JPH04341565A - 炭化ケイ素膜の作製方法 - Google Patents
炭化ケイ素膜の作製方法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/32—Carbides
- C23C16/325—Silicon carbide
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、被着パラメータを制
御することにより、所定応力を有する炭化ケイ素膜を作
製する方法に関し、特に、引張応力を有する炭化ケイ素
膜を作製する方法に関する。引張膜応力を有するSiC
膜は、X線マスク、電子線マスクなどの作製に用いられ
る。
御することにより、所定応力を有する炭化ケイ素膜を作
製する方法に関し、特に、引張応力を有する炭化ケイ素
膜を作製する方法に関する。引張膜応力を有するSiC
膜は、X線マスク、電子線マスクなどの作製に用いられ
る。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】炭化ケイ
素(SiC)や水素化炭化ケイ素(SiC:H)の薄膜
は、電子、光起電力、摩耗などの分野で注目を集めてい
る。それは、高硬度、高ヤング率(窒化シリコンの約3
倍)、耐酸性、耐食性、高光バンド・ギャップなど多く
の特性があるからである。
素(SiC)や水素化炭化ケイ素(SiC:H)の薄膜
は、電子、光起電力、摩耗などの分野で注目を集めてい
る。それは、高硬度、高ヤング率(窒化シリコンの約3
倍)、耐酸性、耐食性、高光バンド・ギャップなど多く
の特性があるからである。
【0003】たとえば、H.A. Acedoらは、I
BM Technical Disclosure B
ulletin、Vol. 23、No. 6、Nov
ember 1980、p. 2519 で、グロー放
電炭化ケイ素から成り、優れた機械的性質と、インク・
ジェット印刷時の高pHインクによる電気化学的腐食に
対する耐性を示すメンブレイン・インク・ジェット・ノ
ズルについて説明している。 Si1−xCxを形成する反応は、プラズマによって促
進され、他のパラメータでは促進されない。
BM Technical Disclosure B
ulletin、Vol. 23、No. 6、Nov
ember 1980、p. 2519 で、グロー放
電炭化ケイ素から成り、優れた機械的性質と、インク・
ジェット印刷時の高pHインクによる電気化学的腐食に
対する耐性を示すメンブレイン・インク・ジェット・ノ
ズルについて説明している。 Si1−xCxを形成する反応は、プラズマによって促
進され、他のパラメータでは促進されない。
【0004】X線メンブレイン物質として、シリコン、
窒化シリコン、窒化ボロンとは別に炭化ケイ素を提案し
ている著者が何人かある。現在、炭化ケイ素は、X線リ
ソグラフィに関しては最も有望なマスク材料とみられて
いる。
窒化シリコン、窒化ボロンとは別に炭化ケイ素を提案し
ている著者が何人かある。現在、炭化ケイ素は、X線リ
ソグラフィに関しては最も有望なマスク材料とみられて
いる。
【0005】炭化ケイ素膜を作製するために、スパッタ
リング、グロー放電分解、イオン打ち込み、電子ビーム
蒸着、化学的気相成長(CVD)など多くの被着方式が
採用されている(R.A. Royらによる“Prep
aration−physical structur
e relationsin SiC sputter
ed films”、J. Vac. Sci. Te
chnol. A2(2)、Apr−June 198
4、p.312、左の欄)。通常、こうした被着方式で
は、 圧縮応力メンブレインが形成されるが、X線マス
クや電子ビーム・マスクの用途では、低引張応力メンブ
レインが必要である。
リング、グロー放電分解、イオン打ち込み、電子ビーム
蒸着、化学的気相成長(CVD)など多くの被着方式が
採用されている(R.A. Royらによる“Prep
aration−physical structur
e relationsin SiC sputter
ed films”、J. Vac. Sci. Te
chnol. A2(2)、Apr−June 198
4、p.312、左の欄)。通常、こうした被着方式で
は、 圧縮応力メンブレインが形成されるが、X線マス
クや電子ビーム・マスクの用途では、低引張応力メンブ
