JPH0531290B2 - - Google Patents
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- JPH0531290B2 JPH0531290B2 JP24470188A JP24470188A JPH0531290B2 JP H0531290 B2 JPH0531290 B2 JP H0531290B2 JP 24470188 A JP24470188 A JP 24470188A JP 24470188 A JP24470188 A JP 24470188A JP H0531290 B2 JPH0531290 B2 JP H0531290B2
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- sic
- sic layer
- ray lithography
- mask
- manufacturing
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- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
本発明はSiC層を化学蒸着法（CVD）により単
結晶珪素のウエフアの形態の基板の２主要表面の
少なくとも一つの表面に堆積し、然る後単結晶珪
素ウエフアを選択エツチング工程により縁領域を
除いて除去するＸ線リソグラフイーマスク用SiC
のマスク支持体（膜）の製造方法に関するもので
ある。 文献「トピツクス・イン・カレント・フイジツ
クス：Ｘ−レイ・オプテイツク」ニユーヨーク、
スプリンガー1977年第35〜92頁のイー・スピラー
およびアール・フエーダによる「Ｘ−レイ・リソ
グラフイー」には、例えば半導体系または磁気円
筒ドメイン装置を製造するに当り、次第に小さく
なる即ちミクロンまたはナノメートル範囲の構造
に特に興味が増しているので、これ等の製造に対
しＸ線リソグラフイーがどのような意味をもつて
いるかが示されている。高鮮明度が伴われるすべ
ての方法に対して、正確で且つ極めて厳密に画成
されたマスクが必要とされる。Ｘ線リソグラフイ
ーの効力は、達成し得る構造の最小幅に対して明
らかになる：光ソリグラフイ２〜3μｍ、電子
ビームリソグラフイー0.05〜0.1μｍ、Ｘ線リソ
グラフイー＜500nｍ。 構成するためラツカーの曝露にＸ線を使用する
と、ラツカー層にマスク構造を投影する間回折の
乱れ現象が低減するという利点が得られる。 Ｘ線に曝露するため、ラツカーに構造形成用て
の特定の照射マスクが必要とされ；かかるマスク
は、強力にＸ線を吸収する物質（吸収剤）からな
る形成すべき構造のパターンから成り、吸収剤パ
ターンは、Ｘ線にできるだけ高透過性である物質
の薄い膜上に設ける。 吸収剤には、可能な最高の原子量を有する物質
が適当であり、実際には例えば金、モリブデンま
たはタングステンが満足すべきものであることが
実証された。 膜の材料としてはＸ線を十分に透過するすべて
の物質が適する。然しＸ線範囲において物質は、
完全には透明でなくまた完全には不透明ではない
ので、ダイアフラムはＸ線をできるだけ最高に透
過することを保証するために比較的薄くすべきで
あり；吸収剤パターンは、Ｘ線の最大可能な吸収
を確保するため比較的に厚くすべきである。 材料および製造方法を適当に選定することによ
り、一方ではＸ線放射（λ0.5〜2nｍの範囲の波長
を有する比較的軟いＸ線放射）に対しまた調整に
必要とされるスペクトルの可視範囲からの放射に
対し十分透過性であることを確保しなければなら
ない。これにより制限される膜の厚さは、数ミク
ロンの範囲内にある。他方、マスクは多様な構造
に対し十分なコントラストをもたなければならな
い。吸収剤構造を形成する重い元素は、とにかく
Ｘ線に対して完全には不透過性なので、吸収剤構
造は一般にほぼ1μｍの厚さで適用しなければな
らない。製造技術に対しこれ等の条件を実現する
際既に大きな困難が含まれる。 更に、Ｘ線リゾグラフイーによりつくられる元
素の構造体の大きさが次第に小さくなることによ
り、大きさに対する精度が極めて狭い許容限度
（≦100nｍ）内で変動し得るマスクを必要とす
る。従つて製造技術は、大きな問題に遭遇する。
この理由はこれ等の狭い許容限度が、著しく異な
る多くの工程にも拘わらずマスクを製造するため
およびまた強力なＸ線照射の場合のマスク当り
106曝露までのマスクの長い寿命の間維持されな
