JPS61245525A - 金属薄膜の製造方法 - Google Patents
金属薄膜の製造方法Info
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- JPS61245525A JPS61245525A JP60086806A JP8680685A JPS61245525A JP S61245525 A JPS61245525 A JP S61245525A JP 60086806 A JP60086806 A JP 60086806A JP 8680685 A JP8680685 A JP 8680685A JP S61245525 A JPS61245525 A JP S61245525A
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Classifications
-
- 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
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
応力の小なる高融点金属薄膜例えば応力の少ないＸ線マ
スクの吸収体を製造することを可能にする。
スクの吸収体を製造することを可能にする。
本発明は応力の小なる金属薄膜を製造する方法に関する
もので、さらに詳しく言えば、例えばＸ線マスクの製造
において、Ｘ線を吸収する吸収体を金（Ａｕ） 、タン
タル（Ｔａ） 、タングステン（Ｗ）の如き高融点金属
の薄膜で形成する際に、その金属薄膜の応力を小にし、
Ｘ線マスクのメンブレン（膜）の反りを防止する方法に
関する。
もので、さらに詳しく言えば、例えばＸ線マスクの製造
において、Ｘ線を吸収する吸収体を金（Ａｕ） 、タン
タル（Ｔａ） 、タングステン（Ｗ）の如き高融点金属
の薄膜で形成する際に、その金属薄膜の応力を小にし、
Ｘ線マスクのメンブレン（膜）の反りを防止する方法に
関する。
例えばシリコンウェハ（以下ウェハという）の上に塗布
されたホトレジスト膜の露光に従来はガラスマスクを用
い、紫外線露光によってホトレジストの露光を行ってき
た。
されたホトレジスト膜の露光に従来はガラスマスクを用
い、紫外線露光によってホトレジストの露光を行ってき
た。
ところが、最近は集積回路を高集積化するために形成さ
れるべきパターン幅やパターン間隔が微細化される傾向
にあり、そのためには、波長の短い光が回折が起り難い
ので、電子ビーム（ＥＢ）やＸ線が用いられるようにな
ってきた。
れるべきパターン幅やパターン間隔が微細化される傾向
にあり、そのためには、波長の短い光が回折が起り難い
ので、電子ビーム（ＥＢ）やＸ線が用いられるようにな
ってきた。
Ｘ線露光を第４図の断面図を参照して説明すると、ウェ
ハ１１の上にホトレジスト膜１２が塗布されていて、Ｘ
線吸収体で作ったパターン１３が設けられたＸ線マスク
１４をウェハ１１の上方に配置し、Ｘ線を矢印に示す方
向に照射して露光をなす。
ハ１１の上にホトレジスト膜１２が塗布されていて、Ｘ
線吸収体で作ったパターン１３が設けられたＸ線マスク
１４をウェハ１１の上方に配置し、Ｘ線を矢印に示す方
向に照射して露光をなす。
Ｘ線マスク１４は第５図の断面図に示され、それを作る
には、ウェハ１５（図に見て直径１００顛のもの）の上
にポリイミドを塗布して第１ポリイミド膜１６を形成し
、全面にＴａを堆積（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ−ｎ） シ、
それをパターニングしてＴａパターン１７を形成し、次
いで全面にポリイミドを塗布して第２ポリイミド膜１８
を形成し、最後にシリコンを斜線で示す部分を残す如く
にエツチングしてマスクを完成する。
には、ウェハ１５（図に見て直径１００顛のもの）の上
にポリイミドを塗布して第１ポリイミド膜１６を形成し
、全面にＴａを堆積（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ−ｎ） シ、
それをパターニングしてＴａパターン１７を形成し、次
いで全面にポリイミドを塗布して第２ポリイミド膜１８
を形成し、最後にシリコンを斜線で示す部分を残す如く
にエツチングしてマスクを完成する。
第１．第２ポリイミド１漠はマスク支持体またはメンブ
レンと呼称され、それはＸ線を通す材料、すなわち、ポ
リイミドの他に窒化はう素（ＢＮ） 。