レインが必要である。
【0006】P. Burggraafは、“X−Ra
y Lithography and Mask Te
chnology”、Semiconductor I
nternational、April 1985、p
p. 92 ff の中で、 メンブレイン(薄層)の
引張応力は、約70ないし100MPaに制御するのが
最適であるという。H. Luthjeらの“Stat
us and Prospects of SiC−M
asks for SynchrotonBased
X−Ray Lithography”、SPIE V
ol. 773 Electron Beam、X−R
ay and Ion−Beam Lithograp
hies VI (1987)、pp. 15 ff
によると、多結晶構造の炭化ケイ素層は、CVDによっ
て形成できる。この文献で説明されている条件下で作製
されたメンブレインは、引張応力が約300MPaであ
り、これはX線マスク用には大きすぎると思われる。ま
た、スパッタリングとCVDによって形成された膜は、
熱アニール処理により、メンブレインのエラボレーショ
ンに必要な引張応力が小さくなる。
y Lithography and Mask Te
chnology”、Semiconductor I
nternational、April 1985、p
p. 92 ff の中で、 メンブレイン(薄層)の
引張応力は、約70ないし100MPaに制御するのが
最適であるという。H. Luthjeらの“Stat
us and Prospects of SiC−M
asks for SynchrotonBased
X−Ray Lithography”、SPIE V
ol. 773 Electron Beam、X−R
ay and Ion−Beam Lithograp
hies VI (1987)、pp. 15 ff
によると、多結晶構造の炭化ケイ素層は、CVDによっ
て形成できる。この文献で説明されている条件下で作製
されたメンブレインは、引張応力が約300MPaであ
り、これはX線マスク用には大きすぎると思われる。ま
た、スパッタリングとCVDによって形成された膜は、
熱アニール処理により、メンブレインのエラボレーショ
ンに必要な引張応力が小さくなる。
【0007】SiCについて、従来の技術では、X線マ
スク用メンブレイン材料としてはきわめて希な材料の1
つであり、現像、パターン形成、マスクとしての使用に
影響を与える重要な性質の1つは、メンブレインと吸収
材の応力であると説明されているが、SiC膜の形成時
にあるパラメータを指定して応力を制御することには全
く触れられていない。
スク用メンブレイン材料としてはきわめて希な材料の1
つであり、現像、パターン形成、マスクとしての使用に
影響を与える重要な性質の1つは、メンブレインと吸収
材の応力であると説明されているが、SiC膜の形成時
にあるパラメータを指定して応力を制御することには全
く触れられていない。
【0008】R. I. Fuentesは、IBM
Technical Disclosure Bull
etin、Vol. 31、No. 4、Septem
ber 1988、pp. 152−33の中で、スパ
ッタされたSiC膜を引張動作の最上部またはその引張
動作の前に形成することによって、炭化ケイ素薄膜の応
力を補償する手法について述べている。応力を補償する
構造を得るために、シリコン上のSiCの引張成長、S
i−SiCメンブレイン構造の前面へのSiCのスパッ
タリング、メンブレイン領域のマスキングと後面のSi
Cからの反応性イオン・エッチング、及びSiCメンブ
レインを露出するためのシリコンの異方性エッチングの
各ステップが用いられる。
Technical Disclosure Bull
etin、Vol. 31、No. 4、Septem
ber 1988、pp. 152−33の中で、スパ
ッタされたSiC膜を引張動作の最上部またはその引張
動作の前に形成することによって、炭化ケイ素薄膜の応
力を補償する手法について述べている。応力を補償する
構造を得るために、シリコン上のSiCの引張成長、S
i−SiCメンブレイン構造の前面へのSiCのスパッ
タリング、メンブレイン領域のマスキングと後面のSi
Cからの反応性イオン・エッチング、及びSiCメンブ
レインを露出するためのシリコンの異方性エッチングの
各ステップが用いられる。