ければならないからである。これ等の要求条件は
膜の機械的安定性の主たる重量性を示す。 膜の機械的安定性は、弾性率により特徴づけら
れる。次表は種々の既知のダイアフラム材料の弾
性率および他の特性を示す。
結晶珪素のウエフアの形態の基板の２主要表面の
少なくとも一つの表面に堆積し、然る後単結晶珪
素ウエフアを選択エツチング工程により縁領域を
除いて除去するＸ線リソグラフイーマスク用SiC
のマスク支持体（膜）の製造方法に関するもので
ある。 文献「トピツクス・イン・カレント・フイジツ
クス：Ｘ−レイ・オプテイツク」ニユーヨーク、
スプリンガー1977年第35〜92頁のイー・スピラー
およびアール・フエーダによる「Ｘ−レイ・リソ
グラフイー」には、例えば半導体系または磁気円
筒ドメイン装置を製造するに当り、次第に小さく
なる即ちミクロンまたはナノメートル範囲の構造
に特に興味が増しているので、これ等の製造に対
しＸ線リソグラフイーがどのような意味をもつて
いるかが示されている。高鮮明度が伴われるすべ
ての方法に対して、正確で且つ極めて厳密に画成
されたマスクが必要とされる。Ｘ線リソグラフイ
ーの効力は、達成し得る構造の最小幅に対して明
らかになる：光ソリグラフイ２〜3μｍ、電子
ビームリソグラフイー0.05〜0.1μｍ、Ｘ線リソ
グラフイー＜500nｍ。 構成するためラツカーの曝露にＸ線を使用する
と、ラツカー層にマスク構造を投影する間回折の
乱れ現象が低減するという利点が得られる。 Ｘ線に曝露するため、ラツカーに構造形成用て
の特定の照射マスクが必要とされ；かかるマスク
は、強力にＸ線を吸収する物質（吸収剤）からな
る形成すべき構造のパターンから成り、吸収剤パ
ターンは、Ｘ線にできるだけ高透過性である物質
の薄い膜上に設ける。 吸収剤には、可能な最高の原子量を有する物質
が適当であり、実際には例えば金、モリブデンま
たはタングステンが満足すべきものであることが
実証された。 膜の材料としてはＸ線を十分に透過するすべて
の物質が適する。然しＸ線範囲において物質は、
完全には透明でなくまた完全には不透明ではない
ので、ダイアフラムはＸ線をできるだけ最高に透
過することを保証するために比較的薄くすべきで
あり；吸収剤パターンは、Ｘ線の最大可能な吸収
を確保するため比較的に厚くすべきである。 材料および製造方法を適当に選定することによ
り、一方ではＸ線放射（λ0.5〜2nｍの範囲の波長
を有する比較的軟いＸ線放射）に対しまた調整に
必要とされるスペクトルの可視範囲からの放射に
対し十分透過性であることを確保しなければなら
ない。これにより制限される膜の厚さは、数ミク
ロンの範囲内にある。他方、マスクは多様な構造
に対し十分なコントラストをもたなければならな
い。吸収剤構造を形成する重い元素は、とにかく
Ｘ線に対して完全には不透過性なので、吸収剤構
造は一般にほぼ1μｍの厚さで適用しなければな
らない。製造技術に対しこれ等の条件を実現する
際既に大きな困難が含まれる。 更に、Ｘ線リゾグラフイーによりつくられる元
素の構造体の大きさが次第に小さくなることによ
り、大きさに対する精度が極めて狭い許容限度
（≦100nｍ）内で変動し得るマスクを必要とす
る。従つて製造技術は、大きな問題に遭遇する。
この理由はこれ等の狭い許容限度が、著しく異な
る多くの工程にも拘わらずマスクを製造するため
およびまた強力なＸ線照射の場合のマスク当り
106曝露までのマスクの長い寿命の間維持されな
ければならないからである。これ等の要求条件は
膜の機械的安定性の主たる重量性を示す。 膜の機械的安定性は、弾性率により特徴づけら
れる。次表は種々の既知のダイアフラム材料の弾
性率および他の特性を示す。
【表】
上表からSiCがその高い弾性率のためまたその
光学特性のためにＸ線リソグラフイーマスク用の
膜に対して特に適する材料であることがわかる。 然し所要の機械的剛性に加えて、表面状態（表
面荒さまたはピーク対谷高さ）および誘導電圧が
必須部分の役割をはたす。SiC層を製造する既知
の被覆方法により、ダイアフラムを製造する間小
ピーク対谷高さに加えて最適SiC膜に必要とされ
る小引張応力を得ることはこれまで不可能であつ
た。 米国特許第3873824号には、好ましくは珪素か
ら成る本体上にSiCのマスク支持体を有するＸ線
リソグラフイー用マスクが開示されている。 然し既知方法により製造したマスク支持体は尚
ピーク対谷高さが多きすぎ且つ引張応力が高すぎ
る。 本発明の目的は、平滑な膜だけでなく所要の如
