JP2004297027A - Mask, method of manufacturing the same, and semiconductor device - Google Patents
Mask, method of manufacturing the same, and semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004297027A JP2004297027A JP2003138009A JP2003138009A JP2004297027A JP 2004297027 A JP2004297027 A JP 2004297027A JP 2003138009 A JP2003138009 A JP 2003138009A JP 2003138009 A JP2003138009 A JP 2003138009A JP 2004297027 A JP2004297027 A JP 2004297027A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- opening
- mask
- layer
- pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リソグラフィに用いられるマスクおよびその製造方法と、半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体集積回路の微細化に伴い、フォトリソグラフィにおいて露光波長の短波長化が進められてきたが、さらに微細なパターンを形成するため、電子ビーム、軟X線(extreme UV;EUV)、イオンビームを用いるリソグラフィ等が開発されている。
【0003】
これらのうち、低加速電子ビーム近接転写リソグラフィ(LEEPL)にはステンシルマスクが用いられる。ステンシルマスクはシリコンやダイヤモンド等の材質からなる薄膜(メンブレン)に、所定のパターンで開口部が形成されたマスクであり、開口部を透過する電子ビームによってパターンが転写される。
【0004】
ステンシルマスクでは内部応力によるメンブレンの歪みや、重力によるメンブレンの撓みにより、メンブレンに形成されている開口部の位置がずれる。これにより、LSIパターン転写時の重ね合わせ精度が悪化する。また、ステンシルマスクのメンブレンに開口部を形成するためのリソグラフィにおいても、内部応力によるメンブレンの歪みや、重力によるメンブレンの撓みが存在し、これらの影響を考慮しないとメンブレンに形成されるパターンの位置精度が悪化する。
【0005】
上記のようなメンブレンの歪みや撓みを低減するには、メンブレンを厚くして強度を上げればよいが、メンブレンを厚くすると、ドライエッチングにより微細パターンを形成するのが困難となる。ドライエッチングで加工可能な最小寸法はパターンのアスペクト比に大きく依存する。
【0006】
例えば、ドライエッチングで加工可能な限界アスペクト比が10、メンブレンの厚さが500nmのとき、形成可能な開口部の寸法は500/10=50nmとなる。そのため、レジストパターンの解像限界の微細化が進んでも、エッチングにおけるアスペクト限界や、メンブレンの強度を保つために必要とされるメンブレンの厚さが制約となり、ステンシルマスクのパターン微細化が進まないという問題があった。
【0007】
メンブレンを厚くせずにメンブレンの歪みや撓みを低減する方法として、電子ビームが透過するパターン支持層をマスクの全面に形成する方法が知られている(特許文献1参照)。しかしながら、LEEPLでは低加速電子ビームが用いられるため、このような層を電子ビームが透過せず、パターンを露光できなくなる。
【0008】
メンブレンの開口部以外の部分に支持層が形成され、低加速電子ビームを用いてパターンを露光できるステンシルマスクも知られている(特許文献2参照)。このステンシルマスクは、例えば図48に示す工程により作製される。まず、図48(a)に示すように、基板101上に支持層102を介してメンブレン103を形成する。次に、図48(b)に示すように、メンブレン103に所定のパターンでメンブレン開口部104を形成する。
【0009】
次に、図48(c)に示すように、メンブレン開口部104を介して支持層102にエッチング液を供給し、支持層102にウェットエッチングを行う。これにより、メンブレン開口部104に自己整合的に、支持層開口部105が形成される。その後、図48(d)に示すように、パターンが形成されている部分の基板101を除去することにより、ステンシルマスクが得られる。特許文献2記載のステンシルマスクによれば、支持層102が形成されている部分でメンブレンが補強され、メンブレンの歪みや撓みが低減される。
【0010】
低加速電子ビームによる露光に用いられるステンシルマスクで、メンブレンを厚くせずにメンブレンの歪みや撓みを低減できる他の方法として、メンブレンに梁状の補強部分を形成する方法も知られている(特許文献3参照)。図49は、梁106が設けられたメンブレン103の一例を示す斜視図である。LSIパターンに対応する開口部は、梁106以外のメンブレン103に形成される。図49中に各部分の長さの一例を示す。
【0011】
【特許文献1】
特開2001−77013号公報
【特許文献2】
特開2003−37055号公報
【特許文献3】
特開2002−231599号公報
【特許文献4】
特開2003−59819号公報
【特許文献5】
特開平11−243048号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
ステンシルマスクのメンブレンに梁を設けることにより、メンブレンの歪みや撓みが低減されるため、パターン位置精度は改善する。しかしながら、梁部分にはパターンを配置できないため、パターンを相補分割して梁部分のパターンを他のマスク、あるいは同一のマスク内の他の領域に形成し、複数回の露光によりパターンを相補的に露光する必要が生じる。