【0009】ドイツ国特許公報(German Off
enlegungsschrift) DE−A−33
46 803 では、上記の構造を得る集積回路構造
とプロセスについて説明されている。この回路構造は、
基本的にはアモーファスまたは多結晶の炭化ケイ素から
成り、水素、窒素、酸素、ハロゲンなどの族のうち少な
くとも1元素を含む保護層で覆われる。保護層は、プラ
ズマCVDにより、SiHmXn(X=ハロゲン、mと
nは0ないし4に等しい)、C3H8、N2Oの化合物
を用い、 RF電源約150ないし500W(13.5
6MHz)、総圧力約13.3ないし133Pa、被着
温度約350ないし600℃の範囲で形成される。
enlegungsschrift) DE−A−33
46 803 では、上記の構造を得る集積回路構造
とプロセスについて説明されている。この回路構造は、
基本的にはアモーファスまたは多結晶の炭化ケイ素から
成り、水素、窒素、酸素、ハロゲンなどの族のうち少な
くとも1元素を含む保護層で覆われる。保護層は、プラ
ズマCVDにより、SiHmXn(X=ハロゲン、mと
nは0ないし4に等しい)、C3H8、N2Oの化合物
を用い、 RF電源約150ないし500W(13.5
6MHz)、総圧力約13.3ないし133Pa、被着
温度約350ないし600℃の範囲で形成される。
【0010】DE−A−33 46 803の方法は、
この発明とは異なる圧力パラメータ、RF電源パラメー
タを用いている。総圧力は、この発明のパラメータと比
べて低く、RF電源は大きい。低圧と高RF電源はいず
れも、成膜密度を高め、したがってSiCの保護層に圧
縮応力をもたらす要因である。
この発明とは異なる圧力パラメータ、RF電源パラメー
タを用いている。総圧力は、この発明のパラメータと比
べて低く、RF電源は大きい。低圧と高RF電源はいず
れも、成膜密度を高め、したがってSiCの保護層に圧
縮応力をもたらす要因である。
【0011】1982年6月8日に公開された特開昭5
7−27914号公報では、各反応ガスの圧力の一部を
低く保つことによって、比較的低い温度で高硬度のSi
C薄膜を形成するCVD法が説明されている。実施例で
は、基板が約300ないし400℃まで加熱される。ア
ルゴンによるプラズマ洗浄の後、シラン、メタン、及び
アルゴンの混合ガスがリアクタに導入される。シランと
メタンのガスの総圧力は約1.3ないし15Paまで調
整され、約130ないし260Pa、RF電源約100
Wでプラズマが生成され、基板表面にSiCが被着され
る。
7−27914号公報では、各反応ガスの圧力の一部を
低く保つことによって、比較的低い温度で高硬度のSi
C薄膜を形成するCVD法が説明されている。実施例で
は、基板が約300ないし400℃まで加熱される。ア
ルゴンによるプラズマ洗浄の後、シラン、メタン、及び
アルゴンの混合ガスがリアクタに導入される。シランと
メタンのガスの総圧力は約1.3ないし15Paまで調
整され、約130ないし260Pa、RF電源約100
Wでプラズマが生成され、基板表面にSiCが被着され
る。
【0012】基板温度は約400℃と低く、反応ガスに
アルゴンがあることから、高密度の膜が形成され、した
がってSiC膜に圧縮応力が生じる。
アルゴンがあることから、高密度の膜が形成され、した
がってSiC膜に圧縮応力が生じる。
【0013】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は、X線
マスク、電子ビーム・マスクなど、マイクロメカニクス
の分野のSiC薄膜やメンブレインを形成する方法にあ
る。
マスク、電子ビーム・マスクなど、マイクロメカニクス
の分野のSiC薄膜やメンブレインを形成する方法にあ
る。
【0014】この発明の目的は、a)シラン/ヘリウム
とエチレンの混合ガスを反応チャンバに導入するステッ
プと、b)グロー放電によってシランとエチレンの分子
の反応を励起・促進することによって、総圧力約26.
6ないし266Pa、400℃を超える温度でシランと
エチレンを反応させるステップと、c)得られた炭化ケ
イ素を被膜の形でウェハ基板に被着するステップとを含
む、炭化ケイ素膜の作製方法によって達成される。
とエチレンの混合ガスを反応チャンバに導入するステッ
プと、b)グロー放電によってシランとエチレンの分子
の反応を励起・促進することによって、総圧力約26.
