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2012/06/21
マスク成膜システム(専用ホルダー)

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当社開発のマスク成膜用の専用ホルダーは次のような特徴を備えております。


1)マスク吸引構造
耐熱性高磁力マグネットを分散配置し、強力なマスク吸引構造としマスクの浮きを徹底的に排除しております。

2)マグネット分離構造
マグネットが本体とは分離構造となり、アライメント時に  磁力の影響を排除できます。

3)高精度
ウエハーセット面は平面度0.05mmを保証(6"タイプ)

4)オートアライメント
当社専用アライメント装置をご利用頂きますと各種処理の自動化に対応できます。

5)広範囲な対応サイズ、材質
対応サイズはφ3~12インチ、ガラスなどの角ウエハーにも各種カスタム対応致します。又、ホルダー材質はアルミ製、SUS、チタンなどお客様のプロセス条件に合わせ各種対応可能です。

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■技術資料(1)  磁性影響評価

ホルダーに使用されるマグネットが磁性材を成膜する際に、その膜厚分布に影響しないかを評価しております。

<評価条件>
 1)6"Siウエハー 
 2)成膜方式 スパッタ Al Ni 膜厚 2μm
 3)マスクパターン □1.4mm開口 5×5mmピッチ マトリックス配置 (開口数586箇所)
 4)マスク 42Alloy t50μm
 5)膜厚測定 白色干渉計 ZYGO NewView6200 (分解能1Å) 

上記条件で成膜したウエハーの1/4の領域を白色干渉計にて測定し、膜厚分布をマッピングしたものが下記チャートとなります。測定結果では領域内の高低差レンジはアルミ、ニッケル共に80Åで一致し、各々分布は異なりますが、マグネットが位置する●部分に相関した特異性は見られないという結果が得られ、また分布のσからも差が見られないということが分ります。

更に磁性ホルダーを使用しますとマグネトロンスパッタ等では磁界の影響で成膜レートが落ちるという問題もありますが、当社のホルダーの実験結果ではレートの変動は認められませんでした。

ホルダーに使用されるマグネットが磁性材を成膜する際に、その膜厚分布に影響しないかを評価しております。

<評価条件>
 1)6"Siウエハー 
 2)成膜方式 スパッタ Al Ni 膜厚 2μm
 3)マスクパターン □1.4mm開口 5×5mmピッチ マトリックス配置 (開口数586箇所)
 4)マスク 42Alloy t50μm

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■技術資料(2)  パターン解像度評価

当社の専用ホルダーで成膜されたパターン精度を評価致しました。

<評価条件>
 1)6"Siウエハー 
 2)成膜方式 スパッタ、蒸着 Al 膜厚 0.5μm
 3)マスクパターン 解像度評価マスク
 4)マスク 42Alloy t50μm
 5)膜厚測定 白色干渉計 ZYGO NewView6200 (分解能1Å)

<測定箇所>
右図解像度評価パターン
ウエハー上 左右上中下  5ヶ所
測定ウエハー  各成膜方式毎に2枚
円形パターンのマスク開口と成膜パターンを実測 各点データ 10点の平均、標準偏差を算出   
測定機 ミツトヨ Quick Vision
測定結果をグラフ化したものが下図となりますが、成膜方式によってσのバラツキは依存するデータとなりました。

パターン幅80μm前後は測定が安定しない影響もありますが、概ねパターン開口に対し5μm程度の形成精度を維持する結果を得られました。


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■技術資料(3)  パターンプロファイル評価

蒸着、スパッタによるパターンプロファイルを測定し、成膜方式毎のパターン断面を詳細に分析しました。 

<評価条件>
 1)6"Siウエハー 
 2)成膜方式 蒸着、スパッタ Al 膜厚 0.5μm
 3)マスクパターン 解像度評価パターン W50~1000μm矩形パターン
 4)マスク 42Alloy t50μm
 5)膜厚測定 白色干渉計 ZYGO NewView6200 (分解能1Å) 

この結果から、蒸着にはパターン頂上部にエッジが現れ、蒸着源からの金属分子の飛翔方向に高い指向性があることが分ります。スパッタには蒸着ほどの指向性は認められず全般にブロードな断面形状であることが確認されました。



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■技術資料(4)  パターン充填率評価

蒸蒸着、スパッタによるパターンプロファイルを測定し、成膜方式毎のパターン断面を詳細に分析しました。

<評価条件>
 1)6"Siウエハー 
 2)成膜方式 蒸着、スパッタ Al 膜厚 0.5μm
 3)マスクパターン 解像度評価パターン W50~1000μm矩形パターン
 4)マスク 42Alloy t50μm
 5)膜厚測定 白色干渉計 ZYGO NewView6200 (分解能1Å)

測定されたパターン幅と膜厚の最大値を掛け、計算上の面積と図形から計算されたパターン断面積の比率を算出し、これを充填率としてグラフ化 したのが下図となります。

マスク材厚が厚い80μmは50μmに対し充填率で劣り、これはシャドーイングの影響を端的に示しております。

実用上マスク成膜方式では膜厚精度を厳密に問われる場合、50μmマスクを使用した場合、蒸着でパターン幅150μm、スパッタでは500μmが適用下限と考えられます。 一方当社の専用ホルダーの特徴を生かし、更に薄いメタルマスクを使用しパターン充填率を引上げることが可能と考えられます。



マスク成膜システムに関してのお問い合せ
(株)システム技研 横浜事務所
TEL 045-211-8211

Email osaka@sys-gi.co.jp  (@を小文字の@へ変更して下さい)