く小応力で可視スペクトルの範囲で高透過性であ
るSiC膜が得られるSiCダイアフラムの製造方法
を提供することにある。 本発明において、この目的は次の処理工程： (a) SiC層を堆積工程で先ず単結晶珪素ウエフア
を蒸着処理用に設けた装置内で水素雰囲気中
1000〜1350℃の範囲の温度に加熱し、次いで適
当なエツチング剤によりエツチングし、水素の
影響下で洗浄し、次いで珪素および炭化水素を
含むガス雰囲気からSiC層を設け、然る後被覆
した基板を水素雰囲気中で周囲温度まで冷却
し、 (b) イオン注入工程で、イオンをSiC層に注入し
てSiC層の結晶構造を機械的に乱す ことを特徴とする方法を使用することにより達成
される。 (a)の第１処理工程により、ｘ・108N／m2の範
囲の高引張応力およびナノメートル範囲の小ピー
ク対谷高さを有するSiC層が選定した反応温度に
基づき達成され、一方(b)の第２処理工程により、
引張応力がSiCの結晶構造を機械的に乱すイオン
注入に基づいて調整される。 本発明の他の好適例においては、単結晶珪素ウ
エフアを1110℃の温度に加熱する。 本発明の他の好適例においては、SiC層の堆積
用反応ガスとして水素H2中に0.05％〜8.0％、好
ましくは1.4％のジクロロジメチルシラン
（CH3）2SiCl2を含有し、更にジクロロジメチルシ
ランに対して15％のプロパンを含有するガス、若
しくはシランSiH4とトルエンC7H8、或いはシラ
ンSiH4とプロパンとを用いる。 本発明の他の好適例においては、ホウ素イオン
を150〜400keV範囲、好ましくは170keVの注入
エネルギーで1015〜1016／cm2、好ましくは1016／
cm2の用量で注入するか、または炭素イオンを150
〜400keV範囲、好ましくは400keVの注入エネル
ギーで1015〜5.1016／cm2範囲、好ましくは1016／
cm2の用量で注入するか、或いは窒素イオンを150
〜400keV範囲、好ましくは400keVの注入エネル
ギーで1015〜2.1016／cm2、好ましくは2.1016／cm2の
用量で注入する。 更に特に、本発明を用いることにより得られる
利点は、小ピーク対谷高さと同時に低引張応力を
有するSiC層が再現性ある方法で、規定した方法
で調整し得る応力値で製造することができること
にある。経済的観点での他の大きい利点は、SiC
層の製造に使用するCVD法とSiC層内の応力を低
減するため使用するイオン注入法の両者を市場で
入手し得る機械により実施することができるとい
う事実に存する。 次に図面を参照して本発明を実施例により説明
する。 第１ａ〜１ｄ図に本発明の処理工程(a)〜(d)にお
けるSiCダイアフラムの製造段階を示す。 基板１として、第１ａ図に示す市場で入手し得
る〔100〕配向を有する単結晶珪素ウエフアを用
い、この上に第１ｂ図に示すように2.5μｍの厚さ
を有するSiC層３を全側面に堆積させた。機械的
マスク（図示せず）により所望の膜領域５を画成
し、SF6雰囲気中で反応性イオンエツチングによ
り上記領域におけるSiC層を除去した（第１ｃ
図）。次いで選択的作用エツチング剤（KOH）中
で湿式化学処理を行うことにより、膜領域５にお
ける基板１を除去した。エツチングした基板１を
厚さ５mmのリング７に接着することにより仕上げ
を行つた。 膜質は主として被覆法により影響を受けるの
で、SiCの堆積が主として重要なことである。所
望の機械的剛性に加えて、使用するために必須の
基準はSiC層の表面形状（ピーク対谷高さ）およ
び応力により示される。反応ガス中の珪素と炭化
水素（例えば担体ガスとしてのH2中のジクロロ
ジメチルシラン（CH3）2SiCl2とプロパン）の濃
度が十分である場合、層の性質は、被覆温度およ
び処理に関係し且つ炭素源として役立つプロパン
と分量によりかなり影響されることを見出した。
このことを層の応力に対し第２図に示した。温度
の上昇に伴い引張応力の減少が正反対の圧縮応力
に対して起こる。一般に、応力の小さいSiC層を
得るための温度はプロパン含量が増すと共に低い
範囲に移行する。 シランSiH4とトルエンC7H8の場合およびシラ
ンSiH4とプロパンC3H8の場合に匹敵する結果が
得られる。 第２図の引張応力範囲にしようとする層を分析
すると、ほぼβ配向した多結晶構造を用いること
を推すようになることは明らかである。水素およ
び塩素濃度は、すべての場合プロパン含量に関係