【0013】
ステンシルマスクでは梁がない場合であっても、例えばドーナッツ状パターン等を形成できないため、パターンの相補分割が行われる。梁のあるステンシルマスクの場合、ステンシルマスクに形成できないか、あるいは形成するとメンブレンの機械的強度が著しく不足するようなパターンの相補分割と、梁に重なる部分のパターンを露光するための相補分割の両方が必要となる。したがって、2相補では完全なパターンを露光できず、3相補以上の分割が必要となる。
【0014】
梁があり、かつ効率的に4相補の相補分割パターンを露光できるステンシルマスクが知られているが(特許文献4)、このマスク構造の場合、相補分割のデータ処理量が多く、マスクデータ作成の高速化が困難である。また、パターンの微細化にはメンブレンを薄くする必要があるが、メンブレンの歪みや撓みを抑えながらメンブレンを薄くするには、梁の間隔を狭くする必要がある。
【0015】
ステンシルマスクの梁は、シリコン基板をエッチングして形成されることが多い。シリコン基板の厚さ分(例えば8インチウェハの場合は725μm)のエッチングで、断面を基板表面に垂直に加工するには、数時間のドライエッチングが必要である。
【0016】
ウェットエッチングによれば、エッチングの所要時間が大幅に短縮され、コストも低減できるが、断面がテーパ状となる。したがって、ウェットエッチングは梁が例えば格子状に狭い間隔で配置される場合には適さない。ウェットエッチングによれば、梁部分の面積を縮小して、パターンの配置可能な領域の面積を確保することが困難である。
【0017】
さらに、梁があるステンシルマスクでは、露光の際に斜光軸光学系を用いたアライメント(特許文献5参照)を行うと、アライメントに支障が生じる場合がある。LEEPLでは露光用の電子ビームをマスクおよびウェハにほぼ垂直に入射させる。一方、マスクとウェハにそれぞれ形成されたアライメントマークを検出するための光(例えば白色光)は、マスクおよびウェハに対して傾けて入射させる。したがって、梁の高さや間隔、あるいはアライメント用の光の入射角によっては、アライメント用の光が梁で遮られ、アライメントマークの位置を検出できない。
【0018】
以上のように、ステンシルマスクに微細パターンを形成するには、メンブレンを薄くする必要があるが、メンブレンを薄くするとメンブレンの歪みや撓みが大きくなり、パターン位置精度が悪化する。これを防ぐため、メンブレンに梁を形成すると、複雑な相補分割処理や梁を形成するためのエッチングにより、マスク製造のスループットが低下する。また、梁が露光時のアライメントに影響を及ぼす可能性もある。
【0019】
特許文献2記載のマスクによれば、梁の形成に起因する上記のような問題は解消されるが、形成されるマスクパターンによっては、図48(d)に示すメンブレン103と支持層102の接触面積が不足して、メンブレン103の強度が低下する。例えば図50(a)に示すように、パターンが密に形成されている部分で支持層102に等方性エッチングを行うと、支持層102の厚さ分のエッチングが終了するまでの間に、パターン間の支持層102がなくなり、支持層開口部105が大きくなる。これにより、微細パターンの破壊が起こりやすくなったり、メンブレン103の歪みや撓みによるパターン位置精度の悪化が起こったりする。
【0020】
等方性エッチングがメンブレン開口部104をマスクとして進行するため、支持層開口部105の断面はテーパ状となり、メンブレン103に接する側で大きくなる。支持層開口部105は電子ビームを妨げない大きさで形成する必要があり、支持層102によって支持されない部分がメンブレン103に生じるのを避けられない。
【0021】
あるいは、図50(b)に示すように、パターン間の支持層102aが細くなった場合、パターンが形成されている部分の基板101を除去する工程で、パターン間の支持層102aが破損し、パターン間のメンブレン103aがなくなる可能性もある。
【0022】
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、パターン位置精度が高く、パターンの微細化に対応できるマスクを提供することを目的とする。
また、本発明は、マスクに微細パターンを高い位置精度で形成でき、かつマスクのターンアラウンドタイム(TAT)を短縮できるマスクの製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、従来のマスクを用いたリソグラフィで形成できない微細パターンが形成された半導体装置を提供することを目的とする。
【0023】
【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、第1の薄膜と、前記第1の薄膜に積層された前記第1の薄膜より厚い第2の薄膜と、前記第1の薄膜に形成された所定の大きさより小さい第1の開口部と、前記第2の薄膜に形成された前記所定の大きさ以上の第2の開口部と、前記第1の開口部と前記第2の開口部との重なり部分であって、前記第1の開口部が含まれる第1の露光用ビーム透過部とを有することを特徴とする。
【0024】
前記所定の大きさ以上のパターンを露光するための開口部は、第1の薄膜に形成されていても、第2の薄膜に形成されていても、いずれでもよい。第1の薄膜と第2の薄膜のどちらを露光対象側に配置してもよい。また、第2の開口部が第1の開口部に自己整合的に異方性エッチングと等方性エッチングにより形成されている場合、第1の薄膜と第2の薄膜の接触面積が大きくなる。したがって、第1の薄膜に第1の開口部によって形成されるパターンの破損が、より効果的に防止される。これにより、マスクのパターンを微細化することが可能となる。
【0025】
