JPS5928157A - 露光マスク及びその素材 - Google Patents
露光マスク及びその素材Info
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- JPS5928157A JPS5928157A JP57137544A JP13754482A JPS5928157A JP S5928157 A JPS5928157 A JP S5928157A JP 57137544 A JP57137544 A JP 57137544A JP 13754482 A JP13754482 A JP 13754482A JP S5928157 A JPS5928157 A JP S5928157A
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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
- G03F1/88—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 prepared by photographic processes for production of originals simulating relief
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は露光マスク及びその素材に関し、特に、半導体
装置等の製造に使用されるハードマスクと祢さiするホ
トマスク及びその素材に関するものである。
装置等の製造に使用されるハードマスクと祢さiするホ
トマスク及びその素材に関するものである。
従来、無機薄膜材料を用いたハードマスクが露光処理に
使用されているが、表面強度が大きくて繰返し使用が可
能である点で有用視されている。
使用されているが、表面強度が大きくて繰返し使用が可
能である点で有用視されている。
この種のハードマスクとしては、化学的気相成長技術(
cvD)で形成されたアモルファスシリコン(以下、a
−3iと称する。)を遮光膜とするものが知られている
。 このa 5ltkはシースルー性が良好であって
半導体加工用に1地パターンが透けて見える(即ち、可
視光に対してはめる程度透明である。)という性質と同
時に、半導体加工用の特定波長(例えば3800久や4
3(IOA)のH77光ビームに対しては連光性を示す
ものである。
cvD)で形成されたアモルファスシリコン(以下、a
−3iと称する。)を遮光膜とするものが知られている
。 このa 5ltkはシースルー性が良好であって
半導体加工用に1地パターンが透けて見える(即ち、可
視光に対してはめる程度透明である。)という性質と同
時に、半導体加工用の特定波長(例えば3800久や4
3(IOA)のH77光ビームに対しては連光性を示す
ものである。
この遮光性の程度は、次の光学、′、良度(optic
aldens i tソ)で示される。
aldens i tソ)で示される。
光学bqtスジ7”= log (Io / I )(
但、■。は入射光の光量、■tユ透過元の光量) ところが、上記の通常使用式れているa Si膜の光
学濃度はせいぜい1.2〜14′υφ)って、一定おの
入射光は透過してし一1ニジので、完全な露光マスクと
はなシ得ない。 従って、遮光性を充分にするにはa
−Si膜の膜厚を大きくすることが考えられるが、この
場合には、マスク素材から所定のマスクパターンにa
−Si膜をエツチング加工する際にその膜厚を大きくす
ると、エツチング精度が悪くなシ、特にウェットエツチ
ング時にサイドエツチングが進行しすぎてマスクパター
ンが不良となり易い。
但、■。は入射光の光量、■tユ透過元の光量) ところが、上記の通常使用式れているa Si膜の光
学濃度はせいぜい1.2〜14′υφ)って、一定おの
入射光は透過してし一1ニジので、完全な露光マスクと
はなシ得ない。 従って、遮光性を充分にするにはa
−Si膜の膜厚を大きくすることが考えられるが、この
場合には、マスク素材から所定のマスクパターンにa
−Si膜をエツチング加工する際にその膜厚を大きくす
ると、エツチング精度が悪くなシ、特にウェットエツチ
ング時にサイドエツチングが進行しすぎてマスクパター
ンが不良となり易い。
このような状況下で、本発明者は、薄くてエツチング加
工性が良くかつ光学濃度が充分なa −Siを得るべく
鋭意検討を重ねた結果、次の興味おる事実を見出した。
工性が良くかつ光学濃度が充分なa −Siを得るべく
鋭意検討を重ねた結果、次の興味おる事実を見出した。
1コ11ち、a−8iの製JJ’X時においては、ペル
ジャー内又は成膜清白に残留する酸素(0□)がa −
Si膜中に混入し、これか原因してa −Si膜の酸化
等によりその膜質が低下してしまう。 この結果、a−
8i膜の光学濃度が1代下し、ホトマスクとしての遮光
性が悪くなることが分った。 この現象は、ペルジャー
内又は成膜槽内をかなシ筒真空にしても10 to〜1
0 ”Torr程度の酸素が不可避的に残留するために
、従来のものでは実用的生産レベルにおいて避けること
が°できないのである。
ジャー内又は成膜清白に残留する酸素(0□)がa −
Si膜中に混入し、これか原因してa −Si膜の酸化
等によりその膜質が低下してしまう。 この結果、a−
