JPH09260251A - X線リソグラフィ用マスクメンブレンの製造方法 - Google Patents

X線リソグラフィ用マスクメンブレンの製造方法

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JPH09260251A
JPH09260251A JP6684296A JP6684296A JPH09260251A JP H09260251 A JPH09260251 A JP H09260251A JP 6684296 A JP6684296 A JP 6684296A JP 6684296 A JP6684296 A JP 6684296A JP H09260251 A JPH09260251 A JP H09260251A
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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/02Pretreatment of the material to be coated
    • C23C16/0254Physical treatment to alter the texture of the surface, e.g. scratching or polishing

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 高い可視光透過率を有し、膜厚分布、応力分
布の面内均一性が極めて高いダイヤモンドメンブレンを
得る。 【解決手段】 シリコン基板上に気相合成ダイヤモンド
より成るメンブレンを製膜するX線リソグラフィ用マス
クメンブレンの製造方法において、製膜前のシリコン基
板を、ガスにより流動化されたダイヤモンド粒子に接触
させることを特徴とするX線リソグラフィ用マスクメン
ブレンの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はX線リソグラフィ用
マスクメンブレンの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体デバイス作製におけるパターン形
成の微細化に伴ない、将来のリソグラフィ技術として、
X線リソグラフィ技術が有望視されている。X線リソグ
ラフィに用いられるマスクのX線透過膜(以下メンブレ
ンと略記する。)に要求される重要な性能を以下示す。 表面の平滑性を有すること。 機械的強度が高いこと。 高精度なアライメントに必要な可視光透過性が高いこ
と。 良好な耐薬品性や耐湿性とを有し、エッチング工程や
洗浄工程で損傷されにくいこと。 高エネルギー電子線やシンクロトロン放射光(以下SR
と略記する)の様な高エネルギービームの照射に耐える
こと。従来、X線リソグラフィ用マスクメンブレン材料
として、BN、ボロンドープシリコン、SiNx、SiC 、ダイ
ヤモンド等が提案されている。中でもダイヤモンドは、
他の材料と比較して、ヤング率、耐エッチング性、耐SR
照射性において、特異な特性を有することから、X線マ
スク用メンブレン材料として最適と考えられる。通常、
ダイヤモンドの製膜方法としては、DCアーク放電、DCグ
ロー放電、燃焼炎、高周波(13.56MHz)、マイクロ波
(2.45GHz )、熱フィラメント等が載げられるが、特に
マイクロ波 CVD法は、無電極放電で発生するため、不純
物の混入がないことや、再現性良く安定して長時間の製
膜が可能であることから、最も一般的に用いられてい
る。ところで、X線マスク基板には、半導体プロセス上
有利なシリコンが使用されるが、この基板に上記に挙げ
た種々の方法でそのまま製膜を行っても、ダイヤモンド
の核がほとんど発生せずダイヤモンド膜は成長し難い。
そこでマイクロ波放電において、基板にバイアス電圧を
印加して、ダイヤモンド核発生を促進して、ダイヤモン
ド膜を成長させた例もある。(S.Yugo;Appl.Phys.Lette
r,58,1036頁(1991)参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このダ
イヤモンド膜をX線マスク用メンブレンとして用いるに
は、未だ核発生密度が充分ではなく、また、X線マスク
の標準サイズの3インチに対して製膜を行うには処理状
態の不均一性から全く実用レベルではない。また、製膜
前にシリコン基板の表面をダイヤモンド粒子でスクラッ
チすることも行われている。具体的には、以下に示す方
法が用いられる。 ダイヤモンド粒子もしくは、ダイヤモンド粒子入りペ
ーストでシリコン基板の表面を研磨する。 アセトン、エタノール等にダイヤモンド粒子を分散さ
せた液にシリコン基板を入れて、超音波スクラッチを行
う。しかしながらの方法においては研磨の方向、荷重
等の均一化が困難であり、の方法においては、ダイヤ
モンド粒子の分散状態が得られないことや超音波振動の
基板に対する均一なエネルギー寄与が困難であることか
ら、得られた膜の膜応力や膜厚分布均一性が低い。ま
た、いずれの方法においても、ダイヤモンド核発生密度
が充分ではなく、1〜3μm 厚の平滑な、膜を得られ難
いという欠点があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題に鑑
みこれを改善すべく種々検討してなされたもので、本発
明は、シリコン基板上に気相合成ダイヤモンドより成る
メンブレンを製膜するX線リソグラフィ用マスクメンブ
レンの製造方法において、製膜前のシリコン基板を、ガ