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、基板上に中間層を介して第1の薄膜を形成し、薄膜領域の前記基板を除去する第1の工程と、前記薄膜領域の前記第1の薄膜に所定の大きさより小さい第1の開口部を形成する第2の工程と、前記第1の薄膜上および前記第1の開口部内に第2の薄膜を形成する第3の工程と、前記第2の薄膜に前記所定の大きさ以上であって、前記第1の開口部が含まれる第2の開口部を形成し、前記薄膜領域の前記中間層を除去する第4の工程とを有することを特徴とする。
【0026】
あるいは、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、基板上に第1の薄膜を形成する第1の工程と、薄膜領域の前記第1の薄膜に所定の大きさより小さい第1の開口部を形成する第2の工程と、前記第1の薄膜上および前記第1の開口部内に第2の薄膜を形成する第3の工程と、前記第2の薄膜に前記所定の大きさ以上であって、前記第1の開口部が含まれる第2の開口部を形成し、前記薄膜領域の前記基板を除去する第4の工程とを有することを特徴とする。
【0027】
あるいは、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、基板上に第1の薄膜より厚い第2の薄膜を形成し、前記第2の薄膜上に前記第1の薄膜を形成する第1の工程と、薄膜領域の前記基板を除去する第2の工程と、前記薄膜領域の前記第1の薄膜に所定の大きさより小さい第1の開口部を形成する第3の工程と、前記第1の開口部に自己整合的に前記第2の薄膜に異方性エッチングを行う第4の工程と、前記第1の開口部に自己整合的に前記第2の薄膜に等方性エッチングを行い、前記第2の薄膜に前記所定の大きさ以上であって、前記第1の開口部が含まれる第2の開口部を形成する第5の工程とを有することを特徴とする。
【0028】
あるいは、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、基板上に第1の薄膜を形成し、前記第1の薄膜上に前記第1の薄膜より厚い第2の薄膜を形成する第1の工程と、薄膜領域の前記基板を除去する第2の工程と、前記薄膜領域の前記第1の薄膜に所定の大きさより小さい第1の開口部を形成する第3の工程と、前記第1の開口部に自己整合的に前記第2の薄膜に異方性エッチングを行う第4の工程と、前記第1の開口部に自己整合的に前記第2の薄膜に等方性エッチングを行い、前記第2の薄膜に前記所定の大きさ以上であって、前記第1の開口部が含まれる第2の開口部を形成する第5の工程とを有することを特徴とする。
【0029】
これにより、本発明のマスクを高いパターン位置精度で製造することが可能となる。また、本発明のマスクの製造方法によれば、マスク製造のTATを短縮できる。また、第2の開口部を第1の開口部に自己整合的に形成した場合、第2の開口部を形成するためのリソグラフィ工程が不要となる。第2の開口部を第1の開口部に自己整合的に異方性エッチングと等方性エッチングにより形成した場合、第2の開口部が必要以上に大きくなり、第1の薄膜が第2の薄膜によって支持されなくなるのを防止できる。
【0030】
上記の目的を達成するため、本発明の半導体装置は、第1の薄膜の第1の開口部と、前記第1の薄膜に積層された前記第1の薄膜より厚い第2の薄膜の第2の開口部との重なり部分を透過する露光用ビームを用いて形成された、前記所定の大きさより小さいパターンを有し、前記所定の大きさは前記第2の薄膜の厚さと、前記第2の薄膜に形成可能である前記第2の開口部の最大のアスペクト比から決定される大きさであることを特徴とする。これにより、半導体装置に形成されるパターンをより微細化でき、半導体装置の高集積化が可能となる。
【0031】
【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並びに半導体装置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を示す断面図である。図1のステンシルマスク1において、Aは微細パターンが形成される微細パターン領域を示し、Bは微細パターン以外のパターンを示す。
【0032】
ステンシルマスク1の薄膜領域(メンブレン2)は、第1の薄膜(極薄層3)と第2の薄膜(支持層4)の2層から構成される。メンブレン2には所定のパターンの開口部が形成される。極薄層3の厚さd1は支持層の厚さd2よりも薄い。パターンの寸法や極薄層3および支持層4の材質等にもよるが、極薄層3の厚さd1は例えば50nm〜200nmとし、支持層4の厚さd2は例えば500nm〜20μmとする。
【0033】
本実施形態のステンシルマスク1において、微細パターンは極薄層3に形成される。一方、微細パターン以外のパターン(微細パターンより大きいパターン)は支持層4に形成される。ここで、微細パターンとは極薄層3に加工可能であって、支持層4に加工できない寸法およびアスペクト比のパターンをさす。
【0034】
具体的には、微細パターンの寸法をWa、極薄層3に加工可能なパターンの限界(最大)アスペクト比をR1、支持層4に加工可能なパターンの限界アスペクト比をR2としたとき、微細パターンの寸法Waは次式(1)で表される。
【0035】
【数1】
(d1/R1)≦Wa<(d2/R2) ・・・(1)
【0036】
限界アスペクト比R1、R2を高くして、加工可能な微細パターンの寸法Waを小さくするには、極薄層3および支持層4をドライエッチングにより加工することが望ましい。但し、加工方法はドライエッチングに限定されない。一方、微細パターン以外のパターンBのサイズWbは次式(2)で表される。
【0037】
【数2】
Wb≧(d2/R2) ・・・(2)
【0038】
図1のステンシルマスク1において、メンブレン2以外の部分には支持枠5が形成される。支持枠5は基板にエッチングを行うことによって形成される。極薄層3と支持枠5の間の中間層6は、極薄層3にパターンを形成するドライエッチングで、極薄層3の支持および補強に用いられる他、基板を支持枠5に加工するエッチングで、エッチングストッパー層として用いられる。
【0039】
