JPH0499277A - Ｘ線リソグラフィ用マスクの透過体の製造方法 - Google Patents
Ｘ線リソグラフィ用マスクの透過体の製造方法Info
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- JPH0499277A JPH0499277A JP2209767A JP20976790A JPH0499277A JP H0499277 A JPH0499277 A JP H0499277A JP 2209767 A JP2209767 A JP 2209767A JP 20976790 A JP20976790 A JP 20976790A JP H0499277 A JPH0499277 A JP H0499277A
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Classifications
-
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3464—Operating strategies
- H01J37/347—Thickness uniformity of coated layers or desired profile of target erosion
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
-
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- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (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。
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）
Ｘ Ｉ！リソグラフィ用マスクの透過体として有用な無
機薄膜の製造方法に関するものである。
機薄膜の製造方法に関するものである。
（従来の技術）
半導体デバイスにおけるパターン形式の微細化に伴ない
、将来のリソグラフィー技術としてＸ線リソグラフィー
技術が最も有望視されている。Ｘ線リソグラフィーに用
いるマスクの透過体としてはＢＮ、 ＳｉＣ，５ｉＪ４
等の無機給線体が薄膜（以下、メンブレンと呼ぶ）の形
状で使用され、ＣＶＤ法又はスパッター法にて成膜され
るのが一般的である。
、将来のリソグラフィー技術としてＸ線リソグラフィー
技術が最も有望視されている。Ｘ線リソグラフィーに用
いるマスクの透過体としてはＢＮ、 ＳｉＣ，５ｉＪ４
等の無機給線体が薄膜（以下、メンブレンと呼ぶ）の形
状で使用され、ＣＶＤ法又はスパッター法にて成膜され
るのが一般的である。
（発明が解決しようとする課題）
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、メンブレンの成分元素以外の元
素がメンブレン中に不純物として取り込まれ易く、その
結果、 ｘ＞Ｘ線の照射によりメンブレン中の不純物が離脱して
、メンブレンの歪みの発生、応力の変動、機械的強度の
低下および光学的な透明性の低下等の欠陥を生じる。
いながら成膜するため、メンブレンの成分元素以外の元
素がメンブレン中に不純物として取り込まれ易く、その
結果、 ｘ＞Ｘ線の照射によりメンブレン中の不純物が離脱して
、メンブレンの歪みの発生、応力の変動、機械的強度の
低下および光学的な透明性の低下等の欠陥を生じる。
２）メンブレンの表面にピンホールやノジュールが発生
し易く、良好なメンブレンが得られ難い。
し易く、良好なメンブレンが得られ難い。
等の問題がある。
一方、スパッター法においては、通常無機薄膜は高周波
マグネトロンスパッター法で成膜されるが、得られるメ
ンブレンは厳密には均一な内部応力を有していない。−
船釣に成膜面の中心領域（この領域は、平行円板電極方
式においては、ターゲットの中心領域と相対する位置に
なる）の内部応力が回りの領域の応力に比べて小さくな
る傾向を示す。その為、メンブレンが中心領域より破損
しやすく、又中心領域にしわが発生するという問題が生
じる。
マグネトロンスパッター法で成膜されるが、得られるメ
ンブレンは厳密には均一な内部応力を有していない。−
船釣に成膜面の中心領域（この領域は、平行円板電極方
式においては、ターゲットの中心領域と相対する位置に
なる）の内部応力が回りの領域の応力に比べて小さくな
る傾向を示す。その為、メンブレンが中心領域より破損
しやすく、又中心領域にしわが発生するという問題が生
じる。
本発明の目的は、このような欠点、問題点を解決した強
靭で破損し難く、しかもしわ等の発生がなく、優れた平