レンと呼称され、それはＸ線を通す材料、すなわち、ポ
リイミドの他に窒化はう素（ＢＮ） 。
窒化シリコン（ＳｉＮ）などで５μｍの膜厚に形成され
、パターンはＸ線吸収体と呼称され、Ｔａ、＾Ｕ。
、パターンはＸ線吸収体と呼称され、Ｔａ、＾Ｕ。
Ｗの如きＸ線を通さない重金属で１．０μｍの厚さく３
） に堆積された膜をエツチングして形成される。
） に堆積された膜をエツチングして形成される。
Ｘ線吸収体ではＴａが応力が小さくすることが可能であ
るため多用されているものであり、それの薄膜はスパッ
タリング法で堆積される。マグネトロンスパックリング
法は１０−２〜１Ｏ−３Ｔｏｒｒの真 。
るため多用されているものであり、それの薄膜はスパッ
タリング法で堆積される。マグネトロンスパックリング
法は１０−２〜１Ｏ−３Ｔｏｒｒの真 。
突変のアルゴン（Ａｒ）雰囲気のチャンバ内でなされ、
通常のＤＣマグネトロンガンを用いてポリイミドが塗布
されたウェハをポリイミド層がターゲットに面した状態
で配置し、ポリイミド層の上にＴａを堆積させる。
通常のＤＣマグネトロンガンを用いてポリイミドが塗布
されたウェハをポリイミド層がターゲットに面した状態
で配置し、ポリイミド層の上にＴａを堆積させる。
前記したスパッタリング法によるＴａの堆積においては
、５００μｍの厚みのシリコンウェハ上にＴａを１．０
μｍの膜厚に成長するもので、Ｔａは応力が小であると
いっても、Ｔａ膜を成膜した後にシリコンウェハが反る
ことが知られている。静ガス圧力と応力の関係は第６図
の線図に示され、同図で、横軸に計ガス圧力、縦軸にウ
ェハに加わる応力をとると、その関係は同図の曲線Ａに
示される如くになる。ウェハに加わる応力についていう
と、同図の点線Ｂの上方部分は引張応力が、また下方部
分は圧縮応力がウェハに加えられる部分であり、引張応
力がウェハに加えられる部分でウェハは上方に凹に反り
、ウェハに圧縮応力が加えられる部分でウェハは上方に
凸に反る。そして、反りのないウェハは線Ａと直線Ｂの
交わる点Ｃ，Ｄのあたりでしか得られない。
、５００μｍの厚みのシリコンウェハ上にＴａを１．０
μｍの膜厚に成長するもので、Ｔａは応力が小であると
いっても、Ｔａ膜を成膜した後にシリコンウェハが反る
ことが知られている。静ガス圧力と応力の関係は第６図
の線図に示され、同図で、横軸に計ガス圧力、縦軸にウ
ェハに加わる応力をとると、その関係は同図の曲線Ａに
示される如くになる。ウェハに加わる応力についていう
と、同図の点線Ｂの上方部分は引張応力が、また下方部
分は圧縮応力がウェハに加えられる部分であり、引張応
力がウェハに加えられる部分でウェハは上方に凹に反り
、ウェハに圧縮応力が加えられる部分でウェハは上方に
凸に反る。そして、反りのないウェハは線Ａと直線Ｂの
交わる点Ｃ，Ｄのあたりでしか得られない。
このようにウェハが反ると、メンブレン及び吸収体のク
ラック（ひび割れ）が発生するので、反りを防止する対
策として、応力の異なる２種の膜を重ねる方法などが提
案されたが、満足すべき結果が得られない状態にある。
ラック（ひび割れ）が発生するので、反りを防止する対
策として、応力の異なる２種の膜を重ねる方法などが提
案されたが、満足すべき結果が得られない状態にある。
本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、ウェ
ハ上に金属、特に高融点金属の薄膜をスパッタリング法
で成長する場合に、ウェハの反りが防止される方法を提
供することを目的とする。
ハ上に金属、特に高融点金属の薄膜をスパッタリング法
で成長する場合に、ウェハの反りが防止される方法を提
供することを目的とする。
第１図と第２図は、本発明の原理を示すための線図であ
って、図において横軸はスパッタリング装置内のへｒガ
ス圧力、縦軸はウェハに加わる応力（ＩＸＩＯダイン／
ｃＩＴ１２）をあられす。
って、図において横軸はスパッタリング装置内のへｒガ
ス圧力、縦軸はウェハに加わる応力（ＩＸＩＯダイン／
ｃＩＴ１２）をあられす。
第１図は、スパッタリングを、ウェハを４００°Ｃに加
熱して行う本発明の第１実施例を示し、曲線Ａは従来例
の如くウェハの加熱を行わない場合、直線Ｂは応力０ダ
イン、すなわち引張応力と圧縮応力とが加わる部分の分
岐線を示し、線Ｈは本発明に従いウェハを４００℃に加
熱してスパッタリングを行った場合の応力とＡｒガス圧
の関係を示す。
熱して行う本発明の第１実施例を示し、曲線Ａは従来例