極薄層3の材料は支持層4および中間層6のエッチャントに対して耐性がある限り、特に限定されない。支持層4の材料は、メンブレン2の強度を保つために剛性の高いものが望ましい。中間層6の材料には、支持枠5となる基板のエッチャントに対する耐性が必要とされる。
【0040】
以下、ステンシルマスクのメンブレン2側の面をマスク表面、支持枠5側の面をマスク裏面とする。図1に示すステンシルマスク1を例えばLEEPLに用いる場合、図2に示すように、マスク表面が下側となり、マスク裏面が上側となるようにステンシルマスク1が保持される。ウェハ7はマスク表面に近接して配置される。
【0041】
支持枠5で囲まれたメンブレン2にマスク裏面側から電子ビームEBが照射されると、極薄層3および支持層4の両方に開口部が形成されている部分のみ、電子ビームEBが透過する。ステンシルマスク1を透過した電子ビームEBにより、ウェハ7上のレジスト8が露光される。
【0042】
本実施形態のステンシルマスクによれば、メンブレン2に梁が形成されず、パターン以外の部分のメンブレン2が支持層4によって全体に支持および補強される。したがって、メンブレンの内部応力によるメンブレンの歪みや、重力によるメンブレンの撓みが防止される。これにより、マスクを用いる露光や、マスクにパターンを形成するリソグラフィでのパターン位置精度が向上する。
【0043】
また、本実施形態のステンシルマスクによれば、微細パターンが極薄層3に形成されるため、極薄層3に加工可能な限界アスペクト比までパターンを微細化できる。本実施形態のステンシルマスクは梁が不要、または梁の間隔を大きくすることが可能であり、梁形成のための長時間のエッチングを必ずしも行う必要がない。また、露光の際に斜光軸光学系を用いたアライメントを行っても、梁によってアライメント用の光が遮られることはない。
【0044】
次に、図1に示すステンシルマスク1の製造方法を説明する。本実施形態のマスクの製造方法によれば、メンブレン2と支持枠5を形成した後、極薄層3および支持層4にパターンを形成する。まず、図3(a)に示すように、基板11上に中間層6を介して極薄層3が形成された積層体を用意する。基板11としては例えばシリコン基板を用いることができる。以下、基板11をシリコン基板11とする。
【0045】
極薄層3としては、例えば100nm厚のシリコン層を用いる。中間層6としては、例えば1000nm厚の酸化シリコン(SiO2)層を用いる。この場合は図3(a)の積層体として、SOI(silicon on insulatorまたはsemiconductor on insulator)基板を用いてもよい。
【0046】
次に、図3(b)に示すように、メンブレン2を形成する領域のシリコン基板11をマスク裏面側から中間層6に達するまでエッチングし、支持枠5を形成する。このエッチングは例えばSF6やNF3等のフッ素系ガスをエッチャントとするドライエッチングでも、例えばフッ酸をエッチャントとするウェットエッチングでも、いずれでもよい。
【0047】
エッチャントは中間層6に対するシリコン基板11のエッチング選択比を十分に大きくできるものであれば、特に限定されない。但し、ウェットエッチングによれば、短時間かつ低コストでシリコン基板11を形成できる。支持枠5は従来公知の方法(例えば特許文献2参照)により形成できる。
【0048】
なお、図3(b)に示すように、予めメンブレン2と支持枠5が形成され、メンブレン2にパターンが形成されていない状態の半加工品であるマスクブランクを、例えば市販品として入手可能であれば、このようなマスクブランクを出発材料としてマスク製造を開始してもよい。
【0049】
次に、図3(c)に示すように、極薄層3上にレジストパターン12を形成する。レジストパターン12は極薄層3上にレジストを塗布し、例えば電子ビーム露光を含むリソグラフィを行うことにより形成される。その後、レジストパターン12をマスクとして極薄層3にドライエッチングを行ってから、レジストパターン12を除去する。
【0050】
これにより、図4(d)に示すように、極薄層3に2種類の開口部が形成される。一方は図1のステンシルマスク1の微細パターン領域Aに形成される極薄層開口部13A(第1の開口部、第1の露光用ビーム透過部)であり、他方は図1の微細パターン以外のパターンBに形成される極薄層開口部13B(第3の開口部)である。
【0051】
極薄層開口部13Aは式(1)に示した寸法Waで形成される。極薄層開口部13Bは式(2)に示した寸法Wbに、重ね合わせ露光マージンMを加えた寸法(Wb+M)で形成される。重ね合わせ露光マージンMは、支持層4に開口部を形成するリソグラフィと極薄層3に開口部を形成するリソグラフィの重ね合わせ精度に基づいて決定されるが、これについては後述する。
【0052】
なお、式(1)で表される寸法Waの範囲内であれば、ステンシルマスク1に形成される複数の極薄層開口部13Aの寸法が互いに異なっていてもよい。同様に、式(2)で表される寸法Wbの範囲内であれば、ステンシルマスク1に形成される複数の極薄層開口部13Bの寸法が互いに異なっていてもよい。また、例えばパターンの形状や疎密等に応じて、ステンシルマスク1内での限界アスペクト比R1、R2が変化する場合には、マスク上での位置に応じたR1、R2を式(1)、(2)に適用してもよい。
【0053】
次に、図4(e)に示すように、極薄層3上と極薄層開口部13A、13B内に支持層4を形成する。支持層4としては、例えば5μm厚のダイヤモンド層を用いる。支持層4の材料としては剛性が高いものが好ましい。また、支持層4の材料は、中間層6のエッチャントに対して耐性を有するものが好ましいが、中間層6のエッチャントに対する耐性は必ずしも高くなくてよく、少なくとも中間層6と同程度の耐性があればよい。
【0054】
