[Operation 1] As specified in [Means for solving problems], the ceramic thin film according to the present invention coats one surface of a silicon substrate with at least one of silicon carbide and silicon nitride by chemical vapor deposition, and then coats a part of the silicon substrate with at least one of silicon carbide and silicon nitride. It is a ceramic thin film created by removing the silicon substrate from the other side by etching process, and is particularly suitable for silicon substrates with a thickness of 100 to 1
1000u, and the thickness of the ceramic film formed by coating on one side of the silicon substrate is 0.1~
20 μm, and a ceramic film of the same quality as the first surface is formed by chemical vapor deposition on the other surface of the silicon substrate to a thickness of 0.85 to 1.15 times. This has the effect of suppressing the bending of the silicon substrate due to the difference between the coefficient of thermal expansion of the ceramic film and the thermal expansion coefficient of the ceramic film. When used as a photomask for drawing circuits, it acts to suppress the occurrence of focal shifts.

[実施例〕 次に、本発明にかかるセラミック薄膜について、添付図
面を参照しつつ、その好ましい実施例を挙げ、具体的に
説明する。
[Example] Next, the ceramic thin film according to the present invention will be described in detail by giving preferred examples thereof with reference to the accompanying drawings.

工五佳A里土説里工 第1図は、本発明にかかるセラミック薄膜の第1の実施
例を示すための平面図であって、珪素基板11の中央部
がエツチング処理によって除去されてなる場合を示して
いる。
FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of a ceramic thin film according to the present invention, in which the central portion of a silicon substrate 11 is removed by etching. It shows the case.

第2図は、第1図実施例のII −II Imにそった
断面図である。
FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II Im of the embodiment in FIG.

第3図は、本発明にかかるセラミック薄膜の第2の実施
例を示すための平面図であって、珪素基板11の中央部
および一部の縁辺部がエツチング処理によって除去され
てなる場合を示している。
FIG. 3 is a plan view showing a second embodiment of the ceramic thin film according to the present invention, in which the central portion and some edge portions of the silicon substrate 11 are removed by etching. ing.

第4図は、第3図実施例のIV −IV線にそった断面
図である。
FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV--IV of the embodiment of FIG.

第5図(al〜fflは、第1図実施例および第3図実
施例の製造方法を説明するための断面図であって、第1
図実施例のセラミック薄膜を製造する場合は■−■線に
そった断面図を示しており、第3図実施例のセラミック
薄膜を製造する場合は■−v線にそった断面図を示して
いる。
FIG. 5 (al to ffl are cross-sectional views for explaining the manufacturing method of the embodiment in FIG. 1 and the embodiment in FIG. 3;
When manufacturing the ceramic thin film of the example in Figure 3, a cross-sectional view along the line ■-■ is shown, and when manufacturing the ceramic thin film of the example in Figure 3, a cross-sectional view along the line ■-v is shown. There is.

第1の  の まず、第1図および第2図を参照しつつ、本発明にかか
るセラミック薄膜の第1の実施例について、その構成を
詳細に説明する。
First, the structure of a first embodiment of the ceramic thin film according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.

耳は、本発明にかかるセラミック薄膜であって、−面(
表面ともいう) IIAおよび他面(裏面ともいう) 
IIBがともに鏡面加工されかつ一部(ここでは中央部
;第5図(al〜(fl ?照)が裏面11Bからのエ
ツチング処理によって円形状に除去(除去部という)さ
れてなるリング状の珪素基板11と、珪素基板11に対
して炭化珪素および窒化珪素の少なくとも一方を化学蒸
着によってコーティングして形成したセラミックII!
 (コーティングIliと6いう)12とを備えている
The ear is a ceramic thin film according to the present invention, and has a negative surface (
IIA (also called the front side) and the other side (also called the back side)
IIB are both mirror-finished and a part (in this case, the center part; FIG. A ceramic II formed by coating the substrate 11 and the silicon substrate 11 with at least one of silicon carbide and silicon nitride by chemical vapor deposition!
(referred to as coating Ili 6) 12.

