JP2003151890A - マスクおよびその製造方法と半導体装置の製造方法 - Google Patents
マスクおよびその製造方法と半導体装置の製造方法Info
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】メンブレンの薄膜化とマスク強度の維持を両立
できるマスクおよびその製造方法と、微細パターンを高
精度に形成できる半導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】薄膜２と、薄膜２に形成された荷電粒子線
（好適には電子線）が透過する孔３と、薄膜２の一方の
面に形成された支持層４と、支持層４に形成された開口
部５であって、孔３に自己整合的に孔よりも広い径で形
成された開口部５とを有するマスクおよびその製造方法
と、それを用いたリソグラフィ工程を含む半導体装置の
製造方法。
できるマスクおよびその製造方法と、微細パターンを高
精度に形成できる半導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】薄膜２と、薄膜２に形成された荷電粒子線
（好適には電子線）が透過する孔３と、薄膜２の一方の
面に形成された支持層４と、支持層４に形成された開口
部５であって、孔３に自己整合的に孔よりも広い径で形
成された開口部５とを有するマスクおよびその製造方法
と、それを用いたリソグラフィ工程を含む半導体装置の
製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子転写型リ
ソグラフィ用のマスクおよびその製造方法と、荷電粒子
転写型リソグラフィ工程を含む半導体装置の製造方法に
関する。
ソグラフィ用のマスクおよびその製造方法と、荷電粒子
転写型リソグラフィ工程を含む半導体装置の製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩの微細化に伴い、電子線転写型リ
ソグラフィ（ＥＰＬ；electron beamprojection lithog
raphy）の実用化が期待されている。実用化が進められ
ているＥＰＬとしては、ＩＢＭとニコンが共同開発して
いるＰＲＥＶＡＩＬ（projection exposure with varia
ble axis immersion lenses)（H. C. Pfeiffer他 Jour
nal of Vacuum Science and Technology B17 p.2840 (1
999)）が挙げられる。また、リープル、東京精密および
ソニーが共同開発しているＬＥＥＰＬ（lowenergy elec
tron-beam proximity projection lithography)（T. Ut
sumi, Journal of Vacuum Science and Technology B17
p.2897 (1999))が挙げられる。
ソグラフィ（ＥＰＬ；electron beamprojection lithog
raphy）の実用化が期待されている。実用化が進められ
ているＥＰＬとしては、ＩＢＭとニコンが共同開発して
いるＰＲＥＶＡＩＬ（projection exposure with varia
ble axis immersion lenses)（H. C. Pfeiffer他 Jour
nal of Vacuum Science and Technology B17 p.2840 (1
999)）が挙げられる。また、リープル、東京精密および
ソニーが共同開発しているＬＥＥＰＬ（lowenergy elec
tron-beam proximity projection lithography)（T. Ut
sumi, Journal of Vacuum Science and Technology B17
p.2897 (1999))が挙げられる。
【０００３】ＰＲＥＶＡＩＬ用マスクとしては、シリコ
ンからなる２μｍ厚の薄膜（メンブレン）に孔を開けて
パターンが形成されたステンシルマスクが提案されてい
る。ＬＥＥＰＬ用マスクとしては、シリコンまたはダイ
アモンドからなる５００ｎｍ厚のメンブレンに孔を開け
てパターンが形成されたステンシルマスクが提案されて
いる。
ンからなる２μｍ厚の薄膜（メンブレン）に孔を開けて
パターンが形成されたステンシルマスクが提案されてい
る。ＬＥＥＰＬ用マスクとしては、シリコンまたはダイ
アモンドからなる５００ｎｍ厚のメンブレンに孔を開け
てパターンが形成されたステンシルマスクが提案されて
いる。
【０００４】ＰＲＥＶＡＩＬは通常、４倍の縮小投影系
であり、１００ｋｅＶ程度の電子線が用いられる。ＰＲ
ＥＶＡＩＬ用ステンシルマスクを用いて露光を行う場
合、電子線が孔の開いた部分のみ無散乱で透過し、レジ
スト上に結像されて、パターンが転写される。一方、Ｌ
ＥＥＰＬは等倍投影系であり、例えば２ｋｅＶの電子線
が用いられる。ＬＥＥＰＬ用ステンシルマスクを用いて
露光を行う場合、電子線が孔の開いた部分のみ透過し、
パターンが等倍で転写される。
であり、１００ｋｅＶ程度の電子線が用いられる。ＰＲ
ＥＶＡＩＬ用ステンシルマスクを用いて露光を行う場
合、電子線が孔の開いた部分のみ無散乱で透過し、レジ
スト上に結像されて、パターンが転写される。一方、Ｌ
ＥＥＰＬは等倍投影系であり、例えば２ｋｅＶの電子線
が用いられる。ＬＥＥＰＬ用ステンシルマスクを用いて
露光を行う場合、電子線が孔の開いた部分のみ透過し、
パターンが等倍で転写される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のステンシルマスクによれば、マスクの加工性を向
上させ、微細パターンを形成する目的でメンブレン厚を
薄くすると、マスク強度が低下する。特に、ＬＥＥＰＬ
用ステンシルマスクは、メンブレン厚が薄いため、マス
ク強度の低下が問題となりやすい。
従来のステンシルマスクによれば、マスクの加工性を向
上させ、微細パターンを形成する目的でメンブレン厚を
薄くすると、マスク強度が低下する。特に、ＬＥＥＰＬ
用ステンシルマスクは、メンブレン厚が薄いため、マス
ク強度の低下が問題となりやすい。
【０００６】メンブレン材料としてシリコンを用いた場
合は、ダイアモンドを用いる場合に比較して、マスク強
度の低下がより顕著となる。マスク強度が不足した場
合、例えばマスクの洗浄時や、マスクを露光機に装填す
る際に、パターンが破壊しやすくなる。
合は、ダイアモンドを用いる場合に比較して、マスク強
度の低下がより顕著となる。マスク強度が不足した場
合、例えばマスクの洗浄時や、マスクを露光機に装填す
る際に、パターンが破壊しやすくなる。
【０００７】また、メンブレンの面積が大きい場合に
は、メンブレン厚を薄くするとメンブレンがたわみやす
くなる。メンブレンがたわむと、パターンの位置精度が
低下したり、パターンに歪みが生じたりする。半導体装
置に微細パターンを形成するには、メンブレンのたわみ