滑性を有するメンブレンを提供しようとするものである
。
靭で破損し難く、しかもしわ等の発生がなく、優れた平
滑性を有するメンブレンを提供しようとするものである
。
（課題を解決するための手段）
本発明者等は上記課題を解決するためにスパッター法を
採用し、同法による均一な内部応力を有する無機薄膜の
製造条件について鋭意検討を重ねた結果本発明に到達し
た。
採用し、同法による均一な内部応力を有する無機薄膜の
製造条件について鋭意検討を重ねた結果本発明に到達し
た。
本発明の要旨は、
スパッター法により無機薄膜を製造するに際しターゲッ
トとこれと相対する成膜用基板との相対的な位置を水平
方向に連続的に又は間けつ的に移動させながら成膜する
ことを特徴とするものである。
トとこれと相対する成膜用基板との相対的な位置を水平
方向に連続的に又は間けつ的に移動させながら成膜する
ことを特徴とするものである。
以下、本発明の詳細な説明する。
スパッター法の種類としては、無機物を成膜する目的よ
り高周波スパッター法が良く、好ましくは量産性の観点
より成薄膜速度の早い高周波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、キセノン等の不活性ガスを用いることが
望ましいが、他にヘリウムや窒素等の不活性ガスやメタ
ン、エタン等の炭化水素ガスをリアクティブスパッター
を目的として混入しても良い。
り高周波スパッター法が良く、好ましくは量産性の観点
より成薄膜速度の早い高周波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、キセノン等の不活性ガスを用いることが
望ましいが、他にヘリウムや窒素等の不活性ガスやメタ
ン、エタン等の炭化水素ガスをリアクティブスパッター
を目的として混入しても良い。
スパッターに用いるターゲットは所望の組成を有する無
機物を所定の形状に焼結したものでよ（その純度は成膜
後の薄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％以上がよい。タ
ーゲットに印加する電力は５ ｗ／ｃｍ２以上が望まし
い。印加電力が高い程、成薄膜速度は増加するので有利
である。
機物を所定の形状に焼結したものでよ（その純度は成膜
後の薄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％以上がよい。タ
ーゲットに印加する電力は５ ｗ／ｃｍ２以上が望まし
い。印加電力が高い程、成薄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特に制限はないが、基板と生
成した薄膜との密着性の点から１００℃以上が望ましい
。スパッター時の圧力は、薄膜の内部応力と深い関係に
あり、所望の引張応力となるようにスパッター圧力を決
める必要があるが、船釣には０．１〜１０． ＯＸ １
Ｏ−２Ｔｏｒｒである。
成した薄膜との密着性の点から１００℃以上が望ましい
。スパッター時の圧力は、薄膜の内部応力と深い関係に
あり、所望の引張応力となるようにスパッター圧力を決
める必要があるが、船釣には０．１〜１０． ＯＸ １
Ｏ−２Ｔｏｒｒである。
薄膜となる無機体としてはＢＮ、 ＳｉＣ，５ｉａＮ４
．５ｉ０２、Ｂ４Ｃ，５ｉＣ−５ｉｓＮ４等の単独又は
二種以上の複合体が挙げられるが、Ｘ線リソグラフィー
用のマスクの透過体として用いる場合は、Ｘ線の透過性
やアライメント作業性としての透明性、Ｘ線照射による
耐久性の観点より ＳｉＣ又はＳｉ、Ｎ４及びこれらの
複合体である５ｉＣ−３ｉＪ＋が望ましい。無機薄膜の
膜厚は特に制限はないが、Ｘ線リソグラフィー用マスク
の透過膜用としてはその強度と透明性の兼ね合いから０
．５〜３．０μｍ程度がよい。
．５ｉ０２、Ｂ４Ｃ，５ｉＣ−５ｉｓＮ４等の単独又は
二種以上の複合体が挙げられるが、Ｘ線リソグラフィー
用のマスクの透過体として用いる場合は、Ｘ線の透過性
やアライメント作業性としての透明性、Ｘ線照射による
耐久性の観点より ＳｉＣ又はＳｉ、Ｎ４及びこれらの
複合体である５ｉＣ−３ｉＪ＋が望ましい。無機薄膜の
膜厚は特に制限はないが、Ｘ線リソグラフィー用マスク
の透過膜用としてはその強度と透明性の兼ね合いから０
．５〜３．０μｍ程度がよい。
基板の種類としては表面が平滑でかつ無機薄膜との密着
性が良好で、スパッター時の温度に耐えつる耐熱性を有
する必要がある。−船釣には合成石英ガラスもしくはシ
リコンウェハーを用いる。
性が良好で、スパッター時の温度に耐えつる耐熱性を有
する必要がある。−船釣には合成石英ガラスもしくはシ
リコンウェハーを用いる。
本発明の最大の特徴は、成膜時のターゲットとこれと相
対する成膜用基板との相対的な位置を水平方向に連続的