6ないし266Pa、400℃を超える温度でシランと
エチレンを反応させるステップと、c)得られた炭化ケ
イ素を被膜の形でウェハ基板に被着するステップとを含
む、炭化ケイ素膜の作製方法によって達成される。
【0015】この発明のプロセス・パラメータを調整す
ることで、メンブレインに所望の最適固有応力が得られ
る。本発明の実施例では、プロセス・パラメータが調整
されて、メンブレインに最適引張応力が得られる。
ることで、メンブレインに所望の最適固有応力が得られ
る。本発明の実施例では、プロセス・パラメータが調整
されて、メンブレインに最適引張応力が得られる。
【0016】この発明の詳細については以下に図1とあ
わせて述べる。
わせて述べる。
【0017】
【実施例】この発明は、プラズマを用いた化学的気相成
長法(PECVD)によって炭化ケイ素を作製するプロ
セスを扱う。このプロセスではまず、シリコンとカーボ
ンを含む様々なガスが用いられ、基板上に膜状の生成物
が得られる。総圧力が約106.4Paを超える範囲で
形成されたSiC膜から作製されたメンブレインは、剛
性構造を有し、総圧力が約106.4Pa未満の範囲で
形成されたSiC膜から作製されたメンブレインは、波
形構造を有する。これは、被着時の総圧力に大きく左右
される膜応力による(後述)。
長法(PECVD)によって炭化ケイ素を作製するプロ
セスを扱う。このプロセスではまず、シリコンとカーボ
ンを含む様々なガスが用いられ、基板上に膜状の生成物
が得られる。総圧力が約106.4Paを超える範囲で
形成されたSiC膜から作製されたメンブレインは、剛
性構造を有し、総圧力が約106.4Pa未満の範囲で
形成されたSiC膜から作製されたメンブレインは、波
形構造を有する。これは、被着時の総圧力に大きく左右
される膜応力による(後述)。
【0018】被着プロセスは、特殊なPECVDリアク
タにおいて実行される。このリアクタの主な利点は、温
度範囲がRTから約600℃の加熱可能なサセプタ板に
ある。上電極はシャワー・ヘッドを有し、両電極をLF
またはRFでバイアスできる。この発明のプロセスは、
上電極(カソード)を13.56MHz、75Wでバイ
アスすることによって促進される。基板を担持する対電
極(アノード)は接地される。被着時の基板温度は約5
00℃である。被着前に直径82mmのウェハ基板がス
パッタ洗浄される。
タにおいて実行される。このリアクタの主な利点は、温
度範囲がRTから約600℃の加熱可能なサセプタ板に
ある。上電極はシャワー・ヘッドを有し、両電極をLF
またはRFでバイアスできる。この発明のプロセスは、
上電極(カソード)を13.56MHz、75Wでバイ
アスすることによって促進される。基板を担持する対電
極(アノード)は接地される。被着時の基板温度は約5
00℃である。被着前に直径82mmのウェハ基板がス
パッタ洗浄される。
【0019】プロセス・ガスはエチレン(C2H4)及
びヘリウム(He)を混合したシラン(SiH4)1.
8%の蒸気である。C2H4 のガス流は、すべての例
で10sccm/分、SiH4/Heで1.000sc
cm/分である。
びヘリウム(He)を混合したシラン(SiH4)1.
8%の蒸気である。C2H4 のガス流は、すべての例
で10sccm/分、SiH4/Heで1.000sc
cm/分である。
【0020】主として総圧力の関数であり、したがって
DC自己バイアスの関数でもあるSiC膜の性質は、圧
力範囲約26.6ないし266Paで検査される。上記
の条件下での被着速度は比較的一定(約10nm/分)
である。被着パラメータと成膜の性質を表1にまとめた
。
DC自己バイアスの関数でもあるSiC膜の性質は、圧
力範囲約26.6ないし266Paで検査される。上記
の条件下での被着速度は比較的一定(約10nm/分)
である。被着パラメータと成膜の性質を表1にまとめた
。
【0021】
【表1】
【0022】膜応力は、最初は平らな基板上の引張膜が
、基板の凸形状に対して凹面の圧縮膜となる効果を基に
測定される。応力量を示す基板の曲げ半径は、Fize
au法によって光学的に求められる。この方法は、Si
C層形成前後の曲がった基板とオプティカル・フラット
の干渉縞パターンを利用している。この方法の詳細につ
いては、W. Jaerisch、G. Makosc
hによるApplied Optics、17 (19
78)、p. 740を参照されたい。
、基板の凸形状に対して凹面の圧縮膜となる効果を基に
測定される。応力量を示す基板の曲げ半径は、Fize
au法によって光学的に求められる。この方法は、Si
C層形成前後の曲がった基板とオプティカル・フラット
の干渉縞パターンを利用している。この方法の詳細につ
いては、W. Jaerisch、G. Makosc
hによるApplied Optics、17 (19
78)、p. 740を参照されたい。
【0023】この発明のプロセスの要点は、SiC膜の
固有応力を、膜と基板との熱膨張誤差とマッチングする
ことにある。総応力σは、熱応力σthermalと固