や歪みを防止する必要がある。
は、メンブレン厚を薄くするとメンブレンがたわみやす
くなる。メンブレンがたわむと、パターンの位置精度が
低下したり、パターンに歪みが生じたりする。半導体装
置に微細パターンを形成するには、メンブレンのたわみ
や歪みを防止する必要がある。
【０００８】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
のであり、したがって、本発明は、メンブレンの薄膜化
と、マスク強度の維持を両立させることができるマスク
およびその製造方法を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、微細パターンを高精度に形成できる半導
体装置の製造方法を提供することを目的とする。
のであり、したがって、本発明は、メンブレンの薄膜化
と、マスク強度の維持を両立させることができるマスク
およびその製造方法を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、微細パターンを高精度に形成できる半導
体装置の製造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】上記の目的を達成するた
め、本発明のマスクは、薄膜と、前記薄膜に形成された
荷電粒子線が透過する孔と、前記薄膜の一方の面に形成
された支持層と、前記支持層に形成された開口部であっ
て、前記孔に自己整合的に前記孔よりも広い径で形成さ
れた前記開口部とを有することを特徴とする。好適に
は、前記荷電粒子線は電子線を含む。
め、本発明のマスクは、薄膜と、前記薄膜に形成された
荷電粒子線が透過する孔と、前記薄膜の一方の面に形成
された支持層と、前記支持層に形成された開口部であっ
て、前記孔に自己整合的に前記孔よりも広い径で形成さ
れた前記開口部とを有することを特徴とする。好適に
は、前記荷電粒子線は電子線を含む。
【００１０】これにより、マスクの薄膜（メンブレン）
を薄くしても、支持層によって薄膜が補強され、メンブ
レンの破損が防止される。本発明のマスクによれば、荷
電粒子線が透過する孔以外の部分の薄膜が、支持層によ
り均一に補強される。また、薄膜の厚さを薄くできるこ
とから、孔を形成するときの加工性が向上する。したが
って、マスクパターンに対応する孔が薄膜に高精度に形
成される。
を薄くしても、支持層によって薄膜が補強され、メンブ
レンの破損が防止される。本発明のマスクによれば、荷
電粒子線が透過する孔以外の部分の薄膜が、支持層によ
り均一に補強される。また、薄膜の厚さを薄くできるこ
とから、孔を形成するときの加工性が向上する。したが
って、マスクパターンに対応する孔が薄膜に高精度に形
成される。
【００１１】上記の目的を達成するため、本発明のマス
クの製造方法は、基板の一方の面にエッチングストッパ
ー層を介して支持層を形成する工程と、前記支持層上に
薄膜を形成する工程と、前記基板の他方の面側から前記
基板の一部を除去して、前記基板材料からなる支持枠を
形成し、前記支持枠部分を除き前記エッチングストッパ
ー層を露出させる工程と、前記支持枠部分を除く前記薄
膜に、荷電粒子線が透過する孔を形成する工程と、前記
支持層に前記孔を介してエッチング液またはエッチング
ガスを供給し、前記薄膜と前記エッチングストッパー層
との間で等方性エッチングを行って、前記孔に自己整合
的に前記孔よりも広い径で開口部を形成する工程と、前
記支持枠部分を除く前記エッチングストッパー層を除去
する工程とを有することを特徴とする。
クの製造方法は、基板の一方の面にエッチングストッパ
ー層を介して支持層を形成する工程と、前記支持層上に
薄膜を形成する工程と、前記基板の他方の面側から前記
基板の一部を除去して、前記基板材料からなる支持枠を
形成し、前記支持枠部分を除き前記エッチングストッパ
ー層を露出させる工程と、前記支持枠部分を除く前記薄
膜に、荷電粒子線が透過する孔を形成する工程と、前記
支持層に前記孔を介してエッチング液またはエッチング
ガスを供給し、前記薄膜と前記エッチングストッパー層
との間で等方性エッチングを行って、前記孔に自己整合
的に前記孔よりも広い径で開口部を形成する工程と、前
記支持枠部分を除く前記エッチングストッパー層を除去
する工程とを有することを特徴とする。
【００１２】あるいは、本発明のマスクの製造方法は、
基板の一方の面に薄膜を形成する工程と、前記薄膜上に
支持層を形成する工程と、前記基板の他方の面側から前
記基板の一部を除去して、前記基板材料からなる支持枠
を形成し、前記支持枠部分を除き前記薄膜を露出させる
工程と、前記支持層上にエッチングストッパー層を形成
する工程と、前記支持枠部分を除く前記薄膜に、荷電粒
子線が透過する孔を形成する工程と、前記支持層に前記
孔を介してエッチング液またはエッチングガスを供給
し、前記薄膜と前記エッチングストッパー層との間で等
方性エッチングを行って、前記孔に自己整合的に前記孔
よりも広い径で開口部を形成する工程と、前記エッチン
グストッパー層を除去する工程とを有することを特徴と
する。
基板の一方の面に薄膜を形成する工程と、前記薄膜上に
支持層を形成する工程と、前記基板の他方の面側から前
記基板の一部を除去して、前記基板材料からなる支持枠
を形成し、前記支持枠部分を除き前記薄膜を露出させる
工程と、前記支持層上にエッチングストッパー層を形成
する工程と、前記支持枠部分を除く前記薄膜に、荷電粒
子線が透過する孔を形成する工程と、前記支持層に前記
孔を介してエッチング液またはエッチングガスを供給
し、前記薄膜と前記エッチングストッパー層との間で等
方性エッチングを行って、前記孔に自己整合的に前記孔
よりも広い径で開口部を形成する工程と、前記エッチン
グストッパー層を除去する工程とを有することを特徴と
する。
【００１３】これにより、孔部分に接する支持層を、孔
に自己整合的に除去することが可能となる。したがっ
て、孔以外の部分の薄膜を支持層で補強できる。また、
支持層の開口部が孔に自己整合的に、孔よりも広い径で
形成されることから、支持層によって荷電粒子線が妨げ
られることはない。
に自己整合的に除去することが可能となる。したがっ
て、孔以外の部分の薄膜を支持層で補強できる。また、
支持層の開口部が孔に自己整合的に、孔よりも広い径で
形成されることから、支持層によって荷電粒子線が妨げ
られることはない。
【００１４】上記の目的を達成するため、本発明の半導
体装置の製造方法は、所定のマスクパターンが形成され
たマスクを介して、感光面に荷電粒子線を照射し、前記
感光面に前記マスクパターンを転写する工程を有する半
導体装置の製造方法であって、前記マスクとして、薄膜
と、前記薄膜に形成された荷電粒子線が透過する孔と、
前記薄膜の一方の面に形成された支持層と、前記支持層
に形成された開口部であって、前記孔に自己整合的に前
記孔よりも広い径で形成された前記開口部と、前記開口
部を除く前記支持層上の少なくとも一部にエッチングス
