JP2002110637A

JP2002110637A - マスク部材、マスク部材セット、基体処理方法、半導体装置の製造方法、及び、半導体装置の製造条件決定方法

Info

Publication number: JP2002110637A
Application number: JP2000292615A
Authority: JP
Inventors: Keiji Horioka; 啓治堀岡
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2000-09-26
Filing date: 2000-09-26
Publication date: 2002-04-12

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体装置等の製造における処理条件を最適
化する際に、基体の所要数量を軽減できると共に、複数
種の半導体装置等を単一の基体上に形成できるマスク部
材等を提供する。【解決手段】ハードマスク１０は、円板状を成すウェ
ハＷと略同等の外径を有する略円筒状の側壁部１１に、
略円板状の遮断部１２が結合されたものである。この側
壁部１１の下方端１１ｒは、ウェハＷの周縁部Ｗｒ上に
当接され、その上方端は、遮断部１２で実質的に封止さ
れている。また、遮断部１２の中央部には、矩形状に開
口した窓部１０ａが設けられている。このハードマスク
１０が設置されたウェハＷが処理媒体Ｂにより処理され
ると、処理媒体Ｂの一部は遮断部１２で遮られ、残部は
窓部１０ａを通過してウェハＷ上に達し、特定の領域Ｗ
ａのみが処理される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マスク部材、マス
ク部材セット、基体処理方法、半導体装置の製造方法、
及び、半導体装置の製造条件決定方法に関し、詳しく
は、基体の表面叉はその表面を含む表層部を処理媒体に
より処理する際に用いられるマスク部材、そのマスク部
材を複数備えるマスク部材セット、そのマスク部材叉は
そのマスク部材セットを用いた基体処理方法及び半導体
装置の製造方法、並びに、その製造条件を最適化するた
めの半導体装置の製造条件決定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、メモリ素子等の半導体装置の高集
積化がこれまで以上に加速されており、半導体装置の製
造工程に関する研究開発の更なる迅速化が切望されてい
る。このような半導体装置の開発段階においては、従来
より、各製造工程のそれぞれに対して個別評価用のテス
トピースウェハを用いて処理条件の特性評価を行った
後、試作用のウェハを投入して幾つかの主要工程につい
ていわゆる“条件振り”による処理条件の最適化作業が
実施されている。この“条件振り”は、例えば、１水準
あたり１枚叉は複数枚のウェハ単位で行われ、半導体装
置としてのデバイス特性を確認した上で、最も高い歩留
まりを与えた条件を最適製造条件として選定することが
多い。

【０００３】また、半導体装置の多様化も促進される傾
向にあり、汎用メモリの大量製造（量産）とは別に、例
えば、ＩＣ設計等において少量多品種の半導体装置に対
するニーズがこれまでにも増して高まりつつある。これ
に対して、従来の半導体装置の製造は、一般にウェハ単
位で行われ、異種の半導体装置の各々の必要数にかかわ
らず、一つのウェハに一種の半導体装置を形成してい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、メモリ、Ｃ
ＭＯＳ論理素子等の半導体装置は、一般にシリコン（Ｓ
ｉ）等の半導体基板（ウェハ）に対して、薄膜の形成、
イオン注入、レジストマスクの形成、エッチング等の表
面処理工程を繰り返して実行することにより製造され、
その工程数は、通常、１００〜３００工程にも達する。
よって、従来の製造工程開発手法では、処理条件の特性
評価や“条件振り”に使用されるウェハの数は膨大な量
となる。

【０００５】殊に、半導体装置製造に使用されるウェハ
は、ますます大口径化する傾向にあり、例えば、ウェハ
径３００ｍｍともなると、ウェハ自体が非常に高価であ
るため、上述の特性評価や“条件振り”を実施し難くな
る傾向にある。こうなると、半導体装置の製造工程にお
ける処理条件の最適化を十分に行うことが困難となり、
ひいてはデバイス特性が十分に向上されないおそれもあ
る。逆に、処理条件の最適化を十分に実施しようとする
と、コストの莫大な増大を招くおそれがある。

【０００６】また、開発段階において、量産用のウェハ
（例えば、３００ｍｍ；１２インチ）よりも口径が小さ
なウェハ（例えば、２５ｍｍ；１インチ）を用いること
も考えられる。しかし、この場合には、量産ラインとは
別に小口径用の専用ラインを用意する必要があり、設備
コストの増大叉は装置の入手困難性を考慮すると非現実
的である。

【０００７】また、多品種の半導体装置を製造するに
は、最低でも品種数に応じたウェハ数が必要であり、各
半導体装置の必要量が少ない場合に、コストが顕著に割
高になる傾向にあった。特に、外径３００ｍｍのような
大口径のウェハを用いた場合には、必要数を超える量の
半導体装置を多量に製造することとなり、経済性の観点
からは、必ずしも望ましいとは言えなかった。

【０００８】そこで、本発明はこのような事情に鑑みて
なされたものであり、半導体装置等の生産物の製造工程
における処理条件を最適化する際に、基体の所要数量を
軽減でき、また、これにより生産物の開発叉は製造にお
ける経済性及びその生産物のデバイス特性を向上できる
と共に、複数種の生産物を単一の基体上に形成すること
が可能なマスク部材、マスク部材セット、基体処理方
法、半導体装置の製造方法、及び、半導体装置の製造条
件決定方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によるマスク部材は、基体の表面叉はその表
面を含む表層部を化学種叉は放射線を含む処理媒体によ
り処理する際に用いられ、その基体上を覆うように設置
されるものであって、基体上にこの基体と所定の距離を
有して配置され、処理媒体の基体表面の一部への到達を
遮断する遮断部を備えることを特徴とする。

【００１０】このように構成されたマスク部材が基体に
対して設置されると、その遮断部が基体と所定の距離を
有して配置される。この状態で、化学種叉は放射線を含
む処理媒体により基体が処理される場合には、処理媒体
の一部が遮断部に遮断されて基体表面の一部と処理媒体
との接触が妨げられる。これにより、基体の残部上に処
理媒体が到達して接触し、その残部上のみがその処理媒
体で処理される。このとき、マスク部材の遮断部と基体
とは所定の距離を有して配置されるので、一旦処理が施
された基体上の領域（部位）を別のマスク部材で覆う場
合に、その領域とマスク部材の遮断部との接触が防止さ
れる。

【００１１】なお、本発明において「処理媒体」とは、
（ａ）周波数叉は発生源で決められる電磁放射線、例え
ば、ＲＦ波、赤外線、可視光線、紫外線、Ｘ線、ガンマ
線等、（ｂ）粒子叉は発生源で決められる粒子放射線、
例えば、アルファ線、ベータ線、電子線、中性子線等、
（ｃ）化学種、化学種の活性種、例えば、イオン、ラジ
カル等、を含むエネルギー伝達媒体を示す。

