JPH0420980B2 - - Google Patents
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- JPH0420980B2 JPH0420980B2 JP8680685A JP8680685A JPH0420980B2 JP H0420980 B2 JPH0420980 B2 JP H0420980B2 JP 8680685 A JP8680685 A JP 8680685A JP 8680685 A JP8680685 A JP 8680685A JP H0420980 B2 JPH0420980 B2 JP H0420980B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
応力の小なる高融点金属薄膜例えば応力の少な
いＸ線マスクの吸収体を製造することを可能にす
る。
いＸ線マスクの吸収体を製造することを可能にす
る。
本発明は応力の小なる金属薄膜を製造する方法
に関するもので、さらに詳しく言えば、例えばＸ
線マスクの製造において、Ｘ線を吸収する吸収体
を金（Au）、タンタル（Ta）、タングステン
（Ｗ）の如き高融点金属の薄膜で形成する際に、
その金属薄膜の応力を小にし、Ｘ線マスクのメン
ブレン（膜）の反りを防止する方法に関する。
に関するもので、さらに詳しく言えば、例えばＸ
線マスクの製造において、Ｘ線を吸収する吸収体
を金（Au）、タンタル（Ta）、タングステン
（Ｗ）の如き高融点金属の薄膜で形成する際に、
その金属薄膜の応力を小にし、Ｘ線マスクのメン
ブレン（膜）の反りを防止する方法に関する。
例えばシリコンウエハ（以下ウエハという）の
上に塗布されたホトレジスト膜の露光に従来はガ
ラスマスクを用い、紫外線露光によつてホトレジ
ストの露光を行つてきた。
上に塗布されたホトレジスト膜の露光に従来はガ
ラスマスクを用い、紫外線露光によつてホトレジ
ストの露光を行つてきた。
ところが、最近は集積回路を高集積化するため
に形成されるべきパターン幅やパターン間隔が微
細化される傾向にあり、そのためには、波長の短
い光が回析が起り難いので、電子ビーム（EB）
やＸ線が用いられるようになつてきた。
に形成されるべきパターン幅やパターン間隔が微
細化される傾向にあり、そのためには、波長の短
い光が回析が起り難いので、電子ビーム（EB）
やＸ線が用いられるようになつてきた。
Ｘ線露光を第４図に断面図を参照して説明する
と、ウエハ１１の上にホトレジスト膜１２が塗布
されていて、Ｘ線吸収体で作つたパターン１３が
設けられたＸ線マスク１４をウエハ１１の上方に
配置し、Ｘ線を矢印に示す方向に照射して露光を
なす。
と、ウエハ１１の上にホトレジスト膜１２が塗布
されていて、Ｘ線吸収体で作つたパターン１３が
設けられたＸ線マスク１４をウエハ１１の上方に
配置し、Ｘ線を矢印に示す方向に照射して露光を
なす。
Ｘ線マスク１４は第５図の断面図に示され、そ
れを作るには、ウエハ１５（図に見て直径100mm
のも）の上にポリイミドを塗布して第１ポリイミ
ド膜１６を形成し、前面にTa堆積（deposition）
し、それをパターニングしてTaパターン１７を
形成し、次いで全面にポリイミドを塗布して第２
ポリイミド膜１８を形成し、最後にシリコンを斜
線で示す部分を残す如くにエツチングしてマスク
を完成する。
れを作るには、ウエハ１５（図に見て直径100mm
のも）の上にポリイミドを塗布して第１ポリイミ
ド膜１６を形成し、前面にTa堆積（deposition）
し、それをパターニングしてTaパターン１７を
形成し、次いで全面にポリイミドを塗布して第２
ポリイミド膜１８を形成し、最後にシリコンを斜
線で示す部分を残す如くにエツチングしてマスク
を完成する。
第１、第２ポリイミド膜はマスク支持体または
メンブレンと呼称され、それはＸ線を通す材料、
すなわち、ポリイミドの他に窒化ほう素（BN）、
窒化シリコン（SiN）などで5μｍの膜圧に形成さ
れ、パターンはＸ線吸収体と呼称され、Ta、
Au、Ｗの如きＸ線を通さない重金属で1.0μｍの
厚さに堆積された膜をエツチングして形成され
る。
メンブレンと呼称され、それはＸ線を通す材料、
すなわち、ポリイミドの他に窒化ほう素（BN）、
窒化シリコン（SiN）などで5μｍの膜圧に形成さ
れ、パターンはＸ線吸収体と呼称され、Ta、
