KR20010070195A - 리쏘그라피용 다이아몬드막의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
그라운드 막이 형성되는 실리콘 기판 또는 그라운드 기판상에 메탄가스, 수소가스 및 산소가스로 이루어진 혼합가스를 원료가스로 하여 다이아몬드막을 성막시킨 후, 그 기판을 에칭처리에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 리쏘그라피용 다이아몬드막의 제조방법, 그리고 막이 형성되는 실리콘 기판 또는 그라운드 기판표면을, 가스에 의해 유동화된 다이아몬드 파티클과 접촉시키고, 다음 다이아몬드막을 성장시킨 후, 이어서 그 기판을 에칭처리에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 리쏘그라피용 마스크 멤브레인의 제조방법이 제공된다.
기판상에 높은 결정성과 소망하는 막 응력을 갖는 다이아몬드막을 성막할 수 있고, 성막후 평활성이나 막 응력 등을 해치는 일 없이 용이하게 막을 제조할 수 있다.
Description
본 발명은, X선, 전자빔 등에 의한 리쏘그라피용 다이아몬드막의 제조방법에 관한 것이다.
최근 반도체 디바이스의 고정도화, 고집적화 되고 있다. 그러한 경향에 대처하기 위해, 이것에 형성되는 패턴에 있어 보다 미세화가 요구되고 있고, 이 요청을 가능케 하는 기술로서 X선 또는 전자빔 리쏘그라피가 주목되고 있다.
이러한 미세한 패턴을 형성하기 위해, 일반적으로 노광장치가 사용되는 것이 많다. 이 노광장치에 장착되는 마스크 멤브레인(mask membrane)의 재질로 다이아몬드, 질화붕소, 질화규소, 탄화규소 등이 제안되고 있다. 그들 중, 다이아몬드는 영률(Young's modulus), 내에칭성, 내 고에너지선 조사성 등이 우수하여, X선 또는 전자빔 리쏘그라피용 마스크 멤브레인으로서 적절한 재질로 간주되고 있다.
막의 제조방법으로는, DC아크방전, DC글로우방전, 열소염, 고주파, 마이크로파, 열-필라민트 등을 이용한 방법이 이용되고 있다. 그 중, 마이크로파 CVD법은 재현성이 좋고, 고순도로 막을 형성할 수 있기 때문에 일반적으로 이 방법으로 실시되는 일이 많다.
그러나, 이 제법에 따라 다이아몬드막을 제조해도, 다이아몬드 핵이 발생하기 어렵기 때문에, 막성장이 곤란해지는 경우가 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해, 다이아몬드 핵의 발생을 촉진하기 위해 성막전 실리콘 기판 표면을 연마하거나, 초음파 스크래치를 행하거나 하는 방법이 알려져 있다. 그러나, 평탄하고 균일하게 재현성 좋게 표면가공을 행하는 것이 불가능한 문제가 있다.
더욱이, 기판에 바이어스전압을 인가하여, 다이아몬드 핵의 발생을 촉진해 막을 성장시키는 것이 제안되어 있다(S.Yugo,Appl.Phys.Letter,58(1991)1036). 그러나, 상기 방법에서는, 핵 발생밀도가 충분히 얻어지지 않는 일이 있고 소망하는 막 두께가 얻어지지 않게 되어, 막의 균일성이 부족한 경우가 있다.
상기 막은, 평활성, 기계적 강도, 가시광 투과성, 내약품성, 내전자선, 내방사선 등이 우수한 특성이 요구되고 있다. 상기한 마이크로파 CVD법에 의해 실리콘 기판상에 다이아몬드막을 성막시킨 후, 실리콘 기판을 연마 또는 습식 에칭 등에 의해 제거하여 막을 제조하면, 막의 평활성이나 막의 멤브레인응력 등을 해치는 일이 많다. 따라서, 그 방법으로 상기한 특성을 모두 만족시킬 수는 없다.
X선 또는 전자빔 흡수에 의한 폐해를 최소한으로 제어하기 위해서는, 멤브레인의 막 두께가 0.1~5.0㎛인 자립막(free-standing film)인 것이 요구된다. 상기 멤브레인의 형성을 위해서는, 막의 인장응력이 0.1~5.0×109dyn/㎠일 필요가 있다.
이와 같은 인장응력을 갖는 막을 얻기 위해, 다이아몬드막을 마이크로파 CVD법으로 형성하는 경우, 원료가스인 메탄농도를 높게 하여 성장을 행하면 좋은 것이 알려져 있다. 이 조건하에서, 확실히 막의 인장응력은 충분히 얻어지지만, 막의 결정성(crystallinity)은 저하하기 쉽다. 원료가스 중 메탄농도를 적게 하여 막을 성장시키면, 결정성은 양호해지지만 막의 인장응력이 저하하여, 막이 압축응력을 갖는 것으로 되어 자립막으로 하는 것이 불가능해져 버린다.
상기한 바와 같이, 다이아몬드막의 기본물성인 충분한 결정성과 바람직한 멤브레인 응력성질을 함께 갖는 막을 제조하는 것은 몹시 어렵다. 그 원인으로는, 성막시 플라즈마를 이용하기 때문에 많은 성막 파라미터가 서로 간섭하는 것이 나열된다.
본 발명은, 이와 같은 문제점에 감안하여 행해진 것으로, 본 발명의 목적은기판상에 높은 결정성과 소망하는 막 응력을 갖는 다이아몬드막을 형성할 수 있고, 막 성장후 평활성(smoothness), 멤브레인 응력(membrane stress) 등을 해치는 일이 없이, 용이하게 막의 제조를 행하는 것이 가능한 리쏘그라피용 다이아몬드막의 제조방법을 제공하는 것이다.
도1은 본 발명의 제조방법에서 사용되는 마이크로파 CVD장치의 개략도이다.
도2(a)~(f)는, 본 발명의 리쏘그라피용 다이아몬드막의 제조공정의 일례이다.
도3(a)~(f)는, 본 발명의 리쏘그라피용 마스크 멤브레인의 제조공정의 일 실시예를 나타낸다.
도4는 본 발명에서 사용된 다이아몬드 파티클 유동화 처리장치의 개략도이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 실리콘 기판상에 그라운드 막(ground film)을 형성하고, 그 그라운드 막 상에 메탄가스, 수소가스 및 산소가스의 혼합가스를 원료가스로 하여 다이아몬드막을 형성 후, 실리콘 기판을 에칭하여 제거하고, 잇달아 그라운드 막을 에칭하여 제거하는 것을 특징으로 하는 리쏘그라피용 다이아몬드막의 제조방법에 관한 것이다.
