JPH0629195A - Ｘ線マスクの製造方法 - Google Patents
Ｘ線マスクの製造方法Info
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- JPH0629195A JPH0629195A JP18377292A JP18377292A JPH0629195A JP H0629195 A JPH0629195 A JP H0629195A JP 18377292 A JP18377292 A JP 18377292A JP 18377292 A JP18377292 A JP 18377292A JP H0629195 A JPH0629195 A JP H0629195A
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- Japan
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- sin film
- gas
- ray mask
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- Pending
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｘ線マスクのメンブレンとして要求される応
力を有し、かつ、高い可視光透過率を有するＳｉＮ膜を
Ｓｉ基板上に形成する。 【構成】 ＳｉＨ2Ｃｌ2とＮＨ3を反応ガスとして用
い、Ｓｉ基板の温度を１０００℃以上として、Ｓｉ基板
上にＳｉＮ膜を形成する。これにより、ＳｉＮ膜中のＳ
ｉ原子の相対量が最適化され、５×１０8ｄｙｎ／ｃｍ2
程度の応力を有し、かつ、高い可視光透過率を有するＳ
ｉＮ膜が形成される。
力を有し、かつ、高い可視光透過率を有するＳｉＮ膜を
Ｓｉ基板上に形成する。 【構成】 ＳｉＨ2Ｃｌ2とＮＨ3を反応ガスとして用
い、Ｓｉ基板の温度を１０００℃以上として、Ｓｉ基板
上にＳｉＮ膜を形成する。これにより、ＳｉＮ膜中のＳ
ｉ原子の相対量が最適化され、５×１０8ｄｙｎ／ｃｍ2
程度の応力を有し、かつ、高い可視光透過率を有するＳ
ｉＮ膜が形成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はＸ線マスクの製造方
法、特にメンブレンとなるＳｉＮ膜を減圧ＣＶＤ法（Ｌ
ＰＣＶＤ法）を用いて形成する方法に関する。
法、特にメンブレンとなるＳｉＮ膜を減圧ＣＶＤ法（Ｌ
ＰＣＶＤ法）を用いて形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線マスク用のメンブレンとしてＳｉＮ
膜を形成する方法は、例えば文献「Ｊｏｕｒｎａｌ ｏ
ｆ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈ
ｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．４，１９８２」に
記載されている。反応ガスとしてジクロルシラン（Ｓｉ
Ｈ2Ｃｌ2）、アンモニア（ＮＨ3）を用い、キャリアガ
スとして窒素（Ｎ2）を用いる。石英管の中にＳｉ基板
を置き、７５０℃から８５０℃に加熱する。キャリアガ
スと共に反応ガスを流すことによって、Ｓｉ基板表面で
化学反応が起こりＳｉＮ膜が形成される。
膜を形成する方法は、例えば文献「Ｊｏｕｒｎａｌ ｏ
ｆ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈ
ｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．４，１９８２」に
記載されている。反応ガスとしてジクロルシラン（Ｓｉ
Ｈ2Ｃｌ2）、アンモニア（ＮＨ3）を用い、キャリアガ
スとして窒素（Ｎ2）を用いる。石英管の中にＳｉ基板
を置き、７５０℃から８５０℃に加熱する。キャリアガ
スと共に反応ガスを流すことによって、Ｓｉ基板表面で
化学反応が起こりＳｉＮ膜が形成される。
【０００３】Ｘマスクのメンブレンに用いるＳｉＮ膜に
は、応力が５×１０8ｄｙｎ／ｃｍ2程度の低い値である
こと、マスクとウエハの位置合わせに用いる可視光（Ｈ