8i膜の光学濃度が1代下し、ホトマスクとしての遮光
性が悪くなることが分った。 この現象は、ペルジャー
内又は成膜槽内をかなシ筒真空にしても10 to〜1
0 ”Torr程度の酸素が不可避的に残留するために
、従来のものでは実用的生産レベルにおいて避けること
が°できないのである。
ところが、本発明者は、a−8t膜の製膜時に水素、特
に活性化又はイオン化された水素を存在せしめ、a −
Si膜中に所定量の水素原子が導入されるようにすれば
、上記した如き酸素原子の混入を効果的に防止し、薄く
ても光学濃度の高い膜が得られることをつき止めだ。
に活性化又はイオン化された水素を存在せしめ、a −
Si膜中に所定量の水素原子が導入されるようにすれば
、上記した如き酸素原子の混入を効果的に防止し、薄く
ても光学濃度の高い膜が得られることをつき止めだ。
本発明は、こうした新規な認識に基いてなされたもので
あって、光学的に透明な基体と、この基体上に所定のマ
スクパターンに設けられたアモルファス半導体層とから
なり、このアモルファス半導体層が所定量の水素原子を
含有し7ていることを特徴とする露光マスクに係るもの
である。
あって、光学的に透明な基体と、この基体上に所定のマ
スクパターンに設けられたアモルファス半導体層とから
なり、このアモルファス半導体層が所定量の水素原子を
含有し7ていることを特徴とする露光マスクに係るもの
である。
本発明の露光マスクによれば、アモルファス半導体(特
に、a−3i)層中に所定量の水素原子を含有せしめた
ので、同半導体層への残留酸素の混入が大幅に減少して
おシ、これによってマスク層としてのアモルファス半導
体層の光学濃度が特に紫外域で向上し、露光処理時の遮
光性を充部分に高めることができる。 従って、従来の
ものよシ薄い膜厚にしても、所望の光学濃度のホトマス
クとなるので、ホトマスクへの加工のだめのエツチング
時に上記アモルファス半導体層のエツチング精度(加工
のシャープネス)が改善され、所望のパターン精度又は
倣細パターンを得ることが可能となる。
に、a−3i)層中に所定量の水素原子を含有せしめた
ので、同半導体層への残留酸素の混入が大幅に減少して
おシ、これによってマスク層としてのアモルファス半導
体層の光学濃度が特に紫外域で向上し、露光処理時の遮
光性を充部分に高めることができる。 従って、従来の
ものよシ薄い膜厚にしても、所望の光学濃度のホトマス
クとなるので、ホトマスクへの加工のだめのエツチング
時に上記アモルファス半導体層のエツチング精度(加工
のシャープネス)が改善され、所望のパターン精度又は
倣細パターンを得ることが可能となる。
アモルファス半導体層の水素原子含有量は上記のことか
ら、0,1〜30原子q6(層中の全原子数に対する水
素原子数の割合)であるのが望ましいことが分った。
また、上記アモルファス半導体の一列としてa −Si
を用いれば、ドライエツチング(例えば、フレオンガス
をエッチャントガスとするプラズマエツチング)を良好
に行なうことができるが、これは、本発明によってa
−Si膜を薄くできるために更に結果が向上する。
ら、0,1〜30原子q6(層中の全原子数に対する水
素原子数の割合)であるのが望ましいことが分った。
また、上記アモルファス半導体の一列としてa −Si
を用いれば、ドライエツチング(例えば、フレオンガス
をエッチャントガスとするプラズマエツチング)を良好
に行なうことができるが、これは、本発明によってa
−Si膜を薄くできるために更に結果が向上する。
壕だ、本発明による露光マスクを製造するには、光学的
に透明な基体と、この基体上に一様に設けられたアモル
ファス半導体層とからなう、このアモルファス半導体層
が所定量の水素原子を含有していることを特徴とする露
光マスク素材を使用するのが有利である。
に透明な基体と、この基体上に一様に設けられたアモル
ファス半導体層とからなう、このアモルファス半導体層
が所定量の水素原子を含有していることを特徴とする露
光マスク素材を使用するのが有利である。
このマスク素材を用いれば、水素原子を上記した如くに
含有するアモルファス半導体(特に、a −8i)層を
ドライエツチング等で加工することによって、所望のパ
ターン精度と共に充分な光学濃度のマスクを製作するこ
とができる。
含有するアモルファス半導体(特に、a −8i)層を
ドライエツチング等で加工することによって、所望のパ
ターン精度と共に充分な光学濃度のマスクを製作するこ
とができる。
なお、シースルー性を重視しない場合には、シリコンに
ゲルマニウムを添加して(添加量が増すにつれて光学濃
度が上る。)光学濃度をさらに上げるとか、あるいは、
シリコンに代えてゲルマニウムでマスク層を作製するこ
とも両値がある。
ゲルマニウムを添加して(添加量が増すにつれて光学濃
度が上る。)光学濃度をさらに上げるとか、あるいは、
シリコンに代えてゲルマニウムでマスク層を作製するこ
とも両値がある。
以下、本発明を図面に示しだ実姉例について更に詳細に
説明する。
説明する。
第1図〜第6図は、本発明による各種のホトマスク累月
を例示するものである。
を例示するものである。
第1図のマスク素材1は、光学的に透明な石英板(5i
O−板)2上に水素原子含有アモルファスシリコン(以
下、a−8i:Hと称する。)層3が設けられたもので
ある。 基板とし、ての5iOa板2の厚みは0.5〜
