JP2002508583A - 広範囲メンブランマスクを製造する方法 - Google Patents
広範囲メンブランマスクを製造する方法Info
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/20—Masks or mask blanks for imaging by charged particle beam [CPB] radiation, e.g. by electron beam; Preparation thereof
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
ここに記載されているものは、広範囲メンブランマスクを製造する方法である。本発明は、とりわけエッチング槽の適用のために又は一般的に薄い半導体層のために生じる、メンブランでの又はメンブラン層／エッチング停止層／支持ウェハー系の不適当な機械的過剰ひずみ、又はコンポーネントの結果的な破損が方法のそれぞれのステップにおいて避けられるような発明に係る方法が広範囲メンブランマスクの製造にとって有効にされることをもたらすことによって特徴付けられる。発明に係る解決法は、半導体支持層の剥ぎ取りが好ましくは２つの部分ステップにて行われ、それら部分ステップが機械的にシールされたエッチング槽内若しくは保護コーティングで実現するか、あるいは一方の部分ステップがエッチング槽内で行われ、他方が保護コーティングで行われること、又は半導体支持層の剥ぎ取りが始めに支持グリッドを備え機械的にシールされたエッチング槽にて行われ、支持グリッドが前記エッチング槽から取り出された後にのみ取り除かれることをもたらすことにある。
Description
【０００１】
本発明は、広範囲のメンブランマスクを製造する方法に関するものである。 電子及びイオン放出リトグラフィー（平板印刷）並びにＸ線リトグラフィーの
ために、マイクロメートル範囲の厚みと１００平方センチメートル以上に至るま
での膜範囲を有するメンブランマスクを生じることが必要である。発明に係る方
法に関して製作されたメンブランマスクは一般に帯電粒子やフォトン（光子）に
作用するリトグラフ法に適用され得る。１つの例は１５７ｎｍリトグラフィーで
の適用である。また真空蒸着マスクに作用する全ての適用及び中立粒子をマスキ
ングするための適用（原子リトグラフ）も可能である。本発明に係る方法の生成
品としてのメンブランマスクは一般的にセンサーでの使用にも適する。
ために、マイクロメートル範囲の厚みと１００平方センチメートル以上に至るま
での膜範囲を有するメンブランマスクを生じることが必要である。発明に係る方
法に関して製作されたメンブランマスクは一般に帯電粒子やフォトン（光子）に
作用するリトグラフ法に適用され得る。１つの例は１５７ｎｍリトグラフィーで
の適用である。また真空蒸着マスクに作用する全ての適用及び中立粒子をマスキ
ングするための適用（原子リトグラフ）も可能である。本発明に係る方法の生成
品としてのメンブランマスクは一般的にセンサーでの使用にも適する。
【０００２】
サブストレート（基板）材料としてのシリコンウェハーから出発して、メンブ
ランマスクを製造するための工業プロセスにおいて２つの異なるアプローチが遂
行される。これらはマスクを構成するためのプロセスステップがメンブランの生
成の前か後になされる面によって基本的に区別される。
ランマスクを製造するための工業プロセスにおいて２つの異なるアプローチが遂
行される。これらはマスクを構成するためのプロセスステップがメンブランの生
成の前か後になされる面によって基本的に区別される。
【０００３】 例えば米国特許第５１１０３７３号明細書に述べられた所謂「メンブランフロ
ープロセス」において、先ずメンブランが製造され、マスク構成を生じるための
プロセスステップの全てが上記メンブランにおいて実行される。この一連のプロ
セスステップの欠点は、マスク構造付与の非常にきわどいステップが比較的不安
定なメンブランにおいてなされるという事実にある。
ープロセス」において、先ずメンブランが製造され、マスク構成を生じるための
プロセスステップの全てが上記メンブランにおいて実行される。この一連のプロ
セスステップの欠点は、マスク構造付与の非常にきわどいステップが比較的不安
定なメンブランにおいてなされるという事実にある。
【０００４】 例えばＰＣＴ出願ＷＯ ９７／４３６９４に開示された所謂「ウェハーフロー プロセス」において、先ずマスク構成がコンパクトなシリコンウェハーに生じ、
メンブラン製造がマスクプロセスの終わりになされる。このプロセスフローにお
けるきわどい面は、メンブランエッチングの間に既に存するマスク構成上に再現
可能な変更修正が起こらない、あるいは起きても僅かであるという事実にある。
メンブラン製造がマスクプロセスの終わりになされる。このプロセスフローにお
けるきわどい面は、メンブランエッチングの間に既に存するマスク構成上に再現
可能な変更修正が起こらない、あるいは起きても僅かであるという事実にある。
【０００５】 米国特許第５１１０３７３号明細書及びＰＣＴ出願ＷＯ ９７／４３６９４に したがって、所謂ＰＮエッチング停止（ストップ）での従来の電気化学エッチン
グ停止技術が用いられる。
グ停止技術が用いられる。
【０００６】
メンブランマスク製造のこれらプロセスの全ては、一方でメンブランが非常に
安定して平坦表面を構成するために或る引っ張り応力を呈しなければならず、他
方でマスク構成の変形と耐用期間に関する問題を避けられないのでこの引っ張り
応力ができる限り低く維持されなければならないことにつき、一層悪化させる問
題を伴う。
安定して平坦表面を構成するために或る引っ張り応力を呈しなければならず、他
方でマスク構成の変形と耐用期間に関する問題を避けられないのでこの引っ張り
応力ができる限り低く維持されなければならないことにつき、一層悪化させる問
題を伴う。
【０００７】 ここで、マスク構成のための構造付与プロセスがメンブランによりも安定した