なく３原子％以下であつた。弾性率は
4.6.1011N／m2と測定された。光の透明度に関し
て、2.5μｍの厚さの差で700〜800nｍの波長にお
いて測定して50％より大なる値であり、この値
は、反射防止被膜により十分80％以上に増すこと
ができた。 表面荒さ（ピーク対谷高さ）はSiC層の多結晶
構造に内存するので、この性質をまた十分に調べ
た。第３図に走査系により機械的に測定したピー
ク対谷高さ（Rt）を反応温度に対してプロツト
した。またこの場合反応温度およびプロパン含量
によるRt値のかなりの影響が現れた。CVD法の
最適化は、低引張応力（σ5.107N／m2）およ
び低ピーク対谷高さ（Rt20nｍ）の両者を目的
に行わなければならないので、マスクまたは平滑
層の調整および構造の質（Rt ｎｍ）をかなり制
限する比較的荒い層が比較的高い引張応力（σ
5.108N／m2）で製造されたにすぎない。第２の
場合、マスク支持体（ダイアフラム）の低収率に
加えて、特に引張応力により決定されるこれ等の
ダイアフラムのむらは、不利な影響を及ぼす。他
の欠点はσ＜108N／m2の範囲の引張応力値の著
しい広がりにある。 平滑であり且つほとんど応力のないSiC層を得
るため、本発明の膜は２処理工程で製造するが、
この場合第１工程で高引張応力を有するが、極め
て低いピーク対谷高さを有するSiC層３が単結晶
珪素ウエフア１上にに堆積され、これを第２処理
工程で機械的応力に対して適当な工程制御により
イオン注入を用いて調整する。従つて層の応力
は、層の堆積に対するパラメータに関係なく規定
した方法で調整することができる。 2.5μｍを厚さを有するSiC層をつくるため次の
条件を用いた： １ 100配向した単結晶珪素ウエフアの形態の基
板をH2雰囲気中で1110℃の温度に加熱し、 ２ 基板をHCl中で４分間エツチングし、 ３ このエツチングした基板を水素中で４分間洗
浄し、 ４ 水素担体ガス中に14％のジクロロジメチルシ
ラン（CH3）2SiCl2を含み更にジクロロジメチ
ルシランに対して15％のプロパンを含む反応ガ
スから堆積時間60秒でSiCを堆積し、 ５ 水素雰囲気中で周囲温度に冷却する。 このようにして製造されたSiC層はRt＜20nｍ
のピーク対谷高さを有した。基板の変形により測
定した引張応力は−4.108N／m2であつた。 被覆工程法、高電流イオン注入装置を用いて基
板にホウ素を導入した。ホウ素を注入することに
加えて、また窒素、アルゴン、炭素を用いて実験
を行つた。すべての場合、SiC層の引張応力に対
する影響を観察することができた： 堆積したSiC層の引張応力：4.108N／m2 注入エネルギー：170keV 用量：1016／cm2 注入したSiC層の引張応力：2.107N／m2 炭素に対する注入データ： 堆積したSiC層の引張応力：4.4・108N／m2 注入圧力：400keV 用量：1016／cm2 注入したSiC層の引張応力：８・107N／m2 窒素に対する注入データ： 堆積したSiC層の引張応力：４・108N／m2 注入エネルギー：400keV 用量：２・1016／cm2 注入したSiC層の引張応力：＜108N／m2 更に、単結晶珪素ウエフアの全側面上にSiC層
を設け、次いで先ずつくるべきダイアフラムに従
つてウエフア上にSiC層があることが望ましくな
いウエフアの中心部を選択的エツチングにより除
去し、次いで望ましいイオンを、除去したSiCの
反応側に位置し、既に膜を現す残留SiC層に注入
するように進めることができる。この場合、また
イオン注入を例えば膜の裏側から行うことができ
る。基板の２主要表面にSiC層を設けてある場
合、引張応力を減ずるため供給するイオンは、ま
た基板の夫々の主要表面上に存在するSiCの２層
に効果的に注入される。 また、単結晶珪素ウエフアの主要表面の一つに
だけSiC層を設け、所望イオンの注入後、気相か
ら堆積法により設けた窒化物マスク或いは配置し
たエツチングマスクのいずれかを、エツチング法
により珪素基板を部分的に除去する前に用いるよ
うに進めることもできる。 ホウ素、炭素または窒素イオンの代りに、また
珪素或いは水素イオンをSiC層に注入することが
できる。注入データは、本発明の範囲内で当業者
により所望応力低減の範囲で測定することができ
る。
光学特性のためにＸ線リソグラフイーマスク用の
膜に対して特に適する材料であることがわかる。 然し所要の機械的剛性に加えて、表面状態（表
面荒さまたはピーク対谷高さ）および誘導電圧が