【００１２】或いは、本発明のマスク部材は、基体の表
面叉はその表面を含む表層部を化学種叉は放射線を含む
処理媒体により処理する際に用いられ、その基体上を覆
うように設置されるものであって、略平板状を成し、処
理媒体が透過叉は通過可能な少なくとも一つの窓部（例
えば、開口した窓部）を有し、且つ、基体上にこの基体
と所定の距離を有して配置された遮断部と、略筒状を成
し、一方端が基体の周縁部に当接され、他方端が遮断部
の周縁部に結合された側壁部とを備えることを特徴とす
る。

【００１３】このような構成とすれば、略筒状の側壁部
の一方端が基体の周縁部に当接し、その側壁部の他方端
に略平板状の遮断部が結合され、その遮断部と基体とが
所定の距離を有して対向配置される。この状態で、処理
媒体による基体の処理が行われると、遮断部の窓部に達
した処理媒体は、その窓部を透過叉は通過して基体に達
する。一方、遮断部の窓部以外の部分に達した処理媒体
は、そこで遮断される。よって、窓部に対向した基体上
の特定の部分（領域）のみが処理媒体で処理される。

【００１４】また、遮断部が、好ましくは下記式
（１）；１０≦Ｈ≦３００ …（１）、より好ましくは下記式（４）；１０≦Ｈ≦１００ …（４）、特に好ましくは下記式（５）；１０≦Ｈ≦３０ …（５）、で表される関係を満たすように設けられるものであると
好適である。ここで、式中、Ｈは遮断部と基体との所定
の距離（μｍ）を示す。

【００１５】特に、マスク部材が上述の側壁部を有する
ときには、その側壁部の高さをＨとしたときに、好まし
くは上記式（１）、より好ましく上記式（４）、特に好
ましくは上記式（５）で表される関係を満たすと好まし
い。

【００１６】このようにすれば、例えば、基体としての
半導体基板に対して成膜処理を行う場合に、基体上に堆
積された膜とマスク部材との接触を十分に防止できる。
また、基体の性状、種類等にもよるが、基体にたわみが
あったり、基体上に段差がある場合でも、十分なクリア
ランスを確保し易い傾向にある。さらに、例えば、半導
体基板に対してプラズマ処理を行うときに、遮断部と基
体間にプラズマが侵入するのを抑制できる。特に、式
（５）を満足すれば、基体上に形成されるメモリ素子等
の半導体装置間のダイシングライン幅（切断しろ）が十
分に確保されると共に、基体に成膜処理を施すときに、
所望の特定領域以外の不要な部分への堆積が十分に抑止
される。

【００１７】さらに、遮断部の周縁部叉は側壁部の上記
一方端に被着叉は結合され、マスク部材の周縁部と基体
の周縁部とを着脱可能な接合部を更に有するとより好ま
しい。こうすれば、マスク部材の周縁部が基体の周縁部
と接合される。よって、基体の処理中にマスク部材が基
体から位置ずれするおそれがなく、基体上の所望の特定
範囲を確実に処理できる。また、マスク部材を基体から
脱着できるので、他のマスク材への交換を簡易に行い得
る。

【００１８】またさらに、遮断部叉は側壁部に設けられ
ており、この遮断部及び側壁部から絶縁されており、且
つ、互いに隔離された複数の導電部を更に有しても好適
である。このように構成すると、複数の導電部の少なく
とも一つに正叉は負の極性を有する電圧を印加し、他の
導電部の少なくとも一つに逆極性を有する電圧を印加す
れば、導電部の周囲に電界が生じ、これにより導電部の
周囲において基体とマスク部材が静電的に固着（静電チ
ャック）される。よって、固着時には、マスク部材と基
体とが十分に固定されると共に、導電部を短絡させれ
ば、その固着を平易に解除できる。

【００１９】さらにまた、本発明によるマスク部材は、
基体の熱膨張係数と異なる熱膨張係数を有するものであ
り、且つ、基体の周縁部の外面と遮断部叉は側壁部の内
面とが当接するものであっても有用である。より具体的
には、（１）基体の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数
を有する材料でマスク部材を形成し、その寸法形状を、
例えば常温よりも低い温度において基体よりも大きくな
るように成形する。この場合、マスク部材を常温より低
い温度雰囲気で基体の周囲に配置し、その後、常温に戻
すことにより、マスク部材と基体とが嵌合されて固着さ
れる。基体が常温以上の高温で処理される場合でも、こ
の固着状態は維持される。処理が終了した後、常温以下
の雰囲気温度に曝すことにより両者の固着は解除され
る。

【００２０】また、（２）基体の熱膨張係数よりも大き
い熱膨張係数を有する材料でマスク部材を形成し、その
寸法形状を、例えば基体の処理温度よりも高い温度にお
いて基体よりも大きくなるように成形する。この場合、
マスク部材を処理温度より高い温度雰囲気で基体の周囲
に配置し、それから常温叉は処理温度に戻すことによ
り、マスク部材と基体とが嵌合されて固着される。基体
が常温以上の高温で処理される場合でも、この固着状態
は維持される。処理が終了した後、処理温度以上の雰囲
気温度に曝すことにより両者の固着は解除される。

【００２１】加えて、本発明のマスク部材は、主として
炭化ケイ素（ＳｉＣ）、石英ガラス、窒化ケイ素（Ｓｉ
₃Ｎ₄）及びゲルマニウム（Ｇｅ）のうち少なくとも一種
から成るものであることが望ましい。これらの物質のう
ち、ＳｉＣ、石英ガラス及びＳｉ₃Ｎ₄を用いると、マス
ク部材の反応性が十分に低下され、処理媒体との物理的
・化学的な相互作用（反応）が十分に抑えられる。これ
らのなかでも、主としてＳｉＣを用いると、基体をエッ
チングする際に、マスク部材が極めて腐食叉は切削され
難くなり、たとえ腐食叉は切削されても基体の処理に不
都合な化学種や物質が生成され難く、しかもプラズマ、
熱、溶媒等に対する耐性が高められるのでより好まし
い。また、ＳｉＣ、石英ガラス及びＧｅは、熱膨張係数
が通常の半導体基板を構成するＳｉと異なるので、上述
したようなマスク部材と基体との熱膨張係数差を利用し
て両者を固着させ易くなる。

【００２２】また、基体が、その表面上叉は表層部上に
半導体装置が形成される半導体基板であるときに、窓部
が略矩形状に開口されており且つ下記式（２）及び下記
式（３）；Ｄａ＝ｎ×Ｔａ …（２）、Ｄｂ＝ｍ×Ｔｂ …（３）、で表される関係を満たすように設けられたものであると
更に好ましい。ここで、式中、Ｄａは窓部の一辺の長さ
を示し、Ｄｂは窓部の他辺の長さを示し、Ｔａは半導体
装置の一辺の長さを示し、Ｔｂは半導体装置の他辺の長
さを示し、ｎ及びｍはそれぞれ自然数を示し、互いに同
一でも異なっていてもよい。