이와 같이, 실리콘 기판상에 그라운드 막을 형성시키고, 그 그라운드 막 상에 메탄가스, 수소가스 및 산소가스의 혼합가스를 원료가스로 하여 다이아몬드막을 형성한 후, 실리콘 기판을 에칭하여 제거하고, 잇달아 그라운드 막을 에칭하여 제거하는 방법에 의해 리쏘그라피용 다이아몬드막을 형성하면, 평활성이나 멤브레인 응력 등을 해치는 일이 없이 막을 제조할 수 있다. 따라서, X선 또는 전자빔 리쏘그라피용 마스크 멤브레인으로서 적절한 다이아몬드막을 제조하는 것이 가능하다.
그 경우, 상기 그라운드 막은, 산화규소, 질화규소, 탄화규소, 탄화텅스텐, 질화붕소, 질화알루미늄, 알루미나, 산화티타늄, 산화 지르코늄, 탄탈륨(Ta), 루데늄(Ru), 크롬(Cr), 및 텅스텐(W)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상으로 제조될 수 있다. 그 중, 산화규소, 질화규소, 및 탄화규소가 성막성(film-formingproperty), 기계강도, 가시광 투과성 등이 우수하여, 바람직하다. 상기 그라운드 막의 형성은, 스패터링법 또는 감압 CVD법 등, 공지의 방법에 의해 행하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면, 그라운드 기판(ground substrate) 상에 메탄가스, 수소가스 및 산소가스의 혼합가스를 원료가스로 하여 다이아몬드막을 형성한 후, 그 기판을 에칭처리에 의해 제거하는 것을 포함하는 리쏘그라피용 다이아몬드막의 제조방법이 제공된다.
상기한 바와 같이, 그라운드 기판 상에 메탄가스, 수소가스 및 산소가스의 혼합가스를 원료가스로 하여 다이아몬드막을 형성한 후, 그 기판을 에칭처리에 의해 제거하는 것을 포함하는 방법에 의해, 평활성이나 막 응력 등을 해치는 일없이 막의 제조를 행하는 것이 가능하기 때문에, X선 또는 전자빔 등 리쏘그라피용 마스크 멤브레인으로서 적절한 다이아몬드막을 제조하는 것이 가능하다.
그 경우, 상기 그라운드 기판은, 산화규소, 질화규소, 탄화규소, 탄화텅스텐, 질화붕소, 질화알루미늄, 알루미나, 산화티타늄, 산화 지르코늄, 탄탈륨(Ta), 루데늄(Ru), 크롬(Cr), 및 텅스텐(W)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상으로 제조될 수 있다. 그 중, 산화규소, 질화규소, 탄화규소가 바람직하다.
이 경우, 상기한 실리콘 기판의 에칭은 알칼리성 수용액으로 행하고, 상기 그라운드 막 또는 그라운드 기판의 에칭은 산성 수용액으로 행하여, 리쏘그라피용 다이아몬드막을 제조한다.
상기한 바와 같이, 상기한 실리콘 기판은 알칼리성 수용액으로 에칭하고 상기 그라운드 막 또는 그라운드 기판은 산성 수용액으로 에칭하면, 확실히 기판 또는 그라운드 막을 에칭제거할 수 있고, 다이아몬드막은 결코 알칼리 수용액에 의해 부식되지 않는다. 따라서, 확실히 평활성이나 막 응력 등을 해치는 일이 없이 용이하게 다이아몬드막의 제조할 수 있다.
상기한 바와 같이, 상기한 그라운드 막 및 그라운드 기판으로서, 산화규소, 질화규소, 탄화규소, 탄화텅스텐, 질화붕소, 질화알루미늄, 알루미나, 산화티타늄, 산화 지르코늄, 탄탈륨(Ta), 루데늄(Ru), 크롬(Cr), 및 텅스텐(W)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상으로 하면, 다이아몬드막을 손상하는 일 없이, 그라운드 막 및 그라운드 기판을 용이하게 에칭제거하는 것이 가능하기 때문에, 얻어진 다이아몬드막의 평활성이나 멤브레인 응력 등은 열화되지 않는다.
본 발명에 따라, 다이아몬드막은, 0.1체적%~20체적%의 메탄가스, 70체적%~99.89체적%의 수소가스, 0.01체적%~10체적%의 산소가스를 포함하는 원료가스를 사용하여 형성된다.
이와 같이, 0.1체적%~20체적%의 메탄가스, 70체적%~99.89체적%의 수소가스, 0.01체적%~10체적%의 산소가스를 포함하는 상기 원료가스를 사용하면, 메탄가스가 수소가스에서 희석되는 희박조건(subtle condition)하에서도, 높은 결정성을 유지할 수 있고, 동시에 높은 인장응력을 갖는 다이아몬드막을 제조하는 것이 가능하다.
이 경우, 다이아몬드막은, 마이크로파 CVD법 또는 열 필라민트법 CVD법에 의해, 기판의 표면온도를 700℃~1200℃로 하여 형성하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 다이아몬드막이, 마이크로파 CVD법 또는 열 필라민트법 CVD법에 의해, 기판의 표면온도를 700℃~1200℃로 유지하면서 형성되면, 막의 인장응력의 제어가 용이해지기 때문에, 결정성을 해치지 않고 확실히 소망의 인장응력을 획득할 수 있고, 따라서 X선, 전자빔 등 리쏘그라피용으로 적절한 다이아몬드막을 제조하는 것이 가능하다.
본 발명은, 또한 실리콘 기판상에 그라운드 막을 형성시키고, 그 그라운드 막 표면에 가스에 의해 유동화된 다이아몬드 파티클을 접촉시키고, 그 그라운드 막 상에 다이아몬드 막을 성장시킨 후, 이어서 실리콘 기판을 에칭처리에 의해 제거하고, 잇달아 그라운드 막을 에칭처리에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 리쏘그라피용 마스크 멤브레인(mask membrane)의 제조방법에 관한 것이다.
상기한 바와 같이, 실리콘 기판상에 그라운드 막을 형성시키고, 그 그라운드 막 표면에 가스에 의해 유동화된 다이아몬드 입자를 접촉시키고, 다음으로 그 그라운드 막 상에 다이아몬드 막을 성장시킨 후, 실리콘 기판을 에칭하여 제거하고, 잇달아 그라운드 막을 에칭하여 제거하는 것을 특징으로 하는 방법에 의해 리쏘그라피용 마스크 멤브레인을 제조하면, 평활성이나 멤브레인 응력 등을 해치는 일 없이 막의 제조를 행하는 것이 가능하다. 따라서, X선 또는 전자빔 등으로 리쏘그라피용 마스크 멤브레인으로서 적절한 다이아몬드막을 제조할 수 있다.
