JP2004146721A - ステンシルマスク及びその作製方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ステンシルマスクに付着した異物等に影響されることなく、正確な線幅制御下でパターンを転写できるステンシルマスクを提供する。
【解決手段】本ステンシルマスク10は、近接露光を行う半導体リソグラフィ工程で使用するマスクであって、Si枠体12と、SiO2 膜14を介して枠体12上に延在するメンブレン16と、メンブレンに設けられた溝状の開口パターン18とを備える。メンブレンは、メンブレン本体層として設けられた(100)面を主面とするSi層20と、メンブレン支持層としてSi層上に設けられたSiN層22と、開口部24とを備える。開口部は、SiN層22する広幅の第1開口部24aと、Si層20を貫通し、開口幅が第1開口部22bより連続して縮小する縮幅の第2開口部24bとからなる。第2開口部の開口壁は、相互に接近する(111)面からなるSi層の傾斜壁として形成されている。メンブレン及び開口部にはPt膜が成膜されている。
【選択図】 図1
【解決手段】本ステンシルマスク10は、近接露光を行う半導体リソグラフィ工程で使用するマスクであって、Si枠体12と、SiO2 膜14を介して枠体12上に延在するメンブレン16と、メンブレンに設けられた溝状の開口パターン18とを備える。メンブレンは、メンブレン本体層として設けられた(100)面を主面とするSi層20と、メンブレン支持層としてSi層上に設けられたSiN層22と、開口部24とを備える。開口部は、SiN層22する広幅の第1開口部24aと、Si層20を貫通し、開口幅が第1開口部22bより連続して縮小する縮幅の第2開口部24bとからなる。第2開口部の開口壁は、相互に接近する(111)面からなるSi層の傾斜壁として形成されている。メンブレン及び開口部にはPt膜が成膜されている。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステンシルマスク、及びステンシルマスクの作製方法に関し、更に詳細には、露光に際し、マスク面に付着した異物及びコンタミネーション汚染物に影響されることなく、高精度な線幅制御を可能とするステンシルマスク、及びそのようなステンシルマスクの作製方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体装置の高集積化及びチップサイズの縮小化に伴い、半導体装置を構成する配線等の構成要素の一層の微細化が必要になって来ている。
微細化に対応する直描方式の電子線露光技術の一つとして、1998年、Takao Utsumi 氏が考案し、特許公報2951947号に開示された、低エネルギー電子ビームのリソグラフィ技術の開発も始まっている。Takao Utsumi 氏の考案による方式は、2keV程度の加速電圧を用いて、等倍のステンシルマスクで近接露光する、LEEPLと呼ばれる方式であって、線幅100nm以降の半導体装置のパターニングのための有力な方式として注目されている。
【0003】
LEEPLのような次世代電子線リソグラフィでは、今まで用いられていた石英マスクにかわり、描画エリアであるメンブレン領域にSi、SiC、或いはダイヤモンドなどのメンブレンを用い、メンブレン領域に直接溝或いは開口を形成したステンシルマスクを用いる。
【0004】
ステンシルマスクでは、マスクパターンは、厚さ約5μm以下のメンブレンからなる描画エリアに、溝(開口)を作ることによって形成される。電子線は、ステンシルマスクの溝状の開口を通り、ウエハ上に前もって塗られたレジスト膜に到達する。レジストがポジレジストのときには、電子線で描画されたレジスト膜の領域がアルカリ現像液に溶解し、パターンが形成される。
これらステンシルマスクのメンブレンは、通常、マスクパターンの位置精度を確保するために、均一な引っ張り応力が作用した均一な膜厚の薄膜として形成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ステンシルマスクのマスクパターンの微細化と共に、ステンシルマスクのメンブレンのパターン開口部に付着した異物、コンタミネーション汚染物等によるパターニングに対する影響が問題になっている。
それは、図6(a)に示すように、メンブレンのパターン開口部に付着した異物、コンタミネーション汚染物は、ウエハ上に転写され、仮に微小なものであっても、パターンが微細であるがために、最終的には、半導体装置製品等の欠陥に成り得ることがあるからである。
そのため、ステンシルマスクの防塵対策が重要視されているものの、パターンとして開口部を有するステンシルマスクは、光リソグラフィ用のフォトマスクとは構造が異なるので、従来のフォトマスク用の防塵対策をステンシルマスクに適用しても効果が上がらない。
【0006】
そこで、本発明の目的は、ステンシルマスクに付着した異物、コンタミネーション汚染物等に影響されることなく、正確な線幅制御下でパターンを転写できるステンシルマスク及びその作製方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
異物或いはコンタミネーション汚染物がステンシルマスクに付着しないようにすることは技術的に極めて難しいことである。そこで、本発明者は、ステンシルマスクに付着する異物或いはコンタミネーション汚染物が静電引力により吸引されて付着することに注目した。
【0008】
そして、本発明者は、図6(b)に示すように、メンブレン上にメンブレンのパターン開口部の開口幅より大きな開口幅の開口部を有する導電性金属膜を保護膜として設け、その導電性金属膜に異物或いはコンタミネーション汚染物を吸着させ、付着した異物或いはコンタミネーション汚染物がパターン開口部の輪郭に影響しないようにすることを着想し、実験によりその着想の有効性を確認して、本発明を発明するに到った。また、導電性金属膜として白金(Pt)族が有効であることも確認した。
【0009】
上記目的を達成するために、上述の知見に基づいて、本発明に係るステンシルマスクは、パターン開口部が設けられたメンブレンを枠体で支持してなるステンシルマスクにおいて、
メンブレンが、メンブレンのウエハに対面する側にメンブレン本体として設けられ、(100)面を主面とするSi層と、Si層上に積層され、Si層を支持するメンブレン支持層とを備え、
メンブレンを貫通して設けられたパターン開口部は、(100)面に直交してメンブレン支持層を貫通し、対向する開口壁が相互に平行な第1開口部と、第1開口部に連続して(100)面に直交する方向にSi層を貫通し、かつ対向する開口壁がそれぞれ相互に近接する(111)面からなる傾斜面で形成されて、開口幅が第1開口部の開口幅より連続して縮小する第2開口部とから構成され、
白金族からなる導電性金属膜が、Si層の表面、メンブレン支持層の表面、第1開口部の開口壁、及び第2開口部の傾斜面からなる開口壁に成膜され、