【００２３】このような構成を有すると、窓部の開口形
状が、メモリ素子等の単一の半導体装置より大きく且つ
略相似な形状、叉は、その半導体装置が連設された形状
とされる。よって、窓部を透過叉は通過した処理媒体に
よって処理される基体上の領域の大きさが半導体装置単
位となるので、半導体装置の製造条件を決定する際に半
導体装置単位での“条件振り”を簡易に且つ確実に実行
できる。より具体的には、“条件振り”における水準
数、段階数叉は条件数をｋとすれば、基体上に形成され
る異なる条件で処理された領域の数が、例えば１／ｋ個
となるように、上記の自然数ｎ，ｍを適宜決定すると好
適である。

【００２４】さらに、基体が、その表面上叉は表層部上
に複数の半導体装置が形成されるものであるときに、遮
断部が、複数の窓部を有しており、且つ、隣接する各窓
部間の距離が１００〜５００μｍ、より好ましくは１０
０〜３００μｍ、特に好ましくは１００〜２００μｍの
範囲内の値となるように設けられたものであっても好適
である。

【００２５】こうすれば、窓部が間隔を有して複数設け
られるので、一回の処理で基体上の複数の部位が処理さ
れる。このとき、隣接する各窓部間の距離が１００μｍ
以上であれば、処理された領域叉は半導体装置の形状及
び寸法にもよるが、各領域間叉は半導体装置間のダイシ
ング幅（切断しろ）を十分に確保できる。一方、隣接す
る各窓部間の距離が５００μｍ以下であれば、基体上に
形成される処理領域数叉は半導体装置数が顕著に減少し
てしまうことを防止できる。

【００２６】また、本発明によるマスク部材セットは、
本発明のマスク部材を複数備えており、各マスク部材
は、少なくとも一つの窓部が遮断部において互い異なる
位置に配置されたものである。このような構成を有する
マスク部材セットを用いれば、窓部の位置が異なる各マ
スク部材を取り替えて使用することにより、一つの基体
上に条件の異なる処理領域を形成できる。或いは、各マ
スク部材を基体に設置して一連の半導体製造工程を実施
すれば、一つの基体上に物性、特性等が異なる多種の半
導体装置が形成される。

【００２７】また、本発明による基体処理方法は、本発
明のマスク部材を用いて有効に実施される方法であり、
基体の表面叉はその表面を含む表層部を化学種叉は放射
線を含む処理媒体により処理する方法であって、基体上
に本発明のマスク部材、叉は、本発明のマスク部材セッ
トを構成する複数のマスク部材のうちいずれか一つのマ
スク部材を設置するマスク部材設置工程と、マスク部材
で覆われた基体に向けて処理媒体を供給してその基体を
処理する処理工程と、を備えることを特徴とする。

【００２８】また、本発明による半導体装置の製造方法
も、本発明のマスク部材を用いて有効に実施される方法
であり、基体の表面叉はその表面を含む表層部を化学種
叉は放射線を含む処理媒体により処理して半導体装置を
形成せしめる方法であって、基体上に本発明のマスク部
材、叉は、本発明のマスク部材セットを構成する複数の
マスク部材のうちいずれか一つのマスク部材を設置する
マスク部材設置工程と、マスク部材で覆われた基体に向
けて複数の処理媒体を供給し、叉は、複数の処理条件に
おいてその基体を処理する製造処理工程とを備えること
を特徴とする。

【００２９】さらに、本発明による半導体装置の製造条
件決定方法は、半導体装置の製造方法における処理条件
を決定するために用いられる方法であって、本発明の基
体処理方法により、基体上の複数の領域をそれぞれ異な
る処理条件で処理する基体処理工程と、処理された各領
域の物性、特性叉は性能と、その基体上に形成される半
導体装置に対して要求される物性、特性叉は性能とを比
較し、その半導体装置に対して要求される物性、特性叉
は性能と同等叉は同等以上の物性、特性叉は性能が発現
された領域を選択し、選択されたその領域が形成された
処理条件に基づいて半導体装置の製造方法における処理
条件を決定する条件決定工程とを備えることを特徴とす
る。なお、本発明における「物性、特性叉は性能」に
は、歩留まり、すなわち生産性に係る性能も含まれる。

【００３０】こうすれば、基体処理工程において、一つ
の基体上に、異なる複数の条件で処理された領域が形成
される。そして、条件決定工程において、目的の性能等
（例えば、設計仕様値）と同等叉はそれ以上の性能等が
発現された領域を選択し、その領域の処理条件に基づい
て例えば商業的に製造（生産）するのに最適な条件選定
を行う。このとき、マスク部材を用いて処理された基体
の露出面積と、実製造での基体の露出面積（通常は、ウ
ェハ等の全面積）との相違による最適条件の差異を予め
求めておき、これにより選定条件の補正を行って最適条
件を決定することが望ましい。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付
し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置
関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づ
くものとする。また、図面の寸法比率は、図示の比率に
限られるものではない。

【００３２】図１は、本発明によるマスク部材の第１実
施形態の概略構成を示す斜視図であり、基体としての半
導体基板であるウェハを併せて示すものである。ハード
マスク１０（マスク部材）は、円板状を成すウェハＷ
（基体、半導体基板）と略同等の外径を有する略円筒状
の側壁部１１に、略円板状の遮断部１２が結合されたも
のである。この側壁部１１の図示下方端１１ｒ（一方
端）は、ウェハＷの周縁部Ｗｒ上に当接されるようにさ
れており、図示上方端（他方端）が遮断部１２で実質的
に封止されている。また、遮断部１２の中央部には、矩
形状に開口した窓部１０ａが設けられている。

【００３３】図２は、図１に示すハードマスク１０をウ
ェハＷに設置した状態を模式的に示す断面図である。上
述の如く、ハードマスク１０は、側壁部１１の下方端１
１ｒがウェハＷの周縁部Ｗｒ上に当接され、これによ
り、ウェハＷとハードマスク１０で囲まれた空間部Ｓが
画成される。また、側壁部１１の高さＨ、つまり遮断部
１２とウェハＷとの距離は、好ましくは１０〜３００
μｍ、より好ましくは１０〜１００μｍ、特に好ましく
は１０〜３０μｍとされている。この点とウェハＷ径が
数十〜数百ｍｍであることを勘案すると、側壁部１１
は、環状叉はリング状を成すとも言える。

【００３４】ここで、ハードマスク１０を形成する材料
としては、特に限定されるものではないが、主として
（叉は全部が）ＳｉＣ、石英ガラス、Ｓｉ₃Ｎ₄及びＧｅ
のうち少なくとも一種から成るものを例示できる。ま
た、遮断部１２の窓部１０ａの開口寸法としては、下記
式（２）及び下記式（３）；Ｄａ＝ｎ×Ｔａ …（２）、Ｄｂ＝ｍ×Ｔｂ …（３）、で表される関係を満たすことが望ましい。式中、Ｄａ，
Ｄｂは、それぞれ窓部１０ａの長辺及び短辺の長さを示
し、Ｔａ，Ｔｂは、ウェハＷに形成されるメモリ等の半
導体装置一個の長辺及び短辺の長さをそれぞれ示す。ま
た、ｎ及びｍはそれぞれ自然数を示し、互いに同一でも
異なっていてもよい。