Au、Ｗの如きＸ線を通さない重金属で1.0μｍの
厚さに堆積された膜をエツチングして形成され
る。
Ｘ線吸収体ではTaが応力が小さくすることが
可能であるため多用されているものであり、それ
の薄膜はスパツタリング法で堆積される。マグネ
トロンスパツタリング法は10-2〜10-3Torrの真
空度のアルゴン（Ar）雰囲気のチヤンバ内でな
され、通常のDCマグネトロンガンを用いてポリ
イミドが塗布されたウエハをポリイミド層がター
ゲツトに面した状態で配置し、ポリイミド層の上
にTaを堆積させる。
可能であるため多用されているものであり、それ
の薄膜はスパツタリング法で堆積される。マグネ
トロンスパツタリング法は10-2〜10-3Torrの真
空度のアルゴン（Ar）雰囲気のチヤンバ内でな
され、通常のDCマグネトロンガンを用いてポリ
イミドが塗布されたウエハをポリイミド層がター
ゲツトに面した状態で配置し、ポリイミド層の上
にTaを堆積させる。
前記したスパツタリング法によるTaの堆積に
おいては、500μｍの厚みのシリコンウエハにTa
を1.0μｍの膜厚に成長するもので、Taは応力が
小であるといつても、Ta膜を成膜した後にシリ
コンウエハが反ることが知られている。Arガス
圧力と応力の関係は第６図の線図に示され、同図
で、横軸にArガス圧力、縦軸にウエハに加わる
応力をとると、その関係は同図の曲線Ａに示され
る如くになる。ウエハに加わる応力についていう
と、同図の点線Ｂの上方部分は引張応力が、また
下方部分は圧縮応力がウエハに加えられる部分で
あり、引張応力がウエハに加えられる部分でウエ
ハは上方に凹に反り、ウエハに圧縮応力が加えら
れる部分でウエハは上方に凸に反る。そして、反
りのないウエハは曲線Ａと直線Ｂの交わる点Ｃ、
Ｄのあたりでしか得られない。
おいては、500μｍの厚みのシリコンウエハにTa
を1.0μｍの膜厚に成長するもので、Taは応力が
小であるといつても、Ta膜を成膜した後にシリ
コンウエハが反ることが知られている。Arガス
圧力と応力の関係は第６図の線図に示され、同図
で、横軸にArガス圧力、縦軸にウエハに加わる
応力をとると、その関係は同図の曲線Ａに示され
る如くになる。ウエハに加わる応力についていう
と、同図の点線Ｂの上方部分は引張応力が、また
下方部分は圧縮応力がウエハに加えられる部分で
あり、引張応力がウエハに加えられる部分でウエ
ハは上方に凹に反り、ウエハに圧縮応力が加えら
れる部分でウエハは上方に凸に反る。そして、反
りのないウエハは曲線Ａと直線Ｂの交わる点Ｃ、
Ｄのあたりでしか得られない。
このようにウエハが反ると、メンブレン及び吸
収体のクラツク（ひび割れ）が発生するので、反
りを防止する対策として、応力の異なる２種の膜
を重ねる方法などが提案されたが、満足すべき結
果が得られない状態にある。
収体のクラツク（ひび割れ）が発生するので、反
りを防止する対策として、応力の異なる２種の膜
を重ねる方法などが提案されたが、満足すべき結
果が得られない状態にある。
本発明はこのような点に鑑みて創作されたもの
で、ウエハ上に金属、特に高融点金属の薄膜をス
パツタリング法で成長する場合に、ウエハの反り
が防止される方法を提供することを目的とする。
で、ウエハ上に金属、特に高融点金属の薄膜をス
パツタリング法で成長する場合に、ウエハの反り
が防止される方法を提供することを目的とする。
上記課題は、シリコンウエハ上に、該シリコン
ウエハを加熱した状態におきバイアス電圧を印加
しスパツタリング法により金属膜を成長するにお
いて、アルゴン（Ar）ガス圧力を２パスカル
（Pa）ないし６パスカル（Pa）の範囲内に調節し
た雰囲気において該シリコンウエハ上に金属膜を
堆積することを特徴とする金属薄膜の製造方法に
よつて解決される。
ウエハを加熱した状態におきバイアス電圧を印加
しスパツタリング法により金属膜を成長するにお
いて、アルゴン（Ar）ガス圧力を２パスカル
（Pa）ないし６パスカル（Pa）の範囲内に調節し
た雰囲気において該シリコンウエハ上に金属膜を
堆積することを特徴とする金属薄膜の製造方法に
よつて解決される。
このようにArガス圧力を2Paから6Paの範囲内
に調節した雰囲気中でウエハを加熱しそれにバイ
アスをかけることにより、応力の小さい金属膜の
成膜が可能となつたのである。
に調節した雰囲気中でウエハを加熱しそれにバイ