第2開口部の開口端縁がパターン開口部の外縁を構成することを特徴としている。
【0010】
本発明に係るステンシルマスクでは、第2開口部の開口端縁、第2開口部の最短幅がパターン開口部の線幅を規定する。
本発明では、Si層の表面、メンブレン支持層の表面、第1開口部の開口壁、及び第2開口部の傾斜面からなる開口壁に成膜した導電性金属膜に静電引力により異物或いはコンタミネーション汚染物を吸着させ、第2開口部の開口端縁に異物或いはコンタミネーション汚染物が付着しないようにしている。尚、本発明で、「対向する開口壁が相互に平行な第1開口部」との文言で、「相互に平行」とは、第2開口部の傾斜面からなる開口壁に対比した意味であって、実質的に平行であることを言う。
第1開口部の開口幅は第2開口部の開口端縁の開口幅より広いので、第1開口部の開口壁に付着した異物或いはコンタミネーション汚染物が、第2開口部の開口端縁より内側に位置し、ウエハ上に転写されるようなことはない。
【0011】
本発明の好適な実施態様では、メンブレン支持層は、SiN膜、SiO2 膜、SiON膜、SiC膜、ダイヤモンド膜、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜、Ti膜、Mo膜、Cr膜、W膜、Al膜、Cu膜、Ir膜、Au膜、Pt膜、及びPd膜の群のうちのいずれか、又は前記群のうちの複数種の膜の積層膜で形成されている。
また、メンブレン支持層の膜厚は100nm以上3000nm以下である。メンブレン支持層の膜厚が厚いほど、第1開口部の面積が広くなって、異物或いはコンタミネーション汚染物を付着させる領域が広くなるので、それだけ、パターン開口部に異物或いはコンタミネーション汚染物が付着する確率が低下する。3000nmを超える膜厚にしても差ほど効果が上がらず、100nm未満では本発明の効果が乏しい。
メンブレン本体として設けられたSi層の膜厚は、好適には、20nm以上200nm以下である。
【0012】
金属膜の膜厚は5nm以上100nm以下である。膜厚は電子線露光装置の電子のエネルギーに応じて決まり、例えば2keVの電子ビームを用いるLEEPLでは、金属膜の膜厚は20nm〜30nmである。
また、膜厚が5nm未満では異物或いはコンタミネーション汚染物の静電吸着性が低下し、100nmを超える膜厚にしても異物或いはコンタミネーション汚染物の静電吸着性が限度以上に向上することがないからである。
【0013】
本発明に係るステンシルマスクの作製方法は、パターン開口部が設けられたメンブレンを枠体で支持してなるステンシルマスクの作製方法であって、
(100)面の主面を有するSi層を上層に備えるSOI基板のSi層上に、メンブレン支持層を成膜する工程と、
Si層の(100)面に直交する方向にメンブレン支持層を貫通し、対向する開口壁が相互に平行な第1開口部をステンシルマスクのパターンの配置に従って形成する工程と、
Si層の(100)面のエッチングレートがSi層の(111)面に対して選択的なエッチング法によりSOI基板のSi層をエッチングして、第1開口部に連続してSi層の(100)面に直交する方向にSi層を貫通し、かつ開口部の対向する開口壁がそれぞれ相互に近接する(111)面からなる傾斜面で形成されて、開口幅が第1開口部の開口幅より連続的に縮小し、開口端縁がステンシルマスクのパターンの線幅に等しい第2開口部を形成する工程と、
枠体形成領域を除いて、SOI基板のSi基板及び絶縁膜を除去して、Si層を露出させる工程と、
Si層の表面、メンブレン支持層の表面、第1開口部の平行開口壁、及び第2開口部の傾斜開口壁に、スパッタ法又は蒸着法により白金族からなる金属膜を堆積させる工程と
を有することを特徴としている。
【0014】
本発明方法では、Si層の(100)面のエッチングレートがSi層の(111)面に対して選択的なエッチング法によりSOI基板のSi層をエッチングすることにより、第1開口部に連続してSi層の(100)面に直交する方向にSi層を貫通し、かつ開口部の対向する開口壁がそれぞれ相互に近接する(111)面からなる傾斜面で形成されて、開口幅が第1開口部の開口幅より連続的に縮小し、開口端縁がステンシルマスクのパターンの線幅に等しい第2開口部を形成することができる。
「Si層の(100)面のエッチングレートがSi層の(111)面に対して選択的なエッチング法」とは、Si層の(111)面のエッチングレートが(100)面に比べて遅いことを意味している。
また、メンブレン支持層にパターンを転写する工程の前に、SOI基板の裏面エッチングを行うようにしても良い。
【0015】
本発明方法の好適な実施態様では、Si層の(100)面のエッチングレートがSi層の(111)面に対して選択的なエッチング法として、濃度が10重量%以上60重量%以下で温度が10℃以上90℃以下のKOH(水酸化カリウム)水溶液をエッチング液とするウエットエッチング法を適用する。また、濃度が10重量%以上60重量%以下で温度が10℃以上90℃以下のTMAH(Tetra−Methyl Ammonium Hydroxide ) 水溶液をエッチング液とするウエットエッチング法を適用する。
【0016】
また、金属膜を堆積させる工程は、堆積金属の飛来方向に対して被堆積領域を傾斜させて金属膜を堆積させる第1の堆積ステップと、堆積金属の飛来方向に対して第1の堆積ステップの傾斜方向とは対称的な方向に傾斜させて金属膜を堆積させる第2の堆積ステップとを有する。
先ず、ステンシルマスクの金属膜の被金属堆積領域に傾斜させた方向で金属を蒸着させ、次いで1回目の傾斜角度とは対称的な方向に被金属堆積領域を傾斜させて、金属を堆積させる。これにより、メンブレン支持層の上端、メンブレン支持層の側壁、つまり第1開口部の開口壁、第2開口部の傾斜壁に金属膜を良好に積層することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面を参照し、実施形態例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。
実施形態例
本実施形態例は本発明に係るステンシルマスクの実施形態の一例であって、図1(a)は本実施形態例のステンシルマスクの構成を示す断面図、図1(b)は本実施形態例のステンシルマスクの開口部の構成を示す断面詳細図である。
本実施形態例のステンシルマスク10は、LEEPLのような近接露光を行う半導体リソグラフィ工程で使用するステンシルマスクであって、図1(a)に示すように、Si基板からなる枠体12と、SiO2 膜14を介して枠体12上に延在するメンブレン16と、メンブレン16に設けられた溝状の開口パターン18とを備えている。
枠体12は、格子状の枠体として形成されていて、一つのチップ領域に転写するパターン18は一つの枠内に設けてある。
【0018】