必須部分の役割をはたす。SiC層を製造する既知
の被覆方法により、ダイアフラムを製造する間小
ピーク対谷高さに加えて最適SiC膜に必要とされ
る小引張応力を得ることはこれまで不可能であつ
た。 米国特許第3873824号には、好ましくは珪素か
ら成る本体上にSiCのマスク支持体を有するＸ線
リソグラフイー用マスクが開示されている。 然し既知方法により製造したマスク支持体は尚
ピーク対谷高さが多きすぎ且つ引張応力が高すぎ
る。 本発明の目的は、平滑な膜だけでなく所要の如
く小応力で可視スペクトルの範囲で高透過性であ
るSiC膜が得られるSiCダイアフラムの製造方法
を提供することにある。 本発明において、この目的は次の処理工程： (a) SiC層を堆積工程で先ず単結晶珪素ウエフア
を蒸着処理用に設けた装置内で水素雰囲気中
1000〜1350℃の範囲の温度に加熱し、次いで適
当なエツチング剤によりエツチングし、水素の
影響下で洗浄し、次いで珪素および炭化水素を
含むガス雰囲気からSiC層を設け、然る後被覆
した基板を水素雰囲気中で周囲温度まで冷却
し、 (b) イオン注入工程で、イオンをSiC層に注入し
てSiC層の結晶構造を機械的に乱す ことを特徴とする方法を使用することにより達成
される。 (a)の第１処理工程により、ｘ・108N／m2の範
囲の高引張応力およびナノメートル範囲の小ピー
ク対谷高さを有するSiC層が選定した反応温度に
基づき達成され、一方(b)の第２処理工程により、
引張応力がSiCの結晶構造を機械的に乱すイオン
注入に基づいて調整される。 本発明の他の好適例においては、単結晶珪素ウ
エフアを1110℃の温度に加熱する。 本発明の他の好適例においては、SiC層の堆積
用反応ガスとして水素H2中に0.05％〜8.0％、好
ましくは1.4％のジクロロジメチルシラン
（CH3）2SiCl2を含有し、更にジクロロジメチルシ
ランに対して15％のプロパンを含有するガス、若
しくはシランSiH4とトルエンC7H8、或いはシラ
ンSiH4とプロパンとを用いる。 本発明の他の好適例においては、ホウ素イオン
を150〜400keV範囲、好ましくは170keVの注入
エネルギーで1015〜1016／cm2、好ましくは1016／
cm2の用量で注入するか、または炭素イオンを150
〜400keV範囲、好ましくは400keVの注入エネル
ギーで1015〜5.1016／cm2範囲、好ましくは1016／
cm2の用量で注入するか、或いは窒素イオンを150
〜400keV範囲、好ましくは400keVの注入エネル
ギーで1015〜2.1016／cm2、好ましくは2.1016／cm2の
用量で注入する。 更に特に、本発明を用いることにより得られる
利点は、小ピーク対谷高さと同時に低引張応力を
有するSiC層が再現性ある方法で、規定した方法
で調整し得る応力値で製造することができること
にある。経済的観点での他の大きい利点は、SiC
層の製造に使用するCVD法とSiC層内の応力を低
減するため使用するイオン注入法の両者を市場で
入手し得る機械により実施することができるとい
う事実に存する。 次に図面を参照して本発明を実施例により説明
する。 第１ａ〜１ｄ図に本発明の処理工程(a)〜(d)にお
けるSiCダイアフラムの製造段階を示す。 基板１として、第１ａ図に示す市場で入手し得
る〔100〕配向を有する単結晶珪素ウエフアを用
い、この上に第１ｂ図に示すように2.5μｍの厚さ
を有するSiC層３を全側面に堆積させた。機械的
マスク（図示せず）により所望の膜領域５を画成
し、SF6雰囲気中で反応性イオンエツチングによ
り上記領域におけるSiC層を除去した（第１ｃ
図）。次いで選択的作用エツチング剤（KOH）中
で湿式化学処理を行うことにより、膜領域５にお
ける基板１を除去した。エツチングした基板１を
厚さ５mmのリング７に接着することにより仕上げ
を行つた。 膜質は主として被覆法により影響を受けるの
で、SiCの堆積が主として重要なことである。所
望の機械的剛性に加えて、使用するために必須の
基準はSiC層の表面形状（ピーク対谷高さ）およ
び応力により示される。反応ガス中の珪素と炭化
水素（例えば担体ガスとしてのH2中のジクロロ
ジメチルシラン（CH3）2SiCl2とプロパン）の濃
度が十分である場合、層の性質は、被覆温度およ
び処理に関係し且つ炭素源として役立つプロパン
と分量によりかなり影響されることを見出した。
このことを層の応力に対し第２図に示した。温度