이 경우, 그라운드 막은, 산화규소, 질화규소, 탄화규소, 탄화텅스텐, 질화붕소, 질화알루미늄, 알루미나, 산화티타늄, 산화지르코늄, 탄탈륨(Ta), 루데늄(Ru), 크롬(Cr) 및 텅스텐(W)으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상으로 이루어질 수 있다. 그 중, 산화규소, 질화규소, 및 탄화규소가 다이아몬드 성막성, 기계강도, 가시광투과성이 우수하기 때문에 바람직하다. 이들 그라운드 막의 형성은, 스패터링법이나 CVD법 등의 공지의 방법에 의해 실리콘 기판 표면에 행할 수 있다.
또한, 본 발명은, 그라운드 기판 표면에, 가스에 의해 유동화된 다이아몬드 파티클을 접촉시키고, 다이아몬드막을 성장시킨 후, 이어서 그 기판을 에칭처리에 의해제거하는 것을 특징으로 하는 리쏘그라피용 마스크 멤브레인의 제조방법에 관한 것이다.
이와 같이, 그라운드 기판 표면에, 가스에 의해 유동화된 다이아몬드 입자를 접촉시키고, 다이아몬드막을 성장시킨 후, 이어서 그 기판을 에칭하여 제거하는 방법에 의해, 평활성이나 멤브레인 응력 등을 해치는 일 없이 막의 제조를 행하는 것이 가능하다. 따라서, X선 또는 전자빔 등으로 리쏘그라피용 마스크 멤브레인으로서 적절한 다이아몬드 막을 제조하는 것이 가능하다.
이 경우, 상기 그라운드 기판은, 산화규소, 질화규소, 탄화규소, 탄화텅스텐, 질화붕소, 질화알루미늄, 알루미나, 산화티타늄, 산화지르코늄, 탄탈륨(Ta), 루데늄(Ru), 크롬(Cr) 및 텅스텐(W)으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상으로 이루어질 수 있다. 그 중, 산화규소, 질화규소, 및 탄화규소가 바람직하다.
이 경우, 상기한 실리콘 기판의 에칭은 알칼리성 수용액으로 행하고, 상기 한 그라운드 막 또는 그라운드 기판의 에칭은 산성 수용액으로 행하여, 리쏘그라피용 다이아몬드막을 형성하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 상기한 실리콘 기판은 알칼리성 수용액으로 에칭하고, 상기 한 그라운드 막 또는 그라운드 기판은 산성 수용액으로 에칭하면, 막은 알칼리 수용액으로 침식되는 일이 없다. 따라서, 확실히 평활성이나 막 응력 등을 해치는 일 없이, 용이하게 막을 제조할 수 있다.
상기한 바와 같이, 상기 그라운드 막 및 그라운드 기판으로서, 산화규소, 질화규소, 탄화규소, 탄화텅스텐, 질화붕소, 질화알루미늄, 알루미나, 산화티타늄, 산화지르코늄, 탄탈륨(Ta), 루데늄(Ru), 크롬(Cr) 및 텅스텐(W)으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 사용하면, 다이아몬드막의 표면을 손상하는 일 없이 그라운드 막 및 그라운드 기판을 용이하게 에칭처리에 의해 제거할 수 있기 때문에, 얻어진 다이아몬드막의 평활성이나 막 응력 등을 해치는 일이 없다.
본 발명에 의하면, 높은 결정성과 소망하는 멤브레인 응력을 갖는 다이아몬드 막을 기판상에 형성할 수 있고, 성막후 평활성이나 멤브레인 응력 등을 해치는 일 없이 X-선 또는 전자빔으로 리쏘그라피용 다이아몬드막을 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
본 발명자는, 메탄가스, 수소가스 및 산소가스로 이루어진 혼합가스를 원료가스로 하여 다이아몬드막을 형성시킨 후, 그 기판을 에칭제거하면, 기판상에 높은 결정성과 소망의 멤브레인 응력을 갖는 다이아몬드막을 형성할 수 있고, 동시에 성막(film formation)후 평활성이나 막 응력 등을 해치는 일 없이 다이아몬드막의 제조할 수 있다는 것을 발견하고, 본 발명을 완성시킨 것이다. 막을 형성하는 방법의 예로는, 마이크로파 CVD법, 열 필라민트 CVD법, DC 아크방전법, DC글로우방전법, 고주파가열법 등이 있다. 그 중, 마이크로파 CVD법, 열 필라민트 CVD법이 바람직하다.
도1은 본 발명에 의해, 기판상에 다이아몬드막을 형성하는데 사용된 마이크로파 CVD법 장치의 일례를 나타낸다.
도2는 본 발명에 의한 리쏘그라피용 다이아몬드막의 제조공정의 일례를 나타낸다.
본 발명은, 실리콘 기판상에 그라운드 막을 형성하고, 그 그라운드 막 상에 메탄가스, 수소가스 및 산소가스의 혼합가스를 원료가스로 하여 다이아몬드막을 형성한 후, 이면(back side)으로부터 실리콘 기판을 에칭처리에 의해 제거하고, 잇달아 에칭처리에 의해 그라운드 막을 에칭하여 제거하는 것을 특징으로 하는 리쏘그라피용 다이아몬드막을 제조하는 방법에 관한 것이다.
먼저, 마이크로파 CVD법에 의해 다이아몬드막을 형성하는 방법에 대하여 도1에 기초하여 설명한다.
도1에 나타난 바와 같이, 마이크로파 CVD장치(10)에서, 가스도입관(11)과 가스배출관(12)이 구비된 챔버(13) 내에는, 히터 등의 가열체(14)가 장착된 기판대(15)가 배치되어 있다. 챔버(13) 내에 플라즈마를 발생시키도록, 마이크로파 전원(17)은 도파관(19)에 의해 마이크로파 도입 창까지 접속되어 있다.
이와 같은 장치에 의해서, 마이크로파 CVD법에 의한 다이아몬드막의 성막은, 이하와 같이 하여 행한다.
다이아몬드막이 형성될 기판(16)을 기판대(15)에 적치한 후, 챔버(13) 내의 압력을 로타리펌프를 이용해 10-3Torr 이하로 감압하여 배기한다. 다음, 소망 유량의 메탄가스, 수소가스 및 산소가스로 되는 혼합가스를 가스도입관(1)로부터 공급한다. 다음, 가스배출관(12)의 벌브를 조절하여 챔버(13) 내를 30Torr로 한다. 이 도입된 가스에 마이크로파를 인가하여, 챔버(13) 내에 플라즈마를 발생시키고, 기판(16) 상에 다이아몬드막을 형성한다.
또한, 상기 기판표면은, 이후 다이아몬드핵의 발생이 쉽게 되도록 하기 위해 유동화된 다이아몬드 파티클 등으로 처리할 수 있다.