有応力σintrinsic の和である。熱応力が生
じるのは、炭化ケイ素膜(4.7×10−6K−1)と
シリコン基板(2.6×10−6K−1)の1次熱膨張
係数の差による。固有応力は膜密度に依存し、膜密度は
、一部は基板温度、総圧力などの被着パラメータの関数
である。SiC膜の固有応力は図1に示したデータから
導かれる。
固有応力を、膜と基板との熱膨張誤差とマッチングする
ことにある。総応力σは、熱応力σthermalと固
有応力σintrinsic の和である。熱応力が生
じるのは、炭化ケイ素膜(4.7×10−6K−1)と
シリコン基板(2.6×10−6K−1)の1次熱膨張
係数の差による。固有応力は膜密度に依存し、膜密度は
、一部は基板温度、総圧力などの被着パラメータの関数
である。SiC膜の固有応力は図1に示したデータから
導かれる。
【0024】図1の正の応力は圧縮応力、負の応力は引
張応力である。ここでわかるように、被着時には膜応力
が総圧力に大きく依存し、低圧での高い圧縮膜応力から
、高圧での穏やかな引張膜応力に遷移し、約106.4
Paで膜応力がゼロになる。SiCの熱膨張係数がSi
よりも高いとき、約500℃での被着時の熱応力は、約
650MPaの引張応力であり、図1のカーブをこの値
だけ圧縮応力の方へシフトさせれば、固有応力が得られ
る。そのため、完全な引張応力領域に達するには、高い
被着温度(>400℃)が必須条件となる。
張応力である。ここでわかるように、被着時には膜応力
が総圧力に大きく依存し、低圧での高い圧縮膜応力から
、高圧での穏やかな引張膜応力に遷移し、約106.4
Paで膜応力がゼロになる。SiCの熱膨張係数がSi
よりも高いとき、約500℃での被着時の熱応力は、約
650MPaの引張応力であり、図1のカーブをこの値
だけ圧縮応力の方へシフトさせれば、固有応力が得られ
る。そのため、完全な引張応力領域に達するには、高い
被着温度(>400℃)が必須条件となる。
【0025】圧縮応力と引張応力を有する膜は、TEM
(透過電子顕微鏡)とSTM(走査型トンネル電子顕微
鏡)で検査し、ゼロ応力の膜はESCA(X線光電子分
光法)で検査した。ゼロ応力膜は、反応炭化ケイ素から
成り、ストイキオメトリは1:1であることがわかった
。TEM検査からは、膜がアモーファスであることが判
明した。STM検査では、膜硬度が4nm未満であった
。
(透過電子顕微鏡)とSTM(走査型トンネル電子顕微
鏡)で検査し、ゼロ応力の膜はESCA(X線光電子分
光法)で検査した。ゼロ応力膜は、反応炭化ケイ素から
成り、ストイキオメトリは1:1であることがわかった
。TEM検査からは、膜がアモーファスであることが判
明した。STM検査では、膜硬度が4nm未満であった
。
【0026】最初の例では、約0.1μm厚の小型Si
Cメンブレインを、圧力26.6、53.2、79.8
、106.4、133、及び266Paで作製した(表
1参照)。圧力26.6Paで作製したメンブレイン圧
縮応力は大きく、メンブレインはシリコン・フレームか
ら破損した。プロセス圧力の増加に伴う圧縮応力の減少
は、圧力106.4Paで作製されたメンブレインにお
いて応力除去と引張応力に至るまでは、メンブレインの
波形状の減少からはっきり認められた。圧力範囲106
.4Paないし266Paで作製されたメンブレインは
剛性構造すなわち引張応力を示した。
Cメンブレインを、圧力26.6、53.2、79.8
、106.4、133、及び266Paで作製した(表
1参照)。圧力26.6Paで作製したメンブレイン圧
縮応力は大きく、メンブレインはシリコン・フレームか
ら破損した。プロセス圧力の増加に伴う圧縮応力の減少
は、圧力106.4Paで作製されたメンブレインにお
いて応力除去と引張応力に至るまでは、メンブレインの
波形状の減少からはっきり認められた。圧力範囲106
.4Paないし266Paで作製されたメンブレインは
剛性構造すなわち引張応力を示した。
【0027】ここで明らかになるのは、プロセス圧力を
制御することによって、膜圧力を制御できる、すなわち
、SiCメンブレインは、約1500MPaの圧縮応力
と約160MPaの引張応力との間で応力を変化させて
形成できるということである。膜圧力の制御に加えて、
この発明に従って形成された膜は、ピンホールがなく、
優れたエッジ・カバレージを示した。
制御することによって、膜圧力を制御できる、すなわち
、SiCメンブレインは、約1500MPaの圧縮応力
と約160MPaの引張応力との間で応力を変化させて
形成できるということである。膜圧力の制御に加えて、
この発明に従って形成された膜は、ピンホールがなく、
優れたエッジ・カバレージを示した。
【0028】第2例では、この発明のプロセスに従って
、X線リソグラフィ・マスク・メンブレインを形成した
。層厚が2ないし3μmのSiC層を、PECVDによ
ってシリコン・ウェハ基板上に被着した。この後、Si
C層には、金、タングステンなどの吸収材を添加しても
よい。たとえばタングステンは、SiC層にスパッタ被