アスをかけることにより、応力の小さい金属膜の
成膜が可能となつたのである。
第１図と第２図は、本発明の原理を示すための
線図であつて、図において横軸はスパツタリング
装置内のArガス圧力、縦軸はウエハに加わる応
力（１×10ダイン／cm2）をあらわす。
線図であつて、図において横軸はスパツタリング
装置内のArガス圧力、縦軸はウエハに加わる応
力（１×10ダイン／cm2）をあらわす。
第１図は、スパツタリングを、ウエハを400℃
に加熱して行う本発明の第１実施例を示し、曲線
Ａは従来例の如くウエハの加熱を行わない場合、
直線Ｂは応力０ダイン、すなわち引張応力と圧縮
応力とが加わる部分の分岐線を示し、線Ｈは本発
明に従いウエハを400℃に加熱してスパツタリン
グを行つた場合の応力とArガス圧の関係を示す。
線Ｈは曲線Ａに比べて直線Ｂにきわめて近接して
おり、線Ｈの曲線Ａの内部にある領域ではウエハ
の反りが小になることが示される。この温度は装
置により200〜600℃となる。
に加熱して行う本発明の第１実施例を示し、曲線
Ａは従来例の如くウエハの加熱を行わない場合、
直線Ｂは応力０ダイン、すなわち引張応力と圧縮
応力とが加わる部分の分岐線を示し、線Ｈは本発
明に従いウエハを400℃に加熱してスパツタリン
グを行つた場合の応力とArガス圧の関係を示す。
線Ｈは曲線Ａに比べて直線Ｂにきわめて近接して
おり、線Ｈの曲線Ａの内部にある領域ではウエハ
の反りが小になることが示される。この温度は装
置により200〜600℃となる。
第２図は本発明の第２実施例、すなわちスパツ
タリングを、ウエハに−100Vのバイアスをかけ
て行う場合を示し、横軸、縦軸および直線Ｂは第
１図の場合と同様とし、曲線A′は従来の如くウ
エハにバイアスをかけない場合、線H′はバイア
スをかけた場合を示し、第１実施例の場合とほゞ
同じ効果が得られることを示す。このバイアス電
圧は装置により０〜−400Vの間の値となる。
タリングを、ウエハに−100Vのバイアスをかけ
て行う場合を示し、横軸、縦軸および直線Ｂは第
１図の場合と同様とし、曲線A′は従来の如くウ
エハにバイアスをかけない場合、線H′はバイア
スをかけた場合を示し、第１実施例の場合とほゞ
同じ効果が得られることを示す。このバイアス電
圧は装置により０〜−400Vの間の値となる。
第３図に本発明の方法を実施するスパツタリン
グ装置が断面図で示され、同図において、２１は
アースされたチヤンバ、２２はウエハ２３を保持
するホルダ、２４は例えばTaのターゲツト、２
５はホルダ２２を支持し回転させる回転軸、２６
と２７は回転軸とターゲツトを電気的に絶縁する
絶縁体、２８は磁石、２９は排気口、３０は例え
ばArガスを導入するガス導入口、を示す。
グ装置が断面図で示され、同図において、２１は
アースされたチヤンバ、２２はウエハ２３を保持
するホルダ、２４は例えばTaのターゲツト、２
５はホルダ２２を支持し回転させる回転軸、２６
と２７は回転軸とターゲツトを電気的に絶縁する
絶縁体、２８は磁石、２９は排気口、３０は例え
ばArガスを導入するガス導入口、を示す。
本発明の第１実施例においては、ホルダ２２の
下方に、好ましくは回転軸２５を中心にターゲツ
ト２４に対称にヒータ３１を配置する。スパツタ
リングにおいて、ホルダ２２は回転しているの
で、ウエハ２３は交互にヒータ３１の上に来て加
熱される。本発明者の実験によると、ウエハが
400℃に加熱されると良好な結果が得られたので、
ヒータ３１の上方に熱電対３２を配置し、熱電対
の読みがどの値のときにウエハが400℃に加熱さ
れるかを前以つて設定しておく。スパツタリング
中はArガスをガス導入口３０から導入し、他方
排気口２９から排気することによつてチヤンバ内
を例えば10-2〜10-3Torrの真空に保ち、熱電対
３２を読みながらヒータ３１を制御してTa薄膜
の成長を行う。
下方に、好ましくは回転軸２５を中心にターゲツ
ト２４に対称にヒータ３１を配置する。スパツタ
リングにおいて、ホルダ２２は回転しているの
で、ウエハ２３は交互にヒータ３１の上に来て加
熱される。本発明者の実験によると、ウエハが
400℃に加熱されると良好な結果が得られたので、
ヒータ３１の上方に熱電対３２を配置し、熱電対
の読みがどの値のときにウエハが400℃に加熱さ
れるかを前以つて設定しておく。スパツタリング
中はArガスをガス導入口３０から導入し、他方