3m(望ましくは1〜2.5w−A)であシ、またB−
8i:I(層3の膜厚は300〜5000 X (望ま
しくは700〜3000 A)である。 このマスク素
材1は、後述の方法で製造され、かつ所望の露光マスク
に加工される。
O−板)2上に水素原子含有アモルファスシリコン(以
下、a−8i:Hと称する。)層3が設けられたもので
ある。 基板とし、ての5iOa板2の厚みは0.5〜
3m(望ましくは1〜2.5w−A)であシ、またB−
8i:I(層3の膜厚は300〜5000 X (望ま
しくは700〜3000 A)である。 このマスク素
材1は、後述の方法で製造され、かつ所望の露光マスク
に加工される。
第1図の例では、a−3iと熱膨張係数の近いものが選
択可能7よ非石英板(例えば、ソーダライム、ホウ珪酸
系)を基イ反として用いることもできる。
択可能7よ非石英板(例えば、ソーダライム、ホウ珪酸
系)を基イ反として用いることもできる。
第2図は、ソーダライム、ホウ珪酸系等の非石英板12
上にまずSing F4が厚さ100〜5000A (
望ましくはioo〜3000 A)に形成され、この上
にa −Si :I−I層3が設けられている。 この
場合、Si Ox膜4は、基板12からa −Si :
H層3へNa等の不純物が混入してa −Si :I−
I層3が汚染されるのを防止するものである。
上にまずSing F4が厚さ100〜5000A (
望ましくはioo〜3000 A)に形成され、この上
にa −Si :I−I層3が設けられている。 この
場合、Si Ox膜4は、基板12からa −Si :
H層3へNa等の不純物が混入してa −Si :I−
I層3が汚染されるのを防止するものである。
以上の第i l;N及び第2図のマスク素材はいずれも
反射防止手段を、設けてはいないが、後述する半導体表
面の加工時に同表面からの反射光が更にマスク面で反射
されて半導体表面−Hのホトレジストj摸を不測に感光
せしめないように、反射防止膜を設けておくのがよい。
反射防止手段を、設けてはいないが、後述する半導体表
面の加工時に同表面からの反射光が更にマスク面で反射
されて半導体表面−Hのホトレジストj摸を不測に感光
せしめないように、反射防止膜を設けておくのがよい。
第3図は、a −Si :H層3上に、酸素原子を含有
するa −Si :H又は酸素原子を含有するa −S
tからなる反射防止膜5を設け、この反射防止膜によっ
て反射光をマスクの層中へ導びくようにし、マスク面で
再反射されることを防止した例を示している。 反射防
止膜5の膜厚は、露光時の使用波長に応じて、反射が最
小と々るような値に設定される。
するa −Si :H又は酸素原子を含有するa −S
tからなる反射防止膜5を設け、この反射防止膜によっ
て反射光をマスクの層中へ導びくようにし、マスク面で
再反射されることを防止した例を示している。 反射防
止膜5の膜厚は、露光時の使用波長に応じて、反射が最
小と々るような値に設定される。
第4図は、上記の如き反射防止膜5をa St:H層
3と基板2又は12との間にも設けた例を示す。
3と基板2又は12との間にも設けた例を示す。
上記した各側の露光マスク素材(又は後述の露光マスク
)の外形は、処理されるべき半導体ウェハのサイズに応
じ、第5図の如くに正方形状であってよく、また第6図
の如くにウエノ・と同形であってもよい。 寸だ、他の
形状とI7て、第7図及び第8図に示す如く、周辺に位
置合せ用の切欠き又は直線部1aを有するものが使用可
能である。
)の外形は、処理されるべき半導体ウェハのサイズに応
じ、第5図の如くに正方形状であってよく、また第6図
の如くにウエノ・と同形であってもよい。 寸だ、他の
形状とI7て、第7図及び第8図に示す如く、周辺に位
置合せ用の切欠き又は直線部1aを有するものが使用可
能である。
或いは同様の目的で四角形の各角部を直線状又は円弧状
に除去しだも−の、四角形の一対の対向辺を円弧状に曲
げたものでもよく、更には単なる円形でもよい。
に除去しだも−の、四角形の一対の対向辺を円弧状に曲
げたものでもよく、更には単なる円形でもよい。
上記に例示した本発明による露光マスク素材1は、所定
量(特に0.1〜30原子チ)の水素原子を含有したa
−8t:I(層3を具備しているために、従来のa−8
t系シースルーマスクに比較して使用波長での光学濃度
が大幅に向上している。 即ち、第9図に示すデータ(
使用波長は4300XXa−8i:)1層の厚みは10
0OX)によれば、水素含有量に応じて光学濃度が変化
し、特に0.3〜25原子チの範囲では従来のStマス
クの光学濃度(1,2〜1.4)以上となシ、05〜2
0原子チでは2〜4倍にも向上することが分る。 水素
含有量が少ない範囲で光学恭度が急激に高くなっている
ことは注目すべきであり、本発明に従ってa −Si中
に水素原子を積極的に導入することの優位性が顕著に表
われている。 なお、a−8i:H層中の水素含有量は
、同質の膜を高抵抗Stウェハー上に形成してその膜の
赤外線吸収スペクトルによって求めた(この場合のウェ
ハ厚みは例えば〜500μm、a−si:uの膜厚は例
えば1〜5μm)。 またa −Si :H層自体は後
記(第12図)の蒸着法で製膜したものを用いた。
量(特に0.1〜30原子チ)の水素原子を含有したa
−8t:I(層3を具備しているために、従来のa−8