着できる。電子ビーム・リソグラフィやRIEでは、金
属層に緻密なサブミクロン・パターンのプロファイルが
得られる。最後に、シリコン基板は、異方性湿式エッチ
ングにより、KOH水溶液でウェハ後面から除去される
。X線マスクSiCメンブレインは優れた長時間安定性
を示した。
、X線リソグラフィ・マスク・メンブレインを形成した
。層厚が2ないし3μmのSiC層を、PECVDによ
ってシリコン・ウェハ基板上に被着した。この後、Si
C層には、金、タングステンなどの吸収材を添加しても
よい。たとえばタングステンは、SiC層にスパッタ被
着できる。電子ビーム・リソグラフィやRIEでは、金
属層に緻密なサブミクロン・パターンのプロファイルが
得られる。最後に、シリコン基板は、異方性湿式エッチ
ングにより、KOH水溶液でウェハ後面から除去される
。X線マスクSiCメンブレインは優れた長時間安定性
を示した。
【0029】第3例では、本発明のプロセスに従って、
電子ビーム・リソグラフィ・マスクを作製した。約2μ
m厚の、応力のないSiC層をシリコン・ウェハ基板に
付加した。パターンが、SiC層上部の金属吸収材層に
おいて形成されるX線リソグラフィ・マスクとは対照的
に、電子ビーム近接マスクのパターンは、SiC膜自体
内のパフォレーションの形に形成される。そのため、最
新のリソグラフィ技術やRIE技術が採用される。支持
板であるSiウェハは、異方性湿式エッチングにより、
KOH水溶液でウェハ後面から除去される。これにより
、機械的性質に優れた電子ビーム・マスクが得られた。
電子ビーム・リソグラフィ・マスクを作製した。約2μ
m厚の、応力のないSiC層をシリコン・ウェハ基板に
付加した。パターンが、SiC層上部の金属吸収材層に
おいて形成されるX線リソグラフィ・マスクとは対照的
に、電子ビーム近接マスクのパターンは、SiC膜自体
内のパフォレーションの形に形成される。そのため、最
新のリソグラフィ技術やRIE技術が採用される。支持
板であるSiウェハは、異方性湿式エッチングにより、
KOH水溶液でウェハ後面から除去される。これにより
、機械的性質に優れた電子ビーム・マスクが得られた。
【0030】炭化ケイ素はそれ自体興味深い物質である
。膜応力の制御と、湿式エッチングの高い選択性を組み
合わせることにより、多彩なマイクロメカニクス用途が
生まれる。
。膜応力の制御と、湿式エッチングの高い選択性を組み
合わせることにより、多彩なマイクロメカニクス用途が
生まれる。
【0031】
【発明の効果】この発明によれば、プロセス・パラメー
タ(特に混合ガスの総圧力)を調節することで、所望の
固有応力を有した炭化ケイ素膜を作製することができ、
X線マスク、電子ビームマスク等の性能を向上させるこ
とができる。
タ(特に混合ガスの総圧力)を調節することで、所望の
固有応力を有した炭化ケイ素膜を作製することができ、
X線マスク、電子ビームマスク等の性能を向上させるこ
とができる。
【図1】PECVDによって形成された、被着時の総圧
力の関数としての、SiC膜の応力を示すグラフである
。
力の関数としての、SiC膜の応力を示すグラフである
。
Claims (12)
- 【請求項1】被着パラメータを制御して、所定の応力を
有する炭化ケイ素膜を作製する方法であって、a)シラ
ン/ヘリウムとエチレンの混合ガスを反応チャンバに導
入するステップと、b)グロー放電によってシランとエ
チレンの分子の反応を励起・促進することによって、総
圧力約26.6ないし266Pa、400℃を超える温
度でシランとエチレンを反応させるステップと、c)得
られた炭化ケイ素を被膜の形でウェハ基板に被着するス
テップと、を含む、 炭化ケイ素膜の作製方法。 - 【請求項2】請求項1に記載の方法であって、シラン/
ヘリウム混合ガスとエチレンを、各々流速約1000s
ccm/分、約10sccm/分で反応チャンバに導入
する、炭化ケイ素膜の作製方法。 - 【請求項3】請求項2に記載の方法であって、シランが
、ヘリウムを混合したSiH4 1.8%の蒸気であ
る、炭化ケイ素膜の作製方法。 - 【請求項4】請求項1ないし3のいずれかに記載の方法
であって、シランとエチレンを基板温度約500℃で反
応させる、炭化ケイ素膜の作製方法。 - 【請求項5】請求項1に記載の方法であって、炭化ケイ
素膜をシリコン、ガリウムひ素などのウェハに被着する
、炭化ケイ素膜の作製方法。 - 【請求項6】請求項1ないし4のいずれかに記載の方法
であって、固有圧縮応力を有する炭化ケイ素膜を、約1
06.4Pa未満の総圧力範囲で被着する、炭化ケイ素
膜の作製方法。 - 【請求項7】請求項1ないし4のいずれかに記載の方法
であって、固有引張応力を有する炭化ケイ素膜を、約1
06.4Paを超える総圧力範囲で被着する、炭化ケイ
素膜の作製方法。 - 【請求項8】請求項1ないし7のいずれかに記載の方法
であって、周波数13.56MHz、100W未満のR
F電源を用いて反応チャンバ内のカソードにバイアスを
かけるステップと、基板を保持するアノードを接地する