スにより流動化されたダイヤモンド粒子に接触させるこ
とを特徴とするX線リソグラフィ用マスクメンブレンの
製造方法を要旨とするものである。
【0005】
【発明の実施の形態】気相合成の多結晶ダイヤモンドメ
ンブレンにおいて、高い可視光透過率を得るには、結晶
粒子を小さくして、メンブレン表面での乱反射を少なく
することが有効で、そのためには、ダイヤモンド粒子を
シリコン基板表面に衝突させて、シリコン基板表面にキ
ズを付けること、およびダイヤモンドのパーティクルを
残すことで製膜におけるダイヤモンド核発生を高くする
ことが要求される。一方、ダイヤモンドにメンブレンの
応力および膜厚の面内分布均一性を高くするためには、
上述のダイヤモンド粒子衝突におけるキズおよびダイヤ
モンド残渣の均一分布が要求される。これらの要求を満
たす基板前処理方法として、ダイヤモンド粒子が流動開
始速度以上のガス流体によって流動化された層内に入れ
ることで行う、いわゆる流動前処理方法を考えだした。
【0006】図1は本発明における流動前処理方法を行
うための装置である。図1により流動前処理方法につい
て以下に説明する。まず、処理層容器5は、シリコン基
板1が流動層2内に入っても流動化状態が得られる程度
の基板に対して充分に大きなサイズとする。通常の3″
径シリコン基板の場合、内径が8″径の管状のものが好
ましい。ダイヤモンド粒子としては、市販の合成ダイヤ
モンドおよび天然ダイヤモンドで粒子径は 0.1〜700 μ
m のものを合成条件に合わせて用いる。流体ガスは、取
り扱いが容易であることやシリコン基板表面での化学的
反応を防ぐために、空気および窒素、アルゴン等の不活
性ガスを用いればよい。
【0007】ダイヤモンド粒子の流動化ガス速度は、流
動開始速度の5倍以上の流速値で処理容器内を重力方向
に対して逆向きにできる限り均一に流すのが好ましい。
また流動開始速度Umf は、例えば、アルキメデス数が1.
9 ×104 以下においては式(1)により計算される。 Umf =dp2(ρp −ρf)G /1650μ…(1) 式(1)中の記号は、dp;ダイヤモンド粒子径、ρp ;
ダイヤモンド粒子密度、ρf ;ガス流体密度、 G;重力
加速度、μ;粘度、を表し、単位はCGS単位で示す。
ダイヤモンド粒子の流動化ガス速度は、流動開始速度の
5倍未満では十分な流動化層が得られず、また100 倍を
超えると流動化層が破壊されるので100 倍以下がよい。
処理する基板1はダイヤモンド粒子の流動化層2内に置
くが、設置方法は固定であっても浮動でもよい。但し処
理表面は、大きな処理効果を得るためにガス流体の流れ
の方向に対して垂直であることが好ましい。例えば図1
に示す固定治具4により固定される。
【0008】製膜におけるシリコン基板上のダイヤモン
ド核発生密度は1×106 個mm-2以上がよく、1×106
mm-2未満では気相合成の多結晶ダイヤモンドメンブレン
において、高い可視光透過率が得られず、膜厚の面内分
布均一性を高くすることができない。
【0009】ダイヤモンドの製膜方法は公知の方法で行
えば良い。例えばDCアーク放電、DCグロー放電、燃焼
炎、高周波(13.56MHz)、マイクロ波(2.45GHz )、熱
フィラメント等が載げられるが、特にマイクロ波 CVD法
は、無電極放電で発生するため、不純物の混入がないこ
とや、再現性良く安定して長時間の製膜が可能であるこ
とから好ましい。
【0010】
【実施例】以下、実施例、比較例を示すが、本発明はこ
れらによって限定されるものではない。 実施例 基板には、直径3インチで厚さが 600μm の両面研磨シ
リコン基板(100 )を用いて、図1に示す装置により流
動前処理を行なった。装置の処理層容器は、内径8イン
チ高さ1m のアクリル管とした。ダイヤモンド粒子とし
て、合成ダイヤモンドで粒径 400μm のものを 700g 内
に入れ、サイズ40μm のステンレスメッシュの金網を介
して、下からガス流体として窒素ガスを垂直方向に逆向
きに流した。流速は、Umf 18.3cm/secに対して20倍の36
6.0 cm/secとした。シリコン基板は、処理面をガスの流
れに対して垂直方向にかつ、ダイヤモンド粒子の流動化
層の中央付近に固定し、3時間処理した。
【0011】このシリコン基板表面へのダイヤモンド膜
の製膜は、下記に示すマイクロ波 CVD法によって行っ
た。まず、チェンバー内に上記処理済シリコン基板をセ
ットし、ロータリーポンプで10-3Torr以下のベースプレ
ッシャーまで排気した後、原料ガスである水素とメタン
をそれぞれ997cc/分、3cc/ 分の流量で通した。排気系
に通じるバルブの開口度を調節して、チャンバー内を30
Torrにした後、電力3000W のマイクロ波を入力して、30
時間製膜を行った。このとき、マイクロ波電力によっ
て、シリコン基板の表面温度は 900℃となっていた。得
られたダイヤモンドは、膜厚 1.2μm の多結晶ダイヤモ
ンドであった。また、核発生密度がは基板端から7mm、
23mm、39mmの位置でそれぞれ 1.6×108 個mm-2、 2.0×
108 個mm-2、 2.0×108 個mm-2と極めて、高密度かつ高
均一なものであり、膜厚分布は、3″内で中心膜厚 1.2
μm に対して±3%を達成した。さらに表面の平滑性
は、いずれの位置でも中心線平均粗さRaで50nm程度であ
り、良好な値を得た。次に、この基板のシリコンを30mm
×30mmの範囲でウェットエッチングで除去し、30mm×30
mmのメンブレンを完成させた。このメンブレンは表面凹
凸による入射光の散乱も少なく、633.1nm の入射光の透