の如くウェハの加熱を行わない場合、直線Ｂは応力０ダ
イン、すなわち引張応力と圧縮応力とが加わる部分の分
岐線を示し、線Ｈは本発明に従いウェハを４００℃に加
熱してスパッタリングを行った場合の応力とＡｒガス圧
の関係を示す。
線Ｈは曲線Ａに比べて線Ｂにきわめて近接しており、線
Ｈの曲線Ａの内部にある領域ではウェハの反りが小にな
ることが示される。この温度は装置により２００〜６０
０℃となる。
Ｈの曲線Ａの内部にある領域ではウェハの反りが小にな
ることが示される。この温度は装置により２００〜６０
０℃となる。
第２図は本発明の第２実施例、すなわちスパッタリング
を、ウェハに−１００Ｖのバイアスをかけて行う場合を
示し、横軸、縦軸および直線Ｂは第Ｆ図の場合と同様と
し、曲線Ａ“は従来の如くウェハにバイアスをかけない
場合、線Ｈ１はバイアスをかけた場合を示し、第１実施
例の場合とほぼ同じ効果が得られることを示す。このバ
イアス電圧は装置によい０〜−４００ Ｖの間の値とな
る。
を、ウェハに−１００Ｖのバイアスをかけて行う場合を
示し、横軸、縦軸および直線Ｂは第Ｆ図の場合と同様と
し、曲線Ａ“は従来の如くウェハにバイアスをかけない
場合、線Ｈ１はバイアスをかけた場合を示し、第１実施
例の場合とほぼ同じ効果が得られることを示す。このバ
イアス電圧は装置によい０〜−４００ Ｖの間の値とな
る。
ウェハを加熱しまたはそれにバイアスをかけることによ
り、応力の小さい金属膜の成膜が可能であることは、本
発明者が実験によって確認したところである。
り、応力の小さい金属膜の成膜が可能であることは、本
発明者が実験によって確認したところである。
第３図に本発明の方法を実施するスパッタリング装置が
断面図で示され、同図において、２１はアースされたチ
ャンバ、２２はウェハ２３を保持するホルダ、２４は例
えばＴａのターゲット、２５はホルダ２２を支持し回転
させる回転軸、２６と２７は回転軸とターゲットを電気
的に絶縁する絶縁体、２８は磁石、２９は排気口、３０
は例えばＡｒガスを導入するガス導入口、を示す。
断面図で示され、同図において、２１はアースされたチ
ャンバ、２２はウェハ２３を保持するホルダ、２４は例
えばＴａのターゲット、２５はホルダ２２を支持し回転
させる回転軸、２６と２７は回転軸とターゲットを電気
的に絶縁する絶縁体、２８は磁石、２９は排気口、３０
は例えばＡｒガスを導入するガス導入口、を示す。
本発明の第１実施例においては、ホルダ２２の下方に、
好ましくは回転軸２５を中心にターゲット２４に対称に
ヒータ３１を配置する。スパッタリングにおいて、ホル
ダ２２は回転しているので、ウェハ２３は交互にヒータ
３１の上に来て加熱される。本発明者の実験によると、
ウェハが４００℃に加熱されると良好な結果が得られた
ので、ヒータ３１の上方に熱電対３２を配置し、熱電対
の読みがどの値のときにウェハが４００℃に加熱される
かを前辺って設定しておく。スパッタリング中はＡｒガ
スをガス導入口３０から導入し、他方排気口２９から排
気することによってチャンバ内を例えば１ｏ−２〜１Ｏ
−３Ｔｏｒｒの真空に保ち、熱電対３２を読みなからヒ
ータ３１を制御してＴａ薄膜の成長を行う。
好ましくは回転軸２５を中心にターゲット２４に対称に
ヒータ３１を配置する。スパッタリングにおいて、ホル
ダ２２は回転しているので、ウェハ２３は交互にヒータ
３１の上に来て加熱される。本発明者の実験によると、
ウェハが４００℃に加熱されると良好な結果が得られた
ので、ヒータ３１の上方に熱電対３２を配置し、熱電対
の読みがどの値のときにウェハが４００℃に加熱される
かを前辺って設定しておく。スパッタリング中はＡｒガ
スをガス導入口３０から導入し、他方排気口２９から排
気することによってチャンバ内を例えば１ｏ−２〜１Ｏ
−３Ｔｏｒｒの真空に保ち、熱電対３２を読みなからヒ
ータ３１を制御してＴａ薄膜の成長を行う。
本発明の第２実施例においては、ウェハの加熱に代え、
ウェハにバイアスをかける。図示の装置において、チャ
ンバは接地され、ホルダ２２とその上のウェハ２３は絶
縁体２６によって電気的にフロートしているので、回転
軸に−１００Ｖの電位を印加することによってウェハに
バイアスをかけることができる。この方法はウェハの加
熱を避けたい場合、特にＸ線の吸収体の形成に有効であ
る。
ウェハにバイアスをかける。図示の装置において、チャ
ンバは接地され、ホルダ２２とその上のウェハ２３は絶