ウェハーに起こり、メンブラン層の非常に低い引っ張り応力レベルに影響を及ぼ
す可能性が基本的にあるので、ウェハーフロープロセスははっきりとした利点を
必然的に伴う。しかしながら、このプロセスはまたメンブランエッチングプロセ
スにとって非常に高い要求を生じさせる。
ウェハーに起こり、メンブラン層の非常に低い引っ張り応力レベルに影響を及ぼ
す可能性が基本的にあるので、ウェハーフロープロセスははっきりとした利点を
必然的に伴う。しかしながら、このプロセスはまたメンブランエッチングプロセ
スにとって非常に高い要求を生じさせる。
【０００８】 発明のサブジェクトマターはウェハーフロープロセスでのメンブランエッチン
グのためのプロセスフローであり、その例は、所謂ステンシルマスクの製造のた
めに用いられるような、ＳＯＩ（絶縁体上のシリコン）シリコンウェハーを用い
るプロセスに由来して以下に記載される。これに関連して、ＳＰＩＥ会議１９９
３年に関するＳＰＩＥ１９２４巻（１９９３）、１８５及び１９０頁における「
電子ビームセル放出リトグラフィーの高精度カリブレーション法 Highly accura
te calibration method of electron-beam cell projection lithography」なる
タイトルのYoshinori Nakayama、Yasunari Sohda、Norio Saitou及びHiroyuki I
toh共著の刊行物に言及しなければならない。ステンシルマスク及びメンブラン マスクはメンブラン層において開口構造を有する。しかしながら、ＳＯＩウェハ
ーフロープロセスに関し開示された発明に係る解決法は、他のウェハーフロープ
ロセスやメンブランフロープロセスへのその潜在的な適用も排除しない。
グのためのプロセスフローであり、その例は、所謂ステンシルマスクの製造のた
めに用いられるような、ＳＯＩ（絶縁体上のシリコン）シリコンウェハーを用い
るプロセスに由来して以下に記載される。これに関連して、ＳＰＩＥ会議１９９
３年に関するＳＰＩＥ１９２４巻（１９９３）、１８５及び１９０頁における「
電子ビームセル放出リトグラフィーの高精度カリブレーション法 Highly accura
te calibration method of electron-beam cell projection lithography」なる
タイトルのYoshinori Nakayama、Yasunari Sohda、Norio Saitou及びHiroyuki I
toh共著の刊行物に言及しなければならない。ステンシルマスク及びメンブラン マスクはメンブラン層において開口構造を有する。しかしながら、ＳＯＩウェハ
ーフロープロセスに関し開示された発明に係る解決法は、他のウェハーフロープ
ロセスやメンブランフロープロセスへのその潜在的な適用も排除しない。
【０００９】 図１は、従来技術にしたがうＳＯＩウェハーフロープロセスの最も本質的なプ
ロセスステップを示す： １Ａ ２００〜４００ｎｍの厚みを有した誘電層（２）、例えば二酸化ケイ素に
よって５００〜６００μｍ厚のコンパクトなシリコンウェハー（３）から絶縁さ
れた二次的なメンブラン層を上側に形成する２〜３μｍ厚のシリコン層（１）を
有した原材料としてのＳＯＩシリコンウェハー、 １Ｂ シリコンウェハーの下側にマスキング層（５）を、上側にマスキング層（
４）を施与、 １Ｃ ホトレジストマスク（６）を作成するためのリトグラフプロセスを用いて
上側にマスキング構成を構造付与し、マスキング層（４）のその後のプラズマエ
ッチングをすること、 １Ｄ ２〜３μｍの厚みを有する上側でのシリコン層（１）におけるマスキング
構成のトレンチエッチングとホトレジストマスク（６）の除去、 １Ｅ リトグラフマスキング（７）とシリコンウェハーの下側でのマスキング層
（５）へのウインドーのエッチング、 １Ｆ 後ろ側ウインドーのためのホトレジストマスク（７）の除去、 １Ｇ メンブランエッチングプロセス、すなわち、マスクされたウインドー域（
８）におけるコンパクトなシリコンウェハー（３）の除去、 １Ｈ メンブラン領域における絶縁層（２）とマスキング層（４）、（５）の剥
ぎ取り（ストリッピング）。
ロセスステップを示す： １Ａ ２００〜４００ｎｍの厚みを有した誘電層（２）、例えば二酸化ケイ素に
よって５００〜６００μｍ厚のコンパクトなシリコンウェハー（３）から絶縁さ
れた二次的なメンブラン層を上側に形成する２〜３μｍ厚のシリコン層（１）を
有した原材料としてのＳＯＩシリコンウェハー、 １Ｂ シリコンウェハーの下側にマスキング層（５）を、上側にマスキング層（
４）を施与、 １Ｃ ホトレジストマスク（６）を作成するためのリトグラフプロセスを用いて
上側にマスキング構成を構造付与し、マスキング層（４）のその後のプラズマエ
ッチングをすること、 １Ｄ ２〜３μｍの厚みを有する上側でのシリコン層（１）におけるマスキング
構成のトレンチエッチングとホトレジストマスク（６）の除去、 １Ｅ リトグラフマスキング（７）とシリコンウェハーの下側でのマスキング層
（５）へのウインドーのエッチング、 １Ｆ 後ろ側ウインドーのためのホトレジストマスク（７）の除去、 １Ｇ メンブランエッチングプロセス、すなわち、マスクされたウインドー域（
８）におけるコンパクトなシリコンウェハー（３）の除去、 １Ｈ メンブラン領域における絶縁層（２）とマスキング層（４）、（５）の剥
ぎ取り（ストリッピング）。
【００１０】 メンブランエッチングステップは、エッチング剤として例えば水性のＫＯＨ乃
至ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）溶液を用いる非等方性のウェッ
ト（湿式）ケミカルエッチングプロセスにおいて一般に行われる。
至ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）溶液を用いる非等方性のウェッ
ト（湿式）ケミカルエッチングプロセスにおいて一般に行われる。