の上昇に伴い引張応力の減少が正反対の圧縮応力
に対して起こる。一般に、応力の小さいSiC層を
得るための温度はプロパン含量が増すと共に低い
範囲に移行する。 シランSiH4とトルエンC7H8の場合およびシラ
ンSiH4とプロパンC3H8の場合に匹敵する結果が
得られる。 第２図の引張応力範囲にしようとする層を分析
すると、ほぼβ配向した多結晶構造を用いること
を推すようになることは明らかである。水素およ
び塩素濃度は、すべての場合プロパン含量に関係
なく３原子％以下であつた。弾性率は
4.6.1011N／m2と測定された。光の透明度に関し
て、2.5μｍの厚さの差で700〜800nｍの波長にお
いて測定して50％より大なる値であり、この値
は、反射防止被膜により十分80％以上に増すこと
ができた。 表面荒さ（ピーク対谷高さ）はSiC層の多結晶
構造に内存するので、この性質をまた十分に調べ
た。第３図に走査系により機械的に測定したピー
ク対谷高さ（Rt）を反応温度に対してプロツト
した。またこの場合反応温度およびプロパン含量
によるRt値のかなりの影響が現れた。CVD法の
最適化は、低引張応力（σ5.107N／m2）およ
び低ピーク対谷高さ（Rt20nｍ）の両者を目的
に行わなければならないので、マスクまたは平滑
層の調整および構造の質（Rt ｎｍ）をかなり制
限する比較的荒い層が比較的高い引張応力（σ
5.108N／m2）で製造されたにすぎない。第２の
場合、マスク支持体（ダイアフラム）の低収率に
加えて、特に引張応力により決定されるこれ等の
ダイアフラムのむらは、不利な影響を及ぼす。他
の欠点はσ＜108N／m2の範囲の引張応力値の著
しい広がりにある。 平滑であり且つほとんど応力のないSiC層を得
るため、本発明の膜は２処理工程で製造するが、
この場合第１工程で高引張応力を有するが、極め
て低いピーク対谷高さを有するSiC層３が単結晶
珪素ウエフア１上にに堆積され、これを第２処理
工程で機械的応力に対して適当な工程制御により
イオン注入を用いて調整する。従つて層の応力
は、層の堆積に対するパラメータに関係なく規定
した方法で調整することができる。 2.5μｍを厚さを有するSiC層をつくるため次の
条件を用いた： １ 100配向した単結晶珪素ウエフアの形態の基
板をH2雰囲気中で1110℃の温度に加熱し、 ２ 基板をHCl中で４分間エツチングし、 ３ このエツチングした基板を水素中で４分間洗
浄し、 ４ 水素担体ガス中に14％のジクロロジメチルシ
ラン（CH3）2SiCl2を含み更にジクロロジメチ
ルシランに対して15％のプロパンを含む反応ガ
スから堆積時間60秒でSiCを堆積し、 ５ 水素雰囲気中で周囲温度に冷却する。 このようにして製造されたSiC層はRt＜20nｍ
のピーク対谷高さを有した。基板の変形により測
定した引張応力は−4.108N／m2であつた。 被覆工程法、高電流イオン注入装置を用いて基
板にホウ素を導入した。ホウ素を注入することに
加えて、また窒素、アルゴン、炭素を用いて実験
を行つた。すべての場合、SiC層の引張応力に対
する影響を観察することができた： 堆積したSiC層の引張応力：4.108N／m2 注入エネルギー：170keV 用量：1016／cm2 注入したSiC層の引張応力：2.107N／m2 炭素に対する注入データ： 堆積したSiC層の引張応力：4.4・108N／m2 注入圧力：400keV 用量：1016／cm2 注入したSiC層の引張応力：８・107N／m2 窒素に対する注入データ： 堆積したSiC層の引張応力：４・108N／m2 注入エネルギー：400keV 用量：２・1016／cm2 注入したSiC層の引張応力：＜108N／m2 更に、単結晶珪素ウエフアの全側面上にSiC層
を設け、次いで先ずつくるべきダイアフラムに従
つてウエフア上にSiC層があることが望ましくな
いウエフアの中心部を選択的エツチングにより除
去し、次いで望ましいイオンを、除去したSiCの
反応側に位置し、既に膜を現す残留SiC層に注入
するように進めることができる。この場合、また
イオン注入を例えば膜の裏側から行うことができ
る。基板の２主要表面にSiC層を設けてある場
合、引張応力を減ずるため供給するイオンは、ま
た基板の夫々の主要表面上に存在するSiCの２層
に効果的に注入される。 また、単結晶珪素ウエフアの主要表面の一つに
だけSiC層を設け、所望イオンの注入後、気相か
ら堆積法により設けた窒化物マスク或いは配置し