極薄層3として単結晶シリコン、ポリシリコン、アモルファスシリコンのいずれかのシリコン(Si)層を用い、中間層6として酸化シリコン(SiO2)層を用いる場合、支持層4に使用可能な材料として、ダイヤモンドの他にSiO2、窒化シリコン(SiN)、酸化窒化シリコン(SiON)、シリコンカーバイド(SiC)、窒化ホウ素(BN)、窒化ガリウム(GaN)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化アルミニウム(Al2O3)、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)等が挙げられる。
【0055】
支持層4の厚さd2は支持層4の材料や、図1のメンブレン2(図1参照)の面積等に応じて適宜変更する。支持層4は例えば化学気相成長(CVD;chemical vapor deposition)により形成できるが、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の物理的蒸着(PVD;physical vapor deposition)や、分子線エピタキシャル成長、気相エピタキシャル成長等のエピタキシャル成長等、他の方法によって形成してもよく、支持層4の形成方法は特に限定されない。
【0056】
次に、図5(f)に示すように、支持層4上にレジストパターン14を形成する。レジストパターン14は支持層4上にレジストを塗布し、例えば電子ビーム露光を含むリソグラフィを行うことにより形成される。その後、レジストパターン14をマスクとして支持層4にドライエッチングを行ってから、レジストパターン14を除去する。
【0057】
これにより、図5(g)に示すように、支持層4に2種類の開口部が形成される。一方は図1のステンシルマスク1の微細パターン領域Aに形成される支持層開口部15A(第2の開口部)であり、他方は図1の微細パターン以外のパターンBに形成される支持層開口部15B(第2の露光用ビーム透過部)である。支持層開口部15A、15Bはいずれも式(2)の寸法Wbで形成される。また、支持層開口部15Aの寸法は、少なくとも極薄層開口部13Aの寸法Waに重ね合わせ露光マージンMを加えた寸法(Wa+M)である。
【0058】
図6(a)に示すように、支持層開口部15Aを形成するためのレジストパターン14の線幅を(Wa+M)とした場合、図6(b)に示すように、電子ビーム露光での重ね合わせ位置のずれが最大で重ね合わせ露光マージンMまで許容される。
【0059】
重ね合わせ位置のずれが重ね合わせ露光マージンMを超えると、図7(c)に示すように、レジストパターン14の少なくとも一部が極薄層開口部13A上に重なる。したがって、レジストパターン14をマスクとして支持層4にドライエッチングを行ったとき、図7(d)に示すように、微細パターンを寸法Waで形成できない。
【0060】
また、極薄層開口部13Aの間隔が狭い場合、支持層開口部15Aのサイズを少なくとも(Wa+M)とすると、図8に示すように、隣接する極薄層開口部13A(1)、13A(2)上の支持層開口部15A(1)、15A(2)が一部重なる。このような場合には、隣接する極薄層開口部13A(1)、13A(2)を含み、かつ重ね合わせ露光マージンMを加えたサイズの支持層開口部を形成する。図1のステンシルマスク1の微細パターン領域Aは、このように複数の極薄層開口部13A上に連続した1つの支持層開口部15Aが形成された例である。
【0061】
また、図5(g)の支持層開口部15Bの寸法はWbであるが、その下部の極薄層開口部13Bの寸法は(Wb+M)である。したがって、図9(a)に示すように、レジストパターン14を形成するための電子ビーム露光での重ね合わせ位置のずれが最大で重ね合わせ露光マージンMまで許容される。
【0062】
重ね合わせ位置のずれが重ね合わせ露光マージンMを超えると、図9(b)に示すように、レジストパターン14の開口部の少なくとも一部が極薄層3上に重なる。したがって、レジストパターン14をマスクとして支持層4にドライエッチングを行ったとき、図9(c)に示すように、微細パターン以外のパターンBの寸法がWbとならず、Wbより小さくなる。
【0063】
また、支持体開口部15Aを形成する際に、その下部の極薄層開口部13Aの寸法Waが非常に小さいと、図10(a)に示すように、極薄層開口部13Aの寸法Waと重ね合わせ露光マージンMの合計(Wa+M)が、支持層4に形成可能なパターンの最小寸法d2/R2(式(2)参照)よりも小さくなる。したがって、支持体開口部15Aを寸法(Wa+M)で形成できない。
【0064】
このような場合には、支持体開口部15Aの寸法がWbとなるように、次式(3)が成り立つM’を(Wa+M)にさらに加え、図10(b)に示すように、支持体開口部15Aの寸法を(Wa+M+M’)とすればよい。
【0065】
【数3】
Wa+M+M’≧(d2/R2) ・・・(3)
【0066】
図5(g)に示すように支持層開口部15A、15Bを形成した後、支持枠5をマスクとして中間層6のエッチングを行う。例えば、エッチャントとしてフッ酸を用いるウェットエッチングにより、メンブレン2の部分に形成されている中間層6が除去される。これにより、図1に示す構造のステンシルマスク1が得られる。
【0067】
上記のマスクの製造方法において、極薄層3、支持層4および中間層6の材料の組み合わせは、例えば以下のように変更できる。極薄層3としてSiN層を用い、中間層としてSiO2層を用いる場合、支持層4に使用可能な材料として、具体的にはSiO2、SiC、Si、SiON、BN、GaN、AlN、Al2O3、ダイヤモンド、DLC等が挙げられる。
【0068】
あるいは、極薄層3としてSiC層を用い、中間層6としてSiO2層を用いる場合、支持層4に使用可能な材料として、具体的にはSiO2、SiN、Si、SiON、BN、GaN、AlN、Al2O3、ダイヤモンド、DLC等が挙げられる。
【0069】
あるいは、極薄層3としてCrN層を用い、中間層6としてSiO2層を用いる場合、支持層4に使用可能な材料として、具体的にはSiO2、SiN、SiC、Si、SiON、BN、GaN、AlN、Al2O3、ダイヤモンド、DLC等が挙げられる。