【００３５】なお、ｎ及びｍの数値は特に制限されない
が、例えば、半導体装置の開発段階における製造試験等
に用いる場合には、“条件振り”における水準数、段階
数叉は条件数をｋとしたときに、ウェハＷ上に形成され
る素子の数が例えば１／ｋ個となるように適宜決定で
き、ｋとしては３段階、５段階等を例示できる。また、
多品種の半導体装置の実際の製造叉は生産（以下、まと
めて「実製造」という）等に用いる場合には、各半導体
装置の必要数等に応じて適宜決定可能である。

【００３６】また、ウェハＷは、ハードマスク１０が設
置された図２に示す状態で、各種チャンバ（図示せず）
内に収容され、薄膜の形成（成膜）、イオン注入、エッ
チング等の表面処理が施されるものである。このとき、
ウェハＷ上に向かって各種の処理媒体Ｂがその発生源叉
は出射源（図示せず）から出射叉は放出される。処理媒
体Ｂとしては、例えば、ＣＶＤ（化学的気相堆積）法に
よる薄膜形成では反応ガスである化学種、ＰＶＤ（物理
的気相堆積）法による薄膜形成ではスパッタされた化学
種、これらの処理がプラズマ処理の場合にはそれらの化
学種の活性種、イオン注入では主としてイオン、エッチ
ングではエッチガス由来の化学種（エッチャント）、等
が挙げられる。

【００３７】このような処理媒体Ｂは、ハードマスク１
０及びその周囲の全体に到達するが、遮断部１２上に到
達した処理媒体Ｂの一部はハードマスク１０で遮断さ
れ、残部は遮断部１２の窓部１０ａを通過する。窓部１
０ａを通過した処理媒体Ｂは、ウェハＷ上に達し、窓部
１０ａに対向する特定の領域Ｗａのみがその処理媒体Ｂ
と接触して処理される。

【００３８】図３は、図１に示すハードマスク１０とウ
ェハＷとの固着状態を示す断面図である。ハードマスク
１０は、側壁部１１の下方端１１ｒに粘着剤７（接合
部）を更に有している。粘着剤７は、例えば、有機物ポ
リマー等を含有する感圧性接着剤であり、ハードマスク
１０をウェハＷ上に載置した後、圧力が印加されること
によって両者が固着され、空間部Ｓはその固着部におい
て封止される。また、逆向きに圧力をかける、具体的に
は引き剥がすようにして両者の固着を解除できる。この
ように、ハードマスク１０とウェハＷとは着脱が可能で
あり、粘着剤７の成分を適宜選択することにより、その
粘着性を調節でき、ひいてはハードマスク１０とウェハ
Ｗとの固着力、着脱可能回数を調節できる。

【００３９】図４は、本発明によるマスク部材の第２実
施形態の概略構造を示す断面図であり、基体としての半
導体基板とこのマスク部材との固着状態を示す。ハード
マスク４０（マスク部材）は、略円筒状を成す側壁部４
１の一部と略平板状を成す遮断部４２が一体化されたも
のであり、図１及び２に示すハードマスク１０と同様
に、遮断部４２の中央部に窓部（図示せず）を有してい
る。また、側壁部４１の下部は、環状の絶縁部材４４で
形成されている。さらに、側壁部４１、及び、遮断部４
２の周端部の内部には、導電性を有し且つ環状を成す導
電部４６ａ，４６ｂが設けられている。

【００４０】また、導電部４６ａ，４６ｂは、平坦部分
と凸状部分とを有しており、その平坦部分の周囲には上
述の絶縁部材４４が、凸状部分の周囲には、それぞれ環
状の絶縁部材４７ａ，４７ｂが配置されている。これら
により、導電部４６ａ，４６ｂは、互いに隔離・絶縁さ
れ、且つ、側壁部４１及び遮断部４２からも絶縁されて
いる。さらに、導電部４６ａ，４６ｂの凸状部分の突端
は、遮断部４２から突設しており、その突設部には、図
示しない電源が接続されるようになっている。またさら
に、遮断部４２の周縁部上には、環状の絶縁部材４８が
設置されるようにされており、必要なとき以外は、導電
部４６ａ，４６ｂの突端部が露出しないようになってい
る。

【００４１】このような構成のハードマスク４０をウェ
ハＷに設置して固着させるには、ハードマスク４０をウ
ェハＷ上に載置した後、導電部４６ａ，４６ｂに直流
（ＤＣ）電源等の電源を接続し、両者に極性の異なる電
圧をそれぞれ印加する。これにより、導電部４６ａ，４
６ｂの平坦部から絶縁部材４４及びウェハＷの周縁部Ｗ
ｒを通る電界が生じ、ハードマスク４０とウェハＷとが
静電的に固着される（いわゆる静電チャック）。両者が
一旦固着されたら、導電部４６ａ，４６ｂから電源を切
り離し、絶縁部材４８を遮断部４２上に装着して導電部
４６ａ，４６ｂが露出しないようにする。

【００４２】このようにハードマスク４０が設置された
状態で、ウェハＷは上述したような各種のチャンバ内で
の処理媒体による処理に供される。処理が終了した後、
ウェハＷは、ハードマスク４０が設置された状態でチャ
ンバから搬出される。そして、絶縁部材４８を取り外
し、導電部４６ａ，４６ｂを短絡させることにより、ハ
ードマスク４０とウェハＷの静電的な固着が解除され、
ハードマスク４０をウェハＷから平易に脱着させること
ができる。

【００４３】なお、絶縁部材４４，４７ａ，４７ｂ，４
８は、絶縁性を有するものであれば特に限定されず、例
えば、ポリイミド系等の樹脂、他の有機物高分子ポリマ
ー等を好ましく用いることができる。

【００４４】図５（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明によるマ
スク部材の第３実施形態の概略構造を示す断面図であ
り、基体としての半導体基板とこのマスク部材との固着
状態を示す。ハードマスク５０（マスク部材）は、断面
が段差状を成す環状の側壁部５１と略平板状の遮断部５
２とが一体化された構造を有している。また、ハードマ
スク５０は、ウェハＷの熱膨張係数と異なる熱膨張係数
を有する材料で形成されている。

【００４５】例えば、ウェハＷが単結晶Ｓｉ（熱膨張係
数：４．７×１０^-6（１／Ｋ））から成る場合、これよ
りも熱膨張係数が小さいハードマスク５０の材料として
は、ＳｉＣ、石英ガラス等が挙げられる。また、単結晶
Ｓｉよりも熱膨張係数が大きいハードマスク５０の材料
としては、ゲルマニウム（Ｇｅ；熱膨張係数：６．１×
１０^-6（１／Ｋ））等が挙げられる。このように熱膨張
係数がウェハＷと異なる材料を主として含有するハード
マスク５０とウェハＷとを固着させるには、両者の熱膨
張係数の大小関係によって、以下の二通りの方法を用い
ることができる。

