極端紫外光リソグラフィ用簿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

1999 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, 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-SiNx / 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 / 経験的誘電率関数

研究概要

昨年度までに、波長193nmのArFエキシマレーザーを用いた究極の光リソグラフィ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-SiNx薄膜および酸化Crと酸化Alの混合薄膜をその候補として調べてきた。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、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。
最終年度である本年度は、上記のようにして得られた193nmでの光学定数をもつ薄膜が、単層ハーフトーン位相シフトマスクとしての機能を発揮するための最適膜厚を設計する方法を考案した。計算の結果、a-SiNxの組成が比較的ストイキオメトリのa-Si_3N_4に近い膜がその条件を満たすことが判明した。最適組成の膜を作製するするためには、薄膜堆積中のガス雰囲気のコントロールが必要であることも分かった。そのため、ArとN_2ガスの堆積中の混合比を質量分析装置で監視した。膜厚も正確にコントロールして作製する必要があったので、その場分光エリプソメトリで監視する必要があった。フォトレジストが開発されて必要な透過率が決まれば、直ちに位相シフト膜を作製できる準備が整った。

研究成果

• [文献書誌] 山口十六夫: "分光エリプソメトリによる表面・簿膜の解析"表面科学. 21(改定済). (2000)
• [文献書誌] 江尻哲夫、森本茂豊、Kamil Postava,青山満、山口十六夫: "分光エリプソメトリにおける多変数解析の解の単一性"静大電研報告. 34(改定済). (2000)
• [文献書誌] 森本茂豊、藤田吉紀、青山満、山口十六夫: "分光エリプソメトリによるRFスパッタa-SiN簿膜の堆積過程モニタリング"静大電研報告. 33. 119-121 (1999)
• [文献書誌] N.Saito,Y.Inui,T.Yamaguchi,I.Nakaaki: "Indium doping of amorphous SiC : H films prepared by reactive magnetron co-sputtering"Thin Solid Films. 353. 189-193 (1999)
• [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)