もしくは間けつ的に移動させながら成膜することにある
。つまりターゲットの中心領域と相対する成膜面の位置
を少しずつずらし乍ら成膜することにより成膜面の中心
領域の低応力化を防止する訳である。例えば、成膜しな
がらある方向に連続的または間けつ的に移動し、一定距
離まで移動した後、再度光の位置に戻し、これを繰り返
す。移動の方向は、水平方向であれば、直線的でも、曲
線的でも良いが、基板面の成膜すべき領域の全面が均一
な膜厚になる様に一定の移動方向へ繰り返し移動するこ
とが必要である。この相対移動はターゲット側でも基板
側でも良いが、装置の構造上、基板側を移動させる方が
簡便である。また、ターゲットと基板間の間隔を増減さ
せることを併用しても良いが、特に本発明の効果には関
係な（、むしろ成薄膜速度が変動するため好ましい方法
とは云えない。移動する距離は１．０〜ｌ Ｏｍｍであ
り、好ましくは２．０〜５．０ｍｍである。
対する成膜用基板との相対的な位置を水平方向に連続的
もしくは間けつ的に移動させながら成膜することにある
。つまりターゲットの中心領域と相対する成膜面の位置
を少しずつずらし乍ら成膜することにより成膜面の中心
領域の低応力化を防止する訳である。例えば、成膜しな
がらある方向に連続的または間けつ的に移動し、一定距
離まで移動した後、再度光の位置に戻し、これを繰り返
す。移動の方向は、水平方向であれば、直線的でも、曲
線的でも良いが、基板面の成膜すべき領域の全面が均一
な膜厚になる様に一定の移動方向へ繰り返し移動するこ
とが必要である。この相対移動はターゲット側でも基板
側でも良いが、装置の構造上、基板側を移動させる方が
簡便である。また、ターゲットと基板間の間隔を増減さ
せることを併用しても良いが、特に本発明の効果には関
係な（、むしろ成薄膜速度が変動するため好ましい方法
とは云えない。移動する距離は１．０〜ｌ Ｏｍｍであ
り、好ましくは２．０〜５．０ｍｍである。
１．０＋ｎｍ以下、もしくは１０ｍｍ以上では本発明の
効果が期待できない。また、移動は連続的でも、間欠的
でも、１回の繰返し移動時間は、１．０μｍ以下、好ま
しくは０．０１〜０．１μｍの成膜に要する時間とする
べきである。１．０μｍ以上の成膜に要する時間をかけ
て１回の繰返し移動を行なっても本発明の効果が期待で
きない。間けつ的に移動する場合は、１回の移動後法の
移動をするまでの時間は、成薄膜速度により異なるが、
厚さ１．０μｍ以下に成膜律移動することが望ましく、
好ましくは０．０１μｍ〜０．１μｍの成膜毎に移動す
ると良い。
効果が期待できない。また、移動は連続的でも、間欠的
でも、１回の繰返し移動時間は、１．０μｍ以下、好ま
しくは０．０１〜０．１μｍの成膜に要する時間とする
べきである。１．０μｍ以上の成膜に要する時間をかけ
て１回の繰返し移動を行なっても本発明の効果が期待で
きない。間けつ的に移動する場合は、１回の移動後法の
移動をするまでの時間は、成薄膜速度により異なるが、
厚さ１．０μｍ以下に成膜律移動することが望ましく、
好ましくは０．０１μｍ〜０．１μｍの成膜毎に移動す
ると良い。
１．０μｍ以上の厚さで成膜復移動しても本発明の効果
が期待できない。従って、連続的に移動する方法におけ
る移動速度は、１回の繰返し移動に要する時間が１．０
μｍ以下の成膜に要する時間内であれば特に制限はない
。
が期待できない。従って、連続的に移動する方法におけ
る移動速度は、１回の繰返し移動に要する時間が１．０
μｍ以下の成膜に要する時間内であれば特に制限はない
。
基板に成膜した無機薄膜は、所定の形状に基板物を除去
し、無機薄膜のみをメンブレンとして得る。強靭なメン
ブレンを得るためには、無機薄膜を０．１”−１０，Ｏ
Ｘ １０’ｄｙｎｅ／ｃｍ２、好ましくは０．５〜５
、 ＯＸ １０’ｄｙｎｅ／ｃｍ２の引張の内部応力
で成膜１６必要がある。内部応力が圧縮応力であったり
、０１〜１ｏ、ｏｘ ｌＯ’ｄｙｎｅ／ｃｍ２範囲外の
引張応力ではメンブレンとして得ることができない。
し、無機薄膜のみをメンブレンとして得る。強靭なメン
ブレンを得るためには、無機薄膜を０．１”−１０，Ｏ
Ｘ １０’ｄｙｎｅ／ｃｍ２、好ましくは０．５〜５
、 ＯＸ １０’ｄｙｎｅ／ｃｍ２の引張の内部応力
で成膜１６必要がある。内部応力が圧縮応力であったり
、０１〜１ｏ、ｏｘ ｌＯ’ｄｙｎｅ／ｃｍ２範囲外の
引張応力ではメンブレンとして得ることができない。
本発明の製造方法で得られた無機薄膜は内部応力が成膜
領域の全面において非常に均一であり、その結果、メン
ブレン化した時にメンブレンが強靭で破損しにく（、し
かもしわ等の発生がなく優れた平滑性と外観を有するも
のとなる。
領域の全面において非常に均一であり、その結果、メン
ブレン化した時にメンブレンが強靭で破損しにく（、し
かもしわ等の発生がなく優れた平滑性と外観を有するも