【００１１】 エッチング停止は絶縁層上でなされるが、限定された選択度でのみ行われる。
機械的ひずみの理由に関する限り、絶縁層はできるだけ薄く維持されなければな
らず、その限定された選択度の結果としてエッチング停止は非常にきわどい。
機械的ひずみの理由に関する限り、絶縁層はできるだけ薄く維持されなければな
らず、その限定された選択度の結果としてエッチング停止は非常にきわどい。
【００１２】 ３０〜４０μｍ／時間のシリコンエッチング率での相応する時間数がかかるエ
ッチングプロセスの間、構造付与されたメンブラン側はいかなるエッチング腐食
からまったく確実に保護されなければならない。この操作において、プロセスの
終わりにいかなる残留物もなしにメンブラン側の保護のために用いられる剤を再
び除去可能であること並びに保護剤とその除去の両方のためにメンブランにおい
て構造に関し幾何学的形態の変更修正が生じないことを保証するような処置が講
じられなければならない。
ッチングプロセスの間、構造付与されたメンブラン側はいかなるエッチング腐食
からまったく確実に保護されなければならない。この操作において、プロセスの
終わりにいかなる残留物もなしにメンブラン側の保護のために用いられる剤を再
び除去可能であること並びに保護剤とその除去の両方のためにメンブランにおい
て構造に関し幾何学的形態の変更修正が生じないことを保証するような処置が講
じられなければならない。
【００１３】 従来技術に関連して、非常に信頼性のある方法が、後ろ側で開いたウインドー
以外のＳｉウェハーでの全ての領域を封止するのに、言い換えれば系に対して機
械的に押圧されたシールを備えたエッチング槽（セル）の統合乃至完成に有効で
ある。
以外のＳｉウェハーでの全ての領域を封止するのに、言い換えれば系に対して機
械的に押圧されたシールを備えたエッチング槽（セル）の統合乃至完成に有効で
ある。
【００１４】 そのような解決法の欠点は、エッチングプロセスの終わりで、すなわち、メン
ブラン領域が数ミリメートルの最終厚に近づくまでの時間で、破壊する非常に高
いリスクがある点にある。その主たる原因は、とりわけ少なくとも６０℃の温度
を有するエッチング浴において付加的熱歪曲が生じるという理由のためにも、槽
の機械的封止によって引き起こされる歪曲である。
ブラン領域が数ミリメートルの最終厚に近づくまでの時間で、破壊する非常に高
いリスクがある点にある。その主たる原因は、とりわけ少なくとも６０℃の温度
を有するエッチング浴において付加的熱歪曲が生じるという理由のためにも、槽
の機械的封止によって引き起こされる歪曲である。
【００１５】 更に、槽の取り扱い中でとりわけエッチング浴において圧力差が槽の内部と周
囲環境との間に生じ、これはメンブランに作用し当該メンブランを簡単に破損す
る傾向があることを避けることができない。
囲環境との間に生じ、これはメンブランに作用し当該メンブランを簡単に破損す
る傾向があることを避けることができない。
【００１６】 最後に、かなり敏感なメンブランを比較的がっしりした槽から引き出さなけれ
ばならず、これも同じくプロセスの非常にきわどいステップである。 他のアプローチは、エッチングに対する十分な耐性やメンブラン構成に影響せ
ず残留物なしでの除去の可能性のような、既に述べた特質の全てを呈する保護層
でメンブラン側を覆うことにある。これとは別に、この層はまたメンブランマス
クの除去に先立つほど前に又はその間にその破壊を避けるために、メンブラン／
保護層系においてのみ僅かな機械的テンションを引き起こし得る。
ばならず、これも同じくプロセスの非常にきわどいステップである。 他のアプローチは、エッチングに対する十分な耐性やメンブラン構成に影響せ
ず残留物なしでの除去の可能性のような、既に述べた特質の全てを呈する保護層
でメンブラン側を覆うことにある。これとは別に、この層はまたメンブランマス
クの除去に先立つほど前に又はその間にその破壊を避けるために、メンブラン／
保護層系においてのみ僅かな機械的テンションを引き起こし得る。
【００１７】 このアプローチに伴う困難性は、現在までのところこれらの要求の全てを同時
に満足する保護層が見つかっていないという問題にある。 本発明は、とりわけエッチング槽の使用の結果として又は一般に薄い半導体層
の結果として生じるメンブラン又はメンブラン層／エッチング停止層／支持ウェ
ハー系それぞれの不適当な機械的過度ひずみ又は変形、あるいは方法のそれぞれ
のステップにおいてコンポーネントの結果的な破壊を避けることができるような
、広範囲のメンブランマスクの製造方法を供するという課題を基礎とする。
に満足する保護層が見つかっていないという問題にある。 本発明は、とりわけエッチング槽の使用の結果として又は一般に薄い半導体層
の結果として生じるメンブラン又はメンブラン層／エッチング停止層／支持ウェ
ハー系それぞれの不適当な機械的過度ひずみ又は変形、あるいは方法のそれぞれ
のステップにおいてコンポーネントの結果的な破壊を避けることができるような
、広範囲のメンブランマスクの製造方法を供するという課題を基礎とする。
【００１８】
この課題は請求項１及び７にしたがう方法によって解決される。 これらに従属するそれぞれのサブクレーム（従属請求項）は上述した従来技術
に係る方法の欠点の排除のための発明に係る方法の好都合な実施態様を定める。
に係る方法の欠点の排除のための発明に係る方法の好都合な実施態様を定める。
【００１９】 ツーステップ（二段）方法は、第１ステップと第２ステップとで異なるエッチ
ング媒体を用いることができるので、エッチング媒体の選択において付加的な利
点を必然的に伴う。これら２つのエッチング媒体は、異なるエッチング剤であっ
てもよく、あるいは同じエッチング剤の濃度乃至温度が異なるだけであってもよ
い。ＳＯＩウェハーフロープロセスにおいて機械的ひずみの理由からできるだけ
薄くなければならない二酸化珪素の層でエッチングプロセスが停止されるにあっ
ては、エッチングにおいて高い選択度が求められる。このため、この場合に第２