珪素基板11は、肉厚が100〜1000u、mとされ
ていることが好ましい。ここで、珪素基板11の肉厚が
100〜11000LLとされている根を処は、(i)
 1100u未満であれば、化学蒸着によるセラミック
膜12の形成ののちの冷却に際し珪素基板11のt九膨
張率とセラミック膜12の熱膨張率の差に起因してセラ
ミック膜12が彎曲してしまい、また(ii) 100
0μmを超えれば、エツチング処理に所要の時間が遷延
して製造コストを増加せしめてしまうことにある。
It is preferable that the silicon substrate 11 has a thickness of 100 to 1000 μm. Here, regarding the thickness of the silicon substrate 11 being 100 to 11000 LL, (i)
If it is less than 1100 u, the ceramic film 12 will be curved due to the difference between the t9 coefficient of expansion of the silicon substrate 11 and the coefficient of thermal expansion of the ceramic film 12 during cooling after the formation of the ceramic film 12 by chemical vapor deposition. Also (ii) 100
If the thickness exceeds 0 .mu.m, the time required for the etching process will be prolonged and the manufacturing cost will increase.

珪素基板の中央部が円形状に除去されている根拠は、こ
れが矩形状などであればその角部から熱衝撃に伴なって
亀裂を生じ易いためである。したがって、珪素基板11
の除去部の形状は、楕円形状などであってもよい。
The reason why the central portion of the silicon substrate is removed in a circular shape is that if it is rectangular or the like, cracks are likely to occur from the corners due to thermal shock. Therefore, silicon substrate 11
The shape of the removed portion may be an ellipse or the like.

セラミック膜12は、珪素基板11の表面11Aに対し
て形成されたセラミックI+!12Aと、珪素基板11
の裏面11Bに対して形成されたセラミック膜12Bと
、珪素基板11の周面(側面ともいう)11Cに対して
形成されたセラミック膜12cとを包有している。セラ
ミック膜12A−12cは、熱膨張率を容易に接近でき
るようにするために、互いに同質の組成であることが好
ましい。
The ceramic film 12 is a ceramic I+! formed on the surface 11A of the silicon substrate 11. 12A and silicon substrate 11
, and a ceramic film 12c formed on the peripheral surface (also referred to as side surface) 11C of the silicon substrate 11. It is preferable that the ceramic films 12A-12c have the same composition so that the coefficients of thermal expansion can be easily approached.

セラミックl1i12Aの膜厚は、0.1〜20umで
あることが好ましい。この根拠は、(il 0.1 u
m未満であれば、強度を維持できず、またfii120
umを超えれば、珪素基illの熱膨張率とセラミック
膜12Aの熱膨張率との差に起因してセラミック膜12
Aが剥離し易くなることにある。
The thickness of the ceramic l1i12A is preferably 0.1 to 20 um. The basis for this is (il 0.1 u
If it is less than m, the strength cannot be maintained and fii120
If it exceeds um, the ceramic film 12A is
A is easier to peel off.

セラミック膜12Bの膜厚は、熱膨張率の差を好適な範
囲とするために、セラミック膜12Aの膜厚の0.85
〜1.15倍であることが好ましい。ここで、セラミッ
ク1莫12Bの膜厚がセラミック膜12Aの月莫厚の0
85〜1.15倍とされる根拠は、(i) 0.85倍
未満では、冷却時にセラミック膜12Bの熱応力がセラ
ミック膜12Aの熱応力に比べて小さくなり過ぎ、また
(ii)1.15倍を超えれば、セラミック膜12Bの
熱応力がセラミック膜12Aの熱応力に比べて大きくな
り過ぎることにある。
The thickness of the ceramic film 12B is 0.85 of the thickness of the ceramic film 12A in order to keep the difference in thermal expansion coefficient within a suitable range.
It is preferable that it is 1.15 times. Here, the thickness of the ceramic film 12B is 0 of the thickness of the ceramic film 12A.
The reasons why the ratio is 85 to 1.15 times are as follows: (i) If it is less than 0.85 times, the thermal stress of the ceramic film 12B becomes too small compared to the thermal stress of the ceramic film 12A during cooling; and (ii) 1. If it exceeds 15 times, the thermal stress of the ceramic film 12B becomes too large compared to the thermal stress of the ceramic film 12A.