챔버(13)내에 도입하는 반응가스는, 메탄가스, 수소가스 및 산소가스로 이루어진 혼합가스이다. 각 비율은, 다음과 같이 하면 바람직하다: 0.1~20체적%의 메탄가스, 70~99.89체적%의 수소가스, 0.01~10체적%의 산소가스, 예를 들면, 특개평11-40494호 공보에 따르면 좋다. 이와 같은 체적으로 하면, 높은 결정성과 인장응력을 충분히 갖춘 다이아몬드 막을 형성할 수 있다.
바람직한 범위는 다음과 같다; 1~10체적%의 메탄가스, 85~98.9체적%의 수소가스, 0.1~5체적%의 산소가스. 이 범위로 하면, 확실히 높은 결정성을 유지하면서높은 인장응력을 갖는 다이아몬드막을 제조할 수 있다.
이 경우, 이 다이아몬드만에 대해 필요량의 인장응력을 부여하기 위해, 상기한 가열체(14)를 이용해 다이아몬드막을 형성시키는 기판(16)을 가열하고, 그 온도를 제어하여 다이아몬드막이 제조된다. 가열체(14)의 예로는, 소결 SiC 히터 또는 CVD-SiC 히터를 들 수 있다.
다이아몬드막의 인장응력은, 0.1~5.0×109dyn/㎠의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 범위는 0.3~3.0×109dyn/㎠이다. 이 때 막 두께는, 0.1~5.0㎛, 특히 0.2~3.0㎛인 것이 바람직하다.
다이아몬드막의 두께 및 인장응력이 상기 범위이면, 상기 막을 자립막으로 형성할 수 있고, 확실히 X선, 전자빔 등 리쏘그라피용 멤브레인으로 사용할 수 있다.
다이아몬드막이 형성되는 기판의 표면온도는, 1200℃를 넘으면 막의 결정성이 저하하는 일이 있기 때문에, 700℃~1200℃로 하는 것이 바람직하다. 상기한 온도범위에서 성막시키면, 확실히 결정성을 손상시키지 않고 용이하게 막 응력을 조절하는 것이 가능하다.
상기한 온도범위는, 인가되는 마이크로파의 전력을 제어하는 것에 의해 달성될 수 있다. 그러나, 퇴적되는 다이아몬드막의 물성이 안정하지 않게 되는 일이 있다. 따라서, 상기 기판을 가열하기 위한 가열체(14)와 함께 온도조절을 행하도록 하는 것이 좋다. 이 가열체(14)에 의해 성막시 기판온도를 조절하는 것에 의해, 결과로서 얻는 다이아몬드막의 응력 등의 물성을 소망하는 값으로 제어하는 것이 가능해진다.
다음, 상기한 마이크로파 CVD법에 의해 기판상에 다이아몬드막을 형성한 후, 그 기판을 에칭처리에 의해 제거하여 멤브레인을 얻는 방법이, 도2를 참조로 하여설명될 것이다.
먼저, 그라운드 막(22)를 형성한 실리콘 기판(21) 상에 다이아몬드막(23)을 상기의 방법으로 형성한다(도2(a)~(c) 참조).
다음, 다이아몬드막(23)이 형성된 기판(도2(c))의 이면의 소정영역에서 불산 수용액 등의 산성 수용액을 이용해 그라운드 막(22)의 일부를 에칭처리에 의해 제거한다(도2(d)). 다음, 95℃에서 수산화칼륨 수용액 등의 알칼리성 수용액으로 실리콘 기판(21)을 그라운드 막(22)에 도달할 때까지 에칭처리에 의해 제거한다(도2(e)).
이 경우, 상기 실리콘 기판(21)은 수산화칼륨 수용액으로 에칭되지만, 그라운드 막(22)는 에칭속도가 늦기 때문에, 에칭이 그라운드 막에 도달한 때에 용이하게 에칭처리를 완료시킬 수 있다.
다음, 잇달아 불산 수용액 등의 산성 수용액을 이용해 그라운드 막(22)를 에칭제거(도2(f))하여, 리쏘그라피용 다이아몬드막을 얻을 수 있다.
상기한 방법에 따르면, 다이아몬드막은 불산에 의해 거의 부식되지 않는다. 따라서, 확실히 평활성이나 멤브레인 응력을 해치는 일 없이, 용이하게 X선 또는전자빔 리쏘그리파용 멤브레인을 제조하는 것이 가능하다.
다음, 그라운드 기판상에 다이아몬드막을 형성한 후, 그 기판을 에칭처리에 의해 제거하는 경우에 대해 구체적으로 설명한다.
먼저, 상기한 바와 같이, 그라운드 기판상에 다이아몬드막을 형성한다. 그리고, 막이 형성된 그라운드 기판의 이면의 소정영역을 불산 수용액 등의 산성 수용액을 이용해 제거하는데, 에칭이 다이아몬드막에 도달할 때까지 실시한다. 그렇게 함으로써, 리쏘그라피용 다이아몬드막을 얻을 수 있다.
이 방법에 따르면, 다이아몬드막이 침식되기 쉬운 알칼리 수용액을 이용하지 않기 때문에, 확실히 평활성이나 막 응력 등을 해치는 일 없이 용이하게 X선, 전자빔 등으로 리쏘그라피용 다이아몬드막을 제조하는 것이 가능하다.
에칭액에 의한 제거방법은, 종래 공지의 방법으로 행할 수 있다. 예를 들면, 에칭액(etchant)을 함유하는 욕조에, 상기 방법에 의해 다이아몬드막이 형성된 기판을 침지하는 것에 의해 행해진다.
다이아몬드막이 형성되는 기판은, 실리콘에 그라운드 막을 형성시켜 얻어진 기판 또는 그라운드 기판이다. 상기 그라운드 막 및 그라운드 기판은, 산화규소, 질화규소, 탄화규소, 탄화텅스텐, 질화붕소, 질화알루미늄, 알루미나, 산화티타늄, 산화 지르코늄, 탄탈륨(Ta), 루데늄(Ru), 크롬(Cr), 및 텅스텐(W)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상으로 구성되는 것이 바람직하다. 그 중, 산화규소, 질화규소, 탄화규소가 바람직하다.
상기 그라운드 막 등의 재료는, 다이아몬드막, 실리콘 기판 및 그라운드 막의 에칭속도에 있어서 차이가 생기도록 상기한 재료로부터 선택될 수 있다. 이와 같이 하면, 기판 상에 용이하게 다이아몬드막을 형성하는 것이 가능함과 동시에, 기판을 용이하게 에칭처리에 의해 제거할 수 있기 때문에, 얻어진 다이아몬드막의 평활성이나 막 응력 등을 해치는 일이 없다.
본 발명과 같이, 그라운드 막이 형성되는 실리콘 기판 또는 그라운드 기판상에 다이아몬드막을 형성하면, 알칼리수용액에 의한 실리콘 기판의 에칭제거공정에서 기판의 제거와 함께 다이아몬드막의 표면을 손상시키는 일이 없다. 따라서, 멤브레인의 표면상태가 양호함과 함께, 불균일한 막 두께와 멤브레인 응력을 갖는 결함제품의 발생을 방지할 수 있고, 수율의 향상을 도모하는 것이 가능하다.