縁体２６によって電気的にフロートしているので、回転
軸に−１００Ｖの電位を印加することによってウェハに
バイアスをかけることができる。この方法はウェハの加
熱を避けたい場合、特にＸ線の吸収体の形成に有効であ
る。
上記した方法で１μｍの膜厚のＴａ薄膜が形成された５
００μｍの厚さのウェハに加わる応力は、それぞれ第１
図と第２図の線Ｈ，Ｈ’に示される如きもので、計ガス
圧力が２〜６ （Ｐａ）の範囲においてウェハの反りは
著しく減少した。
００μｍの厚さのウェハに加わる応力は、それぞれ第１
図と第２図の線Ｈ，Ｈ’に示される如きもので、計ガス
圧力が２〜６ （Ｐａ）の範囲においてウェハの反りは
著しく減少した。
以上は、Ｘ線マスクの製造に関して説明したが、本発明
の通用範囲はその場合に限定されるものではなく、ＬＳ
Ｉ 、 ＶＬＳＩの配線を高融点金属材料で作成する場
合の如く、一般にウェハ上に金属薄膜を成膜する場合に
も及ぶものである。
の通用範囲はその場合に限定されるものではなく、ＬＳ
Ｉ 、 ＶＬＳＩの配線を高融点金属材料で作成する場
合の如く、一般にウェハ上に金属薄膜を成膜する場合に
も及ぶものである。
以上述べてきた如く、本発明によれば、ウェハ上に応力
の少ない高融点金属薄膜を成長させ、そのような薄膜が
堆積したウェハの反りを減少し、そのことはウェハのク
ラック等を減少するので、半導体装置製造歩留りの向上
に効果大である。
の少ない高融点金属薄膜を成長させ、そのような薄膜が
堆積したウェハの反りを減少し、そのことはウェハのク
ラック等を減少するので、半導体装置製造歩留りの向上
に効果大である。
第１図は本発明第１実施例におけるウェハに加わる応力
を示す線図、 第２図は本発明第２実施例におけるウェハに加わる応力
を示す線図、 第３図は本発明方法を実施するスパッタリング装置の断
面図、 第４図はＸ線露光を説明する断面図、 第５図はＸ線マスクの断面図、 第６図はウェハに金属薄膜を堆積したときウェハに加わ
る応力を示す線図である。 第３図ないし第５図において、 １１はウェハ、 １２はホトレジスト膜、 １３は吸収体パターン、 １４はＸ線マスク、 １５はウェハ、 １６は第１ポリイミド膜、 １７はＴａパターン、 １８は第２ポリイミド膜、 ２１はチャンバ、 ２２はホルダ、 ２３はウェハ、 ２４はターゲット、 ２５は回転軸、 ２６と２７は絶縁体、 ２８は磁石、 ２９は排気口、 ３０はガス導入口、 ３１はヒータ、 ３２は熱電対である。 メこバ１ｘＩＱ”９′イア／Ｃｍ２） 第１図 ケス圧古ヒウ１／Ｘｌ−如石ろ六、ｙｙｑｒａ係はｔ諜
頗第２図
を示す線図、 第２図は本発明第２実施例におけるウェハに加わる応力
を示す線図、 第３図は本発明方法を実施するスパッタリング装置の断
面図、 第４図はＸ線露光を説明する断面図、 第５図はＸ線マスクの断面図、 第６図はウェハに金属薄膜を堆積したときウェハに加わ
る応力を示す線図である。 第３図ないし第５図において、 １１はウェハ、 １２はホトレジスト膜、 １３は吸収体パターン、 １４はＸ線マスク、 １５はウェハ、 １６は第１ポリイミド膜、 １７はＴａパターン、 １８は第２ポリイミド膜、 ２１はチャンバ、 ２２はホルダ、 ２３はウェハ、 ２４はターゲット、 ２５は回転軸、 ２６と２７は絶縁体、 ２８は磁石、 ２９は排気口、 ３０はガス導入口、 ３１はヒータ、 ３２は熱電対である。 メこバ１ｘＩＱ”９′イア／Ｃｍ２） 第１図 ケス圧古ヒウ１／Ｘｌ−如石ろ六、ｙｙｑｒａ係はｔ諜
頗第２図
Claims (4)
- （１）シリコンウェハ（２３）上にスパッタリング法で
金属膜を成長する方法において、 ウェハ（２３）を加熱した状態でその上に金属膜を堆積
することを特徴とする金属薄膜の製造方法。 - （２）ウェハ（２３）を２００〜６００℃に加熱するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 - （３）シリコンウェハ（２３）上にスパッタリング法で
金属膜を成長する方法において、 ウェハ（２３）にバイアスの電位を印加することを特徴
とする金属薄膜の製造方法。 - （４）前記バイアス電位が０〜−４００Ｖであることを