第1の 施例の乍 更に、第1図および第2図を参照しつつ、本発明にかか
るセラミック薄膜の第1の実施例について、その作用を
詳細に説明する。
FIRST EXAMPLE Furthermore, with reference to FIGS. 1 and 2, the function of the first example of the ceramic thin film according to the present invention will be described in detail.

本発明にかかるセラミック薄膜IOは、リング状の珪素
基板1iの肉厚が100〜1000+umとされ、かつ
その表面11Aおよび裏面JIBの双方に対して化学蒸
着により炭化珪素および窒化珪素の少なくとも一方がコ
ーティングされて同質のコーティングll莫12A、 
12Bが形成されており、コーティングロ莫12Aの月
莫厚が0.1〜20μmとされかつコーティング1莫1
2Bのl膜厚がコーティング1莫12Aの膜厚の0.8
5〜1.15倍とされているので、珪素基板11が化学
蒸着ののちの冷却工程で彎曲してしまうことを回避でき
、併せて珪素基板11の表面11AJよび裏面11Bに
おける熱膨張率(ひいては熱応力)を互いに接近せしめ
ることができ、ひいては珪素基板11の除去部に対応す
るコーテイング膜12Aの領域が彎曲してしまうことを
回避でき、結果的に半導体ウェーへの描画処理にフォト
マスクとして利用されたとき焦点のズレを抑制できる。
In the ceramic thin film IO according to the present invention, a ring-shaped silicon substrate 1i has a wall thickness of 100 to 1000+ um, and both its front surface 11A and back surface JIB are coated with at least one of silicon carbide and silicon nitride by chemical vapor deposition. homogeneous coating llMo12A,
12B is formed, the thickness of coating 12A is 0.1 to 20 μm, and coating 12A is
The film thickness of 2B is 0.8 of the film thickness of coating 12A.
5 to 1.15 times, it is possible to avoid bending of the silicon substrate 11 in the cooling process after chemical vapor deposition, and also to reduce the thermal expansion coefficient (and thus Thermal stress) can be brought closer to each other, and the region of the coating film 12A corresponding to the removed portion of the silicon substrate 11 can be prevented from being curved, and as a result, it can be used as a photomask in the drawing process on the semiconductor wafer. It is possible to suppress the shift in focus when

第2の 施例の(成・ 用 また、第3図および第4図を参照しつつ、本発明にかか
るセラミック薄膜の第2の実施例について、その構成お
よび作用を詳細に説明する。
Construction and Use of the Second Embodiment Also, with reference to FIGS. 3 and 4, the structure and operation of the second embodiment of the ceramic thin film according to the present invention will be described in detail.

第2の実施例は、珪素基板11の縁辺部がその全長の2
73以下の範囲内で除去されたことを除き、第1の実施
例と同一の構成を有している。
In the second embodiment, the edge portion of the silicon substrate 11 is
It has the same configuration as the first embodiment except that it is removed within the range of 73 or less.

これにより、第2の実施例は、第1の実施例の作用に加
え、第1の実施例に比べて軽量化できる。
As a result, the second embodiment not only has the effects of the first embodiment, but also can be made lighter in weight than the first embodiment.

したがって、ここでは、第1の実施例に包有された部材
に対応する部材に対して同一の参照番号を付すことによ
り、その構成および作用の詳細な説明を省略する。
Therefore, here, the same reference numerals are given to the members corresponding to those included in the first embodiment, and a detailed explanation of the structure and operation thereof will be omitted.

ユに遣寿旦上 加えて、第5図fal〜(f+ を参照しつつ、本発明
にかかるセラミック薄膜の第1.第2の実施例について
、その製造方法を詳細に説明する。
In addition, the manufacturing method of the first and second embodiments of the ceramic thin film according to the present invention will be explained in detail with reference to FIGS.

