JPH03196147A - X線リソグラフィー用SiC膜、その製造方法およびX線リソグラフィー用マスク - Google Patents

X線リソグラフィー用SiC膜、その製造方法およびX線リソグラフィー用マスク

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JPH03196147A
JPH03196147A JP1339092A JP33909289A JPH03196147A JP H03196147 A JPH03196147 A JP H03196147A JP 1339092 A JP1339092 A JP 1339092A JP 33909289 A JP33909289 A JP 33909289A JP H03196147 A JPH03196147 A JP H03196147A
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Shu Kashida
周 樫田
Yoshihiro Kubota
芳宏 久保田
Akihiko Nagata
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/22Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 高エネルギー電子線やシンクロトロン放射光のような高
エネルギービームを照射しても応力の変化が少ないX線
リソグラフィー用SiC膜、その製造方法およびX線リ
ソグラフィー用マスクに関する。
(従来の技術) 半導体デバイスにおけるパターン形成の微細化に伴ない
、将来のリソグラフィー技術としてx、1リソグラフイ
ー技術が最も有望視されている。X線リソグラフィーに
用いられるマスクのX線透過膜(別の表現をすればX線
吸収体の支持膜ともいうが、以下メンブレンまたは膜と
称する。)に要求される重要な性能としては、 ■)表面が平滑で傷やピンホールが無く、実用的な強度
を有すること。
2)高精度なアライメント(位置合せ)に必要な可視光
透過率を有すること。
3)良好な耐薬品性や耐湿性を有し、エッチンググ工程
や洗浄工程で損傷されに(いこと。
4)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膜の材料としてB
N、ボロンドープSi、 5isNn、 SiC等が提
案されているが、中でも、SiCは高いヤング率を有す
るために、耐高エネルギービーム性が最も優れた材料と
考えられている。
通常、このSiC膜の成膜方法としてはCVD法が最も
多く用いられているが、しかしながら、CVD法は、原
料ガスの反応及び分解を伴いながら成膜するため、膜の
成分以外の元素が膜中に取り込まれ易く、その結果、こ
れらの元素が膜中の不純物として働くために、 1)高エネルギービームの照射により、膜中の不純物が
容易に離脱する。そのため、膜の歪みの発生、膜の応力
の変動、膜の機械的強度の低下、膜の光学的な透明性の
低下等の欠陥を生じる。
2)膜の表面に、ピンホールやノジュールが発生し易(
良好な膜が得られにくい。
等の問題がある。
(発明が解決しようとする課題) このSiC膜を成膜する他の方法として特願昭63−3
15768に記載されているスパッター法がある。
この方法では、膜中に不純物が少ない、ピンホールやノ
ジュールが少ない等の利点があるが、成膜したSiC膜
はアモルファス状態であり過度の高エネルギービームを
照射すると応力の変動を起こし易く、その結果歪みが発
生し易いという問題がある。
従って、本発明が解決しようとする課題は、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Si
C膜を得ることにある。
(課題を解決するための手段) 本発明者等は、かかる課題を解決するためにSiC膜の
結晶学的解析を進めた結果、特定の物性を有する膜が耐
高エネルギービーム性を有することを確認し、この膜の
最適成膜条件を探索して本発明を完成するに至った。
本発明の要旨は、 引張り応力が0.1〜8.0X 10” dyne/c
rrfでかつ結晶質SiCを含有することを特徴とする
X線リングラフィ用SiC膜、SiCよりなるターゲッ
トを用いスパッター法にてSiC基板上に500℃以上
の温度で成膜するX線リソグラフィー用SiC膜の成膜
方法、およびこのSiC膜よりなるX線リソグラフィー
用マスクである。
以下、本発明の詳細な説明する。
先ず、良好なSiC膜を得るためにはSiC膜の引張り