다음, 본 발명의 또 다른 실시형태가 설명될 것이다.
본 발명의 또 다른 실시형태는, 실리콘 기판상에 그라운드 막을 형성시키고, 그 그라운드 막 상에 성막시 다이아몬드 핵의 발생을 촉진하는 처리를 실시한 후, 다이아몬드막을 형성하는 것에 의해 리쏘그라피용 마스크 멤브레인을 제조하는 방법에 관한 것이다. 그 후, 실리콘 기판을 에칭처리에 의해 제거한다; 이어서 그라운드 막을 에칭처리에 의해 제거한다.
본 발명에 의하면, 기판상에 다이아몬드막을 형성한 후, 그 기판을 에칭처리에 의해 제거하여 리쏘그라피용 마스크 멤브레인을 제조하는 경우, 에칭공정에서다이아몬드막과 기판과의 에칭속도의 차를 이용하는 것에 의해, 다이아몬드막의 평활성이나 멤브레인 응력 등을 해치는 일 없이 용이하게 리쏘그파리용 마스크 멤브레인을 제조할 수 있다.
다이아몬드막이 형성되는 기판을 에칭제거하여 X선 또는 전자빔으로 리쏘그라피용 마스크 멤브레인을 제조하는 방법에 대해서, 도3에 기초하여 설명한다.
먼저, 그라운드 막(32)를 형성한 실리콘 기판(31) 상에 다이아몬드 막(33)을 형성한 다음, 그 기판을 에칭처리에 의해 제거하는 방법에 대해서 구체적으로 설명한다.
다이아몬드막(33)이 형성되는 기판(도3(c))의 이면상에 그라운드 막(32)의 일부를 불산 수용액 등 산성 수용액을 이용해 에칭처리에 의해 제거한다(도3(d)). 그 다음, 95℃에서 수산화칼륨 수용액 등 알칼리성 수용액을 이용하여 실리콘 기판(31)을 그라운드 막(32)에 도달할 때까지 에칭제거한다(도3(e)).
이 경우, 실리콘은 수산화칼륨 수용액으로 에칭되지만, 그라운드 막은 에칭속도가 늦기 때문에, 에칭이 그라운드 막에 도달한 때에 용이하게 에칭처리를 완료시키는 것이 가능하다.
다음, 불산 수용액 등의 산성 수용액을 이용해 그라운드 막(32)를 에칭처리에 의해 제거(도3(f))하여, 다이아몬드막으로 이루어진 멤브레인을 형성하였다.
상기 방법에 따르면, 다이아몬드막은 불산에서는 거의 침식되지 않기 때문에, 확실히 평활성이나 막 응력 등을 해치는 일 없이 용이하게 X선 또는 전자빔으로 리쏘그라피용 멤브레인을 제조하는 것이 가능하다.
다음으로, 그라운드 기판상에 다이아몬드막을 형성한 후, 그 기판을 에칭처리에 의해 제거하는 경우에 대해서 구체적으로 설명한다.
막이 형성된 그라운드 기판상의 소정 영역을 불산 수용액 등의 산성 수용액을 이용해 다이아몬드막에 도달할 때까지 에칭하여, 다이아몬드막으로 이루어진 멤브레인을 얻는다.
상기 방법에 따르면, 다이아몬드막이 침식되기 쉬운 알칼리성 수용액을 이용하지 않기 때문에, 확실히 평활성이나 막 응력 등을 해치는 일 없이 용이하게 X선 또는 전자빔으로 리쏘그라피용 멤브레인을 제조하는 것이 가능하다.
에칭처리에 의한 제거방법은, 종래 공지의 방법으로 행할 수 있다. 예를 들어, 에칭액을 함유한 욕조에, 상기한 방법에 의해 다이아몬드 막이 형성된 기판을 침지하는 것에 의해 행할 수 있다.
상기한 바와 같이, 그라운드 막이 형성된 실리콘 기판이나 그라운드 기판상에 다이아몬드막을 형성시키면, 알칼리 수용액에 의한 실리콘 기판의 에칭제거공정에서 기판의 제거와 함께 다이아몬드막의 표면을 손상시키는 일이 없다. 따라서, 막의 표면상태가 양호하고 동시에, 불균일한 막 두께와 불충분한 막 응력을 갖는 결함제품의 발생을 방지할 수 있고, 수율의 향상을 도모하는 것이 가능하다.
다음으로, 다이아몬드막을 형성하기 전에, 유동화된 다이아몬드 파티클을,그라운드 막을 형성시킨 실리콘 기판 또는 그라운드 기판에 접촉시키는 방법이, 예를 들어, 특개평9-260251호 공보에 개시된 방법에 따라 행할 수 있다.
도4에 나타난 바와 같이, 다이아몬드 파티클 유동화 처리장치(40)에서는, 처리챔버(41)가 배치되고, 고정치구(42)에 의해 고정된 스텐레스제 금강(wire netting)(43)과, 그 위에 그라운드 막을 형성시킨 실리콘 기판 또는 그라운드 기판(44)를 배치하고, 스텐레스제 금강(43)을 통해 하방으로부터 질소 등의 불활성 캐리어가스를 도입하여 다이아몬드 파티클(45)을 유동화할 수 있도록 되어 있다. 상기 유동화된 다이아몬드 파티클(45)를 그 기판표면(44)에 접촉시켜서, 상기 기판표면(44)에 결함을 갖도록 하거나 다이아몬드의 파티클을 그 위에 잔류시켜, 성막시 다이아몬드핵의 발생을 촉진할 수 있도록 한다.
이와 같이, 기판에 대해 다이아몬드 파티클을 충돌시키면, 종래의 연마 또는 초음파 스크래치와 비교하여, 결함이나 다이아몬드 파티클을 기판에 균일하게 또한 효율적으로 부착시키는 것이 가능하다. 상기 결함과 다이아몬드 파티클이 다이아몬드핵의 발생을 촉진하여, 상기와 같이 처리된 기판상에 다이아몬드막을 형성시키면, 용이하고 균일하게 막을 적층상으로 성장시키는 것이 가능하다. 때문에, 막 두께와 멤브레인 응력의 균일화를 도모하는 것이 가능하다.
기판상에 결함을 만들거나 다이아몬드 파티클을 균일하게 부착시키기 위해서는, 파티클의 유동화(fluidization)상태를 일정하게 하는 것이 바람직하고, 처리챔버(41)는 기판에 대해 충분히 크기를 갖도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들여, 4인치 직경의 기판을 처리하기 위해서, 처리챔버는 내 직경8인치 정도의 원통형으로 하는 것이 바람직하다.