エッチングステップをＴＭＡＨ浴で行う一方で第１ステップをＫＯＨ浴で実行す
ることが勧められる。
ング媒体を用いることができるので、エッチング媒体の選択において付加的な利
点を必然的に伴う。これら２つのエッチング媒体は、異なるエッチング剤であっ
てもよく、あるいは同じエッチング剤の濃度乃至温度が異なるだけであってもよ
い。ＳＯＩウェハーフロープロセスにおいて機械的ひずみの理由からできるだけ
薄くなければならない二酸化珪素の層でエッチングプロセスが停止されるにあっ
ては、エッチングにおいて高い選択度が求められる。このため、この場合に第２
エッチングステップをＴＭＡＨ浴で行う一方で第１ステップをＫＯＨ浴で実行す
ることが勧められる。
【００２０】 ツーステップ方法から得られる他の可能性は、プラズマでのドライエッチング
のステップとして第１ステップを実現することにある。 保護覆い（コーティング）は好都合には機械的要求及び化学的要求に関連して
誘電層又はポリマー層として形成され得る。
のステップとして第１ステップを実現することにある。 保護覆い（コーティング）は好都合には機械的要求及び化学的要求に関連して
誘電層又はポリマー層として形成され得る。
【００２１】 更に、停止層と保護層に対する第２ステップのエッチング選択度は、停止保護
層の過度の腐食なしに半導体支持層の最適除去、特に完全除去にとり最も効果的
にされ得る。
層の過度の腐食なしに半導体支持層の最適除去、特に完全除去にとり最も効果的
にされ得る。
【００２２】 ツーステップ方法はそれゆえにメンブランエッチングプロセスのエッチング率
乃至速度（生産性、コスト）及び選択度（収率）に関して最適化の多くの可能性
をもたらす（すなわち、半導体支持層の除去）。
乃至速度（生産性、コスト）及び選択度（収率）に関して最適化の多くの可能性
をもたらす（すなわち、半導体支持層の除去）。
【００２３】 両方の発明に係る方法にとって、更に機械的促成に関する要求の観点でのよう
な停止層の最適化のための並びにそれぞれの停止層に対するエッチングプロセス
の適合のための可能性が有効である。停止層はそれゆえ好都合には誘電層、金属
層、ポリマー層又はこれら層の組み合わせでなることが可能である。停止層の十
分な選択度はまた最適化の重要な基準である。
な停止層の最適化のための並びにそれぞれの停止層に対するエッチングプロセス
の適合のための可能性が有効である。停止層はそれゆえ好都合には誘電層、金属
層、ポリマー層又はこれら層の組み合わせでなることが可能である。停止層の十
分な選択度はまた最適化の重要な基準である。
【００２４】 それゆえ、メンブラン層／エッチング停止層／支持ウェハー系での機械的ひず
みを単に好都合に処理できないだけでなく、ツーステッププロセスは特にメンブ
ラン層での機械的ひずみの選択最適化を可能にする。
みを単に好都合に処理できないだけでなく、ツーステッププロセスは特にメンブ
ラン層での機械的ひずみの選択最適化を可能にする。
【００２５】 これはメンブランマスクの幾何学的安定性及びこれに依存する構造と位置に関
するマスク構成の精度の両方にとって非常に有利であり得る。 層あるいは層の組み合わせはまた、所望の適用に対応して限定された伝導性に
関して好都合に最も効果的となる。
するマスク構成の精度の両方にとって非常に有利であり得る。 層あるいは層の組み合わせはまた、所望の適用に対応して限定された伝導性に
関して好都合に最も効果的となる。
【００２６】 本発明に係る方法にしたがって、メンブラン層での機械的ひずみは、半導体支
持層の除去の適切な適合によって圧縮ひずみから引っ張り応力までの広い限度で
好都合に変えられる。
持層の除去の適切な適合によって圧縮ひずみから引っ張り応力までの広い限度で
好都合に変えられる。
【００２７】 支持ウェハー上でメンブラン層をドープ処理することによって、圧縮ひずみか
ら引っ張り応力まで広い範囲にわたってメンブランマスクでの機械的ひずみを変
えることが可能である。下記実施の形態に記載されるようなＳＯＩウェハーフロ
ープロセスは特に良好にこれにふさわしい。誘電層は、この上に配設されたシリ
コン層のドーピングレベルに無関係にエッチング停止を引き起こす。それゆえ、
任意に、すなわちもっぱら最適なメンブランテンションの意義でシリコン層をド
ープ処理することが可能である。
ら引っ張り応力まで広い範囲にわたってメンブランマスクでの機械的ひずみを変
えることが可能である。下記実施の形態に記載されるようなＳＯＩウェハーフロ
ープロセスは特に良好にこれにふさわしい。誘電層は、この上に配設されたシリ
コン層のドーピングレベルに無関係にエッチング停止を引き起こす。それゆえ、
任意に、すなわちもっぱら最適なメンブランテンションの意義でシリコン層をド
ープ処理することが可能である。
【００２８】 ＳＯＩ技術の適用は更に、方法が簡単にされその効率が改善され、それゆえ収
率が増大し方法がより低いコストで行われ得るという利点のような、従来の電気
化学エッチング停止技術を超える利点を呈する。
率が増大し方法がより低いコストで行われ得るという利点のような、従来の電気
化学エッチング停止技術を超える利点を呈する。
【００２９】 従来の電気化学エッチング停止技術は、エッチングがシングルステップでのみ
可能であってエッチング槽で作動する方法のみを可能とする。更に比較的小さな
メンブランのみが従来製造される。
可能であってエッチング槽で作動する方法のみを可能とする。更に比較的小さな
メンブランのみが従来製造される。
【００３０】 半導体支持層のエッチングが方法の第１ステップとして又は半導体ウェハー用
原材料の製造の部分として行われるためにマスキング層が構成され、このために
起こる欠点乃至障害は、既に実質的なコストを負ったパーツ（部分）の拒絶乃至
排除とならず、これは別の利点である。それゆえ、コストはこの方法の好都合な
実施の形態によって減少する。
原材料の製造の部分として行われるためにマスキング層が構成され、このために