応力が0.1〜LOX 10” dyne/crrrで
あることが必要である。0.1 X 10” dyne
/cm”未満では引張り応力が小さ過ぎるため膜が形成
しにくく、仮に形成したとしてもしわが発生し易い。逆
に、8.OX 10” dyne/crrrを越えても
引張り応力が大き過ぎるため膜が形成しに(く、仮に形
成したとしても破裂し易くなる。好ましい範囲は0.3
〜4.0×10” dyne/crr?である。
次に、 SiC膜が結晶質SiCを含有することが必要
である。通常のスパッター法で生成するアモルファス状
態のSiC膜が高エネルギービームを照射されて内部応
力が変動する主な原因は、照射により SiC膜が加熱
されて温度が上昇し、その結果SiCの結晶構造が結晶
性を増加する方向に変化する為、内部応力も変化するも
との思われる。従って、本発明では予めスパッター処理
時に結晶性を付与し成膜することにより、マスクとして
使用する時に高エネルギービーム照射を受けても応力の
変動、歪の発生が極めて少な(なった。更に、この結晶
性の条件として、SiC膜のX線回折ピークの2θ:3
5.5″″におけるSiCの(111)結晶面のピーク
波形のシャープさが挙げられる。高エネルギービーム照
射により SiCの応力の変動を実用レベルにまで少な
(するには、X線回折ピークにおいて2θ=30@ と
2θ=40°の波形を結ぶ線を基線として2θ=35.
5°における基線からのピーク高さLlと2θ=33°
における基線からのピーク高さし2の比L l / L
 lが1.5以上であることが必要であり、更に好まし
くは3.0以上である。1.5未満では応力の変動が大
きく使用に耐えない。
次に、上記諸特性を与える成膜条件について述べる。
本発明で採用した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ロ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早いマグネトロン
スパッター法を用いるのが良い。スパッターに使用され
るガスとしては、アルゴン、セキノンなどの不活性ガス
を用いることが望ましいが、他にヘリウム、窒素等のガ
スを混入してもよい。基板は通常はシリコンを用いる。
ターゲットは、SiC粉体を所定の形状に焼結したもの
でよいが、純度は成膜後の膜中に不純物ができるだけ少
ないことが望ましいので、99%以上、好ましくは99
.9%以上である。ターゲットに印加する電力は5 W
/crtf以上が望ましい。印加電力が高い程、成膜速
度は増加するので有利である。スパッター時の基板温度
は、500℃以上とすることが必要であり、好ましくは
700℃以上が良い。
500℃未満の場合は、得られたSiC膜が、高エネル
ギービーム照射を受けた時、応力の変動が顕著に増大す
るため好ましくない。又、成膜後のSiC膜を成膜温度
以上の温度の下でアニール処理を行なうことは任意であ
るが、SiC膜の応力のばらつきが減少するメリットが
ある。スパッター圧力は、成膜後のSiC膜の内部応力
が、メンブレン化に必要な0.1〜8.OX 10” 
dyne/crrfどなるように選ぶ必要がある。スパ
ッター温度により最適なスパッター圧力は異なるが、−
船釣には30〜70X 10−”Torrである。
以下、実施例と比較例によって本発明の具体的実施態様
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SiC膜の物性測定方法および
評価方法は次の通りである。
■X線回折の測定 薄膜用X線回折測定装置(リガク製TFD)を用いて測
定した。入射角(θ)=2°固定、ターゲットはCυ、
パワーは40kVX 40mAである。
■内部応力の測定 基板の成膜前と成膜後及びアニール前とアニール後のそ
りの変化量より応力値を算出した。
■耐高エネルギービーム性 高エネルギーとして15eVの高エネルギー電子線を1
. OKJ/Cm”照射し、照射による膜の応力の変化
量を測定し、耐高エネルギービーム性の目安とした。
■メンブレン化適性 試料の基板の裏面にプラズマCVD法でアモルファスB
N膜(以下、a−BN膜と称する)をi、oμm成膜し
、この膜をKOHエツチング液の保護膜とした。a−B
N膜の上にステンレス製ドーナツ状マスクをセットし、
CF4ガスにてドライエツ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
をウェットエツチングで溶出し、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。
