JPH0715880B2 - X線リソグラフィー用SiC膜、その製造方法およびX線リソグラフィー用マスク - Google Patents
X線リソグラフィー用SiC膜、その製造方法およびX線リソグラフィー用マスクInfo
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- 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
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/22—Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 高エネルギー電子線やシンクロトロン放射光のような高
エネルギービームを照射しても応力の変化が少ないX線
リソグラフィー用SiC膜、その製造方法およびX線リソ
グラフィー用マスクに関する。
エネルギービームを照射しても応力の変化が少ないX線
リソグラフィー用SiC膜、その製造方法およびX線リソ
グラフィー用マスクに関する。
(従来の技術) 半導体デバイスにおけるパターン形成の微細化に伴な
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
用いられるマスクのX線透過膜(別の表現をすればX線
吸収体の支持膜ともいうが、以下メンブレンまたは膜と
称する。)に要求される重要な性能としては、 1)表面が平滑で傷やピンホールが無く、実用的な強度
を有すること。
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
用いられるマスクのX線透過膜(別の表現をすればX線
吸収体の支持膜ともいうが、以下メンブレンまたは膜と
称する。)に要求される重要な性能としては、 1)表面が平滑で傷やピンホールが無く、実用的な強度
を有すること。
2)高精度なアライメント(位置合せ)に必要な可視光
透過率を有すること。
透過率を有すること。
3)良好な耐薬品性や耐湿性を有し、エッチンググ工程
や洗浄工程で損傷されにくいこと。
や洗浄工程で損傷されにくいこと。
4)高エネルギー電子線やシンクロトロン放射光の様な
高エネルギービームの照射に耐えること。
高エネルギービームの照射に耐えること。
等が挙げられる。
従来、X線リソグラフィー用マスクの膜の材料としてB
N,ボロンドープSi,Si3N4,SiC等が提案されているが、中
でも、SiCは高いヤング率を有するために、耐高エネル
ギービーム性が最も優れた材料と考えられる。
N,ボロンドープSi,Si3N4,SiC等が提案されているが、中
でも、SiCは高いヤング率を有するために、耐高エネル
ギービーム性が最も優れた材料と考えられる。
通常、このSic膜の成膜方法としては、CVD法が最も多く
用いられているが、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、膜の成分以
外の元素が膜中に取り込まれ易く、その結果、これらの
元素が膜中の不純物として働くため、 1)高エネルギビームの照射により、膜中の不純物が容
易に離脱する。そのため、膜の歪みの発生、膜の応力の
変動、膜の機械的強度の低下、膜の光学的な透明性の低
下等の欠陥を生じる。
用いられているが、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、膜の成分以
外の元素が膜中に取り込まれ易く、その結果、これらの
元素が膜中の不純物として働くため、 1)高エネルギビームの照射により、膜中の不純物が容
易に離脱する。そのため、膜の歪みの発生、膜の応力の
変動、膜の機械的強度の低下、膜の光学的な透明性の低
下等の欠陥を生じる。
2)膜の表面に、ピンホールやノジュールが発生し易く
良好な膜が得られにくい。
良好な膜が得られにくい。
等の問題がある。
(発明が解決しようとする課題) このSiC膜を成膜する他の方法として特願昭63−315768
に記載されているスパッター法がある。この方法では、
膜中に不純物が少ない、ピンホールやノジュールが少な
い等の利点があるが、成膜したSiC膜はアモルファス状
態であり過度の高エネルギービームを照射すると応力の
変動を起こし易く、その結果歪みが発生し易いという問
題がある。
に記載されているスパッター法がある。この方法では、
膜中に不純物が少ない、ピンホールやノジュールが少な
い等の利点があるが、成膜したSiC膜はアモルファス状
態であり過度の高エネルギービームを照射すると応力の
変動を起こし易く、その結果歪みが発生し易いという問
題がある。
従って、本発明が解決しようとする課題は、優れた耐高
エネルギービーム性を有するX線リソグラフィー用SiC
膜を得ることにある。
エネルギービーム性を有するX線リソグラフィー用SiC
膜を得ることにある。
(課題を解決するための手段) 本発明者等は、かかる課題を解決するためにSiC膜の結
晶学的解析を進めた結果、特性の物性を有する膜が耐高
エネルギービーム性を有することを確認し、この膜の最
適成膜条件を探索して本発明を完成するに至った。
