JPH054805B2 - - Google Patents
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- JPH054805B2 JPH054805B2 JP8893487A JP8893487A JPH054805B2 JP H054805 B2 JPH054805 B2 JP H054805B2 JP 8893487 A JP8893487 A JP 8893487A JP 8893487 A JP8893487 A JP 8893487A JP H054805 B2 JPH054805 B2 JP H054805B2
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Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、半導体集積回路製造プロセスにおけ
るＸ線リソグラフイ用マスクメンブレン及びその
製造方法に関するものである。
るＸ線リソグラフイ用マスクメンブレン及びその
製造方法に関するものである。
［従来の技術］
近年、集積回路パターンの微細化に伴い、露光
手段が光リソグラフイからＸ線を用いたＸ線リソ
グラフイへ移行することが有力視されている。Ｘ
線リソグラフイにおいては、用いられるＸ線の波
長が１〜200Åであるため、従来の光リソグラフ
イにおいて用いられていた石英板やガラス板では
Ｘ線吸収が大きく、Ｘ線リソグラフイ用マスク支
持体としては不適合である。このため、現在Ｘ線
リソグラフイ用マスク支持体としてはＸ線透過率
の大きい非晶質窒化硼素（ａ−BN）や非晶質窒
化珪素（ａ−SiN）よりなる薄膜が有望視され、
これら薄膜は一般にＸ線リソグラフイ用マスクメ
ンブレンと呼ばれている。Ｘ線リソグラフイ用マ
スクメンブレンは、Ｘ線の透過率だけでなく、露
光時の位置合わせに用いられる可視光の透過率も
高いことが要求され、かつ、パターンの位置ずれ
をを引き起こさないためにこのマスクメンブレン
がその保持枠に固定された状態で残留応力が引張
応力となつていることが必要とされる。ここで、
前記ａ−BN或いはａ−SiNはそれぞれジボラン
（B2H2）とアンモニア（NH3）或いはシラン
（SiH4）とアンモニア（NH6）を原料ガスとし
て、CVD法或いはプラズマCVD法等によりSiウ
エハ上に堆積させることにより得られ、前述した
光透過率及び残留応力等の特性は、原料ガスのガ
ス圧比或いは成膜温度等の製造条件によつて支配
される。
手段が光リソグラフイからＸ線を用いたＸ線リソ
グラフイへ移行することが有力視されている。Ｘ
線リソグラフイにおいては、用いられるＸ線の波
長が１〜200Åであるため、従来の光リソグラフ
イにおいて用いられていた石英板やガラス板では
Ｘ線吸収が大きく、Ｘ線リソグラフイ用マスク支
持体としては不適合である。このため、現在Ｘ線
リソグラフイ用マスク支持体としてはＸ線透過率
の大きい非晶質窒化硼素（ａ−BN）や非晶質窒
化珪素（ａ−SiN）よりなる薄膜が有望視され、
これら薄膜は一般にＸ線リソグラフイ用マスクメ
ンブレンと呼ばれている。Ｘ線リソグラフイ用マ
スクメンブレンは、Ｘ線の透過率だけでなく、露
光時の位置合わせに用いられる可視光の透過率も
高いことが要求され、かつ、パターンの位置ずれ
をを引き起こさないためにこのマスクメンブレン
がその保持枠に固定された状態で残留応力が引張
応力となつていることが必要とされる。ここで、
前記ａ−BN或いはａ−SiNはそれぞれジボラン
（B2H2）とアンモニア（NH3）或いはシラン
（SiH4）とアンモニア（NH6）を原料ガスとし
て、CVD法或いはプラズマCVD法等によりSiウ
エハ上に堆積させることにより得られ、前述した
光透過率及び残留応力等の特性は、原料ガスのガ
ス圧比或いは成膜温度等の製造条件によつて支配
される。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、上記ａ−BN或いはａ−SiNに
おいては、成膜条件の適当な設定による光透過性
の上昇に伴い、残留応力が引張応力から圧縮応力
へと変化し、上述のＸ線リソグラフイ用マスクメ
ンブレンとして要求される最適の特性を得るのは
困難となつている。
おいては、成膜条件の適当な設定による光透過性
の上昇に伴い、残留応力が引張応力から圧縮応力
へと変化し、上述のＸ線リソグラフイ用マスクメ
ンブレンとして要求される最適の特性を得るのは
困難となつている。
本発明の目的は、残留応力が引張応力であり、
かつ光透過性に優れたＸ線リソグラフイ用マスク
メンブレン及びその製造方法を提供することにあ
る。