【００４６】[第１の方法]：ハードマスク５０がウェハ
Ｗの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する場合、
つまりハードマスク５０の主成分がＳｉＣ、石英ガラス
等の場合、その寸法形状を、常温よりも低い温度におい
てウェハＷよりも大きくなるように成形する（図５
（Ａ）参照）。このハードマスク５０を常温より低い温
度雰囲気でウェハＷの周囲に配置し、その後常温に戻
す。こうすれば、ウェハＷの方がハードマスク５０より
も膨張量が大きいので、側壁部５１の内面５０ａとウェ
ハＷの周縁部Ｗｒの上面、及び、側壁部５１の内面５０
ｂとウェハＷの周縁部Ｗｒの外面Ｗｂとが当接し且つ圧
着される（図５（Ｂ）参照）。

【００４７】これにより、ハードマスク５０とウェハＷ
とが嵌合されて十分に固着される。この状態で薄膜形成
等に供されて常温以上の高温に曝される場合でも、両者
の固着状態は維持される。そして、その処理が終了した
後、常温以下の雰囲気温度に曝すことにより、両者の固
着は解除される。

【００４８】[第２の方法]：ハードマスク５０がウェハ
Ｗの熱膨張係数よりも大きい熱膨張係数を有する場合、
つまりハードマスク５０の主成分がＧｅ等の場合、その
寸法形状を、例えば、ウェハＷが処理媒体による処理で
曝される温度よりも高温においてウェハＷよりも大きく
なるように成形する（図５（Ａ）参照）。このハードマ
スク５０を処理工程で曝される温度よりも高い温度雰囲
気でウェハＷの周囲に配置し、その後常温に戻す。こう
すれば、ハードマスク５０の方がウェハＷよりも収縮量
が大きいので、上述した図５（Ｂ）に示す嵌合状態とな
って両者が固着される。

【００４９】図６は、本発明によるマスク部材の第４実
施形態を模式的に示す平面図である。ハードマスク６０
（マスク部材）は、複数の窓部６０ａが設けられた遮断
部６２を有しており、各窓部６０ａに密接状態で嵌合可
能な封止片６５を更に備えること以外は、図１に示すハ
ードマスク１０と同様に構成されたものである。このハ
ードマスク６０においては、封止片６５を所望の窓部６
０ａに嵌合させることにより、任意の位置に任意の数量
の窓部を有するマスク部材を得ることができる。よっ
て、マスク部材の汎用性を向上でき、一つのハードマス
ク６０によって後述するマスク部材セットを代替するこ
とも可能となる。

【００５０】図７（Ａ）は、本発明によるマスク部材セ
ットの第１実施形態を示す摸式平面図であり、図７
（Ｂ）は、このマスク部材セットを用いて基体を処理し
たときの処理領域を模式的に示す平面図である。マスク
部材セットとしてのハードマスクセット２０は、ハード
マスク２１〜２５（マスク部材）から成り、ウェハＷに
ハードマスク２１〜２５のうちの一つが設置されて用い
られるものである。ハードマスク２１は、図１に示すハ
ードマスク１０と同等の構成を有しており、遮断部の中
央部に窓部２１ａが設けられている。また、ハードマス
ク２２〜２５は、窓部２２ａ〜２５ａの位置が異なるこ
と以外はハードマスク２１と同様に構成されている。な
お、図７（Ａ）中に示す符号Ａ１〜Ａ５は、図７（Ｂ）
に示すウェハＷ上の領域Ａ１〜Ａ５に対応するものであ
る。

【００５１】このように構成されたハードマスクセット
２０を用いた本発明による基体処理方法の一例について
説明する。まず、ハードマスクセット２０を準備し、こ
れらのうちハードマスク２１をウェハＷ上に設置する
（マスク部材設置工程）。ハードマスク２１が設置され
たウェハＷをチャンバ等に収容し、所定の処理媒体によ
る処理を行う（処理工程）。これにより、ウェハＷ上の
領域Ａ１のみに処理が施される。

【００５２】次に、ウェハＷをチャンバから搬出し、ハ
ードマスク２１をハードマスク２２〜２３に順次取り替
えてウェハＷに設置し（マスク部材設置工程）、この状
態のウェハＷに対して互いに異なる条件での処理を行う
（処理工程）。これらにより、ウェハＷ上の各領域Ａ１
〜Ａ５（全１１領域）に異なる処理条件での処理が施さ
れる。なお、ハードマスク２２〜２３とウェハＷとの相
対的な平面角度位置を変えることにより、ウェハＷ上の
異なる位置にあるそれぞれ複数の領域Ａ２〜Ａ５を処理
媒体で処理できる。

【００５３】また、本発明による半導体装置の製造条件
決定方法は、半導体装置の開発段階において、上述した
本発明の基体処理方法を用いてウェハＷ上の複数の領域
をそれぞれ異なる処理条件で処理し（基体処理工程）、
これらの領域の物性、特性叉は性能を比較評価すること
により、半導体装置の実製造における最適化条件を決定
するものである。

【００５４】つまり、まず、得られた複数の処理領域Ａ
１〜Ａ５の物性、特性叉は性能と、量産等の実製造で製
造されるべきメモリ素子等の半導体装置に対して要求さ
れる物性、特性叉は性能（例えば、設計仕様値）とを比
較する。次いで、このような要求性能等と同等叉は同等
以上の物性、特性叉は性能が発現された領域を選択し、
この素子が形成された処理条件を仮の最適条件として選
定する。

【００５５】次に、この条件に対し、予め求めておい
た、ハードマスクセット２０を用いて処理したときのウ
ェハＷの露出面積（すなわち領域Ａ１〜Ａ５の各面積）
と、実製造でのウェハＷの露出面積（すなわち、ウェハ
Ｗの片面の表面積）との相違による条件変動の補正を行
なう。そして、得られた補正後の処理条件を、その所定
の処理媒体を用いる処理工程における最適処理条件とし
て決定する（条件決定工程）。このような、条件選定
は、単一の処理媒体による単一の処理工程毎に行っても
よいし、複数の処理媒体による一連の複数の処理工程に
対して実施してもよい。

【００５６】さらに、本発明による半導体装置の製造方
法は、前述のハードマスクセット２０を用いた本発明に
よる基体処理方法を用いて好適に実施できる。すなわ
ち、ハードマスク２１〜２５のいずれかをウェハＷ上に
設置し（マスク部材設置工程）、この状態のウェハＷを
通常の半導体装置の製造ライン（図示せず）等におい
て、複数の処理工程を連続して実施する（製造処理工
程）。

【００５７】つまり、この製造処理工程においては、ハ
ードマスク２１〜２５のいずれか一つで覆われたウェハ
Ｗに向けて複数の処理媒体（成膜ガス、プラズマ、エッ
チャント等）を順次供給し、且つ、複数の処理条件にお
いてそのウェハＷを処理する。そして、ハードマスク２
１〜２５を取り替えて、同様に半導体装置の製造工程を
実施する。こうすることにより、一枚のウェハＷ上に、
膜特性、配線特性等の物性や特性がそれぞれ異なる複数
の半導体装置を形成することが可能となる。