トッパー層を介して形成された、前記薄膜を支持する支
持枠と、前記支持層に前記開口部を形成するためのエッ
チング液に対して耐性を有する前記エッチングストッパ
ー層とを有するマスクを用いることを特徴とする。
体装置の製造方法は、所定のマスクパターンが形成され
たマスクを介して、感光面に荷電粒子線を照射し、前記
感光面に前記マスクパターンを転写する工程を有する半
導体装置の製造方法であって、前記マスクとして、薄膜
と、前記薄膜に形成された荷電粒子線が透過する孔と、
前記薄膜の一方の面に形成された支持層と、前記支持層
に形成された開口部であって、前記孔に自己整合的に前
記孔よりも広い径で形成された前記開口部と、前記開口
部を除く前記支持層上の少なくとも一部にエッチングス
トッパー層を介して形成された、前記薄膜を支持する支
持枠と、前記支持層に前記開口部を形成するためのエッ
チング液に対して耐性を有する前記エッチングストッパ
ー層とを有するマスクを用いることを特徴とする。
【００１５】あるいは、本発明の半導体装置の製造方法
は、所定のマスクパターンが形成されたマスクを介し
て、感光面に荷電粒子線を照射し、前記感光面に前記マ
スクパターンを転写する工程を有する半導体装置の製造
方法であって、前記マスクとして、薄膜と、前記薄膜の
一方の面に形成された支持層と、前記支持層に形成され
た開口部であって、前記孔に自己整合的に前記孔よりも
広い径で形成された前記開口部と、前記孔を除く前記薄
膜上の少なくとも一部に形成された、前記薄膜を支持す
る支持枠とを有するマスクを用いることを特徴とする。
は、所定のマスクパターンが形成されたマスクを介し
て、感光面に荷電粒子線を照射し、前記感光面に前記マ
スクパターンを転写する工程を有する半導体装置の製造
方法であって、前記マスクとして、薄膜と、前記薄膜の
一方の面に形成された支持層と、前記支持層に形成され
た開口部であって、前記孔に自己整合的に前記孔よりも
広い径で形成された前記開口部と、前記孔を除く前記薄
膜上の少なくとも一部に形成された、前記薄膜を支持す
る支持枠とを有するマスクを用いることを特徴とする。
【００１６】これにより、マスクの使用時、運搬時ある
いは洗浄時のマスクの破損が防止される。また、マスク
の薄膜が支持層によって補強されることから、薄膜のた
わみが防止され、薄膜のたわみに由来するパターンの位
置ずれや歪みが低減される。したがって、荷電粒子転写
型リソグラフィにおいて微細パターンを高精度に転写で
きる。
いは洗浄時のマスクの破損が防止される。また、マスク
の薄膜が支持層によって補強されることから、薄膜のた
わみが防止され、薄膜のたわみに由来するパターンの位
置ずれや歪みが低減される。したがって、荷電粒子転写
型リソグラフィにおいて微細パターンを高精度に転写で
きる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明のマスクおよびそ
の製造方法と半導体装置の製造方法の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。 （実施形態１）図１は本実施形態のマスクの断面図であ
る。本実施形態のステンシルマスク１は、ＬＥＥＰＬに
好適に用いられる。
の製造方法と半導体装置の製造方法の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。 （実施形態１）図１は本実施形態のマスクの断面図であ
る。本実施形態のステンシルマスク１は、ＬＥＥＰＬに
好適に用いられる。
【００１８】図１に示すように、ステンシルマスク１は
メンブレン２を有し、メンブレン２は例えばシリコン層
２ａの一部である。メンブレン２にはマスクパターンに
対応した孔３が形成されている。等倍投影系のＬＥＥＰ
Ｌ用ステンシルマスクの場合、メンブレン２の大きさ
は、チップの大きさとほぼ同程度の数ｍｍ角〜数１０ｍ
ｍ角となる。メンブレン２の材料としては、シリコン以
外にダイアモンドも用いられる。メンブレン２の厚さは
例えば５００ｎｍであるが、ＥＰＬに用いる電子線のエ
ネルギーや支持層４の材料または厚さ等に応じて適宜変
更することもできる。
メンブレン２を有し、メンブレン２は例えばシリコン層
２ａの一部である。メンブレン２にはマスクパターンに
対応した孔３が形成されている。等倍投影系のＬＥＥＰ
Ｌ用ステンシルマスクの場合、メンブレン２の大きさ
は、チップの大きさとほぼ同程度の数ｍｍ角〜数１０ｍ
ｍ角となる。メンブレン２の材料としては、シリコン以
外にダイアモンドも用いられる。メンブレン２の厚さは
例えば５００ｎｍであるが、ＥＰＬに用いる電子線のエ
ネルギーや支持層４の材料または厚さ等に応じて適宜変
更することもできる。
【００１９】メンブレン２の一方の面には、支持層４と
して例えば厚さ３００ｎｍのシリコン酸化膜が形成され
ている。孔３に接する部分の支持層４は、孔３に自己整
合的に除去されている。これにより、支持層４には孔３
よりも口径の大きい開口部５が形成されている。
して例えば厚さ３００ｎｍのシリコン酸化膜が形成され
ている。孔３に接する部分の支持層４は、孔３に自己整
合的に除去されている。これにより、支持層４には孔３
よりも口径の大きい開口部５が形成されている。
【００２０】支持層４の材料は、メンブレン２に孔３を
形成するためのエッチングに用いられるエッチャントに
対して耐性があり、かつメンブレン２を支持できる材料
であれば、他の材料に変更してもよい。例えばシリコン
窒化膜、シリコン酸化窒化膜、ダイアモンド、ＤＬＣ
（diamond like carbon)あるいは金属等を、支持層４の
材料とすることもできる。
形成するためのエッチングに用いられるエッチャントに
対して耐性があり、かつメンブレン２を支持できる材料
であれば、他の材料に変更してもよい。例えばシリコン
窒化膜、シリコン酸化窒化膜、ダイアモンド、ＤＬＣ
（diamond like carbon)あるいは金属等を、支持層４の
材料とすることもできる。
【００２１】支持層４のメンブレン２と反対側の面に
は、エッチングストッパー層６として例えば厚さ１００
ｎｍのシリコン窒化膜が形成されている。メンブレン２
部分のエッチングストッパー層６は除去されている。ス
テンシルマスク１には、メンブレン２を囲むように支持
枠（フレーム）７が形成されている。
は、エッチングストッパー層６として例えば厚さ１００
ｎｍのシリコン窒化膜が形成されている。メンブレン２
部分のエッチングストッパー層６は除去されている。ス
テンシルマスク１には、メンブレン２を囲むように支持
枠（フレーム）７が形成されている。
【００２２】フレーム７はメンブレン２の機械的強度を
補強し、ステンシルマスク１の製造時および使用時にお
けるメンブレン２の破損を防止する目的で設けられる。
フレーム７は、例えばシリコンウェハにメンブレン２の
パターンを元にしたフレーム用パターンでエッチングを
行うことにより形成される。