ｅ−Ｎｅレーザ光、波長６３２８Å）の透過率が高いこ
と、膜の厚さが均一であること等が要求される。上記の
文献には、基板温度を８５０℃、ＳｉＨ2Ｃｌ2とＮＨ3
の流量比を４に設定することにりより、応力が５×１０
8ｄｙｎ／ｃｍ2程度で可視光透過率が８５％程度のＳｉ
Ｎ膜が得られたと述べられている。
は、応力が５×１０8ｄｙｎ／ｃｍ2程度の低い値である
こと、マスクとウエハの位置合わせに用いる可視光（Ｈ
ｅ−Ｎｅレーザ光、波長６３２８Å）の透過率が高いこ
と、膜の厚さが均一であること等が要求される。上記の
文献には、基板温度を８５０℃、ＳｉＨ2Ｃｌ2とＮＨ3
の流量比を４に設定することにりより、応力が５×１０
8ｄｙｎ／ｃｍ2程度で可視光透過率が８５％程度のＳｉ
Ｎ膜が得られたと述べられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、０．０
２μｍ以下の重ね合わせ精度を必要とする露光装置にお
いては、９５％以上の可視光透過率が要求されているに
もかかわらず、以上述べた形成条件ではＳｉＮ膜の可視
光透過率は８５％が限度であった。これは、上記文献中
に示されているように可視光透過率の増加とＳｉＮ膜の
引っ張り応力がトレードオフの関係にあるためである。
つまり、可視光透過率を増加させると引っ張り応力が大
きくなり、Ｘ線マスクのメンブレンとして要求される応
力（５×１０8ｄｙｎ／ｃｍ2）を越えてしまうからであ
る。応力が大きすぎるとメンブレンが破損しＸ線マスク
として使用できなくなる。この発明の目的は、上述した
問題点を解決し、可視光透過率が９５％以上でＳｉＮ膜
の応力が５×１０8ｄｙｎ／ｃｍ2に制御されたＸマスク
のメンブレンを提供することにある。
２μｍ以下の重ね合わせ精度を必要とする露光装置にお
いては、９５％以上の可視光透過率が要求されているに
もかかわらず、以上述べた形成条件ではＳｉＮ膜の可視
光透過率は８５％が限度であった。これは、上記文献中
に示されているように可視光透過率の増加とＳｉＮ膜の
引っ張り応力がトレードオフの関係にあるためである。
つまり、可視光透過率を増加させると引っ張り応力が大
きくなり、Ｘ線マスクのメンブレンとして要求される応
力（５×１０8ｄｙｎ／ｃｍ2）を越えてしまうからであ
る。応力が大きすぎるとメンブレンが破損しＸ線マスク
として使用できなくなる。この発明の目的は、上述した
問題点を解決し、可視光透過率が９５％以上でＳｉＮ膜
の応力が５×１０8ｄｙｎ／ｃｍ2に制御されたＸマスク
のメンブレンを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ため、本発明のＸ線マスクの製造方法は、ＳｉＨ2Ｃｌ2
ガスとＮＨ3ガスを反応ガスとして用い、Ｓｉ基板上に
ＳｉＮ膜からなるメンブレンを形成するＸ線マスクの製
造方法において、Ｓｉ基板の温度を１０００℃以上とす
ることを特徴とする。さらに好ましくは、ＳｉＨ2Ｃｌ2
ガスのＮＨ3ガスに対する流量比を２とするものであ
る。
ため、本発明のＸ線マスクの製造方法は、ＳｉＨ2Ｃｌ2
ガスとＮＨ3ガスを反応ガスとして用い、Ｓｉ基板上に
ＳｉＮ膜からなるメンブレンを形成するＸ線マスクの製
造方法において、Ｓｉ基板の温度を１０００℃以上とす
ることを特徴とする。さらに好ましくは、ＳｉＨ2Ｃｌ2
ガスのＮＨ3ガスに対する流量比を２とするものであ
る。
【０００６】
【作用】この発明のＸ線マスクの製造方法によれば、Ｓ
ｉＮ膜中のＳｉ原子の相対量が最適化されることによ
り、メンブレンとして要求される応力を有し、かつ、高
い可視光透過率を有するＳｉＮ膜がＳｉ基板上に形成さ
れる。
ｉＮ膜中のＳｉ原子の相対量が最適化されることによ
り、メンブレンとして要求される応力を有し、かつ、高
い可視光透過率を有するＳｉＮ膜がＳｉ基板上に形成さ
れる。
【０００７】
【実施例】従来方法におけるＬＰＣＶＤ法によるＳｉＮ
膜の可視光透過率とＳｉＮ膜の引っ張り応力のトレード
オフの関係は、次のよう考察から理解することができ
る。すなわち、ＳｉＮ膜の可視光透過率はＳｉＮ膜中の
Ｓｉ原子が多い（Ｎ／Ｓｉ（Ｓｉ原子数に対するＮ原子
数の比）が小さい）場合には、ＳｉＮ膜はＳｉとＳｉ3
Ｎ4の混合物とみなされ、Ｓｉの小さいバンドギャップ