晶学的解析を進めた結果、特性の物性を有する膜が耐高
エネルギービーム性を有することを確認し、この膜の最
適成膜条件を探索して本発明を完成するに至った。
本発明の要旨は、 引張り応力が0.1〜0.8×109dyne/cm2でかつ決勝質SiCを
含有することを特徴とするX線リソグラフィー用SiC
膜、SiCよりなるターゲットを用いスパッター法にてSi
基板上に700℃以上の温度で成膜するX線リソグラフィ
ー用SiC膜の成膜方法、およびこのSiC膜よりなるX線リ
ソグラフィー用マスクである。
含有することを特徴とするX線リソグラフィー用SiC
膜、SiCよりなるターゲットを用いスパッター法にてSi
基板上に700℃以上の温度で成膜するX線リソグラフィ
ー用SiC膜の成膜方法、およびこのSiC膜よりなるX線リ
ソグラフィー用マスクである。
以下、本発明を詳細に説明する。
先ず、良好なSiC膜を得るためには、SiC膜の引張り応力
が0.1〜0.8×109dyne/cm2であることが必要である。0.1
×109dyne/cm2未満では引張り応力が小さ過ぎるため膜
が形成しにくく、仮に形成したとしてもしわが発生し易
い。逆に、0.8×109dyne/cm2を越えても引張り応力が大
き過ぎるため膜が形成しにくく、仮に形成したとしても
破裂し易くなる。好ましい範囲は0.3〜0.4×109dyne/cm
2である。
が0.1〜0.8×109dyne/cm2であることが必要である。0.1
×109dyne/cm2未満では引張り応力が小さ過ぎるため膜
が形成しにくく、仮に形成したとしてもしわが発生し易
い。逆に、0.8×109dyne/cm2を越えても引張り応力が大
き過ぎるため膜が形成しにくく、仮に形成したとしても
破裂し易くなる。好ましい範囲は0.3〜0.4×109dyne/cm
2である。
次に、SiC膜が結晶質SiCを含有することが必要である。
通常のスパッター法で生成するアルモファス状態のSiC
膜が高エネルギービームを照射されて内部応力が変動す
る主な原因は、照射によりSiC膜が加熱されて温度が上
昇し、その結果SiCの結晶構造が結晶性を増加する方向
に変化する為、内部応力も変化するもとの思われる。従
って、本発明では予めスパッター処理時に結晶性を付与
し成膜することにより、マスクとして使用する時に高エ
ネルギービーム照射を受けても応力の変動、歪の発生が
極めて少なくなかった。更に、この結晶性の条件とし
て、SiC膜の銅をターゲットとしたX線回折ピークの2
θ=35.5°におけるSiCの(111)結晶面のピーク波形の
シャープさが挙げられる。高エネルギービーム照射によ
りSiCの応力の変動を実用レベルにまで少なくするに
は、X線回折ピークにおいて2θ=30°と2θ=40°の
波形を結ぶ線を基線として2θ=35.5°における基線か
らのピーク高さL1と2θ=33°における基線からのピー
ク高さL2の比L1/L2が1.5以上であることが必要であ
り、更に好ましくは3.0以上である。1.5未満では応力の
変動が大きく使用に耐えない。
通常のスパッター法で生成するアルモファス状態のSiC
膜が高エネルギービームを照射されて内部応力が変動す
る主な原因は、照射によりSiC膜が加熱されて温度が上
昇し、その結果SiCの結晶構造が結晶性を増加する方向
に変化する為、内部応力も変化するもとの思われる。従
って、本発明では予めスパッター処理時に結晶性を付与
し成膜することにより、マスクとして使用する時に高エ
ネルギービーム照射を受けても応力の変動、歪の発生が
極めて少なくなかった。更に、この結晶性の条件とし
て、SiC膜の銅をターゲットとしたX線回折ピークの2
θ=35.5°におけるSiCの(111)結晶面のピーク波形の
シャープさが挙げられる。高エネルギービーム照射によ
りSiCの応力の変動を実用レベルにまで少なくするに
は、X線回折ピークにおいて2θ=30°と2θ=40°の
波形を結ぶ線を基線として2θ=35.5°における基線か
らのピーク高さL1と2θ=33°における基線からのピー
ク高さL2の比L1/L2が1.5以上であることが必要であ
り、更に好ましくは3.0以上である。1.5未満では応力の
変動が大きく使用に耐えない。
次に、上記諸特性を与える成膜条件について述べる。
本発明で採用したスパッター法としては、一般に使用さ
れているコンベンショナルスパッター法で行なうが、好
ましくは量産性の観点より成膜速度の早いマグネトロン
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、セキノンなどの不活性ガス
を用いることが望ましいが、他にヘリウム、窒素等のガ
スを混入してもよい。基板は通常はシリコンを用いる。
ターゲットは、SiC粉体を所定の形状に焼結したもので
よいが、純度は成膜後の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
上である。ターゲットに印加する電力は5W/cm2以上が望
ましい。印加電力が高い程、成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、700℃以上が良