起こる欠点乃至障害は、既に実質的なコストを負ったパーツ（部分）の拒絶乃至
排除とならず、これは別の利点である。それゆえ、コストはこの方法の好都合な
実施の形態によって減少する。
【００３１】 本発明は、一般的な発明概念の制限をせずに、図面を参照して例示的な実施の
形態によって以下に記載される。上記図面には、明細書に完全に説明されないよ
うなものを含み本発明に係る詳細の全ての開示に関する限りで他の全ての点にお
いてはっきり言及される。ＳＯＩウェハーフロープロセスの例のために説明され
た発明に係る解決法は、他のウェハーフロープロセスやメンブランフロープロセ
スのためのその潜在的な適用も除外しない。
形態によって以下に記載される。上記図面には、明細書に完全に説明されないよ
うなものを含み本発明に係る詳細の全ての開示に関する限りで他の全ての点にお
いてはっきり言及される。ＳＯＩウェハーフロープロセスの例のために説明され
た発明に係る解決法は、他のウェハーフロープロセスやメンブランフロープロセ
スのためのその潜在的な適用も除外しない。
【００３２】
本発明を以下に図面に関した実施形態によってより詳細に説明する。
【００３３】 実施例１ 特定の要求を満たすが非常に薄い層の形状としてのみ、それゆえ非常に限定さ
れたエッチング耐性を有した保護層が製造可能であるので、本発明にしたがって
ツーステッププロセスがメンブランエッチングのために用いられる。
れたエッチング耐性を有した保護層が製造可能であるので、本発明にしたがって
ツーステッププロセスがメンブランエッチングのために用いられる。
【００３４】 先ずエッチングがエッチング槽内で、エッチングプロセスにおいても槽処理又
は部分的にエッチングされたメンブランマスクの剥ぎ取りの間にも破壊のリスク
がないほど十分な安定性をメンブラン範囲が有するような残り厚みにまでなされ
る。残りのエッチングが第２ステップにおいてなされ、メンブラン側での保護層
に作用する。このために部分的にエッチングされたメンブランマスクがシンプル
なウェハー担体に挿入されて、エッチング槽内に浸された際にいかなる機械的又
は熱的束縛力にさらされない。第１ステップにおいて層厚の約９０％が除去され
、そして第２ステップにおいて層の残りの厚みがメンブラン厚にまで剥ぎ取られ
る。誘電層及びポリマー層の両方が、構造付与されたマスキング層上に、又はマ
スキング層の事前の剥ぎ取りの後に構造付与されたメンブラン層上に直接的に施
与される保護層として用いられ得る。
は部分的にエッチングされたメンブランマスクの剥ぎ取りの間にも破壊のリスク
がないほど十分な安定性をメンブラン範囲が有するような残り厚みにまでなされ
る。残りのエッチングが第２ステップにおいてなされ、メンブラン側での保護層
に作用する。このために部分的にエッチングされたメンブランマスクがシンプル
なウェハー担体に挿入されて、エッチング槽内に浸された際にいかなる機械的又
は熱的束縛力にさらされない。第１ステップにおいて層厚の約９０％が除去され
、そして第２ステップにおいて層の残りの厚みがメンブラン厚にまで剥ぎ取られ
る。誘電層及びポリマー層の両方が、構造付与されたマスキング層上に、又はマ
スキング層の事前の剥ぎ取りの後に構造付与されたメンブラン層上に直接的に施
与される保護層として用いられ得る。
【００３５】 図２はツーステッププロセスの本質的ステップの概略的なイラストである： ２Ａ 開始点図１に示されたようにプロセスステップＦで、すなわち、メンブラ
ンエッチングのための開口した後ろ側ウインドー（５）と構造付与されたメンブ
ラン側（１）＋（４）を備えた加工処理されたＳＯＩウェハー； ２Ｂ 第２エッチングステップに必要な保護層（９）が、構造付与されたメンブ
ラン側で、マスキング層（４）に、若しくは図面に示されたようにマスキング層
の剥ぎ取り後にメンブラン層（１）に施与される； ２Ｃ エッチング槽（１０）での構造付与されたシリコンウェハーに機械的カバ
ー乃至シール（１１）を取り付け、開口ウインドー（８）でシリコン（珪素）を
残りの厚み（１２）にまでエッチングすること； ２Ｄ エッチング槽から部分的にエッチングされたシリコンウェハーを取り出し
、エッチング槽で停止層（２）にまでエッチングが続けられる； ２Ｅ メンブラン領域にて保護層（９）及びマスキング層（５）並びにエッチン
グ停止層（２）を剥ぎ取ること。
ンエッチングのための開口した後ろ側ウインドー（５）と構造付与されたメンブ
ラン側（１）＋（４）を備えた加工処理されたＳＯＩウェハー； ２Ｂ 第２エッチングステップに必要な保護層（９）が、構造付与されたメンブ
ラン側で、マスキング層（４）に、若しくは図面に示されたようにマスキング層
の剥ぎ取り後にメンブラン層（１）に施与される； ２Ｃ エッチング槽（１０）での構造付与されたシリコンウェハーに機械的カバ
ー乃至シール（１１）を取り付け、開口ウインドー（８）でシリコン（珪素）を
残りの厚み（１２）にまでエッチングすること； ２Ｄ エッチング槽から部分的にエッチングされたシリコンウェハーを取り出し
、エッチング槽で停止層（２）にまでエッチングが続けられる； ２Ｅ メンブラン領域にて保護層（９）及びマスキング層（５）並びにエッチン
グ停止層（２）を剥ぎ取ること。
【００３６】 実施例２ エッチング槽におけるエッチングプロセスの間に破壊のリスクを減少する別の
アプローチは、本発明によれば、シリコン層が広範囲にわたって直ちに剥ぎ取ら
れず、エッチングウインドー内で適当なマスキングによって支持グリッドが残さ
れ、最初に小さなメンブラン範囲が創出されることにある。それでメンブランマ
スクはなお高めの安定条件においてエッチング槽から剥ぎ取られる。エッチング
停止層は、そして同時に支持グリッドも槽から取り出された後にのみ剥ぎ取られ
る。上記支持グリッドは下エッチングによって持ち上げられ離される。停止層が
剥ぎ取られて機械的内部ひずみが除かれ、停止層によって生じたひずみ及び支持
グリッドによって部分的に引き起こされた補償が実際上同時に除かれる。