を反映してＳｉＮのバンドギャップは化学当量的Ｓｉ3
Ｎ4のそれより減少し、したがって、可視光の吸収が増
加するためである。
膜の可視光透過率とＳｉＮ膜の引っ張り応力のトレード
オフの関係は、次のよう考察から理解することができ
る。すなわち、ＳｉＮ膜の可視光透過率はＳｉＮ膜中の
Ｓｉ原子が多い（Ｎ／Ｓｉ（Ｓｉ原子数に対するＮ原子
数の比）が小さい）場合には、ＳｉＮ膜はＳｉとＳｉ3
Ｎ4の混合物とみなされ、Ｓｉの小さいバンドギャップ
を反映してＳｉＮのバンドギャップは化学当量的Ｓｉ3
Ｎ4のそれより減少し、したがって、可視光の吸収が増
加するためである。
【０００８】一方、ＳｉＮ膜の応力については、Ｓｉ原
子が多い（Ｎ／Ｓｉが小さい）場合には、Ｓｉ−Ｎ間の
結合に過剰なＳｉが入り、Ｓｉ−Ｎ間の結合を緩和する
ため、ＳｉＮ膜の引っ張り応力が減少すると考えられ
る。したがって、５×１０8ｄｙｎ／ｃｍ2程度の引っ張
り応力と９５％以上の可視光透過率の両方の特性を有す
るＳｉＮ膜を得るためには、ＳｉＮ膜中のＳｉ原子の相
対量（Ｎ／Ｓｉ）を最適化することが必要である。上記
文献では、このＳｉ原子の相対量が適切でないために８
５％程度の可視光透過率を得ることしかできなかったと
考えられる。
子が多い（Ｎ／Ｓｉが小さい）場合には、Ｓｉ−Ｎ間の
結合に過剰なＳｉが入り、Ｓｉ−Ｎ間の結合を緩和する
ため、ＳｉＮ膜の引っ張り応力が減少すると考えられ
る。したがって、５×１０8ｄｙｎ／ｃｍ2程度の引っ張
り応力と９５％以上の可視光透過率の両方の特性を有す
るＳｉＮ膜を得るためには、ＳｉＮ膜中のＳｉ原子の相
対量（Ｎ／Ｓｉ）を最適化することが必要である。上記
文献では、このＳｉ原子の相対量が適切でないために８
５％程度の可視光透過率を得ることしかできなかったと
考えられる。
【０００９】この発明は、以上の考察に基づいてＳｉＮ
膜中のＳｉ原子の相対量を従来の値（Ｎ／Ｓｉ＝１．０
５）から最適な値（Ｎ／Ｓｉ＝１．１４）とするもので
ある。このＳｉＮ膜によって５×１０8ｄｙｎ／ｃｍ2程
度の引っ張り応力と９５％以上の可視光透過率の両方の
特性を得ることが可能となった。このＳｉＮ膜の製造方
法は、縦型ＬＰＣＶＤ装置を用いて、反応ガスとしてＳ
ｉＨ2Ｃｌ2とＮＨ3、キャリアガスとしてＮ2を用い、基
板温度を１０００℃以上に設定したものである。なお、
ＳｉＮ膜中のＳｉ原子の相対量は屈折率とも関係があ
り、Ｎ／Ｓｉ＝１．１４に対する屈折率は２．０５であ
った。
膜中のＳｉ原子の相対量を従来の値（Ｎ／Ｓｉ＝１．０
５）から最適な値（Ｎ／Ｓｉ＝１．１４）とするもので
ある。このＳｉＮ膜によって５×１０8ｄｙｎ／ｃｍ2程
度の引っ張り応力と９５％以上の可視光透過率の両方の
特性を得ることが可能となった。このＳｉＮ膜の製造方
法は、縦型ＬＰＣＶＤ装置を用いて、反応ガスとしてＳ
ｉＨ2Ｃｌ2とＮＨ3、キャリアガスとしてＮ2を用い、基
板温度を１０００℃以上に設定したものである。なお、
ＳｉＮ膜中のＳｉ原子の相対量は屈折率とも関係があ
り、Ｎ／Ｓｉ＝１．１４に対する屈折率は２．０５であ
った。
【００１０】以下、この発明の実施例について図面を参
照しながら詳細に説明する。図１はＸ線マスクメンブレ
ンのＳｉＮ膜の製造に用いた縦型ＬＰＣＶＤ装置の概略
図である。この装置は石英管１、ヒーター２、石英ボー
ド３から構成される。石英管１にはガス導入部５および
ガス排気部６が設けられている。この装置を用いてＳｉ
基板上にＳｉＮ膜を形成する工程は次のとおりである。
まず５．３％バッファフッ酸で洗浄したＳｉ基板４を石
英ボード３にセットし、石英ボード昇降機構（図示せ
ず）により石英管１内に挿入する。次にヒーターによっ
て基板温度を上げ、反応ガス（ＳｉＨ2Ｃｌ2＋ＮＨ3）
とキャリアガス（Ｎ2）をガス導入部５より導入しＳｉ
Ｎ膜の形成を開始する。所定の膜厚になった時点でガス
を遮断し、基板温度を室温まで下げ、Ｓｉ基板を取り出
し製造を終了する。
照しながら詳細に説明する。図１はＸ線マスクメンブレ
ンのＳｉＮ膜の製造に用いた縦型ＬＰＣＶＤ装置の概略
図である。この装置は石英管１、ヒーター２、石英ボー
ド３から構成される。石英管１にはガス導入部５および
ガス排気部６が設けられている。この装置を用いてＳｉ