い。700℃未満の場合は、得られたSiC膜が、高エネルギ
ービーム照射を受けた時、応力の変動が顕著に増大する
ため好ましくない。又、成膜後のSiC膜を成膜温度以上
の温度の下でアニール処理を行なうことは任意である
が、SiC膜の応力のばらつきが減少するメリットがあ
る。スパッター圧力は、成膜後のSiC膜の内部応力が、
メンブレン化に必要な0.1〜8.0×109dyne/cm2となるよ
うに選ぶ必要がある。スパッター温度により最適なスパ
ッター圧力は異なるが、一般的には30〜70×10-3Torrで
ある。
れているコンベンショナルスパッター法で行なうが、好
ましくは量産性の観点より成膜速度の早いマグネトロン
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、セキノンなどの不活性ガス
を用いることが望ましいが、他にヘリウム、窒素等のガ
スを混入してもよい。基板は通常はシリコンを用いる。
ターゲットは、SiC粉体を所定の形状に焼結したもので
よいが、純度は成膜後の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
上である。ターゲットに印加する電力は5W/cm2以上が望
ましい。印加電力が高い程、成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、700℃以上が良
い。700℃未満の場合は、得られたSiC膜が、高エネルギ
ービーム照射を受けた時、応力の変動が顕著に増大する
ため好ましくない。又、成膜後のSiC膜を成膜温度以上
の温度の下でアニール処理を行なうことは任意である
が、SiC膜の応力のばらつきが減少するメリットがあ
る。スパッター圧力は、成膜後のSiC膜の内部応力が、
メンブレン化に必要な0.1〜8.0×109dyne/cm2となるよ
うに選ぶ必要がある。スパッター温度により最適なスパ
ッター圧力は異なるが、一般的には30〜70×10-3Torrで
ある。
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。尚、得られたSiC膜の物性測定方法および評
価方法は次の通りである。
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。尚、得られたSiC膜の物性測定方法および評
価方法は次の通りである。
X線回折の測定 薄膜用X線回折測定装置(リガク製TFD)を用いて測定
した。入射角(θ)=2°固定、ターゲットはCu,パワ
ーは40kV×40mAである。
した。入射角(θ)=2°固定、ターゲットはCu,パワ
ーは40kV×40mAである。
内部応力の測定 基板の成膜前と成膜後及びアニール前とアニール後のそ
りの変化量より応力値を算出した。
りの変化量より応力値を算出した。
耐高エネルギービーム性 高エネルギーとして15eVの高エネルギー電子線を1.0KJ/
cm2照射し、照射による膜の応力の変化量を測定し、耐
高エネルギービーム性の目安とした。
cm2照射し、照射による膜の応力の変化量を測定し、耐
高エネルギービーム性の目安とした。
メンブレン化適性 試料の基板の裏面にプラズマCVD法でアモルファスBN膜
(以下、a−BN膜と称する)を1.0μm成膜し、この膜
をKOHエッチング液の保護膜とした。a−BN膜の上にス
テンレス製ドーナツ状マスクをセットし、CF4ガスにて
ドライエッチングして露出しているa−BN膜を除去後、
30%KOHにて露出したシリコン面をウェットエッチング
で溶出し、メンブレン化した。メンブレン化適性とし
て、仕上げたメンブレンが、傷やピンホールが無く平滑
と認められる場合を良好、その他を不良と判定した。
(以下、a−BN膜と称する)を1.0μm成膜し、この膜
をKOHエッチング液の保護膜とした。a−BN膜の上にス
テンレス製ドーナツ状マスクをセットし、CF4ガスにて
ドライエッチングして露出しているa−BN膜を除去後、
30%KOHにて露出したシリコン面をウェットエッチング
で溶出し、メンブレン化した。メンブレン化適性とし
て、仕上げたメンブレンが、傷やピンホールが無く平滑
と認められる場合を良好、その他を不良と判定した。
可視光透過率の測定 メンブレンをマルチフォトスペクトルメーターMPS−500
0(島津製作所商品名)で波長633nm位置の透過率(%)
を測定した。
0(島津製作所商品名)で波長633nm位置の透過率(%)
を測定した。
(実施例1〜4、比較例1、2) 高周波マグネトロンスパッター装置SPF−332H型(日電
アネルバ社製商品名)を用いて、カソード側に直径3イ
ンチで厚さ5mmの円盤状SiCターゲット(純度99.9%)を
セットした。基板として、直径3インチで厚みが600μ
mの両面研磨シリコンウェハを用いて所定の温度に加熱
した状態でアルゴンガスを7cc/分の流量で流した。排気
系に通じるバルブでチャンバー内を所定の圧力に調整し
た後、パワー密度を10W/cm2として、15分間のスパッタ
ーを行ない、膜厚1.0μmのSiC膜を作製した。次に得ら
れた膜について、X線回折の測定、及び耐高エネルギー
ビーム性、メンブレン化適正、更に得られたメンブレン