かつ光透過性に優れたＸ線リソグラフイ用マスク
メンブレン及びその製造方法を提供することにあ
る。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、弗素が１〜10at％含有された非晶質
窒化硼素より形成されているＸ線リソグラフイ用
マスクメンブレン、及び該Ｘ線リソグラフイ用マ
スクメンブレンをアンモニアとジボランに加えて
弗化硼素或いはアンモニアと弗化硼素を原料ガス
として減圧CVD法或いはプラズマCVD法により
製造することを特徴とするＸ線リソグラフイ用マ
スクメンブレンの製造方法である。
窒化硼素より形成されているＸ線リソグラフイ用
マスクメンブレン、及び該Ｘ線リソグラフイ用マ
スクメンブレンをアンモニアとジボランに加えて
弗化硼素或いはアンモニアと弗化硼素を原料ガス
として減圧CVD法或いはプラズマCVD法により
製造することを特徴とするＸ線リソグラフイ用マ
スクメンブレンの製造方法である。
［作 用］
一般に非晶質薄膜の残留応力は、膜を構成する
原子の平均原子間距離が基板との密着の影響によ
り薄膜の自由エネルギーを極小にする原子間距離
からずれることによりもたらされ、引張応力は膜
中原子の平均原子間距離が、膜中の原子間距離Ｒ
と膜の自由エネルギーＥの関係を示す第３図のＡ
点にある場合には対応すると考えることができ
る。従つて、引張応力状態にある膜は圧縮応力状
態にある膜に比べて膜中の平均原子間距離が大き
いと推測される。一方、ａ−BN等の非晶質半導
体薄膜においては、アモルフアスシリコン（ａ−
Si）と同様その微視的構造上ダングリングボンド
と呼ばれる未結合手が存在すると考えられ、ま
た、原子間距離や最隣接原子との結合角が一定で
なく、エネルギー的に準安定状態にある。このよ
うな非晶質半導体において、高い光透過性はその
エネルギーバンドギヤツプ中に存在するダングリ
ングボンドによる局在準位を減少させ、さらに原
子構造を緩和させてエネルギーバンドギヤツプを
大きくすることにより実現される。すなわち、高
い光透過性は、原子間距離が小さく原子結合エネ
ルギーが充分大きな状態において得られることが
期待され、このことが高い光透過性をもつａ−
BN薄膜においては残留応力が圧縮応力となつて
いる原因であると解釈される。ａ−Si薄膜におい
てよく知られるとおり、ダングリングボンドの減
少及び構造緩和は、膜中への水素の混入によつて
得られる。ａ−BNにおいてもその製法上水素は
含有され、水素の働きはａ−Siにおけると同様光
透過性向上においては重要と考えられる。しかし
ながら、水素は高温において遊離しやすいためａ
−BN膜中の水素含有率の増大は低い成膜温度に
よつて得られる。このため、原子構造は緩和され
ずに逆に不安定な構造となつて残留応力は引張応
力となるが、その分光透過性は劣化することとな
る。以上のことから、水素の導入のみで引張応力
の状態で充分なる光透過性の向上を図ることはで
きず、従つて、マスクメンブレンとしての特性向
上を図るためには何らかの元素の添加或いは置換
が一つの解決手段となる。
原子の平均原子間距離が基板との密着の影響によ
り薄膜の自由エネルギーを極小にする原子間距離
からずれることによりもたらされ、引張応力は膜
中原子の平均原子間距離が、膜中の原子間距離Ｒ
と膜の自由エネルギーＥの関係を示す第３図のＡ
点にある場合には対応すると考えることができ
る。従つて、引張応力状態にある膜は圧縮応力状
態にある膜に比べて膜中の平均原子間距離が大き
いと推測される。一方、ａ−BN等の非晶質半導
体薄膜においては、アモルフアスシリコン（ａ−
Si）と同様その微視的構造上ダングリングボンド
と呼ばれる未結合手が存在すると考えられ、ま
た、原子間距離や最隣接原子との結合角が一定で
なく、エネルギー的に準安定状態にある。このよ
うな非晶質半導体において、高い光透過性はその
エネルギーバンドギヤツプ中に存在するダングリ
ングボンドによる局在準位を減少させ、さらに原
子構造を緩和させてエネルギーバンドギヤツプを
大きくすることにより実現される。すなわち、高
い光透過性は、原子間距離が小さく原子結合エネ
ルギーが充分大きな状態において得られることが
期待され、このことが高い光透過性をもつａ−
BN薄膜においては残留応力が圧縮応力となつて
いる原因であると解釈される。ａ−Si薄膜におい
てよく知られるとおり、ダングリングボンドの減
少及び構造緩和は、膜中への水素の混入によつて
得られる。ａ−BNにおいてもその製法上水素は
含有され、水素の働きはａ−Siにおけると同様光
透過性向上においては重要と考えられる。しかし
ながら、水素は高温において遊離しやすいためａ
−BN膜中の水素含有率の増大は低い成膜温度に