基板上にＳｉＮ膜を形成する工程は次のとおりである。
まず５．３％バッファフッ酸で洗浄したＳｉ基板４を石
英ボード３にセットし、石英ボード昇降機構（図示せ
ず）により石英管１内に挿入する。次にヒーターによっ
て基板温度を上げ、反応ガス（ＳｉＨ2Ｃｌ2＋ＮＨ3）
とキャリアガス（Ｎ2）をガス導入部５より導入しＳｉ
Ｎ膜の形成を開始する。所定の膜厚になった時点でガス
を遮断し、基板温度を室温まで下げ、Ｓｉ基板を取り出
し製造を終了する。
【００１１】図２はＳｉＨ2Ｃｌ2ガスのＮＨ3ガスに対
する流量比（ＳｉＨ2Ｃｌ2／ＮＨ3）とＳｉＮ膜の応力
の関係を示すグラフである。基板温度は８００℃、９０
０℃、１０００℃の３種類である。反応室内の圧力はい
ずれも０．８２Ｔｏｒｒである。 この図から、ＳｉＮ
膜の引っ張り応力として５×１０8ｄｙｎ／ｃｍ2が得ら
れる条件は、基板温度８００℃では流量比が８、基板温
度９００℃では流量比が３、基板温度１０００℃では流
量比が２である。また、基板温度が高い程応力の制御が
容易であることがわかる。
する流量比（ＳｉＨ2Ｃｌ2／ＮＨ3）とＳｉＮ膜の応力
の関係を示すグラフである。基板温度は８００℃、９０
０℃、１０００℃の３種類である。反応室内の圧力はい
ずれも０．８２Ｔｏｒｒである。 この図から、ＳｉＮ
膜の引っ張り応力として５×１０8ｄｙｎ／ｃｍ2が得ら
れる条件は、基板温度８００℃では流量比が８、基板温
度９００℃では流量比が３、基板温度１０００℃では流
量比が２である。また、基板温度が高い程応力の制御が
容易であることがわかる。
【００１２】図３は、図２において引っ張り応力が５×
１０8ｄｙｎ／ｃｍ2のときの基板温度とＳｉＮ膜の可視
光透過率の関係を示すグラフである。点Ａが基板温度８
００℃で流量比８のとき、点Ｂが基板温度９００℃で流
量比３のとき、点Ｃが基板温度１０００℃で流量比２の
ときである。この図から、基板温度を１０００℃以上と
することにより透過率９５％以上となることがわかる。
１０8ｄｙｎ／ｃｍ2のときの基板温度とＳｉＮ膜の可視
光透過率の関係を示すグラフである。点Ａが基板温度８
００℃で流量比８のとき、点Ｂが基板温度９００℃で流
量比３のとき、点Ｃが基板温度１０００℃で流量比２の
ときである。この図から、基板温度を１０００℃以上と
することにより透過率９５％以上となることがわかる。
【００１３】図４は、同じく図２において引っ張り応力
が５×１０8ｄｙｎ／ｃｍ2のときの、基板温度とＳｉ原
子の相対量（Ｎ／Ｓｉ）の関係を示すグラフである。こ
れは、ＳｉＮ膜中のＳｉ原子の相対量（Ｎ／Ｓｉ）をＲ
ＢＳ（ラザフォード後方散乱分析）によって測定した結
果である。図４において、点Ａが基板温度８００℃で流
量比７のとき、点Ｂが基板温度９００℃で流量比３のと
き、点Ｃが基板温度１０００℃で流量比２のときであ
る。点Ｃの条件において、ＳｉＮ膜中のＳｉ原子の相対
量（Ｎ／Ｓｉ）が１．１４となっている。
が５×１０8ｄｙｎ／ｃｍ2のときの、基板温度とＳｉ原
子の相対量（Ｎ／Ｓｉ）の関係を示すグラフである。こ
れは、ＳｉＮ膜中のＳｉ原子の相対量（Ｎ／Ｓｉ）をＲ
ＢＳ（ラザフォード後方散乱分析）によって測定した結
果である。図４において、点Ａが基板温度８００℃で流
量比７のとき、点Ｂが基板温度９００℃で流量比３のと
き、点Ｃが基板温度１０００℃で流量比２のときであ
る。点Ｃの条件において、ＳｉＮ膜中のＳｉ原子の相対
量（Ｎ／Ｓｉ）が１．１４となっている。
【００１４】以上のことから、ＳｉＮ膜の引っ張り応力
として５×１０8ｄｙｎ／ｃｍ2程度の数値が得られる条
件の中でも、基板温度を１０００℃以上とすることによ
り、高い可視光透過率が得られることがわかる。
として５×１０8ｄｙｎ／ｃｍ2程度の数値が得られる条
件の中でも、基板温度を１０００℃以上とすることによ
り、高い可視光透過率が得られることがわかる。
【００１５】図５は、基板温度１０００℃で引っ張り応
力５×１０8ｄｙｎ／ｃｍ2が得られる条件、すなわちガ
ス流量比（ＳｉＨ2Ｃｌ2／ＮＨ3）が２のときの膜厚分
布を示すグラフである。反応室内の圧力は０．２Ｔｏｒ
ｒと０．８２Ｔｏｒｒの２種類である。この図から、圧
力０．２Ｔｏｒｒのとき、膜厚分布が４％程度と低いこ
