JPH069183B2 - 非晶質炭素支持膜を利用したｘ―線リソグラフイツクマスクの製造方法 - Google Patents
非晶質炭素支持膜を利用したｘ―線リソグラフイツクマスクの製造方法Info
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- JPH069183B2 JPH069183B2 JP32957488A JP32957488A JPH069183B2 JP H069183 B2 JPH069183 B2 JP H069183B2 JP 32957488 A JP32957488 A JP 32957488A JP 32957488 A JP32957488 A JP 32957488A JP H069183 B2 JPH069183 B2 JP H069183B2
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- 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
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ 本発明はＸ−線リソグラフイツク用マスク構造体で可視
光線とＸ−線に透過度がすぐれ平坦度と強度がすぐれた
非晶質炭素支持膜を利用したＸ−線リソグラフイツクマ
スクの製造方法に関する。
光線とＸ−線に透過度がすぐれ平坦度と強度がすぐれた
非晶質炭素支持膜を利用したＸ−線リソグラフイツクマ
スクの製造方法に関する。
［従来の技術］ 高集積半導体素子を製造するためには解像力がすぐれた
リソグラフイツクマスク装置が必要になる。
リソグラフイツクマスク装置が必要になる。
現在集積回路製造には光学リソグラフイツク装置が利用
されているが根本的な解像力の限界が次第に問題化され
ていて、このような限界を克服するための方法として波
長が短かいＸ−線をリソグラフイツクに応用しようとす
る研究が活発に進行されている。
されているが根本的な解像力の限界が次第に問題化され
ていて、このような限界を克服するための方法として波
長が短かいＸ−線をリソグラフイツクに応用しようとす
る研究が活発に進行されている。
現在Ｘ−線リソグラフイツクが実用化されるためには、
種々の問題が解決されなければならないが、その中でも
安定かつ精密なマスクの製造法が必須の問題である。こ
のＸ−線マスクが備えなければならない条件としては、 （１）支持膜のＸ−線透過率が５０％以上なること、 （２）レザー光線を利用した整列が可能なるよう支持膜
が可視光線に透明であること、 （３）マスク面積がシリコン基板の大きさに相当するこ
と、 （４）マスクの規格の安定性と平坦度がすぐれること、
および （５）マスク薄膜の材料が厚さの均一度が良好で欠点が
ないこと、等を挙げることができる。
種々の問題が解決されなければならないが、その中でも
安定かつ精密なマスクの製造法が必須の問題である。こ
のＸ−線マスクが備えなければならない条件としては、 （１）支持膜のＸ−線透過率が５０％以上なること、 （２）レザー光線を利用した整列が可能なるよう支持膜
が可視光線に透明であること、 （３）マスク面積がシリコン基板の大きさに相当するこ
と、 （４）マスクの規格の安定性と平坦度がすぐれること、
および （５）マスク薄膜の材料が厚さの均一度が良好で欠点が
ないこと、等を挙げることができる。
以上の条件を満たすＸ−線マスク材料としては現在まで
窒化珪素（Ｓｉ2Ｎ3），窒化ほう素（ＢＮ），炭化けい
素（ＳｉＣ）及びけい素等の無機材料ならびにポリマ(p
olymer)の薄膜を利用した有機材料について研究がなさ
れてきた。
窒化珪素（Ｓｉ2Ｎ3），窒化ほう素（ＢＮ），炭化けい
素（ＳｉＣ）及びけい素等の無機材料ならびにポリマ(p
olymer)の薄膜を利用した有機材料について研究がなさ
れてきた。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記窒化けい素膜は熱に対する安定性，寸法の
安定性及び光の透過率がすぐれているが引張強度が弱い
のが欠点で、上記窒化ほう素膜は窒化けい素と長所は類
似しているが通常の化学蒸着法でつくった場合表面に多
くの欠陥が形成される問題がある。上記けい素は既存の
集積回路工程に直接応用可能な長所があるが可視光線に
対する透過度が不良であるため可視光を利用した整列に
制約を受ける。