まず、 100〜1000μmの範囲内の適宜の肉厚を
もった円盤状の珪素基l2iillを準備し、その表面
11Aおよび裏面11Bを鏡面加工する(第5図(a参
照)。
First, a disk-shaped silicon base 12iill having an appropriate thickness within the range of 100 to 1000 μm is prepared, and its front surface 11A and back surface 11B are mirror-finished (see FIG. 5(a)).

次いで、珪素基板11を熱処理炉内に収容し、珪素基板
11の表面11Aおよび側面llCに対して化学蒸着に
よって炭化珪素および窒化珪素の少なくとも一方をコー
ティングしてセラミックUzp、、12cを0.1〜2
OL1mの膜厚となるよう形成する(第5図(bl参照
)。
Next, the silicon substrate 11 is housed in a heat treatment furnace, and the surface 11A and side surface 11C of the silicon substrate 11 are coated with at least one of silicon carbide and silicon nitride by chemical vapor deposition to form a ceramic Uzp, 12c of 0.1 to 12c. 2
It is formed to have a film thickness of OL1m (see FIG. 5 (bl)).

更に、熱処理炉から珪素基板11を取り出して裏返とし
て適宜の形状の石英ガラス13を載置し、再び珪素基板
11を熱処理炉内に収容し、珪素基板11の裏面]]B
に対して化学蒸着によって炭化珪素および窒化珪素の少
なくとも一方をコーティングして表面11Aと同質のセ
ラミック膜12Bを0.85〜1.15倍の膜厚となる
よう形成する(第5図(c) fdl参照)。石英ガラ
ス13は、第1図実施例のセラミック薄膜刊を形成する
場合、円盤状の形状であり、また第2図実施例のセラミ
ック薄膜lOを形成する場合、円盤状の部分に対して円
弧状部分を追加した形状である。
Furthermore, the silicon substrate 11 is taken out from the heat treatment furnace, turned over, and a quartz glass 13 of an appropriate shape is placed thereon, and the silicon substrate 11 is placed in the heat treatment furnace again, and the back side of the silicon substrate 11]]B
At least one of silicon carbide and silicon nitride is coated on the surface by chemical vapor deposition to form a ceramic film 12B having the same quality as the surface 11A and having a thickness of 0.85 to 1.15 times (FIG. 5(c)). fdl). The quartz glass 13 has a disk-like shape when forming the ceramic thin film plate of the embodiment shown in FIG. This is a shape with added parts.

最後に、熱処理炉内から珪素基板11を取り出して石英
ガラス13を除去したのち、再び珪素基板11を熱処理
炉内に収容した状態で、その裏面118側から珪素基板
11の一部をMCIガスを用いて気相エツチング処理に
より除去する。
Finally, after taking out the silicon substrate 11 from the heat treatment furnace and removing the quartz glass 13, while placing the silicon substrate 11 in the heat treatment furnace again, a part of the silicon substrate 11 is exposed to MCI gas from the back surface 118 side. It is removed by a vapor phase etching process.

これにより、珪素基板11の表面11Aおよび裏面11
Bならびに側面11Gに対してセラミック膜12A〜1
2Cが形成されておりかつ除去部に対してセラミックI
I!12Aが張設された本発明にかかるセラミック薄膜
IOを作成できる。
As a result, the front surface 11A and the back surface 11 of the silicon substrate 11
Ceramic films 12A to 1 are applied to B and side surface 11G.
2C is formed and ceramic I is formed on the removed part.
I! A ceramic thin film IO according to the present invention in which 12A is stretched can be produced.

」長生思よ 併せて、本発明にかかるセラミック薄膜について、具体
的な数値などを挙げ、詳細に説明する。
In addition, the ceramic thin film according to the present invention will be described in detail by citing specific numerical values.