メンブレン16は、図1(b)に示すように、メンブレン本体層として設けられた(100)面を主面とする膜厚50nmのSi層20と、メンブレン支持層としてSi層20上に設けられた膜厚500nmのSiN層22と、Si層20及びSiN層22を貫通する開口部24とを備えている。
開口部24は、図1(b)に示すように、SiN層22に設けられ、対向する開口壁が相互にほぼ平行で、開口幅Wが105.8nmの広幅の第1開口部24aと、第1開口部22bに連続してSi層20に設けられ、開口幅が第1開口部22bより連続して縮小する縮幅の第2開口部24bとから構成されている。
【0019】
縮幅の第2開口部24bを形成する、対向した開口壁は、相互に接近する(111)面からなるSi層20の傾斜壁として形成されている。
換言すれば、第2開口部24bは、広幅の第1開口部24aの下端からSiN層22とSi層20の界面に対して54.7°の角度θで傾斜する傾斜面、つまり(111)面で形成され、開口端で35nmの開口幅W′に縮小する縦断面形状を有する。
【0020】
第2開口部24bの開口端縁は、ステンシルマスク10のパターン開口部の外縁を構成し、開口端縁を輪郭とするパターンがウエハ上に転写される。
後述するように、結晶面によるエッチングレートの違いを利用して縮幅の第2開口部24bを形成しているので、第2開口部24bの開口端縁の対向面24cは、原子層オーダーの幅で平坦面になっている。
【0021】
第1開口部24aの対向する平行開口壁、第2開口部24bの傾斜開口壁、Si層20の表面20a(ウエハ対向面側)、及びSiN層22の表面22aには、膜厚20nmのPt膜26が成膜されている。
【0022】
以上の構成を備えることにより、本実施形態例のステンシルマスク10では、異物、コンタミネーション汚染物が、図2に示すように、静電引力により、主として、Si層20の表面20a、SiN層22の表面22b、及び第1開口部24aの開口壁に付着するものの、パターン転写にとって最も重要な第2開口部24bの開口端縁には付着する異物或いはコンタミネーション汚染物は極めて少ない。
また、第1開口部24aの開口幅は第2開口部24bの開口端縁の開口幅より広いので、第1開口部24aの開口壁に付着した異物或いはコンタミネーション汚染物は第2開口部24bの開口端縁より内側に位置し、ウエハ上に転写されるようなことはない。
よって、本実施形態例のステンシルマスク10を使用することにより、設計通りの正確な線幅のパターンをウエハ上に転写することができる。
【0023】
本実施形態例では、メンブレン支持層として膜厚500nmのSiN層を備えているが、SiN層に限らず、KOH水溶液やTMAH水溶液でエッチングされず、パターン領域のSi層20、例えば25mm口のSi層20を支持できるならば、SiN層以外の材料を使っても良い。またSiN層であっても、500nmにする必要はない。
例えばSiC、SiO2 、SiON、ダイヤモンド(Diamond )、DLC(DiamondLikeCarbon)、Ti膜、Mo膜、Cr膜、W膜、Al膜、Cu膜、Ir膜、Au膜、Pt膜、及びPd膜等の金属膜を100〜3000nm厚で形成しても良い。
【0024】
ステンシルマスクの作製方法の実施形態例
本実施形態例は本発明に係るステンシルマスクの作製方法の実施形態の一例であって、図3(a)から(c)、図4(d)から(f)、及び図5(g)と(h)は、それぞれ、本実施形態例の方法によりステンシルマスクを作製する際の各工程の基板断面図である。
先ず、図3(a)に示すように、表面が(100)面のSOI基板、例えば層構造が膜厚50nmの(100)Si層28、膜厚100nmのSiO2 層30、及び膜厚725μmのSi基板部32からなるSOI基板34の表面、つまりSi層28上に、メンブレン支持層になる膜厚500nmのSiN層36を積層する。
【0025】
次いで、SiN層36上にレジストを塗布し、図3(b)に示すように、パターンの設計線幅より広い開口幅Wの開口パターンを設計のパターン配列に従って有するレジストマスク38を形成する。
続いて、CF4 ガスなどを用いたドライエッチング法により、SiN層36をエッチングして、レジストマスク38の開口パターンをSiN層36に転写して、ステンシルマスク10の第1開口部24aに対応する第1開口部40を形成する。
【0026】
レジストマスク38を除去し後、例えば濃度30重量%、温度70℃のKOH溶液に、第1開口部40を開口したSOI基板34を浸漬する。
これにより、(100)面を主面とするSi層28はエッチングされて、図3(c)に示すように、SiO2 層30を底部に露出させる第2開口部42が形成される。(100)面Siのエッチングレート797nm/分に対して(111)面Siのエッチングレートは5nm/分と極端に遅いため、図1(b)のSi層20に示すように、Si層28のエッチング面は、(111)面に相当する54.7°の角度を持ったテーパー形状となる。
【0027】
即ち、開口幅Wで形成した第1開口部40に連続する第2開口部42は、開口幅がSi層28のエッチング方向に向かって縮小し、Si層28の下端では、(100)Si層28の厚さdに応じて、W′=W−2d/tan54.7°に縮小される。
本実施形態例では、Si層28の膜厚dは、d=50nmであるから、第2開口部42の開口幅はSi層28の上端で105.8nm、Si層28の下端で35nmに縮小される。
【0028】
つまり、ステンシルマスク10の詳細図である図1(b)に示すように、第1開口部40は、開口幅が105.8nmで対向する開口壁が相互に平行な第1開口部24aになり、第2開口部42は、第1開口部24aに連続し、かつ開口幅が第1開口部24aの開口幅より連続して縮小し、下端で35nmになる縮幅の第2開口部24bになる。
しかも、結晶面によるエッチングレートの違いを利用してアパーチャを形成しているので、縮幅開口部24bの下端部の対向面24c(図1(b)参照)は幅が原子層オーダーの平坦面になっている。
【0029】
次に、SOI基板34の裏面に、つまりSi基板部32の面にSiO2 層を積層し、続いてレジスト膜を塗布し、露光して、パターン開口部を形成したパターン領域のSiO2 層を開口したレジストマスク(図示せず)を形成し、続いてBHFなどでSiO2 層をエッチングして除去し、図4(d)に示すように、SOI基板34の裏面を露出させるSiO2 マスク44を形成する。
【0030】
次いで、SiO2 マスク44上から、SF6 やNF3 といったフッ素系ガスでSOI基板34のSi基板部32をドライエッチングして、図4(e)に示すように、パターン領域のSiO2 層30を露出させる。
続いて、図4(f)に示すように、パターン領域のSiO2 層30をBHFなどでエッチングして除去し、Si層28を露出させる。
【0031】