補強し、ステンシルマスク１の製造時および使用時にお
けるメンブレン２の破損を防止する目的で設けられる。
フレーム７は、例えばシリコンウェハにメンブレン２の
パターンを元にしたフレーム用パターンでエッチングを
行うことにより形成される。
【００２３】上記の本実施形態のステンシルマスク１に
よれば、孔３の近傍を除くメンブレン２が支持層４によ
って補強されているため、メンブレン２の破損が防止さ
れる。また、支持層４には孔３に自己整合的に孔３より
も大きい開口部５が形成されているため、支持層４がパ
ターンの転写に影響を及ぼすことはない。さらに、支持
層４によりメンブレン２が補強されるため、メンブレン
２の薄膜化が可能となる。したがって、メンブレン２の
加工性が向上し、微細パターンを高精度に形成するのが
容易となる。
よれば、孔３の近傍を除くメンブレン２が支持層４によ
って補強されているため、メンブレン２の破損が防止さ
れる。また、支持層４には孔３に自己整合的に孔３より
も大きい開口部５が形成されているため、支持層４がパ
ターンの転写に影響を及ぼすことはない。さらに、支持
層４によりメンブレン２が補強されるため、メンブレン
２の薄膜化が可能となる。したがって、メンブレン２の
加工性が向上し、微細パターンを高精度に形成するのが
容易となる。
【００２４】次に、上記の本実施形態のマスクの製造方
法について説明する。まず、図２（ａ）に示すように、
シリコンウェハ７ａ上にエッチングストッパー層６とし
て例えばシリコン窒化膜を、化学気相成長（ＣＶＤ；ch
emical vapor deposition)により形成する。
法について説明する。まず、図２（ａ）に示すように、
シリコンウェハ７ａ上にエッチングストッパー層６とし
て例えばシリコン窒化膜を、化学気相成長（ＣＶＤ；ch
emical vapor deposition)により形成する。
【００２５】その上層に、支持層４として例えばシリコ
ン酸化膜をＣＶＤにより形成する。さらに、支持層４の
上層にメンブレン２となる単結晶シリコン層２ａを、例
えばエピタキシャル成長により形成する。あるいは、単
結晶シリコン層のかわりに多結晶シリコン層やアモルフ
ァスシリコン層をＣＶＤにより形成してもよい。但し、
機械的強度からは単結晶シリコンが望ましい。シリコン
層２ａの上層に、保護層８として例えばシリコン酸化膜
をＣＶＤにより形成する。保護層８としては、シリコン
ウェハ７ａのエッチングに用いられるエッチャントに対
して耐性があれば、シリコン酸化膜以外の層を用いるこ
ともできる。
ン酸化膜をＣＶＤにより形成する。さらに、支持層４の
上層にメンブレン２となる単結晶シリコン層２ａを、例
えばエピタキシャル成長により形成する。あるいは、単
結晶シリコン層のかわりに多結晶シリコン層やアモルフ
ァスシリコン層をＣＶＤにより形成してもよい。但し、
機械的強度からは単結晶シリコンが望ましい。シリコン
層２ａの上層に、保護層８として例えばシリコン酸化膜
をＣＶＤにより形成する。保護層８としては、シリコン
ウェハ７ａのエッチングに用いられるエッチャントに対
して耐性があれば、シリコン酸化膜以外の層を用いるこ
ともできる。
【００２６】次に、図２（ｂ）に示すように、シリコン
ウェハ７ａの裏面に、メンブレン２（図１参照）のパタ
ーンを元にしたフレーム用パターンでレジスト９を形成
する。続いて、レジスト９をマスクとしてシリコンウェ
ハ７ａにウェットエッチングを行い、フレーム７を形成
する。このウェットエッチングのエッチャントとして
は、例えば水酸化カリウム（ＫＯＨ）またはテトラメチ
ルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ；tetramethyla
mmonium hydroxide)を用いることができる。その後、レ
ジスト９および保護層８を除去する。保護層８としてシ
リコン酸化膜を形成した場合、例えばフッ酸とフッ化ア
ンモニウムを含む緩衝液（ＢＨＦ溶液）を用いたウェッ
トエッチングにより保護層８を除去できる。
ウェハ７ａの裏面に、メンブレン２（図１参照）のパタ
ーンを元にしたフレーム用パターンでレジスト９を形成
する。続いて、レジスト９をマスクとしてシリコンウェ
ハ７ａにウェットエッチングを行い、フレーム７を形成
する。このウェットエッチングのエッチャントとして
は、例えば水酸化カリウム（ＫＯＨ）またはテトラメチ
ルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ；tetramethyla
mmonium hydroxide)を用いることができる。その後、レ
ジスト９および保護層８を除去する。保護層８としてシ
リコン酸化膜を形成した場合、例えばフッ酸とフッ化ア
ンモニウムを含む緩衝液（ＢＨＦ溶液）を用いたウェッ
トエッチングにより保護層８を除去できる。
【００２７】あるいは、シリコンウェハ７ａにドライエ
ッチングを行って、フレーム７を形成することもでき
る。このドライエッチングにはエッチャントとして例え
ばＳＦ 6 やＮＦ3 等のフッ素系ガスを用いることができ
る。但し、ドライエッチングの場合、レジストのエッチ
ングも進行しやすく、シリコンウェハ７ａの厚さ分のエ
ッチングが完了する前に、レジストがなくなることがあ
る。
ッチングを行って、フレーム７を形成することもでき
る。このドライエッチングにはエッチャントとして例え
ばＳＦ 6 やＮＦ3 等のフッ素系ガスを用いることができ
る。但し、ドライエッチングの場合、レジストのエッチ
ングも進行しやすく、シリコンウェハ７ａの厚さ分のエ
ッチングが完了する前に、レジストがなくなることがあ
る。
【００２８】これを防ぐため、予めシリコンウェハ７ａ
の裏面に、エッチングマスク層として例えば熱酸化膜等
を形成してもよい。レジストをマスクとしてエッチング
マスク層にエッチングを行ってから、シリコンウェハ７
ａにエッチングを行うことにより、所定のパターンでシ
リコンウェハ７ａの厚さ分のエッチングを行い、フレー
ム７を形成することができる。
の裏面に、エッチングマスク層として例えば熱酸化膜等
を形成してもよい。レジストをマスクとしてエッチング
マスク層にエッチングを行ってから、シリコンウェハ７
ａにエッチングを行うことにより、所定のパターンでシ
リコンウェハ７ａの厚さ分のエッチングを行い、フレー
ム７を形成することができる。
【００２９】次に、図３（ｃ）に示すように、シリコン
層２ａ上に孔３（図１参照）のパターンでレジスト１０
を形成する。レジスト１０をマスクとしてシリコン層２
ａに例えばドライエッチングを行い、孔３を形成する。
その後、レジスト１０を除去する。
層２ａ上に孔３（図１参照）のパターンでレジスト１０
を形成する。レジスト１０をマスクとしてシリコン層２
ａに例えばドライエッチングを行い、孔３を形成する。
その後、レジスト１０を除去する。
【００３０】次に、図３（ｄ）に示すように、シリコン
層２ａ側から孔３を介してエッチング液またはエッチン