排気口２９から排気することによつてチヤンバ内
を例えば10-2〜10-3Torrの真空に保ち、熱電対
３２を読みながらヒータ３１を制御してTa薄膜
の成長を行う。
本発明の第２実施例においては、ウエハの加熱
に代え、ウエハにバイアスをかける。図示の装置
において、チヤンバは接地され、ホルダ２２とそ
の上のウエハ２３は絶縁体２６によつて電気的に
フロートしているので、回転軸に−100Vの電位
を印加することによつてウエハにバイアスをかけ
ることができる。この方法はウエハの加熱を避け
たい場合、特にＸ線の吸収体の形成に有効であ
る。
に代え、ウエハにバイアスをかける。図示の装置
において、チヤンバは接地され、ホルダ２２とそ
の上のウエハ２３は絶縁体２６によつて電気的に
フロートしているので、回転軸に−100Vの電位
を印加することによつてウエハにバイアスをかけ
ることができる。この方法はウエハの加熱を避け
たい場合、特にＸ線の吸収体の形成に有効であ
る。
上記した方法で1μｍの膜厚のTa薄膜が形成さ
れた500μｍの厚さのウエハに加わる応力は、そ
れぞれ第１図と第２図の線Ｈ、H′に示される如
きもので、Arガス圧力が２〜６（Pa）の範囲にお
いてウエハの反りは著しく減少した。
れた500μｍの厚さのウエハに加わる応力は、そ
れぞれ第１図と第２図の線Ｈ、H′に示される如
きもので、Arガス圧力が２〜６（Pa）の範囲にお
いてウエハの反りは著しく減少した。
以上は、Ｘ線マスクの製造に関して説明した
が、本発明の適用範囲はその場合に限定されるも
のではなく、LSI、VLSIの配線を高融点金属材
料で作成する場合にも及ぶものである。
が、本発明の適用範囲はその場合に限定されるも
のではなく、LSI、VLSIの配線を高融点金属材
料で作成する場合にも及ぶものである。
以上述べてきた如く、本発明によれば、ウエハ
上に応力の少ない高融点金属膜を成長させ、その
ような薄膜が堆積したウエハの反りを減少し、そ
のことはウエハのクラツク等を減少するので、半
導体装置製造の歩留りの向上効果大である。
上に応力の少ない高融点金属膜を成長させ、その
ような薄膜が堆積したウエハの反りを減少し、そ
のことはウエハのクラツク等を減少するので、半
導体装置製造の歩留りの向上効果大である。
第１図は本発明第１実施例におけるウエハに加
わる応力を示す線図、第２図は本発明第２実施例
におけるウエハに加わる応力を示す線図、第３図
は本発明方法を実施するスパツタリング装置の断
面図、第４図はＸ線露光を説明する断面図、第５
図はＸ線マスクの断面図。第６図はウエハに金属
薄膜を堆積したときウエハに加わる応力を示す線
図である。 第３図〜第５図において、１１はウエハ、１２
はホトレジスト、１３は吸収体パターン、１４は
Ｘ線マスク、１５はウエハ、１６は第１ポリイミ
ド膜、１７はTaパターン、１８は第２ポリイミ
ド膜、２１はチヤンバ、２２はホルダ、２３はウ
エハ、２４はターゲツト、２５は回転軸、２６と
２７は絶縁体、２８は磁石、２９は排気口、３０
はガス導入口、３１はヒータ、３２は熱電対であ
る。
わる応力を示す線図、第２図は本発明第２実施例
におけるウエハに加わる応力を示す線図、第３図
は本発明方法を実施するスパツタリング装置の断
面図、第４図はＸ線露光を説明する断面図、第５
図はＸ線マスクの断面図。第６図はウエハに金属
薄膜を堆積したときウエハに加わる応力を示す線
図である。 第３図〜第５図において、１１はウエハ、１２
はホトレジスト、１３は吸収体パターン、１４は
Ｘ線マスク、１５はウエハ、１６は第１ポリイミ
ド膜、１７はTaパターン、１８は第２ポリイミ
ド膜、２１はチヤンバ、２２はホルダ、２３はウ
エハ、２４はターゲツト、２５は回転軸、２６と
２７は絶縁体、２８は磁石、２９は排気口、３０
はガス導入口、３１はヒータ、３２は熱電対であ
る。
Claims (1)
- １ シリコンウエハ２３上に、該シリコンウエハ
を加熱した状態におきバイアス電圧を印加しスパ
ツタリング法により金属膜を成長するにおいて、
アルゴン（Ar）ガス圧力を２パスカル（Pa）な
いし６パスカル（Pa）の範囲内に調節した雰囲
気において該シリコンウエハ上に金属膜を堆積す