安定性及び光の透過率がすぐれているが引張強度が弱い
のが欠点で、上記窒化ほう素膜は窒化けい素と長所は類
似しているが通常の化学蒸着法でつくった場合表面に多
くの欠陥が形成される問題がある。上記けい素は既存の
集積回路工程に直接応用可能な長所があるが可視光線に
対する透過度が不良であるため可視光を利用した整列に
制約を受ける。
また、有機材料は熱安定性，規格安定性及び寿命等に問
題があり、研究が減少している傾向にある。
題があり、研究が減少している傾向にある。
本発明は上記のような問題点を解決するために創案され
たもので、Ｘ−線に対する透過度がすぐれ、同時に可視
光線に対する明確な特徴がある非晶質炭素を利用してＸ
−線マスクを製造することに目的があり、さらに熱的，
機械的，化学的安定性がすぐれプラズマ化学蒸着法で均
質な広い薄膜を得ることができるＸ−線マスクを製造す
ることに目的がある。
たもので、Ｘ−線に対する透過度がすぐれ、同時に可視
光線に対する明確な特徴がある非晶質炭素を利用してＸ
−線マスクを製造することに目的があり、さらに熱的，
機械的，化学的安定性がすぐれプラズマ化学蒸着法で均
質な広い薄膜を得ることができるＸ−線マスクを製造す
ることに目的がある。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明においては、Ｘ−線リ
ソグラフイツクマスクは、（１）シリコンまたは石英ガ
ラスウエーハの上にプラズマ蒸着法で非晶質炭素膜を形
成する工程、（２）上記ウエーハの裏面にエッチングマ
スク用としての絶縁膜を蒸着，形成して、これをエッチ
ングして成形する工程、（３）水酸化カリウム溶液で、
上記絶縁膜をマスクとして、上記ウエーハを湿式エッチ
ングする工程，（４）上記炭素膜上に、金またはタング
ステン金属膜を蒸着する工程，および（５）上記金また
はタングステン金属膜上に、レジストパターンを形成し
た後、これをマスクとして上記金属膜をエッチングし、
集積回路パターンを形成する工程，を有するプロセスに
より製造されるものである。
ソグラフイツクマスクは、（１）シリコンまたは石英ガ
ラスウエーハの上にプラズマ蒸着法で非晶質炭素膜を形
成する工程、（２）上記ウエーハの裏面にエッチングマ
スク用としての絶縁膜を蒸着，形成して、これをエッチ
ングして成形する工程、（３）水酸化カリウム溶液で、
上記絶縁膜をマスクとして、上記ウエーハを湿式エッチ
ングする工程，（４）上記炭素膜上に、金またはタング
ステン金属膜を蒸着する工程，および（５）上記金また
はタングステン金属膜上に、レジストパターンを形成し
た後、これをマスクとして上記金属膜をエッチングし、
集積回路パターンを形成する工程，を有するプロセスに
より製造されるものである。
［作用］ 本発明のＸ−線リソグラフイツクマスクの製造方法は、
非晶質炭素の利用により、得られたマスクのＸ−線透過
部分におけるＸ−線に対する透過度がすぐれ、同時に可
視光線に対する透過度もすぐれているのみでなく、耐熱
性，化学的安定性，強度においても良好な特性を期待で
きる。
非晶質炭素の利用により、得られたマスクのＸ−線透過
部分におけるＸ−線に対する透過度がすぐれ、同時に可
視光線に対する透過度もすぐれているのみでなく、耐熱
性，化学的安定性，強度においても良好な特性を期待で
きる。
［実施例］ 以下、図を参照しながら本発明を詳細に説明する。
第１図は、本発明の非晶質炭素膜を利用したＸ−線マス
クのブランク構造の一例を図示し、シリコンウエーハま
たは石英ガラスウエーハ１０１の上にプラズマ蒸着法で
非晶質炭素膜１０２を蒸着している。
クのブランク構造の一例を図示し、シリコンウエーハま
たは石英ガラスウエーハ１０１の上にプラズマ蒸着法で
非晶質炭素膜１０２を蒸着している。
この際、反応気体としてはメタン（ＣＨ4）またはエタ
ン（Ｃ2Ｈ6）を利用し、蒸着温度，気体圧力，および電
力を調整することにより炭素薄膜の光学的禁止帯幅(opt
ical bandgap)を２．０ｅＶ以上として且つ水素含有量
を少なくすることが可能である。
ン（Ｃ2Ｈ6）を利用し、蒸着温度，気体圧力，および電
力を調整することにより炭素薄膜の光学的禁止帯幅(opt
ical bandgap)を２．０ｅＶ以上として且つ水素含有量
を少なくすることが可能である。
普通、Ｘ−線マスク支持膜における炭素膜の厚さは５，
０００〜５０，０００Åに調整する。このＸ−線マスク
で平坦な面を理保持するには、引張状態の残留凝集力が