次に、図5(g)に示すように、スパッタ法や蒸着法などにより膜厚200nmのPt膜46をSiN層36、第1開口部40の平行開口壁、及び第2開口部42の傾斜開口壁に積層する。膜厚は露光に用いる電子のエネルギーに応じて決まり、例えば2keVの電子ビームを用いるLEEPLでは、膜厚20〜30nm積層する。
図5(h)に示すように、同様に裏側のSi層28の面にも、同じ膜厚のPt膜46を積層する。
【0032】
以上の工程により、ステンシルマスク10を作製することができる。
図5(h)に示すステンシルマスクのSi層28、SiO2 層30、SiN層36、第1開口部40、及び第2開口部42は、それぞれ、図1に示すステンシルマスク10のSi層20、SiO2 膜14、SiN層22、第1開口部24a、及び第2開口部24bに相当する。また、図5(h)のSi基板部32がステンシルマスク10の枠体12に相当し、Pt膜46はPt膜26に相当している。
【0033】
本実施形態例では(100)面Siの(111)面Siに対するエッチングレートの違いを利用して第2開口部を開口しているが、エッチングレートの違いがあれば、任意の結晶面の組み合わせを利用することができる。
また、本実施形態例では、先ず、SiN層にパターンを転写しているが、これに代えて、先ず、Si基板の裏面のエッチングを行い、次いでSiN層にパターン転写しても良い。この場合、Si基板の裏面のエッチングでは、ウェットエッチング法を適用することができる。
【0034】
【発明の効果】
本発明によれば、メンブレン本体として設けられ、Si層と、Si層を支持するメンブレン支持層とでメンブレンを構成し、(100)面に直交してメンブレン支持層を貫通する第1開口部と、Si層を貫通し、かつ開口壁が(111)面からなる傾斜面で形成されて、開口幅が縮小する第2開口部とからパターン開口部を構成し、更にメンブレンの表面、第1開口部の開口壁、及び第2開口部の傾斜面からなる開口壁に金属膜を成膜し、第2開口部の開口端縁をパターン開口部の外縁としている。
以上の構成により、導電性金属膜に静電引力により異物或いはコンタミネーション汚染物を吸着させ、第2開口部の開口端縁に異物或いはコンタミネーション汚染物が付着しないようにしている。また、第1開口部の開口幅が第2開口部の開口端縁の開口幅より広いので、第1開口部の開口壁に付着した異物或いはコンタミネーション汚染物が、第2開口部の開口端縁より内側に位置し、ウエハ上に転写されるようなことはない。
本発明に係るステンシルマスクを使用してパターニングすることにより、ステンシルマスクに付着する異物或いはコンタミネーション汚染物に影響されることなく、正確にパターンをウエハ上に転写することができる。
また、本発明方法は、本発明に係るメンブレンを容易に作製する方法を実現している。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は本実施形態例のステンシルマスクの構成を示す断面図であり、図1(b)は本実施形態例のステンシルマスクの開口部の構成を示す断面詳細図である。
【図2】本実施形態例の効果を説明する開口断面図である。
【図3】図3(a)から(c)は、それぞれ、実施形態例の方法によりステンシルマスクを作製する際の各工程の基板断面図である。
【図4】図4(d)から(f)は、それぞれ、図3(c)に続いて、実施形態例の方法によりステンシルマスクを作製する際の各工程の基板断面図である。
【図5】図5(g)と(h)は、それぞれ、図4(f)に続いて、実施形態例の方法によりステンシルマスクを作製する際の各工程の基板断面図である。
【図6】図6(a)は従来のステンシルマスクの異物或いはコンタミネーション汚染物による影響を説明する断面図であり、図6(b)は本発明の効果を説明す断面図である。
【符号の説明】
10……実施形態例のステンシルマスク、12……枠体、14……SiO2 膜、16……メンブレン、18……パターン、20……Si層、22……SiN層、24……開口部、24a……第1開口部、24b……第2開口部、24c……対向面、26……Pt膜、28……SiO2 層、30……SiO2 層、32……Si基板部、34……SOI基板、36……SiN層、38……レジストマスク、40……第1開口部、42……第2開口部、44……SiO2 マスク、46……Pt膜。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステンシルマスク、及びステンシルマスクの作製方法に関し、更に詳細には、露光に際し、マスク面に付着した異物及びコンタミネーション汚染物に影響されることなく、高精度な線幅制御を可能とするステンシルマスク、及びそのようなステンシルマスクの作製方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体装置の高集積化及びチップサイズの縮小化に伴い、半導体装置を構成する配線等の構成要素の一層の微細化が必要になって来ている。
微細化に対応する直描方式の電子線露光技術の一つとして、1998年、Takao Utsumi 氏が考案し、特許公報2951947号に開示された、低エネルギー電子ビームのリソグラフィ技術の開発も始まっている。Takao Utsumi 氏の考案による方式は、2keV程度の加速電圧を用いて、等倍のステンシルマスクで近接露光する、LEEPLと呼ばれる方式であって、線幅100nm以降の半導体装置のパターニングのための有力な方式として注目されている。
【0003】
LEEPLのような次世代電子線リソグラフィでは、今まで用いられていた石英マスクにかわり、描画エリアであるメンブレン領域にSi、SiC、或いはダイヤモンドなどのメンブレンを用い、メンブレン領域に直接溝或いは開口を形成したステンシルマスクを用いる。
【0004】
ステンシルマスクでは、マスクパターンは、厚さ約5μm以下のメンブレンからなる描画エリアに、溝(開口)を作ることによって形成される。電子線は、ステンシルマスクの溝状の開口を通り、ウエハ上に前もって塗られたレジスト膜に到達する。レジストがポジレジストのときには、電子線で描画されたレジスト膜の領域がアルカリ現像液に溶解し、パターンが形成される。
これらステンシルマスクのメンブレンは、通常、マスクパターンの位置精度を確保するために、均一な引っ張り応力が作用した均一な膜厚の薄膜として形成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ステンシルマスクのマスクパターンの微細化と共に、ステンシルマスクのメンブレンのパターン開口部に付着した異物、コンタミネーション汚染物等によるパターニングに対する影響が問題になっている。
それは、図6(a)に示すように、メンブレンのパターン開口部に付着した異物、コンタミネーション汚染物は、ウエハ上に転写され、仮に微小なものであっても、パターンが微細であるがために、最終的には、半導体装置製品等の欠陥に成り得ることがあるからである。