アプローチは、本発明によれば、シリコン層が広範囲にわたって直ちに剥ぎ取ら
れず、エッチングウインドー内で適当なマスキングによって支持グリッドが残さ
れ、最初に小さなメンブラン範囲が創出されることにある。それでメンブランマ
スクはなお高めの安定条件においてエッチング槽から剥ぎ取られる。エッチング
停止層は、そして同時に支持グリッドも槽から取り出された後にのみ剥ぎ取られ
る。上記支持グリッドは下エッチングによって持ち上げられ離される。停止層が
剥ぎ取られて機械的内部ひずみが除かれ、停止層によって生じたひずみ及び支持
グリッドによって部分的に引き起こされた補償が実際上同時に除かれる。
【００３７】 図３は支持グリッドに作用するプロセスステップの全ての概略的なイラストで
ある： ３Ａ 開始点が図１でのプロセスステップＥであり、グリッドマスキング（１３
）の同時構成によって後ろ側ウインドー（５）の構成がホトレジストマスク（７
）で補われた； ３Ｂ 後ろ側を構成するためのホトレジストマスク（７）の剥ぎ取り； ３Ｃ エッチング槽（１０）での構造付与されたシリコンウェハーに機械的カバ
ー乃至シール（１１）を取り付け、開口ウインドー（８）でシリコンを停止層に
までエッチングすること； ３Ｄ エッチング槽からメンブランマスクを取り出し、マスキング層（４）＋（
５）並びにエッチング停止層（２）を剥ぎ取り、支持グリッド（１４）が下エッ
チングによって停止層に沿って持ち上げられる。
ある： ３Ａ 開始点が図１でのプロセスステップＥであり、グリッドマスキング（１３
）の同時構成によって後ろ側ウインドー（５）の構成がホトレジストマスク（７
）で補われた； ３Ｂ 後ろ側を構成するためのホトレジストマスク（７）の剥ぎ取り； ３Ｃ エッチング槽（１０）での構造付与されたシリコンウェハーに機械的カバ
ー乃至シール（１１）を取り付け、開口ウインドー（８）でシリコンを停止層に
までエッチングすること； ３Ｄ エッチング槽からメンブランマスクを取り出し、マスキング層（４）＋（
５）並びにエッチング停止層（２）を剥ぎ取り、支持グリッド（１４）が下エッ
チングによって停止層に沿って持ち上げられる。
【図１】 とりわけ明細書の導入部において論じられたように従来技術にしたがう所謂ス
テンシルマスクの製造のためのＳＯＩ（silicon on insulator）シリコンウェハ
ーで作用するウェハーフロープロセスを示す図である。
テンシルマスクの製造のためのＳＯＩ（silicon on insulator）シリコンウェハ
ーで作用するウェハーフロープロセスを示す図である。
【図２】 メンブランエッチングのためのツーステッププロセスの適用で広範囲メンブラ
ンマスクを製造する本発明に係る方法を表す図である。
ンマスクを製造する本発明に係る方法を表す図である。
【図３】 メンブランエッチングのための支持グリッドの適用で広範囲メンブランマスク
を製造する本発明に係る方法を示す図である。
を製造する本発明に係る方法を示す図である。
１ メンブラン層 ２ エッチング停止層 ４ マスキング層 ５ 後ろ側ウインドー ８ 開口ウインドー ９ 保護層 １０ エッチング槽 １１ 機械的カバー
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１１年１１月９日（１９９９．１１．９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１Ｓ (72)発明者 レッツクス フロリアン ドイツ連邦共和国 デー・72070 テュー ビンゲン シュヴェルツロッハーシュトラ ーセ 58 (72)発明者 ペンテカー エリザベート アメリカ合衆国 オレゴン州 97006 ビ ーヴァートーン サンストーン ループ 8343 (72)発明者 シュプリンガー ラインハルト ドイツ連邦共和国 デー・72172 ズルツ ビュールシュトラーセ 19 (72)発明者 ヘフリンガー ベルント ドイツ連邦共和国 デー・71063 ジンデ ルフィンゲン カルクオーフェンシュトラ ーセ 19 (72)発明者 レシュナー ハンス オーストリア アー・1020 ヴィーン シ ュライガッセ ３ イーエムエス・イオー ネン ミクロファブリカチオンス ジステ ーム ゲゼルシャフト ミット ベシュレ ンクテル ハフツング Ｆターム(参考） 2H095 BA08 BA10 BB14 BC19 BC26 5F046 GD02 GD15 GD20 5F056 AA06 AA22 FA05
Claims (17)
- 【請求項１】 多層半導体ウェハーを基礎とする広範囲メンブランマスクを
製造する方法にして、停止層上に存する半導体メンブラン層が構造付与され、半
導体支持層と停止層とが部分ステップにて剥ぎ取られる方法において、 半導体支持層の剥ぎ取りが好ましくは２つの部分ステップにて行われ、それら
部分ステップが機械的にシールされたエッチング槽内若しくは保護コーティング
で実現するか、あるいは一方の部分ステップがエッチング槽内で行われ、他方が
保護コーティングで行われることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 上記２つの部分ステップがウェットエッチングステップであ
るか、ドライエッチングステップであるか、ウェット-及びドライ-エッチングス
テップの組み合わせであることを特徴とする請求項１にしたがう方法。 - 【請求項３】 異なるウェットケミカルエッチング媒体が前記２つのエッチ
ングステップにて用いられることを特徴とする請求項２にしたがう方法。 - 【請求項４】 １つのエッチング媒体、又は各々が異なる濃度及び／又は異
なる温度である異なるエッチング媒体がそれぞれ前記２つのエッチングステップ
にて用いられることを特徴とする請求項２にしたがう方法。 - 【請求項５】 保護コーティングが誘電層又はポリマー層であることを特徴
とする請求項１〜４のいずれか一項にしたがう方法。 - 【請求項６】 前記第２ステップの前記エッチング媒体が停止層と保護層の