特徴とする特許請求の範囲第３項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60086806A JPS61245525A (ja) | 1985-04-23 | 1985-04-23 | 金属薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60086806A JPS61245525A (ja) | 1985-04-23 | 1985-04-23 | 金属薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61245525A true JPS61245525A (ja) | 1986-10-31 |
| JPH0420980B2 JPH0420980B2 (ja) | 1992-04-07 |
Family
ID=13897046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60086806A Granted JPS61245525A (ja) | 1985-04-23 | 1985-04-23 | 金属薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61245525A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006517614A (ja) * | 2003-02-05 | 2006-07-27 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． | 混相の圧縮性タンタル薄膜及びそれを形成するための方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5644770A (en) * | 1979-09-17 | 1981-04-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Preparation of thin film |
| JPS5957423A (ja) * | 1982-09-27 | 1984-04-03 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 金属導体層の形成方法 |
| JPS59167017A (ja) * | 1983-03-11 | 1984-09-20 | Fujitsu Ltd | アルミニウムあるいはアルミニウム合金のスパツタ方法 |
| JPS59169129A (ja) * | 1983-03-16 | 1984-09-25 | Fujitsu Ltd | 高融点金属あるいは高融点金属シリサイドの成膜方法 |
-
1985
- 1985-04-23 JP JP60086806A patent/JPS61245525A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5644770A (en) * | 1979-09-17 | 1981-04-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Preparation of thin film |
| JPS5957423A (ja) * | 1982-09-27 | 1984-04-03 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 金属導体層の形成方法 |
| JPS59167017A (ja) * | 1983-03-11 | 1984-09-20 | Fujitsu Ltd | アルミニウムあるいはアルミニウム合金のスパツタ方法 |
| JPS59169129A (ja) * | 1983-03-16 | 1984-09-25 | Fujitsu Ltd | 高融点金属あるいは高融点金属シリサイドの成膜方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006517614A (ja) * | 2003-02-05 | 2006-07-27 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． | 混相の圧縮性タンタル薄膜及びそれを形成するための方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0420980B2 (ja) | 1992-04-07 |
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