グガスを供給して支持層４に等方性エッチングを行う。
支持層４としてシリコン酸化膜を形成した場合、エッチ
ング液として例えばＢＨＦ溶液を用いることにより、孔
３に自己整合的に孔３よりも口径の広い開口部５が形成
される。ここでエッチングストッパー層６が形成されて
いることにより、エッチングは支持層４内で進行する。
層２ａ側から孔３を介してエッチング液またはエッチン
グガスを供給して支持層４に等方性エッチングを行う。
支持層４としてシリコン酸化膜を形成した場合、エッチ
ング液として例えばＢＨＦ溶液を用いることにより、孔
３に自己整合的に孔３よりも口径の広い開口部５が形成
される。ここでエッチングストッパー層６が形成されて
いることにより、エッチングは支持層４内で進行する。
【００３１】その後、図１に示すように、フレーム７を
マスクとしてエッチングストッパー層６にエッチングを
行い、メンブレン２部分のエッチングストッパー層６を
除去する。エッチングストッパー層６としてシリコン窒
化膜を形成した場合、例えば加温したリン酸を用いたウ
ェットエッチングにより、支持層４のシリコン酸化膜や
メンブレン２のシリコン層に対してエッチングストッパ
ー層６のみ選択的に除去できる。
マスクとしてエッチングストッパー層６にエッチングを
行い、メンブレン２部分のエッチングストッパー層６を
除去する。エッチングストッパー層６としてシリコン窒
化膜を形成した場合、例えば加温したリン酸を用いたウ
ェットエッチングにより、支持層４のシリコン酸化膜や
メンブレン２のシリコン層に対してエッチングストッパ
ー層６のみ選択的に除去できる。
【００３２】以上の工程により、上記の本実施形態のス
テンシルマスク１が形成される。本実施形態の半導体装
置の製造方法は、上記の本実施形態のステンシルマスク
１を用いたＬＥＥＰＬ工程を含む。図１のステンシルマ
スク１のメンブレン２側にウェハを配置し、フレーム７
側から電子線を照射する。電子線が孔３を透過して、ウ
ェハ上のレジストにマスクパターンが転写される。上記
の本実施形態のステンシルマスク１によれば、メンブレ
ン２が補強され、メンブレン２のたわみが防止されるた
め、パターンの位置ずれや歪みが防止され、高精度に微
細パターンを転写できる。
テンシルマスク１が形成される。本実施形態の半導体装
置の製造方法は、上記の本実施形態のステンシルマスク
１を用いたＬＥＥＰＬ工程を含む。図１のステンシルマ
スク１のメンブレン２側にウェハを配置し、フレーム７
側から電子線を照射する。電子線が孔３を透過して、ウ
ェハ上のレジストにマスクパターンが転写される。上記
の本実施形態のステンシルマスク１によれば、メンブレ
ン２が補強され、メンブレン２のたわみが防止されるた
め、パターンの位置ずれや歪みが防止され、高精度に微
細パターンを転写できる。
【００３３】（実施形態２）図４（ａ）は本実施形態の
マスクの断面図である。本実施形態のステンシルマスク
１１は、ＬＥＥＰＬに好適に用いられる。図４（ａ）に
示すように、ステンシルマスク１１はメンブレン１２を
有し、メンブレン１２は例えばシリコン層１２ａの一部
である。メンブレン１２にはマスクパターンに対応した
孔１３が形成されている。
マスクの断面図である。本実施形態のステンシルマスク
１１は、ＬＥＥＰＬに好適に用いられる。図４（ａ）に
示すように、ステンシルマスク１１はメンブレン１２を
有し、メンブレン１２は例えばシリコン層１２ａの一部
である。メンブレン１２にはマスクパターンに対応した
孔１３が形成されている。
【００３４】等倍投影系のＬＥＥＰＬ用ステンシルマス
クの場合、メンブレン１２の大きさは、チップの大きさ
とほぼ同程度の数ｍｍ角〜数１０ｍｍ角となる。メンブ
レン１２の材料としては、シリコン以外にダイアモンド
も用いられる。メンブレン１２の厚さは例えば３００ｎ
ｍであるが、ＥＰＬに用いる電子線のエネルギーや支持
層１４の材料または厚さ等に応じて適宜変更することも
できる。
クの場合、メンブレン１２の大きさは、チップの大きさ
とほぼ同程度の数ｍｍ角〜数１０ｍｍ角となる。メンブ
レン１２の材料としては、シリコン以外にダイアモンド
も用いられる。メンブレン１２の厚さは例えば３００ｎ
ｍであるが、ＥＰＬに用いる電子線のエネルギーや支持
層１４の材料または厚さ等に応じて適宜変更することも
できる。
【００３５】メンブレン１２の一方の面には、支持層１
４として例えば厚さ５００ｎｍのシリコン窒化膜が形成
されている。孔１３に接する部分の支持層１４は、孔１
３に自己整合的に除去されている。これにより、支持層
１４には孔１３よりも口径の大きい開口部１５が形成さ
れている。
４として例えば厚さ５００ｎｍのシリコン窒化膜が形成
されている。孔１３に接する部分の支持層１４は、孔１
３に自己整合的に除去されている。これにより、支持層
１４には孔１３よりも口径の大きい開口部１５が形成さ
れている。
【００３６】支持層１４の材料は、メンブレン１２に孔
１３を形成するためのエッチングに用いられるエッチャ
ントに対して耐性があり、かつメンブレン１２を支持で
きる材料であれば、他の材料に変更してもよい。例えば
シリコン酸化膜、シリコン酸化窒化膜、ダイアモンド、
ＤＬＣあるいは金属等を、支持層１４の材料とすること
もできる。
１３を形成するためのエッチングに用いられるエッチャ
ントに対して耐性があり、かつメンブレン１２を支持で
きる材料であれば、他の材料に変更してもよい。例えば
シリコン酸化膜、シリコン酸化窒化膜、ダイアモンド、
ＤＬＣあるいは金属等を、支持層１４の材料とすること
もできる。
【００３７】ステンシルマスク１１には、メンブレン１
２を囲むようにフレーム１６が形成されている。フレー
ム１６はメンブレン１２の機械的強度を補強し、ステン
シルマスク１１の製造時および使用時におけるメンブレ
ン１２の破損を防止する目的で設けられる。フレーム１
６は、例えばシリコンウェハにメンブレン１２のパター
ンを元にしたフレーム用パターンでエッチングを行うこ
とにより形成される。
２を囲むようにフレーム１６が形成されている。フレー
ム１６はメンブレン１２の機械的強度を補強し、ステン
シルマスク１１の製造時および使用時におけるメンブレ
ン１２の破損を防止する目的で設けられる。フレーム１
６は、例えばシリコンウェハにメンブレン１２のパター
ンを元にしたフレーム用パターンでエッチングを行うこ
とにより形成される。
【００３８】シリコン層１２ａとフレーム１６との間に
は、例えば厚さ１００ｎｍのシリコン酸化膜１７が形成
されている。シリコン酸化膜１７はシリコンウェハにエ
ッチングを行ってフレーム１６を形成する際に、エッチ
ングストッパー層として用いられる。シリコン酸化膜１
７を他の材料からなる層に変更することもできるが、シ
リコン層１２ａとフレーム１６との間がシリコン酸化膜
１７であれば、フレーム１６とメンブレン１２をＳＯＩ
基板から作製できる。
は、例えば厚さ１００ｎｍのシリコン酸化膜１７が形成
されている。シリコン酸化膜１７はシリコンウェハにエ