【0070】
あるいは、極薄層3としてモリブデン(Mo)層、タングステン(W)層、アルミニウム(Al)層、ニッケル(Ni)層、金(Au)層、白金(Pt)層、窒化タンタル(TaN)等の金属層を用い、中間層6としてSiO2層を用いる場合、支持層4に使用可能な材料として、具体的にはSiO2、SiN、SiC、Si、SiON、BN、GaN、AlN、Al2O3、ダイヤモンド、DLC等が挙げられる。
【0071】
あるいは、極薄層3としてMo層、W層、Al層、Ni層、Au層、Pt層、TaN層等の金属層を用い、中間層6としてSiN層を用いる場合、支持層4に使用可能な材料として、具体的にはSiO2、SiN、SiC、Si、SiON、BN、GaN、AlN、Al2O3、ダイヤモンド、DLC等が挙げられる。
【0072】
あるいは、極薄層3としてダイヤモンド層またはDLC層を用い、中間層6としてSiO2層を用いる場合、支持層4に使用可能な材料として、具体的にはSiO2、SiN、SiC、Si、SiON、BN、GaN、AlN、Al2O3等が挙げられる。
【0073】
あるいは、極薄層3としてSiON層を用い、中間層6としてSiO2層を用いる場合、支持層4に使用可能な材料として、具体的にはSiO2、SiN、SiC、Si、BN、GaN、AlN、Al2O3、ダイヤモンド、DLC等が挙げられる。
【0074】
あるいは、極薄層3としてCrN層を用い、中間層6としてSiN層を用いる場合、支持層4に使用可能な材料として、具体的にはSiO2、SiN、SiC、Si、BN、GaN、AlN、Al2O3、ダイヤモンド、DLC等が挙げられる。
【0075】
あるいは、極薄層3としてダイヤモンド層またはDLC層を用い、中間層6としてSiN層を用いる場合、支持層4に使用可能な材料として、具体的にはSiO2、SiN、SiC、Si、BN、GaN、AlN、Al2O3等が挙げられる。極薄層3の材料が支持層4および中間層6のエッチャントに対して耐性があり、中間層6の材料が基板11のエッチャントに対して耐性があれば、上記以外の材料の組み合わせとすることもできる。
【0076】
上記の本実施形態のマスクの製造方法によれば、支持層4のエッチングの加工限界で決定される寸法よりも微細化されたパターンをマスクに形成できる。また、マスクに支持層開口部や極薄層開口部を形成するためのリソグラフィにおいて、メンブレンの歪みや撓みが防止されるため、パターン位置精度を高くできる。
【0077】
(実施形態2)
本実施形態は実施形態1に示したマスクの製造方法の変形例であり、本実施形態のマスクの製造方法によれば、図1に示す実施形態1のステンシルマスク1と同様の構造のマスクが得られる。本実施形態のマスクの製造方法は、図4(e)に示す工程まで実施形態1と共通する。そこで、図4(e)に続く工程を説明する。各製造工程についての実施形態1と共通する説明は、適宜省略する。
【0078】
図4(e)に示すように、支持層4を形成した後、図11(a)に示すように、支持枠5をマスクとして中間層6のエッチングを行い、メンブレン2の部分の中間層6を除去する。次に、図11(b)に示すように、支持層4上にレジストパターン14を形成する。その後、レジストパターン14をマスクとして支持層4にドライエッチングを行ってから、レジストパターン14を除去する。
【0079】
これにより、図1に示すように、支持層4に実施形態1で説明した2種類の開口部(支持層開口部15A、15B)が形成され、ステンシルマスク1が得られる。支持体開口部15A、15Bは実施形態1と同様の寸法で形成される。
【0080】
極薄層3に極薄層開口部13A、13Bを形成するエッチング工程(図4(d)参照)では、中間層6により極薄層3を支持しないと、極薄層3の機械的強度が不足して、極薄層3が破損する危険性が高い。また、極薄層3を単独とした場合、重力の影響によるメンブレン2の撓みが大きく、極薄層3上にレジストパターン12を形成する工程(図3(c)参照)で、電子ビーム露光の位置精度が悪化しやすい。
【0081】
それに対して、支持層4に支持層開口部14A、14Bを形成するエッチングでは、支持層4の剛性が高いことから、支持層4を中間層6で補強する必要がない。したがって、実施形態1のように支持層4のエッチング後にメンブレン2の部分の中間層6を除去しても、実施形態2のように支持層4のエッチング前にメンブレン2の部分の中間層6を除去しても、いずれでもよい。
【0082】
(実施形態3)
図12は本実施形態のマスクを示す断面図である。本実施形態のステンシルマスク21においては、微細パターン領域Aの微細パターンとそれ以外のパターンBがいずれも極薄層3に形成される。微細パターン以外のパターンBの部分の支持層開口部15Bは極薄層開口部13B(第3の開口部、第2の露光用ビーム透過部)より大きい。これ以外は、図1に示す実施形態1のステンシルマスク1と同様の構造である。
【0083】
微細パターン領域Aの極薄層3に形成される微細パターンの寸法は、実施形態1と同様にWaである(式(1)参照)。微細パターン領域Aに形成される支持体開口部15A(第2の開口部)の寸法も、実施形態1と同様である。一方、極薄層開口部13Bの寸法は、微細パターン以外のパターンBの寸法Wbであり、式(2)で表される。また、支持層開口部15Bは、極薄層開口部13Bの寸法に重ね合わせ露光マージンMを加えた寸法(Wb+M)で形成される。
【0084】
本実施形態のステンシルマスクによれば、実施形態1のステンシルマスクと同様に、メンブレン2が梁でなく支持層4によって全体に支持および補強される。したがって、メンブレンの歪みや撓みが防止され、マスクを用いる露光や、マスクにパターンを形成するリソグラフィでのパターン位置精度が向上する。
【0085】
また、本実施形態のステンシルマスクによれば、微細パターンが極薄層3に形成されるため、極薄層3に加工可能な限界アスペクト比までパターンを微細化できる。本実施形態のステンシルマスクによれば、梁形成のための長時間のエッチングが不要となる。また、本実施形態のステンシルマスクによれば、露光の際に斜光軸光学系を用いたアライメントを行っても、梁によってアライメント用の光が遮られることはない。