のとなる。
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。
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。
（実施例１〜５）
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、カソード側に純
度が９９．９％の直径３インチで厚さが５ｍｍの円盤状
のターゲットをセットした。各ターゲットの組成を第１
表に示す。
（日型アネルバ社製商品名）を用いて、カソード側に純
度が９９．９％の直径３インチで厚さが５ｍｍの円盤状
のターゲットをセットした。各ターゲットの組成を第１
表に示す。
基板として直径３インチ、厚さ６００μｍの両面研磨シ
リコンウェハーを用い３００℃に加熱した。
リコンウェハーを用い３００℃に加熱した。
キャリアガスとしてアルゴンガスな７ ｃｃ／分の流量
で流し、排気系に通じるバルブでチャンバー内を第１表
に示した圧力に調整し、パワー密度を１０Ｗ／ｃｍ２と
してスパッターを開始した。第１表に示した方法で基板
面を左右に移動しながら１５分間スパッターを行ない、
厚さ １．０〜１．２μｍの薄膜を成膜した。
で流し、排気系に通じるバルブでチャンバー内を第１表
に示した圧力に調整し、パワー密度を１０Ｗ／ｃｍ２と
してスパッターを開始した。第１表に示した方法で基板
面を左右に移動しながら１５分間スパッターを行ない、
厚さ １．０〜１．２μｍの薄膜を成膜した。
成膜後の基板のそりの変化量を測定して内部応力を算出
し、その結果を第１表に示した。第１表の内部応力は、
基板全面の薄膜の平均内部応力値である。
し、その結果を第１表に示した。第１表の内部応力は、
基板全面の薄膜の平均内部応力値である。
薄膜の局部的な応力値は基板のそりの変化量の測定から
は正確に求められないため、所定の領域をメンブレン化
し、メンブレンの薄膜の状態を観察して各領域間の応力
の相対的な比較を行なった。
は正確に求められないため、所定の領域をメンブレン化
し、メンブレンの薄膜の状態を観察して各領域間の応力
の相対的な比較を行なった。
メンブレン化の方法：成膜後の基板の裏面にプラズマＣ
ＶＤ法でアモルファスＢＮＩ膜（以下ａ−ＢＮ膜と称す
る）を０．５μｍ厚みに成膜し、この膜をＫＯＨエツチ
ング液の保護膜とした。 ａ−ＢＮＮ膜上上マスク板と
して、第１図の所定の領域（■〜■）を１ケ所（１０ｍ
ｍＸ １０ｍｍ）開口した。ステンレス板をセットしＣ
Ｆ４（４％０□含有）ガスにてドライエツチングを行な
い、露出しているａ−ＢＮ膜を除去後、１５％ＫＯＨに
て露出したシリコン基板面をウェットエツチングにて溶
出し、所定領域をメンブレン化した。以下同様に各領域
についてもメンブレン化を行ないメンブレンの状態を観
察し、その結果を第２表に示した。
ＶＤ法でアモルファスＢＮＩ膜（以下ａ−ＢＮ膜と称す
る）を０．５μｍ厚みに成膜し、この膜をＫＯＨエツチ
ング液の保護膜とした。 ａ−ＢＮＮ膜上上マスク板と
して、第１図の所定の領域（■〜■）を１ケ所（１０ｍ
ｍＸ １０ｍｍ）開口した。ステンレス板をセットしＣ
Ｆ４（４％０□含有）ガスにてドライエツチングを行な
い、露出しているａ−ＢＮ膜を除去後、１５％ＫＯＨに
て露出したシリコン基板面をウェットエツチングにて溶
出し、所定領域をメンブレン化した。以下同様に各領域
についてもメンブレン化を行ないメンブレンの状態を観
察し、その結果を第２表に示した。
（比較例１〜３）
第３表に記載のターゲット及びスパッター条件にてスパ
ッターを行なった以外は実施例と同様に内部応力を算出
し、更に所定の領域のメンブレン化を行ない、その結果
を第３表に示した。
ッターを行なった以外は実施例と同様に内部応力を算出
し、更に所定の領域のメンブレン化を行ない、その結果
を第３表に示した。
（発明の効果）
本発明によれば、成膜したＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ＋、５ｉＣ
−３ｉ３Ｎ４等の無機薄膜の内部応力が均一となり、メ
ンブレン化した場合、メンブレンの強度が向上し、特に
中心部のしわの発生が防止され、優れた平滑性を持ち、
工業上その利用価値は極めて高い。
−３ｉ３Ｎ４等の無機薄膜の内部応力が均一となり、メ
ンブレン化した場合、メンブレンの強度が向上し、特に
中心部のしわの発生が防止され、優れた平滑性を持ち、
工業上その利用価値は極めて高い。
第１図は基板のメンブレン化領域を示す。
１・・・基板
■〜■・・・メンブレン化領域
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、スパッター法による無機薄膜の製造に際し、ターゲ