ッチングを行ってフレーム１６を形成する際に、エッチ
ングストッパー層として用いられる。シリコン酸化膜１
７を他の材料からなる層に変更することもできるが、シ
リコン層１２ａとフレーム１６との間がシリコン酸化膜
１７であれば、フレーム１６とメンブレン１２をＳＯＩ
基板から作製できる。
【００３９】上記の本実施形態のステンシルマスク１１
によれば、孔１３の近傍を除くメンブレン１２が支持層
１４によって補強されているため、メンブレン１２の破
損が防止される。また、支持層１４には孔１３に自己整
合的に孔１３よりも大きい開口部１５が形成されている
ため、支持層１４がパターンの転写に影響を及ぼすこと
はない。さらに、支持層１４によりメンブレン１２が補
強されるため、メンブレン１２の薄膜化が可能となる。
したがって、メンブレン１２の加工性が向上し、微細パ
ターンを高精度に形成するのが容易となる。
によれば、孔１３の近傍を除くメンブレン１２が支持層
１４によって補強されているため、メンブレン１２の破
損が防止される。また、支持層１４には孔１３に自己整
合的に孔１３よりも大きい開口部１５が形成されている
ため、支持層１４がパターンの転写に影響を及ぼすこと
はない。さらに、支持層１４によりメンブレン１２が補
強されるため、メンブレン１２の薄膜化が可能となる。
したがって、メンブレン１２の加工性が向上し、微細パ
ターンを高精度に形成するのが容易となる。
【００４０】次に、上記の本実施形態のマスクの製造方
法について説明する。まず、図４（ｂ）に示すように、
シリコンウェハ１６ａ上にシリコン酸化膜１７を介して
シリコン層１２ａが形成されたＳＯＩ基板１８上に、支
持層１４として例えばシリコン窒化膜をＣＶＤにより形
成する。
法について説明する。まず、図４（ｂ）に示すように、
シリコンウェハ１６ａ上にシリコン酸化膜１７を介して
シリコン層１２ａが形成されたＳＯＩ基板１８上に、支
持層１４として例えばシリコン窒化膜をＣＶＤにより形
成する。
【００４１】次に、図５（ｃ）に示すように、シリコン
ウェハ１６ａの裏面に、メンブレン１２（図４（ａ）参
照）のパターンを元にしたフレーム用パターンでレジス
ト１９を形成する。続いて、レジスト１９をマスクとし
てシリコンウェハ１６ａにエッチングを行い、フレーム
１６を形成する。このエッチングは実施形態１と同様
に、ウェットエッチングまたはドライエッチングにより
行う。このとき、シリコン酸化膜１７がエッチングスト
ッパー層となる。フレーム１６の形成後、レジスト１９
を除去する。
ウェハ１６ａの裏面に、メンブレン１２（図４（ａ）参
照）のパターンを元にしたフレーム用パターンでレジス
ト１９を形成する。続いて、レジスト１９をマスクとし
てシリコンウェハ１６ａにエッチングを行い、フレーム
１６を形成する。このエッチングは実施形態１と同様
に、ウェットエッチングまたはドライエッチングにより
行う。このとき、シリコン酸化膜１７がエッチングスト
ッパー層となる。フレーム１６の形成後、レジスト１９
を除去する。
【００４２】次に、図５（ｄ）に示すように、フレーム
１６をマスクとしてシリコン酸化膜１７にエッチングを
行い、メンブレン１２部分（図４（ａ）参照）のシリコ
ン酸化膜１７を除去する。このエッチングは、例えばＢ
ＨＦ溶液を用いたウェットエッチングとする。
１６をマスクとしてシリコン酸化膜１７にエッチングを
行い、メンブレン１２部分（図４（ａ）参照）のシリコ
ン酸化膜１７を除去する。このエッチングは、例えばＢ
ＨＦ溶液を用いたウェットエッチングとする。
【００４３】次に、図６（ｅ）に示すように、支持層１
４上にエッチングストッパー層２０として、例えば厚さ
１００ｎｍのシリコン酸化膜をＣＶＤにより形成する。
エッチングストッパー層２０の材料は、支持層１４に開
口部１５（図４（ａ）参照）を形成するためのエッチン
グに用いられるエッチャントに対して耐性があれば、他
の材料に変更してもよい。
４上にエッチングストッパー層２０として、例えば厚さ
１００ｎｍのシリコン酸化膜をＣＶＤにより形成する。
エッチングストッパー層２０の材料は、支持層１４に開
口部１５（図４（ａ）参照）を形成するためのエッチン
グに用いられるエッチャントに対して耐性があれば、他
の材料に変更してもよい。
【００４４】次に、図６（ｆ）に示すように、メンブレ
ン１２のフレーム１６側の面にレジスト塗膜２１ａを形
成する。このとき、レジスト塗布面はフレーム１６によ
って囲まれているため、レジストのスピンコートを行う
と、フレーム１６近傍にレジストが溜まって均一な厚さ
でレジストを塗布できない場合がある。
ン１２のフレーム１６側の面にレジスト塗膜２１ａを形
成する。このとき、レジスト塗布面はフレーム１６によ
って囲まれているため、レジストのスピンコートを行う
と、フレーム１６近傍にレジストが溜まって均一な厚さ
でレジストを塗布できない場合がある。
【００４５】このような凹凸が存在する面にレジストを
塗布できる方法は、例えば特許第３０８４３３９号公
報、特開平１０−３２１４９３号公報、特開平８−３０
６６１４号公報、特開平１１−３２９９３８号公報また
は第６１回応用物理学会学術講演会講演予稿集（2000）
No.2 p.593 4a-X-1 に記載されている。
塗布できる方法は、例えば特許第３０８４３３９号公
報、特開平１０−３２１４９３号公報、特開平８−３０
６６１４号公報、特開平１１−３２９９３８号公報また
は第６１回応用物理学会学術講演会講演予稿集（2000）
No.2 p.593 4a-X-1 に記載されている。
【００４６】特許第３０８４３３９号公報記載の方法に
よれば、基板上にレジスト塗布液を載せ、塗布液を基板
に対してスキャナプレートで薄く押し拡げると共に、ス
キャナプレートの直後に追従するスリット状ノズルから
吹き出すエア圧で塗膜を基板上に均等に押圧する。
よれば、基板上にレジスト塗布液を載せ、塗布液を基板
に対してスキャナプレートで薄く押し拡げると共に、ス
キャナプレートの直後に追従するスリット状ノズルから
吹き出すエア圧で塗膜を基板上に均等に押圧する。
【００４７】特開平１０−３２１４９３号公報記載のレ
ジスト膜形成方法は、基板表面にレジストを塗布する工
程と、例えば基板の下面を加熱すると共に上面を冷却
し、レジスト塗布膜の一部を変質させて変質層と非変質
層とを形成する工程と、非変質層を除去する工程とを有
する。
ジスト膜形成方法は、基板表面にレジストを塗布する工
程と、例えば基板の下面を加熱すると共に上面を冷却
し、レジスト塗布膜の一部を変質させて変質層と非変質
層とを形成する工程と、非変質層を除去する工程とを有
する。
【００４８】特開平８−３０６６１４号公報記載のレジ
スト塗布方法によれば、基板またはノズルを移動させて
ノズルからミスト状にレジストを吹き付けることによ
り、基板全面にレジストを塗布する。特開平１１−３２
９９３８号公報記載の塗布方法によれば、所定間隔を隔
てた複数の位置にノズルを設け、それらのノズルと被処
理基板とを相対的に移動させながら、ノズルからレジス