実韮遣111−二重 肉厚が400umで直径が100mmの珪素基板を、表
面および裏面を鏡面加工ののち、熱処理炉に収容して、
その表面温度を1300℃に維持した。
Jitsuwari 111 - A silicon substrate with a double wall thickness of 400 um and a diameter of 100 mm was mirror-finished on the front and back sides, and then placed in a heat treatment furnace.
Its surface temperature was maintained at 1300°C.

この状態で、熱処理炉に対し、キャリアガスとしてのH
2ガスと珪素源ガスとしての5IC14ガスと炭素源ガ
スとしてのC,H,ガスとが、ともに5全体で15℃/
分の供給割合で1分間にわたり供給することにより、珪
素基板の表面および側面に対し膜厚1umの炭化珪素膜
がコーティングされた。
In this state, H as a carrier gas is applied to the heat treatment furnace.
2 gas, 5IC14 gas as a silicon source gas, and C, H, gas as a carbon source gas are heated at 15°C/
By supplying the solution at a rate of 1 minute, the surface and side surfaces of the silicon substrate were coated with a silicon carbide film having a thickness of 1 um.

珪素基板は、冷却ののち、熱処理炉から取り出され、裏
面に対して適宜の肉厚の石英ガラスを載置しb状態で、
再び熱処理炉に収容し、その表面君度を1300°Cに
維持した。石英ガラスの形状は、円形であった。
After the silicon substrate has been cooled, it is taken out from the heat treatment furnace, and a quartz glass of an appropriate thickness is placed on the back surface in state b.
It was placed again in the heat treatment furnace, and its surface temperature was maintained at 1300°C. The shape of the quartz glass was circular.

この状態で、熱処理炉にはキャリアガスとしてのH2ガ
スと珪素源ガスとしての5IC14ガスと炭素源ガスと
してのC3H,ガスとが、ともに、全体で15ff/分
の供給割合でそれぞれ50秒間、1分間および1分IO
秒間にわたり供給することにより、珪素基板の裏面に対
しそれぞれ膜厚0,85μm、  1μmおよび1.1
5μmの炭化珪素膜がコーティングされた。
In this state, H2 gas as a carrier gas, 5IC14 gas as a silicon source gas, and C3H gas as a carbon source gas are supplied to the heat treatment furnace for 50 seconds each at a total rate of 15 ff/min. Minute and 1 minute IO
By supplying for a period of seconds, film thicknesses of 0.85 μm, 1 μm and 1.1 μm were applied to the back side of the silicon substrate, respectively.
A 5 μm silicon carbide film was coated.

珪素基板は、冷却ののち、熱処理炉から取り出して石英
ガラスを除去したのち、再び熱処理炉に収容し、その裏
面温度を1100℃に保持した状態で、裏面に対しHC
Iガスによって気相エツチング処理が施された。珪素基
板は、これにより、中央部が円形に除去された。
After cooling, the silicon substrate was taken out of the heat treatment furnace, the quartz glass was removed, and then placed in the heat treatment furnace again, and the back side was subjected to HC while maintaining the back side temperature at 1100°C.
Gas phase etching treatment was performed using I gas. As a result, the central portion of the silicon substrate was removed in a circular shape.

以上により、本発明にかかるセラミック薄膜が形成せし
められた。本発明にかかるセラミック薄膜では、第1表
に示したごとく、珪素基板の表面および裏面に形成され
たコーテイング膜に膜厚のバラツキが認められず、また
珪素基板の表面に形成されたコーテイング膜に内部クラ
ックが認められず、更に珪素基板の彎曲も認められず、
併せてエツチング時間も十分乙こ短縮できた7!五艶土
二重 珪素基板の表面に形成されたコーテイング膜の膜厚が1
0μmとされ、かつ珪素基板の裏面に形成されたコーテ
ィングIINの月莫厚がそれぞれ8.5um、lOLL
mおよび11.5gmとされたことを除き、実施例1〜
3が反復された。
Through the above steps, a ceramic thin film according to the present invention was formed. In the ceramic thin film according to the present invention, as shown in Table 1, no variation in film thickness was observed in the coating film formed on the front and back surfaces of the silicon substrate. No internal cracks were observed, and no curvature of the silicon substrate was observed.
At the same time, the etching time was also significantly shortened! The thickness of the coating film formed on the surface of the five-glazed double silicon substrate is 1
0 μm, and the thickness of the coating IIN formed on the back surface of the silicon substrate is 8.5 μm and 1OLL, respectively.
Examples 1 to 1, except that m and 11.5 gm
3 was repeated.