両方に関して高いエッチング選択度を有することを特徴とする請求項２〜５のい
ずれか一項にしたがう方法。 - 【請求項７】 前記半導体支持層の剥ぎ取りが始めに支持グリッドを備え機
械的にシールされたエッチング槽にて行われ、前記支持グリッドが前記エッチン
グ槽から取り出された後にのみ取り除かれることを特徴とする請求項１の前提部
分にしたがう方法。 - 【請求項８】 前記支持グリッドが前記停止層と共に下エッチングによって
剥ぎ取られることを特徴とする請求項７にしたがう方法。 - 【請求項９】 前記停止層が誘電層、金属層、ポリマー層又は層組み合わせ
からなることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項にしたがう方法。 - 【請求項１０】 前記層又は層組み合わせがそれぞれ低いひずみレベルを示
すかひずみなしであり、及び／又は規定された伝導度を示すことを特徴とする請
求項１〜９のいずれか一項にしたがう方法。 - 【請求項１１】 前記メンブランでの機械的ひずみが、前記半導体支持層の
剥ぎ取りの適切な適合によって、広い限度内で圧縮ひずみから引っ張りひずみで
変えられることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項にしたがう方法。 - 【請求項１２】 前記半導体メンブラン層での最適ひずみが前記半導体メン
ブラン層をドープ処理することによって独立して調整可能であることを特徴とす
る請求項１〜１１のいずれか一項にしたがう方法。 - 【請求項１３】 ウェハーフロープロセスであることを特徴とする請求項１
〜１２のいずれか一項にしたがう方法。 - 【請求項１４】 ＳＯＩ（silicon on insulator）ウェハーフロープロセス
であることを特徴とする請求項１３にしたがう方法。 - 【請求項１５】 メンブランフロープロセスであることを特徴とする請求項
１〜１２のいずれか一項にしたがう方法。 - 【請求項１６】 前記停止層が誘電層であることを特徴とする請求項１５に
したがう方法。 - 【請求項１７】 前記半導体支持層のエッチングのための前記マスキング層
の構成が本方法の第１ステップとして行われるか、前記半導体ウェハーのための
原材料の製造の範囲内で行われることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一
項にしたがう方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19813208.5 | 1998-03-25 | ||
| DE19813208 | 1998-03-25 | ||
| PCT/DE1999/000905 WO1999049365A1 (de) | 1998-03-25 | 1999-03-25 | Verfahren zur herstellung grossflächiger membranmasken |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002508583A true JP2002508583A (ja) | 2002-03-19 |
| JP3950628B2 JP3950628B2 (ja) | 2007-08-01 |
Family
ID=7862315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000538275A Expired - Lifetime JP3950628B2 (ja) | 1998-03-25 | 1999-03-25 | 広範囲メンブランマスクを製造する方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6455429B1 (ja) |
| EP (1) | EP1071981B1 (ja) |
| JP (1) | JP3950628B2 (ja) |
| AT (1) | ATE234477T1 (ja) |
| DE (2) | DE19913683C2 (ja) |
| WO (1) | WO1999049365A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018519547A (ja) * | 2015-07-17 | 2018-07-19 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 膜アセンブリを製造するための方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN1196175C (zh) * | 2000-05-25 | 2005-04-06 | 凸版印刷株式会社 | 转印掩模的制造方法 |
| DE10127217B4 (de) | 2001-06-05 | 2005-09-15 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Herstellung lagegenauer großflächiger Membranmasken |
| DE10131139B4 (de) * | 2001-06-28 | 2005-08-25 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Herstellung großflächiger Membranmasken mittels Trockenätzen |
| DE10138882B4 (de) | 2001-08-08 | 2005-09-08 | Infineon Technologies Ag | Großflächige Membranmaske und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| FR2859797B1 (fr) | 2003-09-17 | 2007-10-05 | Commissariat Energie Atomique | Procede de micro-lithographie utilisant un masque a surface courbe |