ットとこれに相対する成膜用基板との相対的な位置を水
平方向に連続的または間けつ的に移動させながら成膜す
ることを特徴とする無機薄膜の製造方法。 ２、スパッター法が高周波マグネトロンスパッター法で
あることを特徴とする第１項記載の無機薄膜の製造方法
。 ３、ターゲットと成膜用基板との相対的な位置の水平方
向への間けつ移動が、厚さ１．０μｍを成膜する毎に少
なくとも１回以上移動し、その移動距離が１ｍｍ以上１
０ｍｍ以下であることを特徴とする第１項記載の無機薄
膜の製造方法。 ４、無機薄膜がＳｉＣ、Ｓｉ＿３Ｎ＿４およびＳｉＣ−
Ｓｉ＿３Ｎ＿４複合膜から選択された１種であることを
特徴とする第１項記載の無機薄膜の製造方法。 ５、得られた無機薄膜の内部応力が０．１〜１０．０×
１０＾９ｄｙｎｅ／ｃｍ＾２の引張応力であることを特
徴とする第１項記載の無機薄膜の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2209767A JPH07116588B2 (ja) | 1990-08-08 | 1990-08-08 | Ｘ線リソグラフィ用マスクの透過体の製造方法 |
| EP91111376A EP0470379B1 (en) | 1990-08-08 | 1991-07-09 | Improvement in film-forming on substrate by sputtering |
| DE69122578T DE69122578T2 (de) | 1990-08-08 | 1991-07-09 | Verbesserung zur Schichtbildung auf einem Substrat durch Sputtern |
| US07/729,450 US5139633A (en) | 1990-08-08 | 1991-07-12 | Film-forming on substrate by sputtering |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2209767A JPH07116588B2 (ja) | 1990-08-08 | 1990-08-08 | Ｘ線リソグラフィ用マスクの透過体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0499277A true JPH0499277A (ja) | 1992-03-31 |
| JPH07116588B2 JPH07116588B2 (ja) | 1995-12-13 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2209767A Expired - Fee Related JPH07116588B2 (ja) | 1990-08-08 | 1990-08-08 | Ｘ線リソグラフィ用マスクの透過体の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0470379B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07116588B2 (ja) |
| DE (1) | DE69122578T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1990-08-08 JP JP2209767A patent/JPH07116588B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-07-09 DE DE69122578T patent/DE69122578T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-07-09 EP EP91111376A patent/EP0470379B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-07-12 US US07/729,450 patent/US5139633A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| JPH07116588B2 (ja) | 1995-12-13 |
| US5139633A (en) | 1992-08-18 |
| DE69122578T2 (de) | 1997-05-15 |
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| EP0470379A1 (en) | 1992-02-12 |
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