다이아몬드 파티클의 파티클 직경은, 0.1~700㎛의 범위내에서 적절히 기판의 크기 등에 따라 정의하는 것이 바람직하다. 다이아몬드의 종류는, 합성 또는 천연 으로 할 수 있다.
다이아몬드 파티클의 유동화가스는, 가스 유동개시속도의 5배 이상인 속도로 흘리는 것이 바람직하고, 처리챔버내에서 중력 방향에 대해 반대로 일정하게 흐르도록 하는 것이 바람직하다.
최소 유동화 속도 Umf는, 아르키메데스 수가 1.9×104이하이면, 하기 식(1)에 의해 계산할 수 있다.
[식 1]
Umf=dp2(ρp-ρf)G/1650μ
상기 식(1)에서, dp는 다이아몬드 파티클의 직경을 나타내고, ρp는 다이아몬드 파티클의 밀도를 나타내고, ρf는 가스 유체밀도, G는 중력가속도, μ는 점도를 나타낸다. 단위는 CGS단위이다.
다이아몬드 파티클 유동화가스속도가 최소 유동화 속도의 5배 미만이면, 충분한 유동화층이 얻어지지 않는 일이 있을 수 있다. 상기 가스의 속도가 최소 유동화 속도의 100배를 넘으면, 유동화층이 파괴되는 일이 있다. 따라서, 상기 속도는 최소 유동화 속도의 5~100배로 하는 것이 바람직하다.
사용하는 유동화가스는, 취급이 용이하고 기판 표면에서 화학반응을 일으키지 않는 가스가 사용될 수 있다. 즉 불활성가스가 바람직하다. 상기 가스의 실례로는, 질소, 아르곤 등이 있다.
스테인레스제 금강(43) 상에 적치된 기판(44)는, 그 금강상에 고정해도 부동시켜도 무관하다. 어느 상태에 있어서도, 균일하게 처리하기 위해, 가스유체의 흐름에 대해 수직으로 설치되는 것이 바람직하다.
다이아몬드 핵의 발생밀도는, 1×106개/mm2이상인 것이 바람직하다. 1×106개/mm2미만이면, 얻어진 멤브레인의 막 두께가 불균일한 것으로 된다. 따라서, 상기한 범위로 하는 것이 바람직하다.
상기 기판상에 다이아몬드막을 형성하는 방법은, 종래 공지의 방법으로 행하면 좋다. 구체적으로는, DC아크방전, DC글로우방전, 열소염, 고주파, 마이크로파, 열 필라멘트 등을 이용하는 방법이 예시된다. 그 중, 재현성이 좋고 불순물의 혼입이 없는 점에서 마이크로파 CVD법으로 실시하는 것이 바람직하다.
[실시예]
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예를 통해 구체적으로 설명한다.
(실시예 1)
도2(a)에 나타난 바와 같이, 직경 3인치, 두께 2mm인 양면연마 실리콘 웨이퍼(100) (21)을 준비하였다. 그 다음, 그 표면에 감압 CVD법에 의해 두께 0.5㎛의 질화규소막(22)를 형성시켰다(도2(b)).
이 질화규소막(22)를 형성시킨 실리콘 기판(21)상에 다이아몬드막(23)을 형성시키기 전에, 유동화 한 다이아몬드 파티클로 상기 질화규소막(22)의 표면을 다이아몬드핵이 발생하기 쉽게 하기 위한 처리를 하였다.
상기 처리를 한 후, 질화규소막(22)를 형성시킨 실리콘 기판(21) 상에 다이아몬드막(23)을 형성시켰다(도2(c)).
다이아몬드막(23)은, 도1에 나타난 마이크로파 CVD장치를 사용하여 형성하였다.
표면처리한 질화규소막(22)가 형성된 실리콘 기판(21)을 가열체(14) 상에 적치하고, 로타리 펌프로 10-3Torr 이하로 감압하여 배기한 후, 메탄가스, 수소가스 및 산소가스로 이루어진 혼합가스를 가스도입관(11)로부터 공급하였다. 각 가스는, 메탄가스를 45.0sccm, 수소가스를 945.0sccm, 산소가스를 10.0sccm으로 하여 공급하였다. 그 체적비율은, 메탄가스/수소가스/산소가스=4.5/94.5/1.0으로 하였다. 다음, 가스배출관(12)의 벌브를 조절하여 챔버(13) 내를 30Torr로 한 후, 3000W의 전력의 마이크로파를 인가하여 거기서 플라즈마를 발생시키고, 기판상에 다이아몬드막의 성막을 37시간 행하였다.
성막시 기판의 가열은 행하지 않았지만, 기판표면의 온도는 860℃였다.
상기에서 얻어진 다이아몬드막(23)은, 막 두께가 3.0㎛인 다결정 다이아몬드였다. 상기 다이아몬드막의 멤브레인 응력은, 기판의 휨(warp)으로부터 계산한 결과 인장응력으로 0.4×109dyn/㎠였다.
다음, 상기 방법에 의해 다이아몬드막이 형성된 기판(도2(c))의 이면은, 중앙에서 30mm각 범위 이외를 수지피막으로 마스킹한 후, 불산 수용액으로 질화규소막(22)의 일부를 에칭제거하였다(도2(d)). 다음으로, 95℃에서 수산화칼륨 수용액으로 실리콘 기판(21)을 질화규소막(22)에 도달할 때까지 에칭하였다(도2(e)). 이 경우, 실리콘 기판(21)은 수산화칼륨 수용액 에칭되지만, 질화규소막(22)는 에칭속도가 늦기 때문에, 에칭이 질화규소막(22)에 도달할 때에 용이하게 에칭처리를 완료시키는 것이 가능하다. 다음으로, 잇달아 불산 수용액으로 질확규소막(22)를 에칭(도2(f))하여 리쏘그라피용 다이아몬드막을 제공하였다. 얻어진 막의 에칭면은, 부식이 없고, 평활성이 우수한 것이었다.
(실시예 2)
기판을 직경 3인치, 두께 2mm의 질화규소로 이루어진 그라운드 기판으로 변경한 이외는 실시예 1과 동일한 조건에서, 마이크로파 CVD법에 의해 기판상에 다이아몬드막을 형성시켰다. 이와 같이 하여, 막 두께가 3.0㎛인 다결정 다이아몬드막을 얻었다. 멤브레인 응력은, 인장응력으로 2.5×109dyn/㎠였다.
성막된 기판의 이면중앙에서 30mm각 범위 이외를, 수지파막으로 마스킹처리한 후, 불산 수용액으로 그라운드 기판을 에칭제거하여 리쏘그라피용 다이아몬드막을 제공하였다. 얻어진 막의 에칭면은, 부식이 없고 평활성이 우수한 것이었다.