本発明にかかるセラミック薄膜では、第1表に示したご
とく、実施例1〜3と同様に、珪素基板の表面および裏
面に形成されたコーテイング膜に膜厚のバラツキが認め
られず、また珪素基板の表面に形成されたコーテイング
膜に内部クラックか認められず、更に珪素基板の彎曲も
詔められず、併せてエツチング時間も十分に短縮できた
As shown in Table 1, in the ceramic thin film according to the present invention, as in Examples 1 to 3, no variation in film thickness was observed in the coating film formed on the front and back surfaces of the silicon substrate. No internal cracks were observed in the coating film formed on the surface of the silicon substrate, and no curvature of the silicon substrate was observed, and the etching time was also sufficiently shortened.

丈思拠ユニ旦 珪素基板の表面に形成されたコーテイング膜の膜厚が2
0umとされ、かつ珪素基板の裏面に形成されたコーテ
イング膜の膜厚がそれぞれ17LLm20umおよび2
3μmとされたことを除き、実施例1〜3が反復された
The thickness of the coating film formed on the surface of the silicon substrate is 2.
0um, and the thickness of the coating film formed on the back surface of the silicon substrate is 17LLm20um and 20um, respectively.
Examples 1-3 were repeated, except that the thickness was 3 μm.

本発明にかかるセラミック薄膜では、第1表に示したご
とく、実施例1〜3と同様に、珪素基板の表面および裏
面に形成されたコーテイング膜に膜厚のバラツキが認め
られず、また珪素基板の表面に形成されたコーテイング
膜に内部クラックが認められず、かつ珪素基板の彎曲も
認められず、併せてエツチング時間も十分に短縮できた
As shown in Table 1, in the ceramic thin film according to the present invention, as in Examples 1 to 3, no variation in film thickness was observed in the coating film formed on the front and back surfaces of the silicon substrate. No internal cracks were observed in the coating film formed on the surface of the silicon substrate, and no curvature of the silicon substrate was observed, and the etching time was also sufficiently shortened.

比較例12 珪素基板の表面に形成されたコーテイング膜の膜厚が0
.05LLmおよび30μmとされ、かつ珪素基板の裏
面に形成されたコーテイング膜の膜厚が0.05+um
および30μmとされたことを除き、実施例1〜3が反
復された。
Comparative Example 12 The thickness of the coating film formed on the surface of the silicon substrate was 0.
.. 05LLm and 30μm, and the thickness of the coating film formed on the back surface of the silicon substrate is 0.05+um.
Examples 1-3 were repeated, except that the thickness was 30 μm.

比較例1では、珪素基板の表面に形成されたコーテイン
グ膜の膜厚のバラツキが大きく、また比較例2では珪素
基板の表面に形成されたコーテイング膜に内部クラック
が認められた。
In Comparative Example 1, there were large variations in the thickness of the coating film formed on the surface of the silicon substrate, and in Comparative Example 2, internal cracks were observed in the coating film formed on the surface of the silicon substrate.

比較例3,4 珪素基板の肉厚がforumおよび1000μmとされ
、かつ珪素基板の表面に形成されたコーテイング膜の膜
厚がとちに10umとされ、かつ珪素基板の裏面に対し
てコーテイング膜の膜厚が5μmおよび10μmとされ
たことを除き、実施例1〜3が反復された。
Comparative Examples 3 and 4 The thickness of the silicon substrate was 1000 μm, and the thickness of the coating film formed on the surface of the silicon substrate was 10 μm, and the thickness of the coating film was 10 μm on the back surface of the silicon substrate. Examples 1-3 were repeated except that the film thicknesses were 5 μm and 10 μm.