ステップとを含む、炭化ケイ素膜の作製方法。 - 【請求項9】請求項1ないし8のいずれかに記載の方法
であって、固有引張応力を有する炭化ケイ素膜を、反応
ガスとしてヘリウムとエチレンを混合したSiH4 1
.8%の蒸気を用い、各々流速約1000sccm/分
、約10sccm/分、基板温度約500℃、総圧力範
囲約106.4ないし266Pa、RF電源75W、1
3.56MHzでPECVDによって被着する、炭化ケ
イ素膜の作製方法。 - 【請求項10】請求項1ないし9のいずれかに記載の方
法であって、ウェハ基板を、異方性湿式エッチングによ
り、ウェハ後面からKOH水溶液で除去する、炭化ケイ
素膜の作製方法。 - 【請求項11】請求項1ないし10に記載の方法であっ
て、X線マスクを作製するために、炭化ケイ素膜に金属
の吸収材層を添加し、該金属層にマスク・パターンを形
成し、ウェハ基板を湿式エッチングによって除去する、
炭化ケイ素膜の作製方法。 - 【請求項12】請求項1ないし10のいずれかに記載の
方法であって、電子ビーム・マスクを作製するために、
マスク・パターンを炭化ケイ素膜自体内にパフォレーシ
ョンの形に形成し、ウェハ基板を湿式エッチングによっ
て除去する、炭化ケイ素膜の作製方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE90104227.5 | 1990-03-05 | ||
EP90104227A EP0445319B1 (en) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | Process for fabricating silicon carbide films with a predetermined stress |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04341565A true JPH04341565A (ja) | 1992-11-27 |
JP2534406B2 JP2534406B2 (ja) | 1996-09-18 |
Family
ID=8203718
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3042187A Expired - Lifetime JP2534406B2 (ja) | 1990-03-05 | 1991-02-15 | 炭化ケイ素膜の作製方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5162133A (ja) |
EP (1) | EP0445319B1 (ja) |
JP (1) | JP2534406B2 (ja) |
DE (1) | DE69023478T2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001158666A (ja) * | 1999-11-26 | 2001-06-12 | Toshiba Ceramics Co Ltd | CVD−SiC自立膜構造体、及びその製造方法 |
JP2007516355A (ja) * | 2003-11-18 | 2007-06-21 | ケース ウエスタン リザーブ ユニバーシティ | 炭化ケイ素膜およびセラミック膜を堆積するための方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5480695A (en) * | 1994-08-10 | 1996-01-02 | Tenhover; Michael A. | Ceramic substrates and magnetic data storage components prepared therefrom |
US5800878A (en) | 1996-10-24 | 1998-09-01 | Applied Materials, Inc. | Reducing hydrogen concentration in pecvd amorphous silicon carbide films |
US6821571B2 (en) * | 1999-06-18 | 2004-11-23 | Applied Materials Inc. | Plasma treatment to enhance adhesion and to minimize oxidation of carbon-containing layers |
US7037574B2 (en) * | 2001-05-23 | 2006-05-02 | Veeco Instruments, Inc. | Atomic layer deposition for fabricating thin films |
US8067067B2 (en) * | 2002-02-14 | 2011-11-29 | Applied Materials, Inc. | Clean, dense yttrium oxide coating protecting semiconductor processing apparatus |