(비교예1~3)
비교예1~2에서는, 혼합가스의 체적비율 및 성막시간을 표1에 나타난 것으로 변경한 이외는, 실시예 1과 동일한 조건으로 리쏘그라피용 다이아몬드막을 제작하였다.
비교예 2에서는, 기판을 실리콘 웨이퍼(100) 단독으로 하고, 성막시간을 35시간으로 하고, 기판의 에칭을 수산화 칼륨 수용액만으로 한 이외는 실시예 1과 동일한 조건으로 리쏘그라피용 다이아몬드막을 제작하였다.
상기 결과를 표1에 요약하였다.
| 마이크로파 전력(kW) | 원료가스CH4/H2/O2(체적%) | 성막시간(hrs) | 막두께(㎛) | 결정성 | 인장응력 | 멤브레인형성 | 멤브레인 형성후에칭면의 평활성 | |
| 실시예1 | 3 | 4.5/94.5/1.0 | 37 | 3.0 | 양호 | 0.4×109 | 가능 | 양호 |
| 실시예2 | 3 | 4.5/94.5/1.0 | 37 | 3.0 | 양호 | 2.5×109 | 가능 | 양호 |
| 비교예1 | 3 | 4.6/95.4/0 | 20 | 3.0 | 불량 | 0.08×109 | 가능 | 양호 |
| 비교예2 | 3 | 30.0/59.0/11.0 | 37 | 막형성 불가능 | － | － | 불가능 | － |
| 비교예3 | 3 | 4.5/94.5/1.0 | 35 | 3.0 | 양호 | 1.5×109 | 가능 | 불량* |
*: 많은 점 부식
표1에 나타난 바와 같이, 비교예는 어느 조건에 있어서도 만족할만한 다이아몬드막을 갖는 멤브레인을 얻을 수 없었다.
특히, 비교예 3과 같이, 실리콘을 기판으로서 이용하고, 에칭액으로서 알칼리 수용액만을 이용한 경우에는, 실리콘 기판상에 형성된 다이아몬드막의 표면이 에칭공정에서 알칼리수용액에 의해 침식되기 때문에, 다이아몬드막의 평활성이나 멤브레인 응력이 손상되었다.
(실시예 3)
도3(a)에 나타난 바와 같이, 직경4인치, 두게가 600㎛인 양면 연마 실리콘 웨이퍼(100)(31)을 준비하고, 그 표면에 감압 CVD법으로, 두께 0.5㎛의 질화규소막(32)를 형성시켰다(도3(b)). 다음으로, 도4에 나타난 다이아몬드 입자 유동화 처리장치에 의해, 상기 기판을 다이아몬드 파티클에 의한 처리를 행하였다.
처리챔버로서, 내직경 8인치, 높이 1m의 아크릴관을 이용하였다. 다이아몬드 파티클로서, 평균파티클 직경이 400㎛의 합성 다이아몬드를 700g 사용하였다. 스테인레스제 금강으로 사이즈 40㎛의 것을 이용하고, 이 금강을 통해 하방으로부터 유동화가스로서 질소를 도입하였다. 유속은, Umf 18.3cm/sec에 대해 20배인 366cm/sec로 하였다. 질화규소막(32)를 형성시킨 실리콘 기판(31)은, 처리챔버의 중앙부근에서, 처리면을 가스의 흐름에 대해 수직으로 되도록 고정하였다. 그 처리는 3시간 동안 행하였다.
상기 처리 후, 질화규소막(32)를 형성시킨 실리콘 기판(31)상에 다이아몬드막(33)을 형성시켰다(도3(c)).
다이아몬드막은, 이하에 설명하는 마이크로파 CVD법에 의해 행하였다.
먼저, 챔버내에 상기의 처리기판을 설치하고, 10-3Torr 이하의 감압조건하에서, 원료가스인 수소와 메탄을 각각 997cc/분, 3cc/분의 속도로 도입하였다. 다음으로, 챔버내를 30Torr로 한 후, 3000W의 마이크로파를 인가하여, 30시간 성막을 행하였다. 이 때 기판표면온도는 890℃였다.
얻어진 다이아몬드막(33)은, 막 두께가 1.1㎛인 다결정 다이아몬드였다. 이 다이아몬드막(33)의 핵 발생밀도는, 기판단으로부터 7mm, 23mm, 39mm의 위치에서 각각 1.2×108개/㎟, 1.5×108개/㎟ , 1.6×108개/㎟였다. 따라서, 이 막은 매우 치밀하고 균일한 것을 알았다.
다음, 상기한 방법에 의해 다이아몬드막이 형성된 기판(도3(c))의 이면의 중앙에서 30mm각 부분을 제외한 부분을 수지피막으로 마스킹한 후, 불산 수용액으로 그라운드 막(32)의 일부를 에칭제거하였다(도3(d)). 다음으로, 95℃에서 수산화칼륨 수용액으로 실리콘 기판(31)을 그라운드 막(32)에 도달할 때까지 에칭하였다(도3(e)). 이 경우, 실리콘(31)은 수산화칼륨 수용액으로 에칭되지만, 질화규소는 에칭속도가 늦기 때문에, 에칭이 질화규소막에 도달한 때에 용이하게 에칭처리를 완료시키는 것이 가능하다. 다음으로, 잇달아 불산 수용액으로 그라운드 막(32)를 에칭(도3(f))하여, 리쏘그라피용 다이아몬드막으로 이루어진 멤브레인을 제공하였다. 이 경우, 상기 다이아몬드막은 불산 수용액에서는 거의 침식되지 않는다. 따라서, 이 멤브레인은, 부식이 없고, 균일성이 우수하였다.
(실시예 4)
기판으로서 직경 4인치, 두께가 600㎛인 질화규소로 이루어진 그라운드 기판을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건에서, 다이아몬드 파티클 유동화처리를 행하였다. 그 다음, 마이크로파 CVD법에 의해 그 기판상에 다이아몬드막을 형성하여, 막두께가 1.2㎛인 다결정 다이아몬드를 제공하였다. 이 다이아몬드막의 핵 발생밀도는, 기판단으로부터 7mm, 23mm, 39mm의 위치에서 각각 1.6×108개/㎟, 2.0×108개/㎟, 2.0×108개/㎟였다. 따라서, 이 막은 매우 치밀하고 균일한 것을 알았다.
다음, 다이아몬드막이 형성된 기판의 이면중앙에서 30mm각 범위 이외를 수지피막으로 마스킹처리한 후, 불산수용액으로 그라운드 기판을 다이아몬드막에 도달할 때까지 에칭하여, 다이아몬드막으로 이루어진 멤브레인을 제공하였다. 상기 멤브레인은, 에칭액에 의한 부식이 발견되지 않고, 균일성이 우수한 것이었다.