t系シースルーマスクに比較して使用波長での光学濃度
が大幅に向上している。 即ち、第9図に示すデータ(
使用波長は4300XXa−8i:)1層の厚みは10
0OX)によれば、水素含有量に応じて光学濃度が変化
し、特に0.3〜25原子チの範囲では従来のStマス
クの光学濃度(1,2〜1.4)以上となシ、05〜2
0原子チでは2〜4倍にも向上することが分る。 水素
含有量が少ない範囲で光学恭度が急激に高くなっている
ことは注目すべきであり、本発明に従ってa −Si中
に水素原子を積極的に導入することの優位性が顕著に表
われている。 なお、a−8i:H層中の水素含有量は
、同質の膜を高抵抗Stウェハー上に形成してその膜の
赤外線吸収スペクトルによって求めた(この場合のウェ
ハ厚みは例えば〜500μm、a−si:uの膜厚は例
えば1〜5μm)。 またa −Si :H層自体は後
記(第12図)の蒸着法で製膜したものを用いた。
なお、上記赤外線吸収スペクトルの一例を第10図に示
したが、赤外吸収の積分強度■=S!!□dωを、特定
の赤外吸収帯(例えば1900〜2250cfn−1)
にわたる5i−Hの伸縮振動に注目して求める。
したが、赤外吸収の積分強度■=S!!□dωを、特定
の赤外吸収帯(例えば1900〜2250cfn−1)
にわたる5i−Hの伸縮振動に注目して求める。
そして、水素濃度N (cnl−” )は、N=KXI
(Kは定数)の関係式から求めると、図示の例ではIO
原子−程度と見積られる。 但、これは−例であり、ま
た他の公知の方法に基いて水紫#度を求めることもでき
る。
(Kは定数)の関係式から求めると、図示の例ではIO
原子−程度と見積られる。 但、これは−例であり、ま
た他の公知の方法に基いて水紫#度を求めることもでき
る。
このように、a−8i:H層は所定量の水素原子の含有
によって高い光学#度を示すものとなっているから、そ
の膜厚を薄くすることがでさ、次に述べるエツチングの
加工精度又はノー、・−プネスが大幅に向上する。
によって高い光学#度を示すものとなっているから、そ
の膜厚を薄くすることがでさ、次に述べるエツチングの
加工精度又はノー、・−プネスが大幅に向上する。
即ち、例えば、ウニ、ト処址によるエツチングの場合、
第11A図の如くに、a−3i:H層3上に公知のホト
レジスト6(例え1ハ、ネガ型のホトレジスト)を一様
に塗布し、次シ・)で第un図の如くに、予め製作した
露光マスク7を配しで露光する。
第11A図の如くに、a−3i:H層3上に公知のホト
レジスト6(例え1ハ、ネガ型のホトレジスト)を一様
に塗布し、次シ・)で第un図の如くに、予め製作した
露光マスク7を配しで露光する。
露光ビーム8はマスク7の非マスク部9を通して下地の
ホトレジスト6を所定パターンに感光せしめる。
ホトレジスト6を所定パターンに感光せしめる。
次にホトレジスト6の例えば非露光部分(ポジ型の場合
は露光部分)を現像で除去し、第11C図の如きパター
ンに残す。 そして、第11D図の如く、ホトレジスト
6をマスクにして下地のa −Si:Hk7i3をエツ
チングし、バターニングする。
は露光部分)を現像で除去し、第11C図の如きパター
ンに残す。 そして、第11D図の如く、ホトレジスト
6をマスクにして下地のa −Si:Hk7i3をエツ
チングし、バターニングする。
まプこ、このエツチングにフッ素酸系のエッチャント(
例えば、フッ辰十硝駿+水)を用いたウェットプロセス
を適用した場合、上記のサイドエツチングが進行し易い
が、これも本発明による水素含有a Sl順において
は充分に防止することができる。 この場合のサイドエ
ッチ量は0.01μm/秒(トータルで0.111m以
下)であシ、実用的にみて充分である。
例えば、フッ辰十硝駿+水)を用いたウェットプロセス
を適用した場合、上記のサイドエツチングが進行し易い
が、これも本発明による水素含有a Sl順において
は充分に防止することができる。 この場合のサイドエ
ッチ量は0.01μm/秒(トータルで0.111m以
下)であシ、実用的にみて充分である。
第11E図は、こうして製作された露光マスク1工を示
している。
している。
この露光マスクのj!q造プロセスにおいて、特に第1
1D図のエツチング段階で、プラズマエツチング法等の
ドライプロセス(エッチャントガスは例えばCF4+0
2)でa−8i:H層3をエツチングする際、上記した
ようにa −Si :H層3の膜厚は例えば1000
A程度と薄くできるだめに、そのエツチング加工精度が
極めて良好となる。 従って、従来回避できなかったサ
イドエツチングを防止して、露光マスクとしてのパター
ン精度を格段に向上させることができる。 即ち、設計
線幅からのシフit(サイドエッチ量9は、従来は0.
3±02μmであったが、本発明では0.1±0.1μ
mであり、精度が大幅に向上する。
1D図のエツチング段階で、プラズマエツチング法等の
ドライプロセス(エッチャントガスは例えばCF4+0
2)でa−8i:H層3をエツチングする際、上記した
ようにa −Si :H層3の膜厚は例えば1000
A程度と薄くできるだめに、そのエツチング加工精度が
極めて良好となる。 従って、従来回避できなかったサ
イドエツチングを防止して、露光マスクとしてのパター
ン精度を格段に向上させることができる。 即ち、設計
線幅からのシフit(サイドエッチ量9は、従来は0.