たエツチングマスクのいずれかを、エツチング法
により珪素基板を部分的に除去する前に用いるよ
うに進めることもできる。 ホウ素、炭素または窒素イオンの代りに、また
珪素或いは水素イオンをSiC層に注入することが
できる。注入データは、本発明の範囲内で当業者
により所望応力低減の範囲で測定することができ
る。
第１ａ，１ｂ，１ｃ及び１ｄ図は基板をSiC層
で被覆し、基板の一部分を除去した後SiC膜を形
成する各段階を示す説明図、第２図は本発明の方
法により得たSiC層の応力を反応温度とガス雰囲
気中のプロパン含量の関数として示す曲線図、第
３図は本発明の方法により得たSiC層のピーク対
谷高さを反応温度とガス雰囲気中のプロパン含量
の関数として示す曲線図である。 １……基板、３……SiC層、５……所望の膜領
域、７……リング。
で被覆し、基板の一部分を除去した後SiC膜を形
成する各段階を示す説明図、第２図は本発明の方
法により得たSiC層の応力を反応温度とガス雰囲
気中のプロパン含量の関数として示す曲線図、第
３図は本発明の方法により得たSiC層のピーク対
谷高さを反応温度とガス雰囲気中のプロパン含量
の関数として示す曲線図である。 １……基板、３……SiC層、５……所望の膜領
域、７……リング。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 単結晶珪素ウエフアの形態の基板の２主要表
面の少なくとも一つの表面上にSiC層を化学蒸着
法により堆積し、然る後単結晶珪素ウエフアを、
選択エツチング工程により縁領域を除いて除去す
るＸ線リソグラフイーマスク用SiCのマスク支持
体の製造方法において、 (a) SiC層を堆積工程で先ず単結晶珪素ウエフア
を蒸着処理用に設けた装置内で水素雰囲気中
1000〜1350℃の範囲の温度に加熱し、次いで適
当なエツチング剤によりエツチングし、水素の
影響下で洗浄し、次いで珪素および炭化水素を
含むガス雰囲気からSiC層を設け、然る後被覆
した基板を水素雰囲気中で周囲温度まで冷却
し、 (b) イオン注入工程で、イオンをSiC層に注入し
てSiC層の結晶構造を機械的に乱す ことを特徴とするＸ線リソグラフイーマスク用
SiCのマスク支持体の製造方法。 ２ SiC層を単結晶珪素ウエフアの両主要表面上
に堆積し、単結晶珪素ウエフアと主要表面の一つ
の表面上のSiC層を選択エツチング工程で縁領域
を除いて除去することを特徴とする請求項１記載
のＸ線リソグラフイーマスク用SiCのマスク支持
体の製造方法。 ３ 単結晶珪素ウエフアをSiC層の堆積前に1110
℃の温度に加熱することを特徴とする請求項１ま
たは２記載のＸ線リソグラフイーマスク用SiCの
マスク支持体の製造方法。 ４ SiC層の堆積用反応ガスとして水素中に0.05
〜8.0％、好ましくは1.4％のジクロロジメチルシ
ラン（CH3）2SiCl2を含み、更にジクロロジメチ
ルシランに対して15％のプロパンを含むガスを用
いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一
つの項に記載のＸ線リソグラフイーマスク用SiC
のマスク支持体の製造方法。 ５ SiC層の堆積用反応ガスとしてシランSiH4と
トルエンC7H8を使用することを特徴とする請求
項１または２記載のＸ線リソグラフイーマスク用
SiCのマスク支持体の製造方法。 ６ SiC層の堆積用反応ガスとしてシランSiH4と
プロパンC3H8を使用することを特徴とする請求
項１〜３のいずれか一つの項に記載のＸ線リソグ
ラフイーマスク用SiCのマスク支持体の製造方
法。 ７ SiC層を2.5μｍの厚さに堆積することを特徴
とする請求項４記載のＸ線リソグラフイーマスク
用SiCのマスク支持体の製造方法。 ８ ホウ素イオンをSiC層に150〜400keVの範囲
の注入エネルギーで1015〜1016／cm2の用量で注入
することを特徴とする請求項７記載のＸ線リソグ
ラフイーマスク用SiCのマスク支持体の製造方
法。 ９ ホウ素イオンをSiC層に170keVの注入エネ
ルギー、1016／cm2の用量で注入することを特徴と
する請求項８記載のＸ線リソグラフイーマスク用
SiCのマスク支持体の製造方法。 １０ 炭素イオンをSiC層に150〜400keVの範囲
の注入エネルギー、1015〜5.1016／cm2の用量で注
入することを特徴とする請求項７記載のＸ線リソ
グラフイーマスク用SiCのマスク支持体の製造方
法。 １１ 炭素イオンをSiC層に400keVの注入エネ