【００５８】図８（Ａ）は、本発明によるマスク部材セ
ットの第２実施形態を示す摸式平面図であり、図８
（Ｂ）は、このマスク部材セットを用いて基体を処理し
たときの処理領域を模式的に示す平面図である。マスク
部材セットとしてのハードマスクセット３０は、ハード
マスク３１〜３６（マスク部材）から成り、ウェハＷに
ハードマスク３１〜３６のうちの一つが順次設置されて
用いられるものである。

【００５９】ハードマスク３１は、三つの窓部３１ａ〜
３１ｃが並設されていること以外は、図１に示すハード
マスク１０と同等に構成されたものである。また、ハー
ドマスク３２〜３６は、それぞれの窓部３２ａ〜３２
ｃ，３３ａ〜３３ｃ，３４ａ〜３４ｃ，３５ａ〜３５
ｃ，３６ａ〜３６ｃの少なくとも一つの位置が異なるこ
と以外はハードマスク３１と同様に構成されている。こ
のようなハードマスクセット３０は、複数の異なる処理
工程の条件をマトリックス評価する際に用いると特に好
適である。

【００６０】また、ハードマスク３１を例にとると、隣
接する窓部間、すなわち、窓部３１ａと窓部３１ｂ間、
窓部３１ｂと窓部３１ｃ間の距離（間隔）が、好ましく
は１００〜５００μｍ、より好ましくは１００〜３００
μｍ、特に好ましくは１００〜２００μｍの範囲内の値
とされている。このような好適な数値範囲は他のハード
マスク３２〜３６に対しても同様である。

【００６１】このように構成されたハードマスクセット
３０を用いた本発明による半導体装置の製造方法の一例
について説明する。まず、ハードマスクセット３０を準
備する。ここで、三つの窓部が図示横方向に整列したレ
イアウトを有するハードマスク３１〜３３を第１の処理
工程用として用い、三つの窓部が図示縦方向に整列した
レイアウトを有するハードマスク３４〜３６を第２の処
理工程用として用いる。なお、図８（Ａ）中に示す符号
Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３は、図８（Ｂ）に
示すウェハＷ上の各領域に対応するものである。

【００６２】次に、ハードマスク３１〜３３をウェハＷ
上に順次設置し（マスク部材設置工程）、このウェハＷ
をチャンバ等に収容し、第１の処理工程として所定の処
理媒体により、それぞれ異なる条件で処理を行う（処理
工程）。これらにより、ウェハＷ上の領域Ｂ１〜Ｂ３，
Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３に三種の異なる条件で処理が施
される。次いで、ハードマスク３４〜３６をウェハＷ上
に順次設置し（マスク部材設置工程）、このウェハＷを
チャンバ等に収容し、第２の処理工程として所定の処理
媒体により、それぞれ異なる条件で処理を行う（処理工
程）。これらにより、ウェハＷ上の領域Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ
１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３が三種の異なる条件で処理され、
結果として、ウェハＷ上に９条件の処理領域が形成され
る。

【００６３】また、このように異なる条件で処理された
複数の領域を用いても、先述したような半導体装置の製
造条件決定方法と同様に、半導体製造装置における処理
条件の最適化を行うことができる。さらに、ハードマス
クセット３０を用いたこのような基体処理方法を実製造
に用いると、一枚のウェハＷ上に、膜特性、配線特性等
の物性や特性がそれぞれ異なる複数の半導体装置をより
効率よく形成できる利点がある。

【００６４】このような例としては、半導体装置の層間
膜に使用する絶縁膜の誘電率が種々異なる半導体装置を
製造するケースが挙げられる。このように層間膜の誘電
率が異なると、配線の遅延速度が変化するので、動作周
波数を使用目的に適するように合わせ込んだ半導体装置
を一度且つ一枚のウェハＷ上に形成せしめることが可能
となる。

【００６５】以上のように構成されたハードマスク１
０，４０，５０，６０、及び、ハードマスクセット２
０，３０、並びに、それらを用いた基体処理方法、半導
体装置の製造方法、及び、半導体装置の製造条件決定方
法によれば、一つのウェハＷ上に処理媒体Ｂによる条件
の異なる処理が施された複数の領域を形成できる。よっ
て、半導体装置の製造工程における処理条件を最適化す
る際に、ウェハＷの所要数量を従来に比して格段に軽減
できる。したがって、半導体装置の開発段階のコストを
低減でき、ひいては、開発された半導体装置の量産等の
実製造における経済性を飛躍的に向上できる。特に、ウ
ェハＷ径が３００ｍｍ程度になると、ウェハＷ自体が非
常に高価なものとなるので、この経済性の向上効果が顕
著となり得る。

【００６６】さらに、ウェハＷの所要枚数を低減できる
ので、ウェハＷが高価でも、開発段階の試験における
“条件振り”を十分な水準数叉は条件数で実施し易くな
る。よって、条件の最適化を十分に且つ確実に行うこと
ができ、これにより、半導体装置のデバイス特性をも向
上できる。またさらに、物性や特性の異なる複数種類の
半導体装置を単一のウェハＷ上に形成することも可能で
ある。よって、少量多品種の半導体装置を、極めて高効
率でしかも低コストで製造できる。

【００６７】さらにまた、ハードマスク１０等の遮断部
１２等とウェハＷとが所定の距離Ｈを有して配置される
ので、一旦処理が施されたウェハＷ上の領域を別のハー
ドマスクで覆うとき、例えば、ハードマスクセット２
０，３０を用いて複数の領域を異なる条件で処理すると
きに、その領域とハードマスクの遮断部との接触が防止
される。よって、その領域上に形成された素子構造等が
破壊されたり、一部叉は全部に不具合が生じることを確
実に防止できる。したがって、半導体装置の開発段階に
おける処理条件の最適化や実製造における歩留まりの低
下を十分に抑制できる。

【００６８】また、先述したように、遮断部１２等とウ
ェハＷとの所定の距離（間隔）Ｈが、好ましくは１０〜
３００μｍ、より好ましくは１０〜１００μｍ、特に好
ましくは１０〜３０μｍとされる。この距離Ｈが１０μ
ｍ未満であると、ウェハＷ上に薄膜が形成されたとき
に、距離Ｈがその薄膜の厚さと同等となるおそれがあ
る。また、ウェハＷにたわみや段差等がある場合に、十
分なクリアランスを有する空間部Ｓを画成し難い傾向に
ある。一方、この距離Ｈが３００μｍを超えると、ウェ
ハＷをプラズマによって処理する際に、空間部Ｓ内の不
要な部分にプラズマ（厳密には、プラズマシース）が侵
入叉は拡散してしまい、特定の領域Ｗａ以外のウェハＷ
上の部位が処理されるおそれがある。