3±02μmであったが、本発明では0.1±0.1μ
mであり、精度が大幅に向上する。
本発明による露光マスクは、特に、半導体IC。
LSI等における微細化プロセスに非常に有用である。
半導体製造に本発明による露光マスクを適用した例を
概略的に述べると、第11FIAの如く、シリコンウェ
ハ旬の一主面に公知の熱酸化技術で形成した5i02膜
13上にホトレジスト上4を塗布し、このホトレジスト
上に露光マスク11ヲ配する。
概略的に述べると、第11FIAの如く、シリコンウェ
ハ旬の一主面に公知の熱酸化技術で形成した5i02膜
13上にホトレジスト上4を塗布し、このホトレジスト
上に露光マスク11ヲ配する。
この際、マスク11のa−8i:HJm3は”]’+Q
光に対し透明であるから、ウェハ10の1QIJ¥i上
に既に何らかのパターン(例えば素子分離用のフィール
ド810w膜等)が存在している場合には、そのパター
ンを観察でき、従ってマスク合せをより正確に行なうこ
とができる。 次に、使用波長が3000〜4400A
の例えば紫外光15を例えば200W程度の超高圧水銀
灯よシ照射し、マスク層3の存在しない非マスク部分下
のホトレジスト14を選択的に露光する0a−8i:H
からなるマスク層3は上記使用波長域では光15を通さ
ず、充分な遮光性を示す。 更に、第11G図の如く、
現像処理後のホトレジスト14をマスクに、下地の5i
Oz膜13をフン酸、フン化アンモニウム水溶液等でエ
ツチングし、ウェハ10上に所望のパターンに残す。
こうして5102膜13に例えば電極又は配線被着用の
コンタクトホール16を形成できる。
光に対し透明であるから、ウェハ10の1QIJ¥i上
に既に何らかのパターン(例えば素子分離用のフィール
ド810w膜等)が存在している場合には、そのパター
ンを観察でき、従ってマスク合せをより正確に行なうこ
とができる。 次に、使用波長が3000〜4400A
の例えば紫外光15を例えば200W程度の超高圧水銀
灯よシ照射し、マスク層3の存在しない非マスク部分下
のホトレジスト14を選択的に露光する0a−8i:H
からなるマスク層3は上記使用波長域では光15を通さ
ず、充分な遮光性を示す。 更に、第11G図の如く、
現像処理後のホトレジスト14をマスクに、下地の5i
Oz膜13をフン酸、フン化アンモニウム水溶液等でエ
ツチングし、ウェハ10上に所望のパターンに残す。
こうして5102膜13に例えば電極又は配線被着用の
コンタクトホール16を形成できる。
第12図は、第11D図のエツチング段階で使用可能な
プラズマエツチング装置を示すものであって、17は基
板2を保持するホルダ、18はシールド用メッシュチー
−プ、19はプラズマ発生室、20は高周波電極、21
は高周波電源である。 例えば、CF4等のエッチャン
トガス22を工、チング槽23内に導入し、高周波電圧
によってプラズマラジカルを発生せしめ、このラジカル
をメノシュチー−プ18の網目から反応室24内の基板
2へ導入する。 これによって、基板2上のa −Si
:H層を上述した如くにしてプラズマエツチングする
。 なお、このプラズマエツチングは図示した装置に限
らず、公知の平行平板型のプラズマエツチング装置でも
0■能であり、逢メこプラズマエツチング以外にも反1
.r−,,件イオンエツチング等の他のドライエノチン
グヲ適用することもできる。
プラズマエツチング装置を示すものであって、17は基
板2を保持するホルダ、18はシールド用メッシュチー
−プ、19はプラズマ発生室、20は高周波電極、21
は高周波電源である。 例えば、CF4等のエッチャン
トガス22を工、チング槽23内に導入し、高周波電圧
によってプラズマラジカルを発生せしめ、このラジカル
をメノシュチー−プ18の網目から反応室24内の基板
2へ導入する。 これによって、基板2上のa −Si
:H層を上述した如くにしてプラズマエツチングする
。 なお、このプラズマエツチングは図示した装置に限
らず、公知の平行平板型のプラズマエツチング装置でも
0■能であり、逢メこプラズマエツチング以外にも反1
.r−,,件イオンエツチング等の他のドライエノチン
グヲ適用することもできる。
次に、不発り]による露光マスク素材、例えにし第1図
〜第4図の露ツCマスク;?4月の製造斗j装置を品1
:すJする。
〜第4図の露ツCマスク;?4月の製造斗j装置を品1
:すJする。
第13図は、上述したa Si二H層3を製膜するた
めの真空類7.冒装置を示す。 即ち、A突指ケ形成す
るペルジャー30にバタフライバルブ32を有する排気
路38を介して真空ポンプ(図示せず)を接続し、これ
によシ当該ペルジャー・30内を予め囲えば10−1′
〜10 ’ Torrの高真空状態としておき、当該ペ
ルジャー30内には基板2を配置してこれをヒーター3
4によ多温度150〜500°C1好すしくは200〜
450°Cに加熱すると共に、放電管37付きのガス導
入管36によシ活性化又はイオン化された水素ガスをペ
ルジャー30内に導入しながら、基板2と対向するよう
@記ペルジャー30内に配されたシリコン蒸発源25か
らシリコンを加熱蒸発せしめる。 この加熱手段は電子
銃加熱装置26による電子ビーム27又は抵抗加熱方式
によってもよい。
めの真空類7.冒装置を示す。 即ち、A突指ケ形成す
るペルジャー30にバタフライバルブ32を有する排気
路38を介して真空ポンプ(図示せず)を接続し、これ
によシ当該ペルジャー・30内を予め囲えば10−1′
〜10 ’ Torrの高真空状態としておき、当該ペ
ルジャー30内には基板2を配置してこれをヒーター3
4によ多温度150〜500°C1好すしくは200〜