の可視光透過率について測定した。成膜条件として温度
およびスパッター圧力をとり、実施例はNo.1〜4の4水
準を、比較例としはNo.1、2の2水準を測定してSic膜
を作成し、物性測定および評価結果を第1表に示した。
メンブレン化適性及びメンブレンの可視光透過率の測定
に使用した試料は高エネルギー照射テストをしていない
ものである。
アネルバ社製商品名)を用いて、カソード側に直径3イ
ンチで厚さ5mmの円盤状SiCターゲット(純度99.9%)を
セットした。基板として、直径3インチで厚みが600μ
mの両面研磨シリコンウェハを用いて所定の温度に加熱
した状態でアルゴンガスを7cc/分の流量で流した。排気
系に通じるバルブでチャンバー内を所定の圧力に調整し
た後、パワー密度を10W/cm2として、15分間のスパッタ
ーを行ない、膜厚1.0μmのSiC膜を作製した。次に得ら
れた膜について、X線回折の測定、及び耐高エネルギー
ビーム性、メンブレン化適正、更に得られたメンブレン
の可視光透過率について測定した。成膜条件として温度
およびスパッター圧力をとり、実施例はNo.1〜4の4水
準を、比較例としはNo.1、2の2水準を測定してSic膜
を作成し、物性測定および評価結果を第1表に示した。
メンブレン化適性及びメンブレンの可視光透過率の測定
に使用した試料は高エネルギー照射テストをしていない
ものである。
結晶性の目安となるX線回折の波形を第1図に示した。
この波形により、2θ=30°と2θ=40°の波形を結ぶ
線を基線として2θ=35.5°における基線からのピーク
高さL1と2θ=33°における基線からのピーク高さL2の
比L1/L2を求めた。結果を第1表に併記した。また、比
較例として、スパッター時の成膜温度が700℃未満につ
いても同様の測定を行なった。結果を第1表および第2
図に示した。
この波形により、2θ=30°と2θ=40°の波形を結ぶ
線を基線として2θ=35.5°における基線からのピーク
高さL1と2θ=33°における基線からのピーク高さL2の
比L1/L2を求めた。結果を第1表に併記した。また、比
較例として、スパッター時の成膜温度が700℃未満につ
いても同様の測定を行なった。結果を第1表および第2
図に示した。
第1表より700℃以上でスパッター法によりSiC膜を成膜
することによりL1/L2が1.5以上となり、このものは高
エネルギー電子線の照射を行っても内部応力に顕著な変
化が認められないことが判かる。
することによりL1/L2が1.5以上となり、このものは高
エネルギー電子線の照射を行っても内部応力に顕著な変
化が認められないことが判かる。
(発明の効果) 本発明の成膜方法によれば、特性範囲の引張り応力を有
し、X線回折の波形で規定した結晶性を有するSiC膜が
得られ、従来得られなかった耐高エネルギービーム性を
有し、応力変化が極めて少なく、ピンホールやノジュー
ルのない優れたSiC膜がばらつきなく安定して量産可能
となった。更にX線リソグラフィー用マスクに加工する
ことができ、工業上その利用価値は極めて高い。
し、X線回折の波形で規定した結晶性を有するSiC膜が
得られ、従来得られなかった耐高エネルギービーム性を
有し、応力変化が極めて少なく、ピンホールやノジュー
ルのない優れたSiC膜がばらつきなく安定して量産可能
となった。更にX線リソグラフィー用マスクに加工する
ことができ、工業上その利用価値は極めて高い。
第1図は実施例1〜4のSiC膜の結晶性を規定するため
の銅をターゲットとしたX線回折波形を示す。第2図は
同じく比較例1、2のX線回折波形である。
の銅をターゲットとしたX線回折波形を示す。第2図は
同じく比較例1、2のX線回折波形である。
Claims (4)
- 【請求項1】引張り応力が0.1〜0.8×109dyne/cm2でか
つ結晶質SiCを含有することを特徴とするX線リソグラ
フィー用SiC膜。 - 【請求項2】SiC膜の銅をターゲットとしたX線回折ピ
ークにおいて2θ=30°と2θ=40°の波形を結ぶ線を
基線として2θ=35.5°における基線からのピーク高さ
L1と2θ=33°における基線からのピーク高さL2との比
L1/L2が1.5以上であることを特徴とする請求項1に記
載のX線リソグラフィー用SiC膜。 - 【請求項3】SiCよりなるターゲットを用いスパッター
法にてSi基板上に700℃以上の温度で成膜することを特
徴とするX線リソグラフィー用SiC膜の成膜方法。 - 【請求項4】請求項1または2に記載のSiC膜からなる
X線リソグラフィー用マスク。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33909289A JPH0715880B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | X線リソグラフィー用SiC膜、その製造方法およびX線リソグラフィー用マスク |
EP90124520A EP0435128A1 (en) | 1989-12-26 | 1990-12-18 | Silicon carbide membrane for X-ray lithography and method for the preparation thereof |