よつて得られる。このため、原子構造は緩和され
ずに逆に不安定な構造となつて残留応力は引張応
力となるが、その分光透過性は劣化することとな
る。以上のことから、水素の導入のみで引張応力
の状態で充分なる光透過性の向上を図ることはで
きず、従つて、マスクメンブレンとしての特性向
上を図るためには何らかの元素の添加或いは置換
が一つの解決手段となる。
本発明は上記の点に鑑み、さらに上記したａ−
BN薄膜の特性に対するメカニズムの考察に基づ
いてなされたものであり、ａ−BNに弗素を添加
することにより、水素に代わつて或いは水素に加
えて、光透過性の向上と残留応力の制御を図つた
ものである。
BN薄膜の特性に対するメカニズムの考察に基づ
いてなされたものであり、ａ−BNに弗素を添加
することにより、水素に代わつて或いは水素に加
えて、光透過性の向上と残留応力の制御を図つた
ものである。
弗素はａ−Si薄膜の研究においてよく知られる
ように、水素と同様ダングリングボンドを終消す
ることにより、局在準位を減らして、さらに構造
を緩和する働きをもつ。ここで水素と異なる点
は、高温においても遊離しにくいという特徴があ
り、高い成膜温度においても十分に混入される。
また、水素よりも原子半径が大きく、硼素及び窒
素と原子番号を近いため、ａ−BN膜中に混入し
た場合においても、平均のＢ−Ｎ原子間距離を小
さくすることなしに、微視的に緩和された原子構
造をとることが期待される。上記した理由から、
ａ−BN薄膜に弗素を添加することにより、光透
過性に優れ、なおかつ引張応力状態にあるＸ線リ
ソグラフイ用マスクメンブレンが実現される。
ように、水素と同様ダングリングボンドを終消す
ることにより、局在準位を減らして、さらに構造
を緩和する働きをもつ。ここで水素と異なる点
は、高温においても遊離しにくいという特徴があ
り、高い成膜温度においても十分に混入される。
また、水素よりも原子半径が大きく、硼素及び窒
素と原子番号を近いため、ａ−BN膜中に混入し
た場合においても、平均のＢ−Ｎ原子間距離を小
さくすることなしに、微視的に緩和された原子構
造をとることが期待される。上記した理由から、
ａ−BN薄膜に弗素を添加することにより、光透
過性に優れ、なおかつ引張応力状態にあるＸ線リ
ソグラフイ用マスクメンブレンが実現される。
第２図は、膜中の弗素含有率による残留応力σ
と光吸収係数αの変化を示すグラフである。弗素
の添加量増大により残留応力は増大し、０〜10at
％の範囲内でマスクメンブレンの特性として有効
な１〜15（×108dyn／cm2）の引張応力が得られ
る。光吸収係数αは弗素量1at％以上で急激な減
少を示し、マスクメンブレンとして要求されるα
４×103cm-1が満足される。従つて、弗素の含
有率は１〜10at％であることがマスクメンブレン
として要求される特性を満足することが結論され
る。
と光吸収係数αの変化を示すグラフである。弗素
の添加量増大により残留応力は増大し、０〜10at
％の範囲内でマスクメンブレンの特性として有効
な１〜15（×108dyn／cm2）の引張応力が得られ
る。光吸収係数αは弗素量1at％以上で急激な減
少を示し、マスクメンブレンとして要求されるα
４×103cm-1が満足される。従つて、弗素の含
有率は１〜10at％であることがマスクメンブレン
として要求される特性を満足することが結論され
る。
上記の弗素が添加されたａ−BN薄膜は、ジボ
ラン（B2H6）及びアンモニア（NH3）に加えて
弗化硼素（BF3）を原料ガスとし、またはBF3と
NH3を原料ガスとして減圧CVD法或いはプラズ
マCVD法により作成されるものである。
ラン（B2H6）及びアンモニア（NH3）に加えて
弗化硼素（BF3）を原料ガスとし、またはBF3と
NH3を原料ガスとして減圧CVD法或いはプラズ
マCVD法により作成されるものである。
［実施例］
以下、本発明の実施例について説明する。
第１図は、BF3、B2H6及びNH3を原料ガス、
H2をキヤリアガスとして減圧CVD法によりSiウ
エハ基板上に成膜した弗素化ａ−BN（ａ−BN：
Ｆ）薄膜中における弗素(F)量のガス圧比BF3／
B2H6依存性を示したものである。成膜温度は600
℃、全ガス流量2300SCCM、NH3及びBF3ガス流
量はそれぞれ750SCCM及び30SCCMであり、反
応圧力は0.5Torrである。成膜時間は２時間であ
り、この場合の膜厚は約2μｍであつた。第１図
に示したとおり、BF3／B2H6の増大に伴い、膜
中に取り込まれるＦ量は０から10at％程度まで上
昇する傾向を示した。
H2をキヤリアガスとして減圧CVD法によりSiウ