450°Cに加熱すると共に、放電管37付きのガス導
入管36によシ活性化又はイオン化された水素ガスをペ
ルジャー30内に導入しながら、基板2と対向するよう
@記ペルジャー30内に配されたシリコン蒸発源25か
らシリコンを加熱蒸発せしめる。 この加熱手段は電子
銃加熱装置26による電子ビーム27又は抵抗加熱方式
によってもよい。
゛また、基板2の背後電極31には負のバイアス電圧、
例えば−10KV以下の直流電圧35を印加してもよい
0 前記水素ガス放電管37は、第14図に示すように、ガ
ス人口41を肩゛する筒状の一方の電極部材42と、こ
の一方の電極部材42を一端に設けた、放゛正空間43
を囲繞する例えは筒状ガラス製の放電空間部材材と、こ
の放電空間部材材の他端に設けた、出口45を有するリ
ング状の他方の電極部U°46とより成シ、前記一方の
電極部材42と他方の電極部材46との間に直流又は交
流の電圧が印加されることl、てよシ、ガス人口41を
介して供給された水素ガスが放電空間43においてグロ
ー放電を生じ、これによシミ子エネルギー的に賦活され
た水素原子若しくは分子よシ成る活性水素及びイオン化
された水素イオンが出口45よシ排出される。 この図
示の例の放電空間部材aは二重管構造であっで冷却水を
流過せしめ得る構成奮七゛シ、47.48が翰却水人口
及び出口1を示す。 49は、一方の電極部ル」42の
冷却用フィンである。 上記の水メニガス放電¥j・3
7における電極間距離は10〜15剋であり、印加電圧
は500〜800V1放箪空間43の圧力は10 ”
Torr程度とされる。
例えば−10KV以下の直流電圧35を印加してもよい
0 前記水素ガス放電管37は、第14図に示すように、ガ
ス人口41を肩゛する筒状の一方の電極部材42と、こ
の一方の電極部材42を一端に設けた、放゛正空間43
を囲繞する例えは筒状ガラス製の放電空間部材材と、こ
の放電空間部材材の他端に設けた、出口45を有するリ
ング状の他方の電極部U°46とより成シ、前記一方の
電極部材42と他方の電極部材46との間に直流又は交
流の電圧が印加されることl、てよシ、ガス人口41を
介して供給された水素ガスが放電空間43においてグロ
ー放電を生じ、これによシミ子エネルギー的に賦活され
た水素原子若しくは分子よシ成る活性水素及びイオン化
された水素イオンが出口45よシ排出される。 この図
示の例の放電空間部材aは二重管構造であっで冷却水を
流過せしめ得る構成奮七゛シ、47.48が翰却水人口
及び出口1を示す。 49は、一方の電極部ル」42の
冷却用フィンである。 上記の水メニガス放電¥j・3
7における電極間距離は10〜15剋であり、印加電圧
は500〜800V1放箪空間43の圧力は10 ”
Torr程度とされる。
このような蒸免装置においては、水素ガスを放電によシ
活性化して導入し、かつ基板2に吸収用の負電圧を印加
すると共に基板2を加熱しているために、基板2上に堆
積するa Sl股中に水素原子が効果的かつ充分に取
込まれ、シ、かも1[1:す11に入り込もうとする酸
素が効果的に利除さhろ。 従って、得られたa−8t
:1−I膜の′;P:、光性が向上する。
活性化して導入し、かつ基板2に吸収用の負電圧を印加
すると共に基板2を加熱しているために、基板2上に堆
積するa Sl股中に水素原子が効果的かつ充分に取
込まれ、シ、かも1[1:す11に入り込もうとする酸
素が効果的に利除さhろ。 従って、得られたa−8t
:1−I膜の′;P:、光性が向上する。
また、基板2の加熱温度は公知のCVD装竹の場合に比
べて低温でよく、或いは基板2は加熱せずも、この蒸着
装置を用いれば、大きな製膜速度で所望量の水素を含む
a −Stを堆積させることができる。
べて低温でよく、或いは基板2は加熱せずも、この蒸着
装置を用いれば、大きな製膜速度で所望量の水素を含む
a −Stを堆積させることができる。
なお、上述した酸素含有a −Si ffJ45又はS
iOx層4(第2図、第3図@8照)を形成するには、
第13図のベルジA・−内に02を導入すればよいが、
この」、)含水素ガスは洪詰トツ止するか或いは供給量
を減らす。 SiO□1・j4は更に、酸素導入下での
SiO。
iOx層4(第2図、第3図@8照)を形成するには、
第13図のベルジA・−内に02を導入すればよいが、
この」、)含水素ガスは洪詰トツ止するか或いは供給量
を減らす。 SiO□1・j4は更に、酸素導入下での
SiO。
510zの蒸着によって形成1〜てよい。 尚、シリコ
ンの代りに、ゲルマニウムを用いるか、シリコンとゲル
マニウムの同時蒸”47等によって得らj)る膜にも、
(γ【記装置の使用により、水素を含有させ、光学ハ度
を向上させることができる。
ンの代りに、ゲルマニウムを用いるか、シリコンとゲル
マニウムの同時蒸”47等によって得らj)る膜にも、
(γ【記装置の使用により、水素を含有させ、光学ハ度
を向上させることができる。
第15図は、スバ、り法でh St :HJ、*を形
成する装置を示す。 J、!llち、陰極ターゲットが
シリコンよシ成るマグネトロンスパッタ装置58を動作
せしめ、以って前記:ll!ヨ板2上に、水素が導入さ
れたaSlを形成吋゛る。 とこに用いるマグネトロン
スパック装置58は、第16図に示すように、外方に拡
51と、この陰極ターゲット51の中央底部に配置した
陽極板52と、前記陰極ターゲット51の外周或いは更
に背後に配置した永久磁石53とより成るものであシ、
高周波電圧若しくは直流電圧が印加されて1蟲極ターケ
ソト51と陽極板52との間で生ずるグロー放電のプラ