US07/633,047 US5089085A (en) | 1989-12-26 | 1990-12-21 | Silicon carbide membrane for x-ray lithography and method for the prepartion thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33909289A JPH0715880B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | X線リソグラフィー用SiC膜、その製造方法およびX線リソグラフィー用マスク |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03196147A JPH03196147A (ja) | 1991-08-27 |
JPH0715880B2 true JPH0715880B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=18324185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33909289A Expired - Lifetime JPH0715880B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | X線リソグラフィー用SiC膜、その製造方法およびX線リソグラフィー用マスク |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5089085A (ja) |
EP (1) | EP0435128A1 (ja) |
JP (1) | JPH0715880B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0828324B2 (ja) * | 1990-11-06 | 1996-03-21 | 信越化学工業株式会社 | X線リソグラフィー用マスクに用いるx線透過膜 |
JP3073067B2 (ja) * | 1991-10-04 | 2000-08-07 | キヤノン株式会社 | X線露光用マスク及びその製造方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3733311A1 (de) * | 1987-10-02 | 1989-04-13 | Philips Patentverwaltung | Verfahren zur herstellung eines maskentraegers aus sic fuer roentgenstrahllithographie-masken |
EP0361516B1 (en) * | 1988-09-30 | 1996-05-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of making X-ray mask structure |
DE3841352A1 (de) * | 1988-12-08 | 1990-06-21 | Philips Patentverwaltung | Verfahren zur herstellung eines maskentraegers aus sic fuer strahlungslithographie-masken |
-
1989
- 1989-12-26 JP JP33909289A patent/JPH0715880B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-12-18 EP EP90124520A patent/EP0435128A1/en not_active Withdrawn
- 1990-12-21 US US07/633,047 patent/US5089085A/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
ELECTRON-BEAM.X-RAY,AND ION-BEAN TECHNOLOGY:SUBMICROMETER LITHOGRAPHIES 7=1988 * |
ELECTRON-BEAM.X-RAY.AND ION-BEAN LITHOGRAPHIES 6=1987 * |
ELECTRON-BEAM.X-RAY.AND LON-BEAM LITHOGRAPHIES 6=1987 * |
MICROELECTRONIC ENGINEERING=1989 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5089085A (en) | 1992-02-18 |
EP0435128A1 (en) | 1991-07-03 |
JPH03196147A (ja) | 1991-08-27 |
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