【００６９】このとき、距離Ｈを１００μ未満とすれ
ば、プラズマ処理時のプラズマの侵入を一層抑制できる
と共に、特にＣＶＤ法による薄膜の形成処理を行う際
に、特定の領域Ｗａ以外への膜の堆積を十分に防止でき
る。また、距離Ｈを１００μ未満とすれば、通常の半導
体装置製造におけるダイシングライン幅に比して十分に
小さくなるので、処理された領域間叉は形成された半導
体装置間のそのダイシングライン幅を十分に確保でき
る。

【００７０】さらに、ハードマスク１０とウェハＷと
が、感圧性接着剤等を含む粘着剤７を介して強固に固着
されるので、処理媒体Ｂによる処理中にハードマスク１
０がウェハＷから位置ずれするおそれがなく、ウェハＷ
上の所望の領域叉は範囲を確実に処理できる。またさら
に、ハードマスク１０とウェハＷとの着脱が容易となる
ので、他のハードマスクへの交換が平易となり、そのと
きの作業性及び操作性を向上できる。

【００７１】さらにまた、ハードマスク４０のように、
静電チャックによってウェハＷとの固着が行われる場合
には、十分な固着性が実現でき且つウェハＷとの着脱が
容易であると共に、導電部４６ａ，４６ｂの印加電圧を
適宜調整することにより固着力を任意に調節できる。ま
た、粘着剤による固着に比して、固着性能の劣化が生じ
難く、且つ、ウェハＷ上に粘着剤叉は粘着剤由来の有機
物等が付着するおそれがない。また、絶縁部材４８によ
って、チャック及びデチャック時以外は導電部４６ａ，
４６ｂが外部へ露出しないので、これらが金属製であっ
ても、ウェハＷの処理に悪影響を及ぼす金属物質の飛散
等を防止できる。

【００７２】さらに、ハードマスク５０のように、ウェ
ハＷとの熱膨張係数の差異を利用してハードマスク５０
とウェハＷとを固着させる場合には、十分に強固な固着
が可能であり、且つ、着脱が平易である。しかも、有機
物や金属等を用いる必要がないので、ウェハＷへの処理
に悪影響を及ぼすおそれがある物質の発生を更に抑制で
きる利点がある。

【００７３】加えて、ハードマスク１０等を主としてＳ
ｉＣ、石英ガラス及びＳｉ₃Ｎ₄で形成したときには、ハ
ードマスク１０等の化学的及び物理的な反応性が十分に
低く抑えられる。よって、処理媒体Ｂとの物理的・化学
的な相互作用（反応）を十分に抑制でき、ウェハＷの処
理時に不要な物質がウェハＷの周囲に生成することを防
止できる。特に、主としてＳｉＣを用いた場合には、ウ
ェハＷをエッチング処理する際に腐食叉は切削され難く
なり、たとえ腐食叉は切削されてもウェハＷの処理に不
都合な化学種や物質が生成され難い。しかも、ハードマ
スクのプラズマ、熱、溶媒等に対する耐性が向上され
る。さらに、ＳｉＣ、石英ガラス及びＧｅを用いると、
先に述べたようにこれらの熱膨張係数がウェハＷの母材
であるＳｉと異なるので、ウェハＷがＳｉから成る場合
に、ハードマスクとウェハＷとの固着を上述した熱膨張
係数の差異を利用した方法で行い易くなる。

【００７４】また、ハードマスク１０等の窓部１０ａ等
が、略矩形状に開口されており且つ上記式（２）及び式
（３）で表される関係を満たすので、窓部１０ａ等を透
過叉は通過した処理媒体Ｂによって処理される基体上の
特定の領域Ｗａ等の大きさが半導体装置単位となる。よ
って、半導体装置単位での“条件振り”を簡易に且つ確
実に実行でき、半導体装置の製造条件の最適化を効率よ
く実施できる。

【００７５】さらに、複数の窓部を有するハードマスク
３１〜３６から構成されるハードマスクセット３０を用
いると、異なる条件で処理された複数の領域をマトリッ
クス状に形成できるので、半導体装置の条件を最適化し
たり、半導体装置を実製造する際の効率を一層向上でき
る。

【００７６】また、ハードマスクセット３０において
は、ハードマスク３１〜３６に設けられた隣接する窓部
間の距離（間隔）が、好ましくは１００〜５００μｍ、
より好ましくは１００〜３００μｍ、特に好ましくは１
００〜２００μｍの範囲内の値とされる。この窓部間の
距離が、１００μｍ未満であると、処理された領域間叉
は半導体装置間のダイシングライン幅（切断しろ）を十
分に確保し難くなる傾向にある。これに対し、この窓部
間の距離が５００μｍを超えると、ウェハＷ上に形成で
きる領域叉は半導体装置の数量が十分に得られない傾向
にある。

【００７７】さらに、ハードマスク１０等、ハードマス
クセット２０，３０を用いた本発明による半導体装置の
製造条件決定方法によれば、一つのウェハＷ上に異なる
条件で処理された領域を集積できるので、各領域の物性
等の比較評価を確実に且つ迅速に実施できる。また、処
理された領域（例えば、領域Ａ１〜Ａ５）の面積と、実
製造での露出されるウェハＷの面積との相違による最適
条件の差異を予め求めておいて、最適条件の決定におい
てその差異の補正を行うので、実製造により適した最適
処理条件の決定が可能となる。

【００７８】なお、本発明のマスク部材は半導体装置の
製造に限定されるものではないが、上述の如く、その用
途に極めて適したものである。他の用途としては、例え
ば、液晶装置の製造等が挙げられる。また、ハードマス
ク１０等の外形形状は円形に限られず、用いられる基体
の形状に合致したものが望ましいが、そのような形状に
制限されるものではない。さらに、ハードマスク１０等
は、ウェハＷに固着させなくてもよく、例えば、サセプ
タ等のウェハＷを支持する支持部材に固定するようにし
てもよい。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のマスク部
材、マスク部材セット、半導体装置の製造方法、及び、
半導体装置の製造条件決定方法によれば、半導体装置等
の生産物の製造工程における処理条件を最適化する際
に、基体の所要数量を軽減できる。また、これにより生
産物の開発叉は製造における経済性及びその生産物のデ
バイス特性を向上できる。さらに、複数種の生産物を単
一の基体上に形成することが可能であり、少量多品種の
半導体装置を低コストで且つ効率よく生産できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるマスク部材の第１実施形態の概略
構成を示す斜視図であり、基体としての半導体基板を併
せて示すものである。

【図２】図１に示すハードマスクをウェハに設置した状
態を模式的に示す断面図である。

【図３】図１に示すハードマスクとウェハとの固着状態
を示す断面図である。

【図４】本発明によるマスク部材の第２実施形態の概略
構造を示す断面図であり、基体としての半導体基板とこ
のマスク部材との固着状態を示す。

【図５】図５（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明によるマスク
部材の第３実施形態の概略構造を示す断面図であり、基
体としての半導体基板とこのマスク部材との固着状態を
示す。

【図６】本発明によるマスク部材の第４実施形態を模式
的に示す平面図である。

【図７】図７（Ａ）は、本発明によるマスク部材セット
の第１実施形態を示す摸式平面図であり、図７（Ｂ）
は、このマスク部材セットを用いて基体を処理したとき
の処理領域を模式的に示す平面図である。