JP4113812B2 (ja) * | 2003-08-05 | 2008-07-09 | 北川工業株式会社 | 電波吸収体、および電波吸収体の製造方法 |
TWI249470B (en) * | 2005-03-09 | 2006-02-21 | Univ Nat Central | Structure and method of thermal stress compensation |
CN100577866C (zh) * | 2007-02-27 | 2010-01-06 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 应用于等离子体反应室中的气体喷头组件、其制造方法及其翻新再利用的方法 |
US10622194B2 (en) | 2007-04-27 | 2020-04-14 | Applied Materials, Inc. | Bulk sintered solid solution ceramic which exhibits fracture toughness and halogen plasma resistance |
US10242888B2 (en) | 2007-04-27 | 2019-03-26 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor processing apparatus with a ceramic-comprising surface which exhibits fracture toughness and halogen plasma resistance |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL8500645A (nl) * | 1985-03-07 | 1986-10-01 | Philips Nv | Werkwijze voor het afzetten van een laag, die in hoofdzaak uit siliciumcarbide bestaat op een substraat. |
GB8629496D0 (en) * | 1986-12-10 | 1987-01-21 | British Petroleum Co Plc | Silicon carbide |
-
1990
- 1990-03-05 DE DE69023478T patent/DE69023478T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-03-05 EP EP90104227A patent/EP0445319B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-12-20 US US07/631,138 patent/US5162133A/en not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-02-15 JP JP3042187A patent/JP2534406B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
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JP2001158666A (ja) * | 1999-11-26 | 2001-06-12 | Toshiba Ceramics Co Ltd | CVD−SiC自立膜構造体、及びその製造方法 |
JP2007516355A (ja) * | 2003-11-18 | 2007-06-21 | ケース ウエスタン リザーブ ユニバーシティ | 炭化ケイ素膜およびセラミック膜を堆積するための方法 |
JP4758354B2 (ja) * | 2003-11-18 | 2011-08-24 | ケース ウエスタン リザーブ ユニバーシティ | 基体上に炭化ケイ素層を形成する方法 |
US8153280B2 (en) | 2003-11-18 | 2012-04-10 | Case Western Reserve University | Composition comprising silicon carbide |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5162133A (en) | 1992-11-10 |
EP0445319A1 (en) | 1991-09-11 |
DE69023478T2 (de) | 1996-06-20 |
JP2534406B2 (ja) | 1996-09-18 |
EP0445319B1 (en) | 1995-11-08 |
DE69023478D1 (de) | 1995-12-14 |
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