そのため、ステンシルマスクの防塵対策が重要視されているものの、パターンとして開口部を有するステンシルマスクは、光リソグラフィ用のフォトマスクとは構造が異なるので、従来のフォトマスク用の防塵対策をステンシルマスクに適用しても効果が上がらない。
【0006】
そこで、本発明の目的は、ステンシルマスクに付着した異物、コンタミネーション汚染物等に影響されることなく、正確な線幅制御下でパターンを転写できるステンシルマスク及びその作製方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
異物或いはコンタミネーション汚染物がステンシルマスクに付着しないようにすることは技術的に極めて難しいことである。そこで、本発明者は、ステンシルマスクに付着する異物或いはコンタミネーション汚染物が静電引力により吸引されて付着することに注目した。
【0008】
そして、本発明者は、図6(b)に示すように、メンブレン上にメンブレンのパターン開口部の開口幅より大きな開口幅の開口部を有する導電性金属膜を保護膜として設け、その導電性金属膜に異物或いはコンタミネーション汚染物を吸着させ、付着した異物或いはコンタミネーション汚染物がパターン開口部の輪郭に影響しないようにすることを着想し、実験によりその着想の有効性を確認して、本発明を発明するに到った。また、導電性金属膜として白金(Pt)族が有効であることも確認した。
【0009】
上記目的を達成するために、上述の知見に基づいて、本発明に係るステンシルマスクは、パターン開口部が設けられたメンブレンを枠体で支持してなるステンシルマスクにおいて、
メンブレンが、メンブレンのウエハに対面する側にメンブレン本体として設けられ、(100)面を主面とするSi層と、Si層上に積層され、Si層を支持するメンブレン支持層とを備え、
メンブレンを貫通して設けられたパターン開口部は、(100)面に直交してメンブレン支持層を貫通し、対向する開口壁が相互に平行な第1開口部と、第1開口部に連続して(100)面に直交する方向にSi層を貫通し、かつ対向する開口壁がそれぞれ相互に近接する(111)面からなる傾斜面で形成されて、開口幅が第1開口部の開口幅より連続して縮小する第2開口部とから構成され、
白金族からなる導電性金属膜が、Si層の表面、メンブレン支持層の表面、第1開口部の開口壁、及び第2開口部の傾斜面からなる開口壁に成膜され、
第2開口部の開口端縁がパターン開口部の外縁を構成することを特徴としている。
【0010】
本発明に係るステンシルマスクでは、第2開口部の開口端縁、第2開口部の最短幅がパターン開口部の線幅を規定する。
本発明では、Si層の表面、メンブレン支持層の表面、第1開口部の開口壁、及び第2開口部の傾斜面からなる開口壁に成膜した導電性金属膜に静電引力により異物或いはコンタミネーション汚染物を吸着させ、第2開口部の開口端縁に異物或いはコンタミネーション汚染物が付着しないようにしている。尚、本発明で、「対向する開口壁が相互に平行な第1開口部」との文言で、「相互に平行」とは、第2開口部の傾斜面からなる開口壁に対比した意味であって、実質的に平行であることを言う。
第1開口部の開口幅は第2開口部の開口端縁の開口幅より広いので、第1開口部の開口壁に付着した異物或いはコンタミネーション汚染物が、第2開口部の開口端縁より内側に位置し、ウエハ上に転写されるようなことはない。
【0011】
本発明の好適な実施態様では、メンブレン支持層は、SiN膜、SiO2 膜、SiON膜、SiC膜、ダイヤモンド膜、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜、Ti膜、Mo膜、Cr膜、W膜、Al膜、Cu膜、Ir膜、Au膜、Pt膜、及びPd膜の群のうちのいずれか、又は前記群のうちの複数種の膜の積層膜で形成されている。
また、メンブレン支持層の膜厚は100nm以上3000nm以下である。メンブレン支持層の膜厚が厚いほど、第1開口部の面積が広くなって、異物或いはコンタミネーション汚染物を付着させる領域が広くなるので、それだけ、パターン開口部に異物或いはコンタミネーション汚染物が付着する確率が低下する。3000nmを超える膜厚にしても差ほど効果が上がらず、100nm未満では本発明の効果が乏しい。
メンブレン本体として設けられたSi層の膜厚は、好適には、20nm以上200nm以下である。
【0012】
金属膜の膜厚は5nm以上100nm以下である。膜厚は電子線露光装置の電子のエネルギーに応じて決まり、例えば2keVの電子ビームを用いるLEEPLでは、金属膜の膜厚は20nm〜30nmである。
また、膜厚が5nm未満では異物或いはコンタミネーション汚染物の静電吸着性が低下し、100nmを超える膜厚にしても異物或いはコンタミネーション汚染物の静電吸着性が限度以上に向上することがないからである。
【0013】
本発明に係るステンシルマスクの作製方法は、パターン開口部が設けられたメンブレンを枠体で支持してなるステンシルマスクの作製方法であって、
(100)面の主面を有するSi層を上層に備えるSOI基板のSi層上に、メンブレン支持層を成膜する工程と、
Si層の(100)面に直交する方向にメンブレン支持層を貫通し、対向する開口壁が相互に平行な第1開口部をステンシルマスクのパターンの配置に従って形成する工程と、
Si層の(100)面のエッチングレートがSi層の(111)面に対して選択的なエッチング法によりSOI基板のSi層をエッチングして、第1開口部に連続してSi層の(100)面に直交する方向にSi層を貫通し、かつ開口部の対向する開口壁がそれぞれ相互に近接する(111)面からなる傾斜面で形成されて、開口幅が第1開口部の開口幅より連続的に縮小し、開口端縁がステンシルマスクのパターンの線幅に等しい第2開口部を形成する工程と、
枠体形成領域を除いて、SOI基板のSi基板及び絶縁膜を除去して、Si層を露出させる工程と、
Si層の表面、メンブレン支持層の表面、第1開口部の平行開口壁、及び第2開口部の傾斜開口壁に、スパッタ法又は蒸着法により白金族からなる金属膜を堆積させる工程と
を有することを特徴としている。
【0014】
本発明方法では、Si層の(100)面のエッチングレートがSi層の(111)面に対して選択的なエッチング法によりSOI基板のSi層をエッチングすることにより、第1開口部に連続してSi層の(100)面に直交する方向にSi層を貫通し、かつ開口部の対向する開口壁がそれぞれ相互に近接する(111)面からなる傾斜面で形成されて、開口幅が第1開口部の開口幅より連続的に縮小し、開口端縁がステンシルマスクのパターンの線幅に等しい第2開口部を形成することができる。
「Si層の(100)面のエッチングレートがSi層の(111)面に対して選択的なエッチング法」とは、Si層の(111)面のエッチングレートが(100)面に比べて遅いことを意味している。
また、メンブレン支持層にパターンを転写する工程の前に、SOI基板の裏面エッチングを行うようにしても良い。
【0015】