ズマが永久磁石53の磁力によって陰極ターゲット51
の表面近傍に拘束される結果、プラズマ中に高智度に存
在するアルゴンイオンににより陰極ターゲット51の物
質粒子が高い効率で叩き出され、更に前記永久磁石53
の磁界の作用も刃口わって、陰極ターゲット51の内周
面の延長によって包囲された空間内において高い効率で
スパッタが行なわれるものであり、具体的には、バリア
ン社(米国)製のマグネトロンスパッタ装置「S−ガン
」を好ましい例として挙り“ることかできる。
成する装置を示す。 J、!llち、陰極ターゲットが
シリコンよシ成るマグネトロンスパッタ装置58を動作
せしめ、以って前記:ll!ヨ板2上に、水素が導入さ
れたaSlを形成吋゛る。 とこに用いるマグネトロン
スパック装置58は、第16図に示すように、外方に拡
51と、この陰極ターゲット51の中央底部に配置した
陽極板52と、前記陰極ターゲット51の外周或いは更
に背後に配置した永久磁石53とより成るものであシ、
高周波電圧若しくは直流電圧が印加されて1蟲極ターケ
ソト51と陽極板52との間で生ずるグロー放電のプラ
ズマが永久磁石53の磁力によって陰極ターゲット51
の表面近傍に拘束される結果、プラズマ中に高智度に存
在するアルゴンイオンににより陰極ターゲット51の物
質粒子が高い効率で叩き出され、更に前記永久磁石53
の磁界の作用も刃口わって、陰極ターゲット51の内周
面の延長によって包囲された空間内において高い効率で
スパッタが行なわれるものであり、具体的には、バリア
ン社(米国)製のマグネトロンスパッタ装置「S−ガン
」を好ましい例として挙り“ることかできる。
崗ペルジャー30内のアルゴン及び水素の分圧は1o1
1°orr程度とされる。 54.55は冷却水流通管
である0 とのマグネトロンスパッタ装置58よりは、通常ノスハ
ッタ装置におけるようにシリコンイオンが飛翔するので
はなく、それらは磁力によってプラズマ中に拘束される
ようになシ、陰極ターゲット51より叩き出された中性
のシリコン粒子がペルジャー30内空間を飛翔して基板
2に被着堆積するようになり、この飛翔中に或いは基板
2に被着するときに、水素ガス放電管37より導入され
て飛翔空間内に存在する活性水素又は水素イオンと反応
し、基板2上にa −St :Hとして堆積する。 な
お、前記水素ガス放電管を用いなくても、電気的に中性
であるが活性化された水素は、基板面に到達して膜中に
混入することができる。 勿論、通常のRfスパッタ、
又はRfマグネトロンスハツタ、D、C。
1°orr程度とされる。 54.55は冷却水流通管
である0 とのマグネトロンスパッタ装置58よりは、通常ノスハ
ッタ装置におけるようにシリコンイオンが飛翔するので
はなく、それらは磁力によってプラズマ中に拘束される
ようになシ、陰極ターゲット51より叩き出された中性
のシリコン粒子がペルジャー30内空間を飛翔して基板
2に被着堆積するようになり、この飛翔中に或いは基板
2に被着するときに、水素ガス放電管37より導入され
て飛翔空間内に存在する活性水素又は水素イオンと反応
し、基板2上にa −St :Hとして堆積する。 な
お、前記水素ガス放電管を用いなくても、電気的に中性
であるが活性化された水素は、基板面に到達して膜中に
混入することができる。 勿論、通常のRfスパッタ、
又はRfマグネトロンスハツタ、D、C。
スパッタ、D、C,マグネトロンスノくツタでもアルゴ
ンと水素を用いれば、同様の効果が得られる。
ンと水素を用いれば、同様の効果が得られる。
さらに、シリコンの代υに、シリコンとゲルマニウムの
混合物、あるいはゲルマニウム単体等のターゲットを用
いて、前記方法によυ製膜すると、水素を含有した光学
濃度の高いシリコンとゲルマニウムの混合物、又はゲル
マニウムの膜が得られる0 第17図は、a−8t:Hをグロー放電法で製膜する装
置を示す。 この装置61の真空槽62内では、基板2
が基板保持部64上に固定され、ヒーター65で基板2
を所定温度に加熱し得るようになっている。
混合物、あるいはゲルマニウム単体等のターゲットを用
いて、前記方法によυ製膜すると、水素を含有した光学
濃度の高いシリコンとゲルマニウムの混合物、又はゲル
マニウムの膜が得られる0 第17図は、a−8t:Hをグロー放電法で製膜する装
置を示す。 この装置61の真空槽62内では、基板2
が基板保持部64上に固定され、ヒーター65で基板2
を所定温度に加熱し得るようになっている。
基板2に対向して高周波電極67が配され基板2との間
にグロー放電が生ぜしめられる0 なお、図中の70.
71.72.73.74.75.76.77は各ノ(ル
プ、81は3iHi又はガス状シリコン化合物の供給源
、82は水素又はアルゴン供給源である0 このグロー
放電装置において、まず基板2の表面を清浄化した後に
真空槽62内に配置し、真空槽62内のガス圧が10’
Torrとなるようにパルプ77を調節して排気し、か
つ基板1を所定温度、例えば2000Cに加熱保持する
。 次いで、高純度の不活性ガスをキャリアガスとして
、SiH4又はガス状シリコン化合物及びH2を導入し
、001〜10 Torrの反応圧下で高周波電源66
によシ高周波電力を印加する0 これによりて、上記各
反応ガスをグロー放電分解し、水素を含むa −Stを
堆積させる。 さらに、上記シリコン化合物の代りに、
ゲルマニウム化合物ガス、あるいはゲルマニウム化合物
ガスとシリコン化合物ガスとを使用することにょシ、ゲ
ルマニウム、又はゲルマニウムとシリコント力らなり、
水素を含有した光学濃度の高い膜を得ることができる。
にグロー放電が生ぜしめられる0 なお、図中の70.