【図８】図８（Ａ）は、本発明によるマスク部材セット
の第２実施形態を示す摸式平面図であり、図８（Ｂ）
は、このマスク部材セットを用いて基体を処理したとき
の処理領域を模式的に示す平面図である。

【符号の説明】

７…粘着剤（接合部）、１０，２１〜２５，３１〜３
６，４０，５０，６０…ハードマスク（マスク部材）、
１０ａ，２１ａ〜２５ａ，３１ａ〜３１ｃ，３２ａ〜３
２ｃ，３３ａ〜３３ｃ，３４ａ〜３４ｃ，３５ａ〜３５
ｃ，３６ａ〜３６ｃ，６０ａ…窓部、１１ｒ…下方端
（一方端）、１１，４１，５１…側壁部、１２，４２，
５２，６２…遮断部、２０，３０…ハードマスクセット
（マスク部材セット）、４６ａ，４６ｂ…導電部、４
４，４７ａ，４７ｂ，４８…絶縁部材、Ｂ…処理媒体、
Ｈ…所定の距離、Ｗ…ウェハ（基体、半導体基板）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堀岡啓治千葉県成田市新泉14−３野毛平工業団地内アプライドマテリアルズジャパン株式会社内Ｆターム(参考） 4K030 CA04 FA10 JA01 KA45 KA46 LA15 5F004 BB22 BD04 CA03 EA01 EA33 5F045 BB08 DB08 EM05 5F046 AA28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体の表面叉は該表面を含む表層部を化
学種叉は放射線を含む処理媒体により処理する際に用い
られ、該基体上を覆うように設置されるマスク部材であ
って、前記基体上に該基体と所定の距離を有して配置され、前
記処理媒体の前記基体表面の一部への到達を遮断する遮
断部を備える、ことを特徴とするマスク部材。
【請求項２】基体の表面叉は該表面を含む表層部を化
学種叉は放射線を含む処理媒体により処理する際に用い
られ、該基体上を覆うように設置されるマスク部材であ
って、略平板状を成し、前記処理媒体が透過叉は通過可能な少
なくとも一つの窓部を有し、且つ、前記基体上に該基体
と所定の距離を有して配置された遮断部と、略筒状を成し、一方端が前記基体の周縁部に当接され、
他方端が前記遮断部の周縁部に結合された側壁部と、を
備えることを特徴とするマスク部材。
【請求項３】前記遮断部は、下記式（１）；１０≦Ｈ≦３００ …（１）、Ｈ：該遮断部と前記基体との前記所定の距離（μｍ）、
で表される関係を満たすように設けられるものである、
ことを特徴とする請求項１叉は２に記載のマスク部材。
【請求項４】前記遮断部の周縁部叉は前記側壁部の前
記一方端に被着され、当該マスク部材の周縁部と前記基
体の周縁部とを着脱する接合部を更に有する、ことを特
徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のマスク部
材。
【請求項５】前記遮断部叉は前記側壁部に設けられて
おり、該遮断部及び該側壁部から絶縁されており、且
つ、互いに隔離された複数の導電部を更に有する、こと
を特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のマス
ク部材。
【請求項６】当該マスク部材は、前記基体の熱膨張係
数と異なる熱膨張係数を有するものであり、且つ、前記
基体の周縁部の外面と前記遮断部叉は前記側壁部の内面
とが当接するものである、ことを特徴とする請求項１〜
５のいずれか一項に記載のマスク部材。
【請求項７】当該マスク部材は、主として炭化ケイ
素、石英ガラス、窒化ケイ素及びゲルマニウムのうち少
なくとも一種から成るものである、ことを特徴とする請
求項１〜６のいずれか一項に記載のマスク部材。
【請求項８】前記基体が、前記表面上叉は前記表層部
上に半導体装置が形成される半導体基板であるときに、
前記窓部が略矩形状に開口しており且つ下記式（２）及
び下記式（３）；Ｄａ＝ｎ×Ｔａ …（２）、Ｄｂ＝ｍ×Ｔｂ …（３）、Ｄａ：前記窓部の一辺の長さ、Ｄｂ：前記窓部の他辺の長さ、Ｔａ：前記半導体装置の一辺の長さ、Ｔｂ：前記半導体装置の他辺の長さ、ｎ，ｍ：それぞれ自然数を示し、互いに同一でも異なっ
ていてもよい、で表される関係を満たすように設けられたものである、
ことを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載の
マスク部材。
【請求項９】前記基体が、前記表面上叉は前記表層部
上に複数の半導体装置が形成されるものであるときに、前記遮断部が、複数の前記窓部を有しており、且つ、隣
接する該各窓部間の距離が１００〜５００μｍの範囲内
の値となるように設けられたものである、ことを特徴と
する請求項２〜８のいずれか一項に記載のマスク部材。
【請求項１０】請求項１〜９のいずれか一項に記載の
マスク部材を複数備えており、前記各マスク部材は、少なくとも一つの前記窓部が前記
遮断部において互い異なる位置に配置されたものであ
る、ことを特徴とするマスク部材セット。
【請求項１１】基体の表面叉は該表面を含む表層部を
化学種叉は放射線を含む処理媒体により処理する基体処
理方法であって、前記基体上に請求項１〜９のいずれか一項に記載のマス
ク部材、叉は、請求項１０記載のマスク部材セットを構
成する前記複数のマスク部材のうちいずれか一つのマス
ク部材を設置するマスク部材設置工程と、前記マスク部材で覆われた前記基体に向けて前記処理媒
体を供給して該基体を処理する処理工程と、を備えるこ
とを特徴とする基体処理方法。
【請求項１２】基体の表面叉は該表面を含む表層部を
化学種叉は放射線を含む処理媒体により処理して半導体
装置を形成せしめる半導体装置の製造方法であって、前記基体上に請求項１〜９のいずれか一項に記載のマス
ク部材、叉は、請求項１０記載のマスク部材セットを構
成する前記複数のマスク部材のうちいずれか一つのマス
ク部材を設置するマスク部材設置工程と、前記マスク部材で覆われた前記基体に向けて複数の前記
処理媒体を供給し、叉は、複数の処理条件において該基
体を処理する製造処理工程と、を備えることを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
【請求項１３】半導体装置の製造方法における処理条
件を決定するために用いられる半導体装置の製造条件決
定方法であって、請求項１１に記載の基体処理方法により、前記基体上の
複数の領域をそれぞれ異なる処理条件で処理する基体処
理工程と、処理された前記各領域の物性、特性叉は性能と、該基体
上に形成される半導体装置に対して要求される物性、特
性叉は性能とを比較し、該半導体装置に対して要求され
る物性、特性叉は性能と同等叉は同等以上の物性、特性
叉は性能が発現された前記領域を選択し、選択された該
領域が形成された処理条件に基づいて前記半導体装置の
製造方法における処理条件を決定する条件決定工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造条件決定方
法。