ることを特徴とする金属薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60086806A JPS61245525A (ja) | 1985-04-23 | 1985-04-23 | 金属薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60086806A JPS61245525A (ja) | 1985-04-23 | 1985-04-23 | 金属薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61245525A JPS61245525A (ja) | 1986-10-31 |
| JPH0420980B2 true JPH0420980B2 (ja) | 1992-04-07 |
Family
ID=13897046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60086806A Granted JPS61245525A (ja) | 1985-04-23 | 1985-04-23 | 金属薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61245525A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6926390B2 (en) * | 2003-02-05 | 2005-08-09 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method of forming mixed-phase compressive tantalum thin films using nitrogen residual gas, thin films and fluid ejection devices including same |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5644770A (en) * | 1979-09-17 | 1981-04-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Preparation of thin film |
| JPS5957423A (ja) * | 1982-09-27 | 1984-04-03 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 金属導体層の形成方法 |
| JPS59167017A (ja) * | 1983-03-11 | 1984-09-20 | Fujitsu Ltd | アルミニウムあるいはアルミニウム合金のスパツタ方法 |
| JPS59169129A (ja) * | 1983-03-16 | 1984-09-25 | Fujitsu Ltd | 高融点金属あるいは高融点金属シリサイドの成膜方法 |
-
1985
- 1985-04-23 JP JP60086806A patent/JPS61245525A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5644770A (en) * | 1979-09-17 | 1981-04-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Preparation of thin film |
| JPS5957423A (ja) * | 1982-09-27 | 1984-04-03 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 金属導体層の形成方法 |
| JPS59167017A (ja) * | 1983-03-11 | 1984-09-20 | Fujitsu Ltd | アルミニウムあるいはアルミニウム合金のスパツタ方法 |
| JPS59169129A (ja) * | 1983-03-16 | 1984-09-25 | Fujitsu Ltd | 高融点金属あるいは高融点金属シリサイドの成膜方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61245525A (ja) | 1986-10-31 |
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