【0086】
次に、図12に示すステンシルマスク21の製造方法を説明する。本実施形態のマスクの製造方法は、極薄層開口部13Bと支持層開口部15Bの寸法を変更することを除き、実施形態1のマスクの製造方法と共通する。したがって、主要な製造工程のみ図示し、各製造工程についての実施形態1と共通する説明は適宜省略する。
【0087】
本実施形態のマスクの製造方法によれば、実施形態1と同様に支持枠5を形成した後(図3(b)参照)、極薄層開口部13A、13Bを形成する工程において、図13(a)に示すように、極薄層開口部13Bを寸法Wbで形成する。その後、図13(b)に示すように、極薄層3上に支持層4を形成する。次に、図13(c)に示すように、支持体開口部15Bを寸法(Wb+M)で形成する。その後、メンブレン2の部分の中間層6を除去することにより、図12に示す構造のステンシルマスク21が得られる。
【0088】
図1に示す実施形態1のステンシルマスク1を例えばLEEPLに用いた場合(図2参照)と、図12に示す本実施形態のステンシルマスク21を同様にLEEPLに用いた場合では、同様のパターンが転写される。いずれの場合も、露光対象のレジスト8(図2参照)に微細パターン領域Aの微細パターンが寸法Waで転写され、微細パターン以外のパターンBが寸法Wbで転写される。
【0089】
したがって、原則では実施形態1と本実施形態のどちらのマスク構造でもよいが、以下のような場合は、実施形態1のマスク構造でなく、本実施形態のマスク構造を選択する。具体例を説明する。図14はパターンのレイアウトの一例を示し、2つのライン状パターンP1、P2が近接して配置されている。
【0090】
パターンP1の寸法を300nm、パターンP2の寸法を500nm、パターンP1とパターンP2の間隔Dを100nmと仮定する。また、ステンシルマスクの支持層4の厚さd2を1000nm、支持層4の限界アスペクト比R2を4と仮定する。このとき、式(1)から、d2/R2=1000/4=250(nm)より小さいパターンが微細パターンとなる。図14のパターンP1、P2はいずれも微細パターンでなく、これらの寸法は支持層4に加工可能なパターンの寸法である。
【0091】
しかしながら、実際には間隔Dが小さいため、実施形態1と本実施形態のいずれの場合も、支持層4上に所定の線幅でレジストパターン14(図5(f)参照)を形成できない。実施形態1の場合、図15(a)に示すように、パターンP1部分に極薄層開口部13B(P1)が寸法(300nm+M)で形成され、パターンP2部分に極薄層開口部13B(P2)が寸法(500nm+M)で形成される。
【0092】
極薄層3上には1000nm厚の支持層4が形成される。支持層4上に形成されるレジストパターン14の線幅は、パターンP1部分で300nm、パターンP2部分で500nmとなり、パターンP1とパターンP2の間のレジストパターン14の幅が100nmとなる。パターンP1とパターンP2の間のレジストパターン14の幅が、レジストパターンの解像限界Reより小さい場合(次式(4)の場合)には、パターンP1とパターンP2の間にレジストパターン14を形成できない。
【0093】
【数4】
D−2M<Re ・・・(4)
【0094】
したがって、例えば図15(b)に示すように、パターンP1とパターンP2の間が欠落したレジストパターン14が形成される。この場合、図15(c)に示すように、パターンP1とパターンP1の間の支持層4がエッチングによって除去される。したがって、300nmのパターンP1と500nmのパターンP2をマスクに形成できない。パターンP1は300nmより大きくなり、パターンP2も500nmより大きくなる。なお、実施形態2の場合も実施形態1と同様となる。
【0095】
一方、本実施形態の場合、図16(a)に示すように、パターンP1部分に極薄層開口部13B(P1)が寸法300nmで形成され、パターンP2部分に極薄層開口部13B(P2)が寸法500nmで形成される。極薄層開口部13B(P1)と極薄層開口部13B(P2)の間隔は100nmである。
【0096】
極薄層3上には1000nm厚の支持層4が形成される。支持層4上に形成されるレジストパターン14の線幅は、パターンP1部分で(300nm+M)、パターンP2部分で(500nm+M)となり、パターンP1とパターンP2の間のレジストパターン14の幅が最小で(100nm−2M)となる。したがって、式(4)が成り立つ場合、パターンP1とパターンP2の間にレジストパターン14を形成できない。
【0097】
また、パターンP1、P2の間隔と重ね合わせ露光マージンMの大きさによっては、図16(b)に示すように、レジストパターン14の開口部同士が重なる場合もある。
【0098】
式(4)が成り立つ場合と、図16(b)に示すようにレジストパターン14の開口部同士が重なる場合のいずれも、図16(c)に示すように、パターンP1とパターンP2の間の支持層4がエッチングによって除去される。したがって、300nmのパターンP1と500nmのパターンP2がマスクに形成され、パターンP1とパターンP2の間隔は100nmとなる。
【0099】
以上のように、本実施形態のマスクの製造方法によれば、微細パターン以外のパターンの間隔が狭い場合にも、マスクに微細パターンとそれ以外のパターンを所望のサイズで形成できる。また、図12に示す本実施形態のステンシルマスク21によれば、微細パターン以外のパターンBの間隔が狭い場合にも、微細パターンとそれ以外のパターンを正確な寸法で露光対象に転写できる。また、本実施形態のステンシルマスクおよびその製造方法において、極薄層3、支持層4および中間層6の材料は、実施形態1で説明した条件を満たすものであれば、実施形態1で挙げた具体例を含む他の組み合わせに変更してもよい。
【0100】