■可視光透過率の測定 メンブレンをマルチフォトスペクトルメーター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。
(実施例1〜6、比較例1.2) 高周波マグネトロンスパッター装置5PF−332H型
(日型アネルバ社製商品名)を用いて、カソード側に直
径3インチで厚さが5mmの円盤状SiCターゲット(
純度99.9%)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
いて所定の温度に加熱した状態でアルゴンガスな7  
cc/分の流量で流した。排気系に通じるバルブでチャ
ンバー内を所定の圧力に調整した後、パワー密度をLO
W/cm”として、15分間のスパッターを行ない、膜
厚1.0μmのSiC膜を作製した。次に得られた膜に
ついて、X線回折の測定、及び耐高エネルギービーム性
、メンブレン化適正、更に得られたメンブレンの可視光
透過率について測定した。成膜条件として温度およびス
パッター圧力をとりζ実施例はNo、1〜6の6水準を
、比較例としてはNo、1.2の2水準を設定してSi
C膜を作成し、物性測定および評価結果を第1表に示し
た。メンブレン化適性及びメンブレンの可視光透過率の
測定に使用した試料は高エネルギー照射テストをしてい
ないものである。
結晶性の目安となるX線回折の波形を第1図に示した。
この波形より、2θ=30°と2θ=40゜の波形を結
ぶ線を基線として2θ=35.5’における基線からの
ピーク高さLlと2θ:33°における基線からのピー
ク高さし2の比L  1/L2を求めた。結果を第1表
に併記した。また、比較例として、スパッター時の成膜
温度が500℃未満についても同様の測定を行なった。
結果を第1表および第2図に示した。
第1表より 500℃以上でスパッター法によりSiC
膜を成膜することによりL 、/L 、が1.5以上と
なり、このものは高エネルギー電子線の照射を行なって
も内部応力に顕著な変化が認められないことが判かる。
(発明の効果) 本発明の成膜方法によれば、特定範囲の引張り応力を有
し、X線回折の波形で規定した結晶性を有するSiC膜
が得られ、従来得られなかった耐高エネルギービーム性
を有し、応力変化が極めて少なく、ピンホールやノジュ
ールのない優れたSiC膜がばらつきなく安定して量産
可能となった。更にX線リソグラフィー用マスクに加工
することができ、工業上その利用価値は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1〜6のSiC膜の結晶性を規定するた
めのX線回折波形を示す。第2図は同じく比較例1.2
のX線回折波形である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、引張り応力が0.1〜8.0×10^9dyne/
    cm^2でかつ結晶質SiCを含有することを特徴とす
    るX線リソグラフィー用SiC膜。 2、SiC膜のX線回折ピークにおいて2θ=30°と
    2θ=40°の波形を結ぶ線を基線として2θ=35.
    5°における基線からのピーク高さL_1と2θ:33
    °における基線からのピーク高さL_2との比L_1/
    L_2が1.5以上であることを特徴とする請求項1に
    記載のX線リソグラフィー用SiC膜。 3、SiCよりなるターゲットを用いスパッター法にて
    SiC基板上に500℃以上の温度で成膜することを特
    徴とするX線リソグラフィー用SiC膜の成膜方法。 4、請求項1または2に記載のSiC膜からなるX線リ
    ソグラフィー用マスク。
JP33909289A 1989-12-26 1989-12-26 X線リソグラフィー用SiC膜、その製造方法およびX線リソグラフィー用マスク Expired - Lifetime JPH0715880B2 (ja)

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JP3073067B2 (ja) * 1991-10-04 2000-08-07 キヤノン株式会社 X線露光用マスク及びその製造方法

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EP0435128A1 (en) 1991-07-03
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