薄膜に作用しなければならないが、通常基板に用いられ
るシリコンウエーハの上に蒸着した炭素膜には圧縮凝集
力が作用するようになる。
０００〜５０，０００Åに調整する。このＸ−線マスク
で平坦な面を理保持するには、引張状態の残留凝集力が
薄膜に作用しなければならないが、通常基板に用いられ
るシリコンウエーハの上に蒸着した炭素膜には圧縮凝集
力が作用するようになる。
従って、このような問題を解決するために、本発明で
は、シリコンよりも熱膨張係数が小さい石英ガラスウエ
ーハ１０１を基板として利用したもので、また他の一つ
の方法としてはシリコンウエーハ等の上に蒸着すれば引
張凝集力状態になる窒化けい素または炭化けい素を利用
して炭素膜の圧縮凝集力を補償する方法を用いている。
は、シリコンよりも熱膨張係数が小さい石英ガラスウエ
ーハ１０１を基板として利用したもので、また他の一つ
の方法としてはシリコンウエーハ等の上に蒸着すれば引
張凝集力状態になる窒化けい素または炭化けい素を利用
して炭素膜の圧縮凝集力を補償する方法を用いている。
第２図は本発明の積層構造膜を利用したＸ−線マスクの
ブランク構造図であり、シリコンウエーハまたは石英ガ
ラスウエーハ１０１の上に凝集力補償膜１０３と非晶質
炭素膜１０２を積層に形成することにより上記凝集力問
題を解決すると共に強度と膜厚の均一化が向上するよう
になる。
ブランク構造図であり、シリコンウエーハまたは石英ガ
ラスウエーハ１０１の上に凝集力補償膜１０３と非晶質
炭素膜１０２を積層に形成することにより上記凝集力問
題を解決すると共に強度と膜厚の均一化が向上するよう
になる。
通常、積層構造の支持膜では、上記炭素膜１０２の膜厚
は１０００〜５０００Åで上記凝集力補償膜１０３の膜
厚は１０００〜３０００Åである。このような積層構造
は工程が複雑であるが、上記炭素膜１０２の膜厚に対す
る凝集力補償層の膜厚の比を調整することにより支持膜
の凝集力状態を調整でき、特に炭化けい素膜を凝集力補
償層に利用すれば反応気体としてモノシラン（Ｓｉ
Ｈ4）だけ添加すればよいので工程が簡単になる。
は１０００〜５０００Åで上記凝集力補償膜１０３の膜
厚は１０００〜３０００Åである。このような積層構造
は工程が複雑であるが、上記炭素膜１０２の膜厚に対す
る凝集力補償層の膜厚の比を調整することにより支持膜
の凝集力状態を調整でき、特に炭化けい素膜を凝集力補
償層に利用すれば反応気体としてモノシラン（Ｓｉ
Ｈ4）だけ添加すればよいので工程が簡単になる。
第３図は本発明の非晶質炭素膜を利用したＸ−線マスク
の製造工程図を示したもので、上記単層炭素膜または積
層炭素膜を利用して、一般に、Ｘ−線マスク製造方法と
類似なマスクを製造することができる。
の製造工程図を示したもので、上記単層炭素膜または積
層炭素膜を利用して、一般に、Ｘ−線マスク製造方法と
類似なマスクを製造することができる。
本実施例における炭素支持膜を利用したＸ−線マスク製
造方法では、シリコンまたは石英ガラスウエーハ１０１
の上にプラズマ蒸着法で非晶質炭素膜１０２を形成した
後、上記ウエーハ１０１の裏面にエッチングマスク用と
して絶縁膜１０４を蒸着する。
造方法では、シリコンまたは石英ガラスウエーハ１０１
の上にプラズマ蒸着法で非晶質炭素膜１０２を形成した
後、上記ウエーハ１０１の裏面にエッチングマスク用と
して絶縁膜１０４を蒸着する。
次に、上記裏面絶縁膜１０４を部分的にエッチングして
成形した後、これをマスクとして水酸化カリウム（ＫＯ
Ｈ）溶液で上記ウエーハ１０１を湿式エッチングする。
成形した後、これをマスクとして水酸化カリウム（ＫＯ
Ｈ）溶液で上記ウエーハ１０１を湿式エッチングする。
次いで、上記炭素膜１０２の上に金またはタングステン
金属膜１０５を５０００〜１００００Åの膜厚に蒸着し
その上にレジストパターン１０６を形成した後エッチン
グして集積回路パターンを形成する。このようにして、
本発明のＸ−線リソグラフイツクマスクが製造された。
金属膜１０５を５０００〜１００００Åの膜厚に蒸着し
その上にレジストパターン１０６を形成した後エッチン
グして集積回路パターンを形成する。このようにして、
本発明のＸ−線リソグラフイツクマスクが製造された。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明で提案した非晶質炭素はＸ
−線マスクとして備えるべき条件，つまりＸ−線及び可
視光に対する透過度，耐熱性及び化学的安定性、強度が