| DE102004012240B4 (de) * | 2004-03-12 | 2007-03-01 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Herstellung einer Lochmaske zur lithographischen Strukturierung mittels geladener Teilchen |
| FR2947096A1 (fr) | 2009-06-18 | 2010-12-24 | Commissariat Energie Atomique | Procede de realisation d'une membrane plane |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0244496B1 (de) | 1986-05-06 | 1991-01-16 | Ibm Deutschland Gmbh | Maske für die Ionen-, Elektronen- oder Röntgenstrahllithographie und Verfahren zur ihrer Herstellung |
| DE3730642A1 (de) * | 1987-09-11 | 1989-03-30 | Fraunhofer Ges Forschung | Lochmaske fuer die verwendung bei ionen- oder elektronenoptischen verfahren sowie verfahren zur herstellung einer solchen lochmaske |
| DE3900526A1 (de) * | 1988-01-14 | 1989-07-27 | Fraunhofer Ges Forschung | Ultraduenne membrane mit stuetzrand |
| US5110373A (en) * | 1988-09-13 | 1992-05-05 | Nanostructures, Inc. | Silicon membrane with controlled stress |
| US5234781A (en) | 1988-11-07 | 1993-08-10 | Fujitsu Limited | Mask for lithographic patterning and a method of manufacturing the same |
| US5177773A (en) | 1990-03-26 | 1993-01-05 | Hitachi, Ltd. | X-ray mask and method for producing same |
| US5326426A (en) * | 1991-11-14 | 1994-07-05 | Tam Andrew C | Undercut membrane mask for high energy photon patterning |
| WO1996038763A1 (de) * | 1995-05-30 | 1996-12-05 | Ims Ionen Mikrofabrikations Systeme Gesellschaft M.B.H. | Verfahren zur herstellung einer strukturierten maske |
| SE9502258D0 (sv) * | 1995-06-21 | 1995-06-21 | Pharmacia Biotech Ab | Method for the manufacture of a membrane-containing microstructure |
| WO1997043694A2 (de) * | 1996-05-13 | 1997-11-20 | Ims-Ionen Mikrofabrikations Systeme Gmbh | Verfahren zur herstellung einer stencil-maske |
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-
1999
- 1999-03-25 DE DE19913683A patent/DE19913683C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-25 AT AT99924681T patent/ATE234477T1/de not_active IP Right Cessation
- 1999-03-25 EP EP99924681A patent/EP1071981B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-25 DE DE59904533T patent/DE59904533D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-25 JP JP2000538275A patent/JP3950628B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-25 WO PCT/DE1999/000905 patent/WO1999049365A1/de active IP Right Grant
-
2000
- 2000-09-25 US US09/669,469 patent/US6455429B1/en not_active Expired - Lifetime
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