JPH02244045A - フォトマスク - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガラス、金属またはセラミックス上に炭素被
膜をコーティングし、その機械的強度を補強しようとす
るものであり、特にアセチレン、メタンのような炭化水
素気体をプラズマ雰囲気中に導入し分解せしめることに
より、Ｃ−Ｃ結合を作り、結果としてグラファイトのよ
うな導電性または不良導電性の炭素を作るのではなく、
光学的エネルギバンド中（Ｅｇという）が２．ＯｅＶ以
上、好ましくは２．６〜４．５ｅＶを有するダイヤモン
ドに類似の絶縁性の炭素を形成することを特徴としてい
る。

さらにこの本発明の炭素は、その硬度も４５００Ｋｇ／
ｍが以上、代表的には６５００Ｋｇ／ｍ＋ｗ”というダ
イヤモンド類似の硬さを有する。そしてその結晶学的構
造はアモルファス（非晶質）または５〜２００人の大き
さの微結晶性ををしている。またこの炭素は水素、ハロ
ゲン元素が２５モル％以下の量を同時に含有している。

かかる炭素はきわめて熱的に化学的に安定であるため、
一般に知られている選択エツチングができない。このた
め、本発明はこの化学的に安定な炭素被膜を選択的に除
去し、基板または基体上に炭素を残存させんとするもの
である。本発明は、かかる炭素被膜の選択除去に関する
作成方法である。

本発明はこれらの炭素（以下本発明においては単に炭素
という）をガラス、金属またはセラミックス上に設けた
複合体を設けたものである。

本発明は、この炭素を形成させる際の基板に加える温度
を１５０〜４５０°Ｃとし、従来より知られたＣＶＤ法
において用いられる基板の温度に比べ５００〜１５００
°Ｃも低い温度で形成したことを他の特徴とする。

また本発明は、ガラス基板上に選択的に炭素被膜を設け
、電子ビーム露光装置または紫外線の露光装置のフォト
マスクとしで用いることを他の特徴としている。

さらに本発明の複合体はバルブ、耐磨耗材料、またはｌ
’ＩＮ型を有する半導体としての装置例えば受光または
発光素子への応用が可能である。

以下に図面に従って本発明に用いられた複合体またはそ
の複合体の作製方法を記す。

実施例１ 第１図は本発明の炭素を形成するためのプラズマＣＶＤ
装置の概要を示す。

図面において反応性気体である炭化水素気体、例えばア
セチレンが（８）よりバルブ、流量計（５）をへて反応
系中の励起室（４）に導入される。さらに必要に応じて
、キャリアガスを水素またはへリュームにより（７）よ
りバルブ、流量計（６）をへて同様に励起室に至る。こ
こに■価またはＶ価の不純物、例えばジボランまたはフ
ォスヒンを導入する場合はさらに同様にこの系に加えれ
ばよい。

これらの反応性気体は２．４５Ｇ）ｌｚのマイクロ波に
よる電磁エネルギにより０．１〜５に−のエネルギを加
えられ、励起室にて活性化、分解または反応させられる
。さらにこの反応性気体は反応炉（１）にて加熱炉（９
）により１５０−４５０”Ｃに加熱させ、さらに１３．
５５Ｍ１ｔ、＋、（７）ｉｊ５波１ネ７１．キ（２）　
ニヨリ反応、ｔｌされ、ＣＣ結合を多数形成した炭素を
生成する。

この際、加える電磁エネルギが小さい場合はアモルファ
ス構造の炭素が生成される。他方、この電磁エネルギを
強く加えた場合は５〜２００人の大きさのダイヤモンド
形状の微結晶性を有する炭素を生成させ得る。この反応
は電源（１３）によりヒータ（１１）を加熱し、さらに
その上の基板（１０）を加熱して行う。そしてこの基板
の上面に被膜として反応生成物の炭素被膜が形成される
。反応後の不要物は排気口（１２）よりロータリーポン
プを経て排気される。反応室（１）は０．００１〜１０
ｔｏｒｒ代表的には０．１〜Ｑ、５ｔｏｒｒに保持され
ており、マイクロ波（３）、高周波（２）のエネルギに
より反応室（１）内はプラズマ状態が生成される。特に
１ＧＨｚ以上の周波数にあっては、Ｃ−Ｈ結合より水素
を分離し、０．１〜５０　Ｍ　＋１２の周波数にあって
はＣ＝Ｃ結合、Ｃ＝Ｃ結合を分解し、’：；　ｃ　−ｃ
　り結合または−Ｃ−Ｃ−結合を作り、炭素の不対結合
手同志を互いに衝突させて共有結合させ、安定なダイヤ
モンド構造を有せしめた。

か（してガラス、金属、セラミックスよりなる被形成面
を有する基板上に炭素特に炭素中に水素を２５モル％以
下含有する炭素またＰ、ＩまたはＮ型の導電型を有する
炭素を形成させた。

実施例２ 第２図はフォトマスクを設けた場合の構造である。すな
わち第２図（Ａ）においては、ガラス特に石英ガラス（
２０）上に選択的にエツチングして被膜（２９）を設け
、この上面に炭素被膜を０．１−１μの厚さに実施例１
の方法で形成した。この後リフトオフを行うことにより
、選択的に被膜（２９）及びその上面の炭素被膜を除去
し、結果として基板（２０）上に炭素被膜（２１）層を
残存させて設けた。これは超しＳｌ等の半導体用のマス
クとしてきわめてすぐれたものであり、電子ビームまた
は遠紫外光に対してマスク効果を有するとともに、耐摩
耗性に優れており、また半永久的に使用が可能である。

かかるフォトマスク用の炭素被膜の作製に際し識別しや
す（するため、若干の色調をつけることは有効である。

このためには炭素被膜の作成の際同時に着色用不純物を
添加したプラズマＣＶＤ方法を用いることもできる。

炭素被膜の選択的な除去方法として、基板全面に設けら
れた炭素に対し、酸化物雰囲気中にてレザ光を選択的に
コンピュータ制御により行い、不要の部分の炭素を酸化
して炭酸ガスとして放出して除去する。その結果、第２
図（Ｂ）のごときマスクを作ることができた。

以上の説明より明らかな如く、本発明はガラス、金属ま
たはセラミックの表面または内部に炭素または炭素を主
成分とした被膜をコーティングして設けたものである。

この複合体は他の多くの実施例にみられる如く、その応
用は計り知れないものであり、特にこの炭素が４５０°
Ｃ以下の低温で形成され、その硬度また基板に対する密
着性がきわめて優れているのが特徴である。

本発明におけるセラミックはアルミナ、ジルコニア、ま
たはそれらに炭素またはランタン等の希土類元素が添加
された任意の材料を用いることができる。また金属にあ
っては、ステンレス、モリブデン、タングステン等の少
なくとも３００〜４５０°Ｃの温度に耐えられる材料な
らばすべてに応用可能である。またガラスは石英のみな
らずソーダガラス等に対しても被膜化が可能であり、そ
の応用はきわめて広い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の炭素を被形成面上に作製する製造装置
の概要を示す。 第２図は本発明の複合体の実施例を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に選択的にダイヤモンド構造を有する炭素が
   設けられたことを特徴とするフォトマスク。 ２、特許請求の範囲第１項において、炭素には着色用不
   純物が添加されていることを特徴とするフォトマスク。