すぐれ、プラズマ化学蒸着法で均質かつ広い薄膜を得ら
れ、既存の窒化けい素および窒化ほう素等のマスク材料
を代替えできる効果があり、特に炭化けい素膜を凝集力
補償層に利用すれば反応気体としてモノシランのみ添加
すればよいので製造工程が簡単になる特長がある。
−線マスクとして備えるべき条件，つまりＸ−線及び可
視光に対する透過度，耐熱性及び化学的安定性、強度が
すぐれ、プラズマ化学蒸着法で均質かつ広い薄膜を得ら
れ、既存の窒化けい素および窒化ほう素等のマスク材料
を代替えできる効果があり、特に炭化けい素膜を凝集力
補償層に利用すれば反応気体としてモノシランのみ添加
すればよいので製造工程が簡単になる特長がある。
第１図は本発明の、単層非晶質炭素膜を利用したＸ−線
マスクのブランク構造図、 第２図は本発明の積層構造膜を利用したＸ−線マスクの
ブランク構造図、 第３図は本発明の非晶質炭素膜を利用したＸ−線マスク
の製造工程図を示す。 １０１……シリコンウエーハまたは石英ガラスウエー
ハ、１０２……非晶質炭素膜、１０３……凝集力補償
膜、１０４……裏面絶縁膜、１０５……金またはタング
ステン金属膜、１０６……レジストパターン。
マスクのブランク構造図、 第２図は本発明の積層構造膜を利用したＸ−線マスクの
ブランク構造図、 第３図は本発明の非晶質炭素膜を利用したＸ−線マスク
の製造工程図を示す。 １０１……シリコンウエーハまたは石英ガラスウエー
ハ、１０２……非晶質炭素膜、１０３……凝集力補償
膜、１０４……裏面絶縁膜、１０５……金またはタング
ステン金属膜、１０６……レジストパターン。
Claims (3)
- 【請求項１】Ｘ−線マスク製造方法において、（１）シ
リコンまたは石英ガラスウエーハの上にプラズマ蒸着法
で非晶質炭素膜と凝集力補償膜とを交互に積層し、圧力
凝集力が補償された非晶質炭素膜を形成する工程，
（２）上記ウエーハの裏面にエッチングマスク用として
の絶縁膜を蒸着，形成してこれをエッチング成形する工
程，（３）水酸化カリウム溶液で、上記絶縁膜をマスク
として、上記ウエーハを湿式エッチングする工程、
（４）上記炭素膜上に金またはタングステン金属膜を蒸
着する工程，および（５）該金属膜上にレジストパター
ンを形成した後、エッチングし集積回路パターンを形成
する工程，を有することを特徴とする非晶質炭素支持膜
を利用したＸ−線リソグラフイツクマスクの製造方法。 - 【請求項２】上記工程（１）における非晶質炭素膜蒸着
が、反応気体としてメタンまたはエタンを利用し、且つ
蒸着温度，気体圧力，および電力を調整して炭素薄膜の
禁止帯の幅を２．０ｅＶ以上で炭素膜厚を５，０００〜
５０，０００Åとしたプラズマ化学蒸着法であることを
特徴とする請求項１記載の非晶質炭素支持膜を利用した
Ｘ−線リソグラフイツクマスクの製造方法。 - 【請求項３】上記工程（１）における凝集力補償膜が窒
化けい素または炭化けい素からなることを特徴とする請
求項１記載の非晶質炭素支持膜を利用したＸ−線リソグ
ラフイツクマスクの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR88/9547 | 1988-07-28 | ||
| KR1019880009547A KR910006741B1 (ko) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | 비정질 탄소 지지막을 이용한 x-선 리소그라피 마스크의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0247824A JPH0247824A (ja) | 1990-02-16 |
| JPH069183B2 true JPH069183B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=19276507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32957488A Expired - Lifetime JPH069183B2 (ja) | 1988-07-28 | 1988-12-28 | 非晶質炭素支持膜を利用したｘ―線リソグラフイツクマスクの製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
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