ト塗布液等の処理剤を供給する。
スト塗布方法によれば、基板またはノズルを移動させて
ノズルからミスト状にレジストを吹き付けることによ
り、基板全面にレジストを塗布する。特開平１１−３２
９９３８号公報記載の塗布方法によれば、所定間隔を隔
てた複数の位置にノズルを設け、それらのノズルと被処
理基板とを相対的に移動させながら、ノズルからレジス
ト塗布液等の処理剤を供給する。
【００４９】また、第６１回応用物理学会学術講演会講
演予稿集（2000）No.2 p.593 4a-X-1 には、レジストを
滴下する極細ノズルをｙ方向に往復運動させ、同時に基
板をｘ方向に定速移動させるノズルスキャン塗布法にお
いて、レジストの塗布をシンナー雰囲気下で行った結果
が記載されている。通常の塗布ではエッジ部で膜厚が増
大するのに対し、シンナー雰囲気下でレジストを塗布す
ると、膜厚の局所的な増大が抑制される。例えば以上の
ような方法により、フレーム１６で囲まれたメンブレン
１２に、均一な膜厚でレジスト塗膜２１ａを形成でき
る。
演予稿集（2000）No.2 p.593 4a-X-1 には、レジストを
滴下する極細ノズルをｙ方向に往復運動させ、同時に基
板をｘ方向に定速移動させるノズルスキャン塗布法にお
いて、レジストの塗布をシンナー雰囲気下で行った結果
が記載されている。通常の塗布ではエッジ部で膜厚が増
大するのに対し、シンナー雰囲気下でレジストを塗布す
ると、膜厚の局所的な増大が抑制される。例えば以上の
ような方法により、フレーム１６で囲まれたメンブレン
１２に、均一な膜厚でレジスト塗膜２１ａを形成でき
る。
【００５０】次に、図７（ｇ）に示すように、レジスト
塗膜２１ａに露光および現像を行って、マスクパターン
が転写されたレジスト２１を形成する。続いて、レジス
ト２１をマスクとしてフレーム１６側からメンブレン１
２にドライエッチングを行い、孔１３を形成する。この
ドライエッチングにはエッチャントとして例えばＳＦ 6
やＮＦ3 等のフッ素系ガスを用いることができる。
塗膜２１ａに露光および現像を行って、マスクパターン
が転写されたレジスト２１を形成する。続いて、レジス
ト２１をマスクとしてフレーム１６側からメンブレン１
２にドライエッチングを行い、孔１３を形成する。この
ドライエッチングにはエッチャントとして例えばＳＦ 6
やＮＦ3 等のフッ素系ガスを用いることができる。
【００５１】本実施形態のマスクの製造方法によれば、
メンブレン１２のエッチングがフレーム１６側から行わ
れる。したがって、エッチングが行われる間、エッチン
グストッパー層２０の全面がエッチング装置のステージ
と接し、エッチング面が安定に支持される。したがっ
て、例えばエッチング時の発熱等によるメンブレン１２
の変形が防止され、パターンの加工精度を向上させるこ
とができる。孔１３の形成後、レジスト２１を除去す
る。
メンブレン１２のエッチングがフレーム１６側から行わ
れる。したがって、エッチングが行われる間、エッチン
グストッパー層２０の全面がエッチング装置のステージ
と接し、エッチング面が安定に支持される。したがっ
て、例えばエッチング時の発熱等によるメンブレン１２
の変形が防止され、パターンの加工精度を向上させるこ
とができる。孔１３の形成後、レジスト２１を除去す
る。
【００５２】次に、図７（ｈ）に示すように、メンブレ
ン１２側から孔１３を介して支持層１４にエッチング液
またはエッチングガスを供給し、等方性エッチングを行
う。支持層１４としてシリコン窒化膜を形成した場合、
例えば加温したリン酸を用いたウェットエッチングによ
り、孔１３に自己整合的に孔１３よりも口径の広い開口
部１５が形成される。ここでエッチングストッパー層２
０が形成されていることにより、エッチングは支持層１
４内で進行する。
ン１２側から孔１３を介して支持層１４にエッチング液
またはエッチングガスを供給し、等方性エッチングを行
う。支持層１４としてシリコン窒化膜を形成した場合、
例えば加温したリン酸を用いたウェットエッチングによ
り、孔１３に自己整合的に孔１３よりも口径の広い開口
部１５が形成される。ここでエッチングストッパー層２
０が形成されていることにより、エッチングは支持層１
４内で進行する。
【００５３】その後、図４（ａ）に示すように、例えば
ＢＨＦ溶液を用いたウェットエッチングにより、エッチ
ングストッパー層２０を除去する。以上の工程により、
本実施形態のステンシルマスク１１が形成される。
ＢＨＦ溶液を用いたウェットエッチングにより、エッチ
ングストッパー層２０を除去する。以上の工程により、
本実施形態のステンシルマスク１１が形成される。
【００５４】本実施形態の半導体装置の製造方法は、上
記の本実施形態のステンシルマスク１を用いたＬＥＥＰ
Ｌ工程を含む。図４（ａ）のステンシルマスク１１の支
持層１４側にウェハを配置し、フレーム１６側から電子
線を照射する。電子線が孔１３を透過して、ウェハ上の
レジストにマスクパターンが転写される。上記の本実施
形態のステンシルマスク１１によれば、メンブレン１２
が補強され、メンブレン１２のたわみが防止されるた
め、パターンの位置ずれや歪みが防止され、高精度に微
細パターンを転写できる。
記の本実施形態のステンシルマスク１を用いたＬＥＥＰ
Ｌ工程を含む。図４（ａ）のステンシルマスク１１の支
持層１４側にウェハを配置し、フレーム１６側から電子
線を照射する。電子線が孔１３を透過して、ウェハ上の
レジストにマスクパターンが転写される。上記の本実施
形態のステンシルマスク１１によれば、メンブレン１２
が補強され、メンブレン１２のたわみが防止されるた
め、パターンの位置ずれや歪みが防止され、高精度に微
細パターンを転写できる。
【００５５】本発明のマスクおよびその製造方法と半導
体装置の製造方法の実施形態は、上記の説明に限定され
ない。例えば、本発明のマスクおよびその製造方法をＬ
ＥＥＰＬ以外の荷電粒子転写型リソグラフィに適用する
こともできる。具体的には、ＰＲＥＶＡＩＬや可変成形
型電子線直接描画機、あるいはイオンビームリソグラフ
ィ用のステンシルマスクおよびその製造方法に、本発明
を適用することもできる。その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で、種々の変更が可能である。
体装置の製造方法の実施形態は、上記の説明に限定され
ない。例えば、本発明のマスクおよびその製造方法をＬ
ＥＥＰＬ以外の荷電粒子転写型リソグラフィに適用する
こともできる。具体的には、ＰＲＥＶＡＩＬや可変成形
型電子線直接描画機、あるいはイオンビームリソグラフ
ィ用のステンシルマスクおよびその製造方法に、本発明
を適用することもできる。その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で、種々の変更が可能である。
【００５６】
【発明の効果】本発明のマスクによれば、メンブレンの
薄膜化と、マスク強度の維持を両立させることができ