本発明方法の好適な実施態様では、Si層の(100)面のエッチングレートがSi層の(111)面に対して選択的なエッチング法として、濃度が10重量%以上60重量%以下で温度が10℃以上90℃以下のKOH(水酸化カリウム)水溶液をエッチング液とするウエットエッチング法を適用する。また、濃度が10重量%以上60重量%以下で温度が10℃以上90℃以下のTMAH(Tetra−Methyl Ammonium Hydroxide ) 水溶液をエッチング液とするウエットエッチング法を適用する。
【0016】
また、金属膜を堆積させる工程は、堆積金属の飛来方向に対して被堆積領域を傾斜させて金属膜を堆積させる第1の堆積ステップと、堆積金属の飛来方向に対して第1の堆積ステップの傾斜方向とは対称的な方向に傾斜させて金属膜を堆積させる第2の堆積ステップとを有する。
先ず、ステンシルマスクの金属膜の被金属堆積領域に傾斜させた方向で金属を蒸着させ、次いで1回目の傾斜角度とは対称的な方向に被金属堆積領域を傾斜させて、金属を堆積させる。これにより、メンブレン支持層の上端、メンブレン支持層の側壁、つまり第1開口部の開口壁、第2開口部の傾斜壁に金属膜を良好に積層することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面を参照し、実施形態例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。
実施形態例
本実施形態例は本発明に係るステンシルマスクの実施形態の一例であって、図1(a)は本実施形態例のステンシルマスクの構成を示す断面図、図1(b)は本実施形態例のステンシルマスクの開口部の構成を示す断面詳細図である。
本実施形態例のステンシルマスク10は、LEEPLのような近接露光を行う半導体リソグラフィ工程で使用するステンシルマスクであって、図1(a)に示すように、Si基板からなる枠体12と、SiO2 膜14を介して枠体12上に延在するメンブレン16と、メンブレン16に設けられた溝状の開口パターン18とを備えている。
枠体12は、格子状の枠体として形成されていて、一つのチップ領域に転写するパターン18は一つの枠内に設けてある。
【0018】
メンブレン16は、図1(b)に示すように、メンブレン本体層として設けられた(100)面を主面とする膜厚50nmのSi層20と、メンブレン支持層としてSi層20上に設けられた膜厚500nmのSiN層22と、Si層20及びSiN層22を貫通する開口部24とを備えている。
開口部24は、図1(b)に示すように、SiN層22に設けられ、対向する開口壁が相互にほぼ平行で、開口幅Wが105.8nmの広幅の第1開口部24aと、第1開口部22bに連続してSi層20に設けられ、開口幅が第1開口部22bより連続して縮小する縮幅の第2開口部24bとから構成されている。
【0019】
縮幅の第2開口部24bを形成する、対向した開口壁は、相互に接近する(111)面からなるSi層20の傾斜壁として形成されている。
換言すれば、第2開口部24bは、広幅の第1開口部24aの下端からSiN層22とSi層20の界面に対して54.7°の角度θで傾斜する傾斜面、つまり(111)面で形成され、開口端で35nmの開口幅W′に縮小する縦断面形状を有する。
【0020】
第2開口部24bの開口端縁は、ステンシルマスク10のパターン開口部の外縁を構成し、開口端縁を輪郭とするパターンがウエハ上に転写される。
後述するように、結晶面によるエッチングレートの違いを利用して縮幅の第2開口部24bを形成しているので、第2開口部24bの開口端縁の対向面24cは、原子層オーダーの幅で平坦面になっている。
【0021】
第1開口部24aの対向する平行開口壁、第2開口部24bの傾斜開口壁、Si層20の表面20a(ウエハ対向面側)、及びSiN層22の表面22aには、膜厚20nmのPt膜26が成膜されている。
【0022】
以上の構成を備えることにより、本実施形態例のステンシルマスク10では、異物、コンタミネーション汚染物が、図2に示すように、静電引力により、主として、Si層20の表面20a、SiN層22の表面22b、及び第1開口部24aの開口壁に付着するものの、パターン転写にとって最も重要な第2開口部24bの開口端縁には付着する異物或いはコンタミネーション汚染物は極めて少ない。
また、第1開口部24aの開口幅は第2開口部24bの開口端縁の開口幅より広いので、第1開口部24aの開口壁に付着した異物或いはコンタミネーション汚染物は第2開口部24bの開口端縁より内側に位置し、ウエハ上に転写されるようなことはない。
よって、本実施形態例のステンシルマスク10を使用することにより、設計通りの正確な線幅のパターンをウエハ上に転写することができる。
【0023】
本実施形態例では、メンブレン支持層として膜厚500nmのSiN層を備えているが、SiN層に限らず、KOH水溶液やTMAH水溶液でエッチングされず、パターン領域のSi層20、例えば25mm口のSi層20を支持できるならば、SiN層以外の材料を使っても良い。またSiN層であっても、500nmにする必要はない。
例えばSiC、SiO2 、SiON、ダイヤモンド(Diamond )、DLC(DiamondLikeCarbon)、Ti膜、Mo膜、Cr膜、W膜、Al膜、Cu膜、Ir膜、Au膜、Pt膜、及びPd膜等の金属膜を100〜3000nm厚で形成しても良い。
【0024】
ステンシルマスクの作製方法の実施形態例
本実施形態例は本発明に係るステンシルマスクの作製方法の実施形態の一例であって、図3(a)から(c)、図4(d)から(f)、及び図5(g)と(h)は、それぞれ、本実施形態例の方法によりステンシルマスクを作製する際の各工程の基板断面図である。
先ず、図3(a)に示すように、表面が(100)面のSOI基板、例えば層構造が膜厚50nmの(100)Si層28、膜厚100nmのSiO2 層30、及び膜厚725μmのSi基板部32からなるSOI基板34の表面、つまりSi層28上に、メンブレン支持層になる膜厚500nmのSiN層36を積層する。
【0025】
次いで、SiN層36上にレジストを塗布し、図3(b)に示すように、パターンの設計線幅より広い開口幅Wの開口パターンを設計のパターン配列に従って有するレジストマスク38を形成する。
続いて、CF4 ガスなどを用いたドライエッチング法により、SiN層36をエッチングして、レジストマスク38の開口パターンをSiN層36に転写して、ステンシルマスク10の第1開口部24aに対応する第1開口部40を形成する。
【0026】
レジストマスク38を除去し後、例えば濃度30重量%、温度70℃のKOH溶液に、第1開口部40を開口したSOI基板34を浸漬する。