ルギー、1016／cm2の用量で注入することを特徴と
する請求項１０記載のＸ線リソグラフイーマスク
用SiCのマスク支持体の製造方法。 １２ 窒素イオンを150〜400keVの範囲の注入エ
ネルギー、1015〜5.1016／cm2の用量で注入するこ
とを特徴とする請求項７記載のＸ線リソグラフイ
ーマスク用SiCのマスク支持体の製造方法。 １３ 窒素イオンを400keVの注入エネルギー、
2.1016／cm2の用量で注入することを特徴とする請
求項１２記載のＸ線リソグラフイーマスク用SiC
のマスク支持体の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3733311.9 | 1987-10-02 | ||
| DE19873733311 DE3733311A1 (de) | 1987-10-02 | 1987-10-02 | Verfahren zur herstellung eines maskentraegers aus sic fuer roentgenstrahllithographie-masken |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01112728A JPH01112728A (ja) | 1989-05-01 |
| JPH0531290B2 true JPH0531290B2 (ja) | 1993-05-12 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP63244701A Granted JPH01112728A (ja) | 1987-10-02 | 1988-09-30 | Ｘ線リソグラフィーマスク用ＳｉＣのマスク支持体の製造方法 |
Country Status (5)
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| EP (1) | EP0310183B1 (ja) |
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| KR (1) | KR0136879B1 (ja) |
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| US8558188B2 (en) | 2005-04-27 | 2013-10-15 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Method for manufacturing solid-state thermal neutron detectors with simultaneous high thermal neutron detection efficiency (>50%) and neutron to gamma discrimination (>1.0E4) |
| US8314400B2 (en) * | 2005-04-27 | 2012-11-20 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Method to planarize three-dimensional structures to enable conformal electrodes |
| JP6753705B2 (ja) * | 2016-06-10 | 2020-09-09 | エア・ウォーター株式会社 | 基板の製造方法 |
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-
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-
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- 1988-09-26 EP EP88202083A patent/EP0310183B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-09-29 US US07/251,630 patent/US4941942A/en not_active Expired - Fee Related
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