る。本発明のマスクの製造方法によれば、メンブレンに
高精度にパターンを形成することができ、マスク製造中
のメンブレンの破損も防止される。本発明の半導体装置
の製造方法によれば、荷電粒子転写型リソグラフィにお
いて微細パターンを高精度に転写できる。
薄膜化と、マスク強度の維持を両立させることができ
る。本発明のマスクの製造方法によれば、メンブレンに
高精度にパターンを形成することができ、マスク製造中
のメンブレンの破損も防止される。本発明の半導体装置
の製造方法によれば、荷電粒子転写型リソグラフィにお
いて微細パターンを高精度に転写できる。
【図１】図１は本発明の実施形態１に係るステンシルマ
スクの断面図である。
スクの断面図である。
【図２】図２（ａ）および（ｂ）は本発明の実施形態１
に係るステンシルマスクの製造方法の製造工程を示す断
面図である。
に係るステンシルマスクの製造方法の製造工程を示す断
面図である。
【図３】図３（ｃ）および（ｄ）は本発明の実施形態１
に係るステンシルマスクの製造方法の製造工程を示す断
面図であり、図２（ｂ）に続く工程を示す。
に係るステンシルマスクの製造方法の製造工程を示す断
面図であり、図２（ｂ）に続く工程を示す。
【図４】図４（ａ）は本発明の実施形態２に係るステン
シルマスクの断面図であり、図４（ｂ）は本発明の実施
形態２に係るステンシルマスクの製造方法の製造工程を
示す断面図である。
シルマスクの断面図であり、図４（ｂ）は本発明の実施
形態２に係るステンシルマスクの製造方法の製造工程を
示す断面図である。
【図５】図５（ｃ）および（ｄ）は本発明の実施形態２
に係るステンシルマスクの製造方法の製造工程を示す断
面図であり、図４（ｂ）に続く工程を示す。
に係るステンシルマスクの製造方法の製造工程を示す断
面図であり、図４（ｂ）に続く工程を示す。
【図６】図６（ｅ）および（ｆ）は本発明の実施形態２
に係るステンシルマスクの製造方法の製造工程を示す断
面図であり、図５（ｄ）に続く工程を示す。
に係るステンシルマスクの製造方法の製造工程を示す断
面図であり、図５（ｄ）に続く工程を示す。
【図７】図７（ｇ）および（ｈ）は本発明の実施形態２
に係るステンシルマスクの製造方法の製造工程を示す断
面図であり、図６（ｆ）に続く工程を示す。
に係るステンシルマスクの製造方法の製造工程を示す断
面図であり、図６（ｆ）に続く工程を示す。
１、１１…ステンシルマスク、２、１２…メンブレン、
２ａ、１２ａ…シリコン層、３、１３…孔、４、１４…
支持層、５、１５…開口部、６、２０…エッチングスト
ッパー層、７、１６…フレーム、７ａ、１６ａ…シリコ
ンウェハ、８…保護層、９、１０、１９、２１…レジス
ト、１７…シリコン酸化膜、１８…ＳＯＩ基板、２１ａ
…レジスト塗膜。
２ａ、１２ａ…シリコン層、３、１３…孔、４、１４…
支持層、５、１５…開口部、６、２０…エッチングスト
ッパー層、７、１６…フレーム、７ａ、１６ａ…シリコ
ンウェハ、８…保護層、９、１０、１９、２１…レジス
ト、１７…シリコン酸化膜、１８…ＳＯＩ基板、２１ａ
…レジスト塗膜。
Claims (9)
- 【請求項１】薄膜と、 前記薄膜に形成された荷電粒子線が透過する孔と、 前記薄膜の一方の面に形成された支持層と、 前記支持層に形成された開口部であって、前記孔に自己
整合的に前記孔よりも広い径で形成された前記開口部と
を有するマスク。 - 【請求項２】前記開口部を除く前記支持層上の少なくと
も一部にエッチングストッパー層を介して形成された、
前記薄膜を支持する支持枠をさらに有する請求項１記載
のマスク。 - 【請求項３】前記エッチングストッパー層は、前記支持
層に前記開口部を形成するためのエッチング液またはエ
ッチングガスに対して耐性を有する請求項２記載のマス
ク。 - 【請求項４】前記孔を除く前記薄膜上の少なくとも一部
に形成された、前記薄膜を支持する支持枠をさらに有す
る請求項１記載のマスク。 - 【請求項５】前記荷電粒子線は電子線を含む請求項１記
載のマスク。 - 【請求項６】基板の一方の面にエッチングストッパー層
を介して支持層を形成する工程と、 前記支持層上に薄膜を形成する工程と、 前記基板の他方の面側から前記基板の一部を除去して、
前記基板材料からなる支持枠を形成し、前記支持枠部分
を除き前記エッチングストッパー層を露出させる工程
と、 前記支持枠部分を除く前記薄膜に、荷電粒子線が透過す
る孔を形成する工程と、 前記支持層に前記孔を介してエッチング液またはエッチ
ングガスを供給し、前記薄膜と前記エッチングストッパ
ー層との間で等方性エッチングを行って、前記孔に自己
整合的に前記孔よりも広い径で開口部を形成する工程
と、 前記支持枠部分を除く前記エッチングストッパー層を除
去する工程とを有するマスクの製造方法。 - 【請求項７】基板の一方の面に薄膜を形成する工程と、 前記薄膜上に支持層を形成する工程と、 前記基板の他方の面側から前記基板の一部を除去して、
前記基板材料からなる支持枠を形成し、前記支持枠部分
を除き前記薄膜を露出させる工程と、 前記支持層上にエッチングストッパー層を形成する工程
と、 前記支持枠部分を除く前記薄膜に、荷電粒子線が透過す
る孔を形成する工程と、 前記支持層に前記孔を介してエッチング液またはエッチ
ングガスを供給し、前記薄膜と前記エッチングストッパ
ー層との間で等方性エッチングを行って、前記孔に自己
整合的に前記孔よりも広い径で開口部を形成する工程
と、 前記エッチングストッパー層を除去する工程とを有する
マスクの製造方法。 - 【請求項８】所定のマスクパターンが形成されたマスク
を介して、感光面に荷電粒子線を照射し、前記感光面に
前記マスクパターンを転写する工程を有する半導体装置
の製造方法であって、 前記マスクとして、薄膜と、 前記薄膜に形成された荷電粒子線が透過する孔と、 前記薄膜の一方の面に形成された支持層と、 前記支持層に形成された開口部であって、前記孔に自己
整合的に前記孔よりも広い径で形成された前記開口部
と、 前記開口部を除く前記支持層上の少なくとも一部にエッ
チングストッパー層を介して形成された、前記薄膜を支
持する支持枠と、 前記支持層に前記開口部を形成するためのエッチング液
またはエッチングガスに対して耐性を有する前記エッチ
ングストッパー層とを有するマスクを用いる半導体装置
の製造方法。 - 【請求項９】所定のマスクパターンが形成されたマスク
を介して、感光面に荷電粒子線を照射し、前記感光面に
前記マスクパターンを転写する工程を有する半導体装置
の製造方法であって、 前記マスクとして、薄膜と、 前記薄膜の一方の面に形成された支持層と、 前記支持層に形成された開口部であって、前記孔に自己
整合的に前記孔よりも広い径で形成された前記開口部
と、 前記孔を除く前記薄膜上の少なくとも一部に形成され
た、前記薄膜を支持する支持枠とを有するマスクを用い
る半導体装置の製造方法。
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