71.72.73.74.75.76.77は各ノ(ル
プ、81は3iHi又はガス状シリコン化合物の供給源
、82は水素又はアルゴン供給源である0 このグロー
放電装置において、まず基板2の表面を清浄化した後に
真空槽62内に配置し、真空槽62内のガス圧が10’
Torrとなるようにパルプ77を調節して排気し、か
つ基板1を所定温度、例えば2000Cに加熱保持する
。 次いで、高純度の不活性ガスをキャリアガスとして
、SiH4又はガス状シリコン化合物及びH2を導入し
、001〜10 Torrの反応圧下で高周波電源66
によシ高周波電力を印加する0 これによりて、上記各
反応ガスをグロー放電分解し、水素を含むa −Stを
堆積させる。 さらに、上記シリコン化合物の代りに、
ゲルマニウム化合物ガス、あるいはゲルマニウム化合物
ガスとシリコン化合物ガスとを使用することにょシ、ゲ
ルマニウム、又はゲルマニウムとシリコント力らなり、
水素を含有した光学濃度の高い膜を得ることができる。
図面は本発明を例示するものであって、第1図、第2図
、第3図、第4図は露光マスク素材の各側の断面図、 第5図、第6図、第7図、第8図は露光マスク素材又は
露光マスクの各側の外形を示す平面図、第9図はa−8
t中の水素原子含有量とその光学濃度との関係を示すグ
ラフ、 第10図はa−8i:H膜の赤外線吸収スペクトル図、
第11A図〜第11E図は露光マスクの製造方法を工程
順に示す断面図、 第11F図及び第11G図は露光マスクを用いて半導体
を加工するときの主要工程の各断面図、第12図はプラ
ズマエツチング装置の概略断面図、第13図は真空蒸着
装置の概略断面図、第14図はガス放電管の断面図、 第15図はマグネトロンスパッタ装置を用いた装置の概
略断面図、 第16図はマグネトロンスパッタ装置の断面図、第17
図はグロー放電装置の概略rυ1面図である。 なお、図面に示された符号において、 l・ ・・・・ ・・露光マスク累月 2・ ・・・・・−・・・基板 3 ・−−・−−a −St :H)’M4.13
・・・・・5iOz膜 5・・・・・・・・・・・・・反射防止膜11・・・・
・・・・・・ 2i光マスク6.14・ ・・ホトレジ
スト 8.15・・・・・露光ビーム である。 代理人 弁理士 逢 坂 宏 第118図 第11C図 第11E図
、第3図、第4図は露光マスク素材の各側の断面図、 第5図、第6図、第7図、第8図は露光マスク素材又は
露光マスクの各側の外形を示す平面図、第9図はa−8
t中の水素原子含有量とその光学濃度との関係を示すグ
ラフ、 第10図はa−8i:H膜の赤外線吸収スペクトル図、
第11A図〜第11E図は露光マスクの製造方法を工程
順に示す断面図、 第11F図及び第11G図は露光マスクを用いて半導体
を加工するときの主要工程の各断面図、第12図はプラ
ズマエツチング装置の概略断面図、第13図は真空蒸着
装置の概略断面図、第14図はガス放電管の断面図、 第15図はマグネトロンスパッタ装置を用いた装置の概
略断面図、 第16図はマグネトロンスパッタ装置の断面図、第17
図はグロー放電装置の概略rυ1面図である。 なお、図面に示された符号において、 l・ ・・・・ ・・露光マスク累月 2・ ・・・・・−・・・基板 3 ・−−・−−a −St :H)’M4.13
・・・・・5iOz膜 5・・・・・・・・・・・・・反射防止膜11・・・・
・・・・・・ 2i光マスク6.14・ ・・ホトレジ
スト 8.15・・・・・露光ビーム である。 代理人 弁理士 逢 坂 宏 第118図 第11C図 第11E図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、光学的に透明な基体と、この基体上に所定のマスク
パターンに設けられたアモルファス半導体層とからなり
、このアモルファス半導体層が所定量の水素原子を含有
していることを特徴とする露光マスク。 2、 アモルファス半導体層が0.1〜30原子係の水
素原子を含有している、特許請求の範囲の第1項に記載
した露光マスク。 3、アモルファス半導体層がアモルファスシリコン、ア
モルファスシリコンゲルマニウム又はアモルファスゲル
マニウムからなっている、特許請求の範囲の第1項又は
第2項に記載した露光マスク。 4、光学的に透明な基体と、この基体上に一様に設けら
れたアモルファス半導体層とからなり、このアモルファ
ス半導体層が所定量の水素原子を含有していることを特
徴とする露光マスク素材。 5、アモルファス半導体層がo、i〜30原子チの水素
原子を含有している、特許請求の範囲の第4項に記載し
た露光マスク素材。 6、 アモルファス半導体層がエツチングによって所定
のマスクパターンに加工され得るものである、特許請求
の範1iiHの第4項又は第5項に記載した露光マスク
素材。 7 アモルファス半導体層がアモルファスシリコン、ア
モルファスシリコンゲルマニウム又はアモルファスゲル
マニウムからなっている、!P!i¥T ;ijl 求
の範1111の第4項〜第6項のいずれか1項に記載し
た露光マスク累月。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57137544A JPS5928157A (ja) | 1982-08-07 | 1982-08-07 | 露光マスク及びその素材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57137544A JPS5928157A (ja) | 1982-08-07 | 1982-08-07 | 露光マスク及びその素材 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57230995A Division JPS5928156A (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | 露光マスクの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5928157A true JPS5928157A (ja) | 1984-02-14 |
Family
ID=15201165
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57137544A Pending JPS5928157A (ja) | 1982-08-07 | 1982-08-07 | 露光マスク及びその素材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5928157A (ja) |
-
1982
- 1982-08-07 JP JP57137544A patent/JPS5928157A/ja active Pending
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