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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-
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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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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)
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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 |
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DE69122578T DE69122578T2 (de) | 1990-08-08 | 1991-07-09 | Verbesserung zur Schichtbildung auf einem Substrat durch Sputtern |
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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 |
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-
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- 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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