極端紫外光リソグラフィ用薄膜の最適設計と分光エリプソメトリによるその評価法の研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09650048
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 山口 十六夫 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (40010938)
• キーワード: 極端紫外光リソグラフィ / 超解像マスク / 単層ハーフトーン位相シフトマスク / a-SiN_X / 分光エリプソメトリ / 堆積過程モニタリング / 基板温度監視 / RFスパッタリング

研究概要

昨年度に引き続き、実用的な究極の光リソグラフィ用光源であるArFエキシマレーザーの波長(193nm)における超解像マスク用薄膜材料、および、レジスト内部のハレーション防止用反射防止膜材料として、a-SiN_x薄膜をその候補として調べた。
超解像マスクは、光を遮蔽する部分を位相反転、部分透過膜とすることで、パターンの境界を明瞭にさせるものである。単層ハーフトーン位相シフトマスク、及び、反射防止膜を設計するためには、193nmでの薄膜の光学定数n-ikの正確な値が必要不可欠なので、昨年度、240nm以上の長波長領域の分光エリプソメトリ計測データから193nmでの正確な値を外挿して得る手法を考案した。
本年度は、その場分光エリプソメトリを構築し、RFスパッタリング法で成長中のa-SiN_x薄膜の膜厚とSi基板温度を同時モニタリングする手法を開発した。ArとN_2の混合比を変えた雰囲気でスパッタ堆積させた薄膜は、a-Siからa-Si_3N_4まで、光学的性質が系統的に変化することを確認した。その結果、単層ハーフトーン位相シフトマスク及び反射防止膜材料として有望であることが分かった。

研究成果

• [文献書誌] A.H.Jayatissa, T.Yamaguchi, H.Kinoshita and T.Hando: "Spectropic ellipsometric characterization of diamondlike carbon films" J.Vac.Sci.Technol.A16〔2〕. 746-748 (1998.3/4)
• [文献書誌] Tomuo Yamaguchi, Masahiro Nasu, Zhong Tao Jiang, Michiharu Tabe, Yozo Kanda: "Spectroellipsometric characterization of SIMOX with nm thick top Si layer" Thin Solid Films. 313/314. 264-269 (1998)
• [文献書誌] Zhong Tao Jiang, Mitsuru Aoyama, Yoichiro Nakanishi, Tomuo Yamaguchi, Leo Asinovsky: "Spectroellipsometric characterization of thin silicon films" Thin Solid Films. 313/314. 298-302 (1998)
• [文献書誌] L.Asinovsky, M.Broomfield, F.Shen, A.Smith, T.Yamaguchi: "Characterization of the Optical properties of PECVD SiNx films using ellipsometry and reflectometry" Thin Solid Films. 313/314. 198-204 (1998)
• [文献書誌] Z.-T.Jiang, K.Ohshimo, M.Aoyama,and T.Yamaguchi: "A study of Cr-Al Oxides for Single-layer Halftone Phase-shifting Masks for Deep-ultraviolet Region Photolithography" Jpn.J.Appl.Phys.36〔7A〕. 4008-4013 (1998)
• [文献書誌] Shouichi Uchiyama, Yoshihiro Ishigami, Masashi Ohta, Minoru Niigaki, Hirofumi Kan, Yoichiro Nakanishi and Tomuo Yamaguchi: "Growth of AlN films by Magnetron Sputtering" J.Cryst.Growth. 189/190. 448-451 (1998)