とがわかる。この図には参考として基板温度８００℃、
圧力０．８２Ｔｏｒｒのデータ（ガス流量比８）も示し
てある。
力５×１０8ｄｙｎ／ｃｍ2が得られる条件、すなわちガ
ス流量比（ＳｉＨ2Ｃｌ2／ＮＨ3）が２のときの膜厚分
布を示すグラフである。反応室内の圧力は０．２Ｔｏｒ
ｒと０．８２Ｔｏｒｒの２種類である。この図から、圧
力０．２Ｔｏｒｒのとき、膜厚分布が４％程度と低いこ
とがわかる。この図には参考として基板温度８００℃、
圧力０．８２Ｔｏｒｒのデータ（ガス流量比８）も示し
てある。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のＸ線マ
スクの製造方法によれば、基板温度を１０００℃以上と
することにより、ＳｉＮ膜中のＳｉ原子の相対量が最適
化される。これにより、従来にくらべ高い可視光透過率
を有するＳｉＮ膜が得られる。したがって、本発明によ
り製造したＸマスク用いれば、マスクとウエハの位置合
わせ精度を向上させることができる。
スクの製造方法によれば、基板温度を１０００℃以上と
することにより、ＳｉＮ膜中のＳｉ原子の相対量が最適
化される。これにより、従来にくらべ高い可視光透過率
を有するＳｉＮ膜が得られる。したがって、本発明によ
り製造したＸマスク用いれば、マスクとウエハの位置合
わせ精度を向上させることができる。
【図１】この発明に用いる縦型ＬＰＣＶＤ装置を示す概
略図である。
略図である。
【図２】反応ガスの流量比とＳｉＮ膜の応力の関係を示
すグラフである。
すグラフである。
【図３】基板温度とＳｉＮ膜の可視光透過率の関係を示
すグラフである。
すグラフである。
【図４】基板温度とＳｉＮ膜中のＳｉ原子の相対量の関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図５】ＳｉＮ膜の膜厚分布を示すグラフである。
１０ 石英管 １２ ヒーター １４ 石英ボード １６ Ｓｉ基板 １８ ガス導入部 １０ ガス排出部
Claims (2)
- 【請求項１】 ＳｉＨ2Ｃｌ2ガスとＮＨ3ガスを反応ガ
スとして用い、Ｓｉ基板上にＳｉＮ膜からなるメンブレ
ンを形成するＸ線マスクの製造方法において、 前記Ｓ
ｉ基板の温度を１０００℃以上とすることを特徴とする
Ｘ線マスクの製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のＸ線マスクの製造方法に
おいて、前記ＳｉＨ2Ｃｌ2ガスの前記ＮＨ3ガスに対す
る流量比を２とすることを特徴とするＸ線マスクの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18377292A JPH0629195A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | Ｘ線マスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18377292A JPH0629195A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | Ｘ線マスクの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0629195A true JPH0629195A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16141685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18377292A Pending JPH0629195A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | Ｘ線マスクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0629195A (ja) |
-
1992
- 1992-07-10 JP JP18377292A patent/JPH0629195A/ja active Pending
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