これにより、(100)面を主面とするSi層28はエッチングされて、図3(c)に示すように、SiO2 層30を底部に露出させる第2開口部42が形成される。(100)面Siのエッチングレート797nm/分に対して(111)面Siのエッチングレートは5nm/分と極端に遅いため、図1(b)のSi層20に示すように、Si層28のエッチング面は、(111)面に相当する54.7°の角度を持ったテーパー形状となる。
【0027】
即ち、開口幅Wで形成した第1開口部40に連続する第2開口部42は、開口幅がSi層28のエッチング方向に向かって縮小し、Si層28の下端では、(100)Si層28の厚さdに応じて、W′=W−2d/tan54.7°に縮小される。
本実施形態例では、Si層28の膜厚dは、d=50nmであるから、第2開口部42の開口幅はSi層28の上端で105.8nm、Si層28の下端で35nmに縮小される。
【0028】
つまり、ステンシルマスク10の詳細図である図1(b)に示すように、第1開口部40は、開口幅が105.8nmで対向する開口壁が相互に平行な第1開口部24aになり、第2開口部42は、第1開口部24aに連続し、かつ開口幅が第1開口部24aの開口幅より連続して縮小し、下端で35nmになる縮幅の第2開口部24bになる。
しかも、結晶面によるエッチングレートの違いを利用してアパーチャを形成しているので、縮幅開口部24bの下端部の対向面24c(図1(b)参照)は幅が原子層オーダーの平坦面になっている。
【0029】
次に、SOI基板34の裏面に、つまりSi基板部32の面にSiO2 層を積層し、続いてレジスト膜を塗布し、露光して、パターン開口部を形成したパターン領域のSiO2 層を開口したレジストマスク(図示せず)を形成し、続いてBHFなどでSiO2 層をエッチングして除去し、図4(d)に示すように、SOI基板34の裏面を露出させるSiO2 マスク44を形成する。
【0030】
次いで、SiO2 マスク44上から、SF6 やNF3 といったフッ素系ガスでSOI基板34のSi基板部32をドライエッチングして、図4(e)に示すように、パターン領域のSiO2 層30を露出させる。
続いて、図4(f)に示すように、パターン領域のSiO2 層30をBHFなどでエッチングして除去し、Si層28を露出させる。
【0031】
次に、図5(g)に示すように、スパッタ法や蒸着法などにより膜厚200nmのPt膜46をSiN層36、第1開口部40の平行開口壁、及び第2開口部42の傾斜開口壁に積層する。膜厚は露光に用いる電子のエネルギーに応じて決まり、例えば2keVの電子ビームを用いるLEEPLでは、膜厚20〜30nm積層する。
図5(h)に示すように、同様に裏側のSi層28の面にも、同じ膜厚のPt膜46を積層する。
【0032】
以上の工程により、ステンシルマスク10を作製することができる。
図5(h)に示すステンシルマスクのSi層28、SiO2 層30、SiN層36、第1開口部40、及び第2開口部42は、それぞれ、図1に示すステンシルマスク10のSi層20、SiO2 膜14、SiN層22、第1開口部24a、及び第2開口部24bに相当する。また、図5(h)のSi基板部32がステンシルマスク10の枠体12に相当し、Pt膜46はPt膜26に相当している。
【0033】
本実施形態例では(100)面Siの(111)面Siに対するエッチングレートの違いを利用して第2開口部を開口しているが、エッチングレートの違いがあれば、任意の結晶面の組み合わせを利用することができる。
また、本実施形態例では、先ず、SiN層にパターンを転写しているが、これに代えて、先ず、Si基板の裏面のエッチングを行い、次いでSiN層にパターン転写しても良い。この場合、Si基板の裏面のエッチングでは、ウェットエッチング法を適用することができる。
【0034】
【発明の効果】
本発明によれば、メンブレン本体として設けられ、Si層と、Si層を支持するメンブレン支持層とでメンブレンを構成し、(100)面に直交してメンブレン支持層を貫通する第1開口部と、Si層を貫通し、かつ開口壁が(111)面からなる傾斜面で形成されて、開口幅が縮小する第2開口部とからパターン開口部を構成し、更にメンブレンの表面、第1開口部の開口壁、及び第2開口部の傾斜面からなる開口壁に金属膜を成膜し、第2開口部の開口端縁をパターン開口部の外縁としている。
以上の構成により、導電性金属膜に静電引力により異物或いはコンタミネーション汚染物を吸着させ、第2開口部の開口端縁に異物或いはコンタミネーション汚染物が付着しないようにしている。また、第1開口部の開口幅が第2開口部の開口端縁の開口幅より広いので、第1開口部の開口壁に付着した異物或いはコンタミネーション汚染物が、第2開口部の開口端縁より内側に位置し、ウエハ上に転写されるようなことはない。
本発明に係るステンシルマスクを使用してパターニングすることにより、ステンシルマスクに付着する異物或いはコンタミネーション汚染物に影響されることなく、正確にパターンをウエハ上に転写することができる。
また、本発明方法は、本発明に係るメンブレンを容易に作製する方法を実現している。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は本実施形態例のステンシルマスクの構成を示す断面図であり、図1(b)は本実施形態例のステンシルマスクの開口部の構成を示す断面詳細図である。
【図2】本実施形態例の効果を説明する開口断面図である。
【図3】図3(a)から(c)は、それぞれ、実施形態例の方法によりステンシルマスクを作製する際の各工程の基板断面図である。
【図4】図4(d)から(f)は、それぞれ、図3(c)に続いて、実施形態例の方法によりステンシルマスクを作製する際の各工程の基板断面図である。
【図5】図5(g)と(h)は、それぞれ、図4(f)に続いて、実施形態例の方法によりステンシルマスクを作製する際の各工程の基板断面図である。
【図6】図6(a)は従来のステンシルマスクの異物或いはコンタミネーション汚染物による影響を説明する断面図であり、図6(b)は本発明の効果を説明す断面図である。
【符号の説明】
10……実施形態例のステンシルマスク、12……枠体、14……SiO2 膜、16……メンブレン、18……パターン、20……Si層、22……SiN層、24……開口部、24a……第1開口部、24b……第2開口部、24c……対向面、26……Pt膜、28……SiO2 層、30……SiO2 層、32……Si基板部、34……SOI基板、36……SiN層、38……レジストマスク、40……第1開口部、42……第2開口部、44……SiO2 マスク、46……Pt膜。
Claims (12)
- パターン開口部が設けられたメンブレンを枠体で支持してなるステンシルマスクにおいて、
前記メンブレンが、前記メンブレンのウエハに対面する側にメンブレン本体として設けられ、(100)面を主面とするSi層と、前記Si層上に積層され、前記Si層を支持するメンブレン支持層とを備え、