比較例3では、珪素基板の肉厚が小さかったため珪素基
板の彎曲が大きく、また比較例4では、エツチング時間
が遷延した。
In Comparative Example 3, the thickness of the silicon substrate was small, so the silicon substrate had a large curvature, and in Comparative Example 4, the etching time was prolonged.

庄校皿旦 珪素基板の表面に形成されたコーテイング膜の膜厚が1
0umとされ、かつ珪素基板の裏面に形成されたコーテ
イング膜の膜厚が101mとされ、かつ石英ガラスの形
状が矩形とされたことを除き、実施例1〜3が反復され
た。
The thickness of the coating film formed on the surface of the silicon substrate is 1
Examples 1 to 3 were repeated except that the thickness of the coating film formed on the back surface of the silicon substrate was 101 m, and the shape of the quartz glass was rectangular.

この場合、珪素基板の表面に形成されたコーテイング膜
に内部クラックが認められた。
In this case, internal cracks were observed in the coating film formed on the surface of the silicon substrate.

比較例6 珪素基板が矩形とされ、かつ石英ガラスの形状が円形と
されたことを除き、比較例5が反復された。
Comparative Example 6 Comparative Example 5 was repeated except that the silicon substrate was rectangular and the quartz glass was circular in shape.

この場合も、珪素基板の表面に形成されたコティング膜
に内部クラックが認められた。
In this case as well, internal cracks were observed in the coating film formed on the surface of the silicon substrate.

比較例78 珪素基板の表面に形成されたコーテイング膜の膜厚が1
0u mとされ、かつ珪素基板の裏面に形成されたコー
テイング膜の膜厚がそれぞれ8.0μmおよび12μm
とされたことを除き、実施例1〜3が反復された。
Comparative Example 78 The thickness of the coating film formed on the surface of the silicon substrate was 1
0um, and the thickness of the coating film formed on the back surface of the silicon substrate is 8.0μm and 12μm, respectively.
Examples 1-3 were repeated, except that:

この場合、珪素基板の彎曲は、100μmとなり、大き
かった。
In this case, the curvature of the silicon substrate was 100 μm, which was large.

比較例9 10 珪素基板の表面に形成されたコーテイング膜の膜厚が2
0umとされ、かつ珪素基板の裏面に形成されたコーテ
イング膜の膜厚がそれぞれ5μmおよび40μmとされ
たことを除き、実施例1〜3が反復された。
Comparative Example 9 10 The thickness of the coating film formed on the surface of the silicon substrate was 2
Examples 1 to 3 were repeated except that the thickness of the coating film formed on the back surface of the silicon substrate was 5 μm and 40 μm, respectively.

この場合、珪素基板の表面に形成されたコティング膜に
内部クラックが認められた。また、珪素基板の彎曲は、
 450umおよび550umとなり、極めて大きかっ
た。
In this case, internal cracks were observed in the coating film formed on the surface of the silicon substrate. In addition, the curvature of the silicon substrate is
They were 450 um and 550 um, which were extremely large.