エハ基板上に成膜した弗素化ａ−BN（ａ−BN：
Ｆ）薄膜中における弗素(F)量のガス圧比BF3／
B2H6依存性を示したものである。成膜温度は600
℃、全ガス流量2300SCCM、NH3及びBF3ガス流
量はそれぞれ750SCCM及び30SCCMであり、反
応圧力は0.5Torrである。成膜時間は２時間であ
り、この場合の膜厚は約2μｍであつた。第１図
に示したとおり、BF3／B2H6の増大に伴い、膜
中に取り込まれるＦ量は０から10at％程度まで上
昇する傾向を示した。
第２図は、上記の作製条件において成膜したａ
−BN：Ｆ薄膜の光吸収係数α及び残留特性σの
Ｆ量依存性を示したものであり、Ｆ量の増大に伴
い、残留圧力は圧縮応力から引張応力へと変化
し、同時に光透過率は増大する傾向を示してこれ
に対応して光吸収係数は減少した。
−BN：Ｆ薄膜の光吸収係数α及び残留特性σの
Ｆ量依存性を示したものであり、Ｆ量の増大に伴
い、残留圧力は圧縮応力から引張応力へと変化
し、同時に光透過率は増大する傾向を示してこれ
に対応して光吸収係数は減少した。
［発明の効果］
本発明により所望の大きさの引張応力を有し、
かつ光透過性に優れたＸ線リソグラフイ用マスク
メンブレンを作成することができる。
かつ光透過性に優れたＸ線リソグラフイ用マスク
メンブレンを作成することができる。
第１図はBF3とB2H6のガス流量比と膜中に含
有される弗素量の関係を示す図、第２図は弗素量
と残留応力σ及び光吸収係数αの関係を示す図、
第３図は膜中の原子間距離Ｒと膜の自由エネルギ
ーＥの関係を示す図である。
有される弗素量の関係を示す図、第２図は弗素量
と残留応力σ及び光吸収係数αの関係を示す図、
第３図は膜中の原子間距離Ｒと膜の自由エネルギ
ーＥの関係を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｘ線を吸収する重金属よりなるＸ線吸収パタ
ーンを支持するためのＸ線を透過する材質よりな
るＸ線リソグラフイ用マスクメンブレンが１〜
10at％の弗素を含有した非晶質窒化硼素より形成
されたことを特徴とするＸ線リソグラフイ用マス
クメンブレン。 ２ １〜10at％の弗素を含有する非晶質窒化硼素
をアンモニアとジボランに弗化硼素を加えた原料
ガス、或いはアンモニアと弗化硼素を原料ガスと
して減圧CVD法或いはプラズマCVD法により形
成することを特徴とするＸ線リソグラフイ用マス
クメンブレンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62088934A JPS63254725A (ja) | 1987-04-13 | 1987-04-13 | Ｘ線リソグラフイ用マスクメンブレン及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62088934A JPS63254725A (ja) | 1987-04-13 | 1987-04-13 | Ｘ線リソグラフイ用マスクメンブレン及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63254725A JPS63254725A (ja) | 1988-10-21 |
| JPH054805B2 true JPH054805B2 (ja) | 1993-01-20 |
Family
ID=13956720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62088934A Granted JPS63254725A (ja) | 1987-04-13 | 1987-04-13 | Ｘ線リソグラフイ用マスクメンブレン及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63254725A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4674353B2 (ja) * | 2005-10-07 | 2011-04-20 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | フッ素原子が導入された窒化ホウ素ナノチューブ及びその製造方法 |
-
1987
- 1987-04-13 JP JP62088934A patent/JPS63254725A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63254725A (ja) | 1988-10-21 |
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