前記メンブレンを貫通して設けられたパターン開口部は、(100)面に直交して前記メンブレン支持層を貫通し、対向する開口壁が相互に平行な第1開口部と、前記第1開口部に連続して(100)面に直交する方向に前記Si層を貫通し、かつ対向する開口壁がそれぞれ相互に近接する(111)面からなる傾斜面で形成されて、開口幅が前記第1開口部の開口幅より連続して縮小する第2開口部とから構成され、
白金族からなる導電性金属膜が、前記Si層の表面、前記メンブレン支持層の表面、前記第1開口部の開口壁、及び前記第2開口部の傾斜面からなる開口壁に成膜され、
前記第2開口部の開口端縁が前記パターン開口部の外縁を構成することを特徴とするステンシルマスク。 - 前記メンブレン支持層は、SiN膜、SiO2 膜、SiON膜、SiC膜、ダイヤモンド膜、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜、Ti膜、Mo膜、Cr膜、W膜、Al膜、Cu膜、Ir膜、Au膜、Pt膜、及びPd膜の群のうちのいずれか、又は前記群のうちの複数種の膜の積層膜で形成されていることを特徴とする請求項1に記載のステンシルマスク。
- 前記メンブレン支持層の膜厚は100nm以上3000nm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のステンシルマスク。
- 前記金属膜の膜厚は5nm以上100nm以下であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のステンシルマスク。
- パターン開口部が設けられたメンブレンを枠体で支持してなるステンシルマスクの作製方法であって、
(100)面の主面を有するSi層を上層に備えるSOI基板の前記Si層上に、メンブレン支持層を成膜する工程と、
前記Si層の(100)面に直交する方向に前記メンブレン支持層を貫通し、対向する開口壁が相互に平行な第1開口部を前記ステンシルマスクのパターンの配置に従って形成する工程と、
前記Si層の(100)面のエッチングレートが前記Si層の(111)面に対して選択的なエッチング法によりSOI基板のSi層をエッチングして、前記第1開口部に連続して前記Si層の(100)面に直交する方向に前記Si層を貫通し、かつ開口部の対向する開口壁がそれぞれ相互に近接する(111)面からなる傾斜面で形成されて、開口幅が前記第1開口部の開口幅より連続的に縮小し、開口端縁がステンシルマスクのパターンの線幅に等しい第2開口部を形成する工程と、
枠体形成領域を除いて、前記SOI基板のSi基板及び絶縁膜を除去して、前記Si層を露出させる工程と、
前記Si層の表面、前記メンブレン支持層の表面、前記第1開口部の平行開口壁、及び前記第2開口部の傾斜開口壁に、スパッタ法又は蒸着法により白金族からなる金属膜を堆積させる工程と
を有することを特徴とするステンシルマスクの作製方法。 - 前記メンブレン支持層を成膜する工程に続いて、枠体形成領域を除いて、前記SOI基板のSi基板及び絶縁膜を除去して、前記Si層を露出させる工程を実施し、
次いで、前記第1開口部を前記ステンシルマスクのパターンの配置に従って形成する工程、前記第2開口部を形成する工程、及び前記金属膜を堆積させる工程を有することを特徴とする請求項5に記載のステンシルマスクの作製方法。 - 前記Si層の(100)面のエッチングレートが前記Si層の(111)面に対して選択的なエッチング法として、濃度が10重量%以上60重量%以下で温度が10℃以上90℃以下のKOH水溶液をエッチング液とするウエットエッチング法を適用することを特徴とする請求項5又は6に記載のステンシルマスクの作製方法。
- 前記Si層の(100)面のエッチングレートが前記Si層の(111)面に対して選択的なエッチング法として、濃度が10重量%以上60重量%以下で温度が10℃以上90℃以下のTMAH水溶液をエッチング液とするウエットエッチング法を適用することを特徴とする請求項5又は6に記載のステンシルマスクの作製方法。
- 前記金属膜を堆積させる工程では、膜厚5nm以上100nm以下の金属膜を堆積させることを特徴とする請求項5又は6に記載のステンシルマスクの作製方法。
- 前記金属膜を堆積させる工程は、堆積金属の飛来方向に対して被堆積領域を傾斜させて前記金属膜を堆積させる第1の堆積ステップと、堆積金属の飛来方向に対して前記第1の堆積ステップの傾斜方向とは対称的な方向に傾斜させて前記金属膜を堆積させる第2の堆積ステップとを有することを特徴とする請求項9に記載のステップの作製方法。
- パターン開口部が設けられたメンブレンを枠体で支持してなるステンシルマスクにおいて、
前記メンブレンが、前記メンブレンのウエハに対面する側にメンブレン本体として設けられたSi層と、前記Si層上に積層され、前記Si層を支持するメンブレン支持層とを備え、
前記メンブレンを貫通して設けられたパターン開口部は、前記メンブレン支持層を貫通し、対向する開口壁が相互に平行な第1開口部と、前記第1開口部に連続して前記Si層を貫通し、かつ対向する開口壁がそれぞれ相互に近接する傾斜面で形成され、開口幅が前記第1開口部の開口幅より連続して縮小する第2開口部とから構成され、
白金族からなる導電性金属膜が、前記Si層の表面、前記メンブレン支持層の表面、前記第1開口部の開口壁、及び前記第2開口部の傾斜面からなる開口壁に成膜され、
前記第2開口部の開口端縁が前記パターン開口部の外縁を構成することを特徴とするステンシルマスク。 - パターン開口部が設けられたメンブレンを枠体で支持してなるステンシルマスクの作製方法であって、
第1の結晶面の主面を有するSi層を上層に備えるSOI基板の前記Si層上に、メンブレン支持層を成膜する工程と、
前記Si層の第1の結晶面に直交する方向に前記メンブレン支持層を貫通し、対向する開口壁が相互に平行な第1開口部を前記ステンシルマスクのパターンの配置に従って形成する工程と、
前記Si層の第2の結晶面が前記第1の結晶面に対して所定の角度を有するとき、前記Si層の第1の結晶面のエッチングレートが前記Si層の第2の結晶面に対して選択的なエッチング法によりSOI基板のSi層をエッチングして、前記第1開口部に連続して前記Si層の第1の結晶面に直交する方向に前記Si層を貫通し、かつ開口部の対向する開口壁がそれぞれ相互に近接する第2の結晶面からなる傾斜面で形成されて、開口幅が前記第1開口部の開口幅より連続的に縮小し、開口端縁がステンシルマスクのパターンの線幅に等しい第2開口部を形成する工程と、
枠体形成領域を除いて、前記SOI基板のSi基板及び絶縁膜を除去して、前記Si層を露出させる工程と、
前記Si層の表面、前記メンブレン支持層の表面、前記第1開口部の平行開口壁、及び前記第2開口部の傾斜開口壁に、スパッタ法又は蒸着法により白金族からなる金属膜を堆積させる工程と
を有することを特徴とするステンシルマスクの作製方法。
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