(3)発明の効果 上述より明らかなように、本発明にかかるセラミック薄
膜は、[問題点の解決手段]に明示したごとく、珪素基
板の一面に対して炭化珪素および窒化珪素の少なくとも
一方を化学蒸着によってコーティングしたのち珪素基板
の一部を他面からのエツチング処理によって除去するこ
とにより作成されたセラミック薄膜であって、特に、珪
素基板の肉厚が100〜11000uであり、かつ珪素
基板の一面に対してコーティングにより形成されたセラ
ミック膜の膜厚が0.1〜20μmであり、かつ珪素基
板の他面にも化学蒸着によって一面と同質のセラミック
膜を0.85〜1.15倍の膜厚となるよう形成してな
るので、 (1)珪素基板の熱膨張率とセラミック膜の熱膨張率と
の差に起因して珪素基板が彎曲することを抑制できる効
果 を有し、ひいては (11)平坦性を確保できる効果 を有し、結果的に (iiil半導体ウェーハへの電子回路の描画に際して
フォトマスクとして使用するとき焦点のズレが発生する
ことを抑制できる効果 を有する。
(3) Effects of the Invention As is clear from the above, the ceramic thin film according to the present invention, as specified in [Means for solving the problem], chemically coats at least one of silicon carbide and silicon nitride on one surface of a silicon substrate. A ceramic thin film created by coating by vapor deposition and then removing a part of a silicon substrate by etching from the other side, especially when the thickness of the silicon substrate is 100 to 11,000 u, and one side of the silicon substrate is coated by vapor deposition. On the other hand, the thickness of the ceramic film formed by coating is 0.1 to 20 μm, and on the other side of the silicon substrate, a ceramic film of the same quality as that on one side is applied by chemical vapor deposition, and the thickness is 0.85 to 1.15 times. (1) It has the effect of suppressing the bending of the silicon substrate due to the difference between the coefficient of thermal expansion of the silicon substrate and the coefficient of thermal expansion of the ceramic film. ) It has the effect of ensuring flatness, and as a result (iii) it has the effect of suppressing the occurrence of focal shift when used as a photomask when drawing electronic circuits on a semiconductor wafer.

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

第1図は本発明にかかるセラミック薄膜の第1の実施例
を示すための平面図、第2図は第1図実施例の■−■線
にそった断面図、第3図は本発明にかかるセラミック薄
膜の第2の実施例を示すための平面図、第4図は第3図
実施例のIV −IV線にそった断面図、第5図(a)
〜(f)は第1図実施例および第3図実施例の製造方法
を説明するための断面図である。 IO・・・・・・・・・・・・・・・・セラミック薄膜
11・・・・・・・・・・・・・・・・珪素基板llA
・・・・・・・・・・・・表面 11B・・・・・・・・・・・・裏面 11C・・・・・・・・・・・・側面 12・・・・・・・・・・・・・・・・セラミック膜1
2A〜12C・・・・・・セラミック膿13 ・石英ガラス
FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of the ceramic thin film according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line ■-■ of the embodiment in FIG. FIG. 4 is a plan view showing a second embodiment of such a ceramic thin film; FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of the embodiment in FIG. 3; FIG. 5(a)
-(f) are sectional views for explaining the manufacturing method of the embodiment in FIG. 1 and the embodiment in FIG. 3. IO・・・・・・・・・・・・ Ceramic thin film 11・・・・・・・・・・・・・Silicon substrate llA
.........Front surface 11B...Back surface 11C...Side surface 12...・・・・・・ Ceramic membrane 1
2A~12C・・・Ceramic pus 13 ・Quartz glass

Claims (1)

【特許請求の範囲】 珪素基板の一面に対して炭化珪素および窒 化珪素の少なくとも一方を化学蒸着によってコーティン
グしたのち珪素基板の一部を他面からのエッチング処理
によって除去することにより作成されたセラミック薄膜
において、珪素基板の肉厚が100〜1000μmであ
り、かつ珪素基板の一面に対してコーティングにより形
成されたセラミック膜の膜厚が0.1〜20μmであり
、かつ珪素基板の他面にも化学蒸着によって一面と同質
のセラミック膜を0.85〜1.15倍の膜厚となるよ
う形成してなることを特徴とするセラミック薄膜。
[Claims] A ceramic thin film created by coating one side of a silicon substrate with at least one of silicon carbide and silicon nitride by chemical vapor deposition, and then removing part of the silicon substrate by etching from the other side. The thickness of the silicon substrate is 100 to 1000 μm, the thickness of the ceramic film formed by coating on one side of the silicon substrate is 0.1 to 20 μm, and the other side of the silicon substrate is also coated with a chemical coating. A ceramic thin film characterized in that it is formed by vapor deposition to form a ceramic film of the same quality as one surface to a thickness of 0.85 to 1.15 times.
JP1319659A 1989-12-08 1989-12-08 Thin ceramic film Pending JPH03179445A (en)

Priority Applications (2)

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