過率は59%であった。
【0012】比較例 シリコン基板の製膜前処理方法には超音波振動方法を用
いた。すなわち粒子径10μm の人工ダイヤモンド100gを
ヘキサン3000ccに分散させた液に3インチ径厚さ 600μ
m のシリコン基板(100)両面研磨品を入れ、超音波振動
を加え40分処理した。その後、ヘキサンのみを入れた洗
浄槽で15分超音波洗浄を行ってシリコン基板の製膜前処
理を行った。
【0013】この基板に対して、以下の条件でマイクロ
波 CVD法で製膜を行った。入射電力3000W、原料ガスの
水素/メタン=997CCM/30CM 、気圧40Torr、基板温度 9
00℃、製膜時間30時間とした。得られた多結晶ダイヤモ
ンドの核発生密度は基板端から7mm、23mm、39mmの位置
でそれぞれ 9.2×104 個mm-2、 3.6×105 個mm-2、 8.2
×104 個mm-2と、低密度で、しかも不均一であった。3
点の測定位置での膜厚は 1.0μm ±40%であり、核発生
密度の低さから多数の不連続膜状態も確認された。また
表面平滑性は不良で中心線平均粗さは、 250μm であっ
た。従って、得られたメンブレン表面でのアライメント
光の散乱も多く、平均1μm 厚で 633.1nmの入射光の透
過率は39%と高精度なアライメントには、不十分な値で
あった。
【0014】
【発明の効果】本発明によると、ダイヤモンドの初期
核発生密度が極めて高いため、1〜3μm 厚の薄膜状態
であっても表面平滑性に優れるので、表面でのアライメ
ント入射光の乱反射が少なくなり高い可視光透過率を有
し、ガス流動層内での基板前処理のため、ギス付け、
ダイヤモンド種付けの効果の基板面内均一性が良好であ
り、膜厚分布、応力分布の面内均一性が極めて高いダイ
ヤモンドメンブレンが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における流動前処理を行うための装置の
斜視図をしめしたもの。
【符号の説明】
1…シリコン基板 2…流動層 3…ステンレス製金網 4…固定治具 5…処理層容器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリコン基板上に気相合成ダイヤモンドよ
    り成るメンブレンを製膜するX線リソグラフィ用マスク
    メンブレンの製造方法において、製膜前のシリコン基板
    を、ガスにより流動化されたダイヤモンド粒子に接触さ
    せることを特徴とするX線リソグラフィ用マスクメンブ
    レンの製造方法。
  2. 【請求項2】ダイヤモンド粒子の流動化ガス速度が流動
    開始速度の5倍以上である請求項1に記載のX線リソグ
    ラフィ用マスクメンブレンの製造方法。
  3. 【請求項3】製膜におけるシリコン基板上のダイヤモン
    ド核発生密度が1×106 個mm-2以上である請求項1また
    は2に記載のX線リソグラフィ用マスクメンブレンの製
    造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6509124B1 (en) 1999-11-10 2003-01-21 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Method of producing diamond film for lithography
EP1344841A1 (en) * 2002-03-11 2003-09-17 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Base material for forming diamond film
KR100746869B1 (ko) * 1999-12-24 2007-08-07 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 다이아몬드 막의 제조방법
JP2022503834A (ja) * 2018-09-28 2022-01-12 広東工業大学 ダイヤモンドコーティング窒化ケイ素セラミック全体ツール及びその製造方法並びに黒鉛におけるツールの応用

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6509124B1 (en) 1999-11-10 2003-01-21 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Method of producing diamond film for lithography
KR100746869B1 (ko) * 1999-12-24 2007-08-07 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 다이아몬드 막의 제조방법
EP1344841A1 (en) * 2002-03-11 2003-09-17 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Base material for forming diamond film
JP2022503834A (ja) * 2018-09-28 2022-01-12 広東工業大学 ダイヤモンドコーティング窒化ケイ素セラミック全体ツール及びその製造方法並びに黒鉛におけるツールの応用

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