(비교예 4)
실시예 3에 있어서, 질화규소막을 형성하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 3와 동일한 식으로 하여, 직경 4인치, 두께가 600㎛인 양면연마 실리콘 웨이퍼(100) 상에 다이아몬드 파티클 유동화처리 및 다이아몬드막의 성막을 행하였다.
얻어진 다이아몬드막은, 막 두께가 1.5㎛인 다결정 다이아몬드였다. 이 다이아몬드막의 핵 발생밀도는, 기판단으로부터 7mm, 23mm, 39mm의 위치에서 각각 2.5×108개/㎟, 3.1×108개/㎟ , 3.4×108개/㎟였다. 따라서, 이 막은 매우 치밀하고 균일한 것을 알았다.
막이 형성된 기판의 이면중앙에서 30mm각 범위이외를 수지피막으로 마스킹처리한 후, 95℃에서 수산화칼륨 수용액으로 실리콘기판을 에칭하여, 다이아몬드막으로 이루어진 멤브레인을 제공하였다. 얻어진 멤브레인의 에칭면은, 점 부식(point corrosion)이 다수 발생하고, 명백히 불균일하였다.
(비교예 5)
직경 4인치, 두께 600㎛의 양면 연마 실리콘 웨이퍼(100)을, 평균파티클직경이 1㎛인 합성 다이아몬드 파티클을 분산시킨 헥산중에서, 초음파 진동을 40분 가하였다.
상기한 방법에 의해 표면처리된 기판에, 실시예 3과 같은 식으로 하여, 다이아몬드막을 형성시켰다. 얻어진 다이아몬드막은, 막 두께가 1.0㎛인 다결정 다이아몬드였다. 다이아몬드막의 핵 발생밀도는, 기판단으로부터 7mm, 23mm, 39mm의 위치에서 각각 6.2×103개/㎟, 9.2×103개/㎟, 8.5×103개/㎟였다. 즉, 매우 저밀도이고 불균일하였다.
막이 형성된 기판의 이면중앙에서 30mm각 범위이외를 수지피막으로 마스킹처리한 후, 95℃에서 수산화칼륨 수용액으로 실리콘기판을 에칭하여, 다이아몬드막으로 이루어진 멤브레인을 제공하였다. 얻어진 멤브레인의 에칭면은, 점 부식이 다수 발생하고, 명백히 불균일하였다.
본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 예시이고, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 유사한 작용효과를 제공하는 것은, 어느 것에 있어서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
본 발명에 의하면, 기판상에 높은 결정성과 소망하는 막 응력을 갖는 다이아몬드막을 성막할 수 있고, 동시에 성막후 평활성이나 막 응력 등을 해치는 일 없이 X선 리쏘그라피용 다이아몬드막의 제조를 행하는 것이 가능하다.
Claims (12)
- 실리콘 기판 상에 그라운드 막(ground film)을 형성시키고, 상기 그라운드 막 상에 메탄가스, 수소가스 및 산소가스의 혼합가스를 원료가스로 하여 다이아몬드막을 형성시킨 후, 실리콘 기판을 에칭처리에 의해 제거하고, 잇달아 에칭처리에 의해 상기 그라운드 막을 제거하는 것을 특징으로 하는 리쏘그라피용 다이아몬드막의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 그라운드 막은, 산화규소, 질화규소, 탄화규소, 탄화텅스텐, 질화붕소, 질화알루미늄, 알루미나, 산화티타늄, 산화 지르코늄, 탄탈륨(Ta), 루데늄(Ru), 크롬(Cr), 및 텅스텐(W)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리쏘그라피용 다이아몬드막의 제조방법.
- 그라운드 기판(ground substrate) 상에 메탄가스, 수소가스 및 산소가스의 혼합가스를 원료가스로 하여 다이아몬드막을 형성한 후, 그 기판을 에칭처리에 의해 제거하는 것을 포함하는 리쏘그라피용 다이아몬드막의 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 그라운드 기판은, 산화규소, 질화규소, 탄화규소, 탄화텅스텐, 질화붕소, 질화알루미늄, 알루미나, 산화티타늄, 산화 지르코늄,탄탈륨(Ta), 루데늄(Ru), 크롬(Cr), 및 텅스텐(W)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리쏘그라피용 다이아몬드막의 제조방법.
- 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 실리콘 기판의 에칭은 알칼리성 수용액으로 행하고, 상기 그라운드 막 또는 그라운드 기판의 에칭은 산성 수용액으로 행하는 것을 특징으로 하는 리쏘그라피용 다이아몬드막의 제조방법.
- 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 원료가스는, 0.1~20체적%의 메탄가스, 70~99.89체적%의 수소가스, 0.01~10체적%의 산소가스를 포함하는 것이 사용되는 것을 특징으로 하는 리쏘그라피용 다이아몬드막의 제조방법.
- 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 성막(film formation)은, 마이크로파 CVD법 또는 열 필라민트 CVD법에 의해, 기판의 표면온도를 700℃~1200℃로 유지하면서 행하는 것을 특징으로 하는 리쏘그라피용 다이아몬드막의 제조방법.
- 실리콘 기판상에 그라운드 막을 형성시키고, 그 그라운드 막 표면에 가스에 의해 유동화된 다이아몬드 파티클을 접촉시키고, 그 그라운드 막 상에 다이아몬드 막을 성장시킨 후, 실리콘 기판을 에칭처리에 의해 제거하고, 잇달아 그라운드 막을 에칭처리에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 리쏘그라피용 마스크 멤브레인의제조방법
- 제8항에 있어서, 상기 그라운드 막은, 산화규소, 질화규소, 탄화규소, 탄화텅스텐, 질화붕소, 질화알루미늄, 알루미나, 산화티타늄, 산화 지르코늄, 탄탈륨(Ta), 루데늄(Ru), 크롬(Cr), 및 텅스텐(W)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리쏘그라피용 마스크 멤브레인의 제조방법
- 그라운드 기판표면을, 가스에 의해 유동화된 다이아몬드 파티클과 접촉시킨 다음, 다이아몬드막을 성장시키고, 이어서 그 기판을 에칭처리에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 리쏘그라피용 마스크 멤브레인의 제조방법
- 제10항에 있어서, 상기 그라운드 기판은, 산화규소, 질화규소, 탄화규소, 탄화텅스텐, 질화붕소, 질화알루미늄, 알루미나, 산화티타늄, 산화 지르코늄, 탄탈륨(Ta), 루데늄(Ru), 크롬(Cr), 및 텅스텐(W)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리쏘그라피용 마스크 멤브레인의 제조방법
- 제8항 또는 제10항에 있어서, 상기 실리콘 기판의 에칭은 알칼리성 수용액으로 행하고, 상기 그라운드 막 또는 그라운드 기판의 에칭은 산성 수용액으로 행하는 것을 특징으로 하는 리쏘그라피용 마스크 멤브레인의 제조방법
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