(実施形態4)
本実施形態は実施形態3に示したマスクの製造方法の変形例であり、本実施形態のマスクの製造方法によれば、図12に示す実施形態3のステンシルマスク21と同様の構造のマスクが得られる。本実施形態のマスクの製造方法は、図13(b)に示す工程まで、実施形態3と共通する。
【0101】
また、本実施形態のマスクの製造方法は、微細パターン以外のパターンBの部分の極薄層開口部13Bと支持層開口部15Bの寸法を変更することを除き、実施形態2のマスクの製造方法と共通する。そこで、各製造工程についての前述した実施形態と共通する説明は適宜省略する。
【0102】
本実施形態のマスクの製造方法によれば、図13(b)に示すように支持層4を形成した後、図17に示すように、支持枠5をマスクとして中間層6のエッチングを行い、メンブレン2の部分の中間層6を除去する。その後、支持層開口部15A、15Bを形成する工程において、支持体開口部15Bを寸法(Wb+M)で形成する。これにより、図12に示す構造のステンシルマスク21が得られる。
【0103】
実施形態2で説明したように、単独の極薄層3に極薄層開口部13A、13Bを形成するのは困難であるが、剛性の高い支持層4に支持層開口部15A、15Bを形成する際には、中間層6があってもなくてもよい。したがって、実施形態3のように支持層4のエッチング後にメンブレン2の部分の中間層6を除去しても、実施形態4のように支持層4のエッチング前にメンブレン2の部分の中間層6を除去しても、いずれでもよい。
【0104】
(実施形態5)
本実施形態は実施形態1に示したマスクの製造方法の変形例であり、本実施形態のマスクの製造方法によれば、図1に示す実施形態1のステンシルマスク1と同様の構造のマスクが得られる。但し、本実施形態では実施形態1のステンシルマスクの極薄層3、支持層4および中間層6の材料を変更した例を説明する。極薄層3、支持層4および中間層6の材料は実施形態1と同様でも、あるいは実施形態1で例示した他の組み合わせであってもよい。
【0105】
実施形態1あるいは2のマスクの製造方法によれば、メンブレン2と支持枠5を形成した後、極薄層3および支持層4にパターンを形成する。一方、本実施形態のマスクの製造方法によれば、メンブレン2と支持枠5を形成する前に、極薄層3および支持層4にパターンを形成する。これ以外は、本実施形態のマスクの製造方法と実施形態1のマスクの製造方法は共通する。したがって、主要な製造工程のみ図示し、各製造工程についての実施形態1と共通する説明は、適宜省略する。
【0106】
本実施形態のマスクの製造方法によれば、まず、図18(a)に示すように、例えばシリコン基板11等の基板上に中間層6を介して極薄層3を形成する。極薄層3としては、例えば100nm厚のMo層を用いる。中間層6としては、例えば500nm厚のSiN層を用いる。中間層6および極薄層3は例えばCVD、PVD、エピタキシャル成長等によって形成でき、中間層6および極薄層3の形成方法は特に限定されない。
【0107】
次に、図18(b)に示すように、極薄層3に2種類の開口部(極薄層開口部13A、13B)を形成する。実施形態1と同様に、極薄層開口部13Aは寸法Waで形成され、極薄層開口部13Bは寸法(Wb+M)で形成される。
【0108】
次に、図18(c)に示すように、極薄層3上および極薄層開口部13A、13B内に支持層4を形成する。支持層4としては、例えば5μm厚のSiC層を用いる。支持層4の材料や厚さd2は適宜変更できる。また、支持層4は実施形態1と同様の方法で形成できる。
【0109】
次に、図19(d)に示すように、支持層4に2種類の開口部(支持層開口部15A、15B)を形成する。実施形態1と同様に、支持層開口部15A、15Bはいずれも寸法Wbで形成される。また、支持層開口部15Aの寸法は少なくとも(Wa+M)である。
【0110】
次に、図19(e)に示すように、メンブレン2を形成する部分のシリコン基板11をマスク裏面側からエッチングして、支持枠5を形成する。その後、メンブレン2の部分の中間層6をエッチングで除去することにより、図1に示す構造のステンシルマスク1が得られる。以上のように、メンブレン2の部分の基板11の除去を、極薄層3および支持層4にパターンを形成した後に行っても、実施形態1と同様の構造のステンシルマスク1が得られる。
【0111】
(実施形態6)
本実施形態は実施形態5に示したマスクの製造方法の変形例であり、本実施形態のマスクの製造方法によれば、図1に示す実施形態1のステンシルマスク1と同様の構造のマスクが得られる。本実施形態のマスクの製造方法は、図18(c)に示す工程まで、実施形態5と共通する。したがって、図18(c)に続く工程から説明する。
【0112】
図18(c)に示すように、支持層4を形成した後、図20(a)に示すように、メンブレン2を形成する領域のシリコン基板11をマスク裏面側からエッチングして、支持枠5を形成する。その後、図20(b)に示すように、支持枠5をマスクとするエッチングにより、メンブレン2の部分の中間層6を除去する。
【0113】
次に、支持層4に2種類の開口部(支持層開口部15A、15B)を形成する。実施形態1と同様に、支持層開口部15A、15Bをいずれも寸法Wbで形成する。また、支持層開口部15Aの寸法は少なくとも(Wa+M)とする。これにより、図1に示す構造のステンシルマスク1が得られる。
【0114】
実施形態2において説明したように、支持層4に開口部を形成する工程では、メンブレン2の部分に中間層6がなくてもよい。したがって、本実施形態のように、支持層4に開口部を形成する前に、メンブレン2の部分の基板11および中間層6を除去することもできる。
【0115】
(実施形態7)
本実施形態は実施形態3に示したマスクの製造方法の変形例であり、本実施形態のマスクの製造方法によれば、図12に示す実施形態3のステンシルマスク21と同様の構造のマスクが得られる。但し、本実施形態では実施形態3のステンシルマスクの極薄層3、支持層4および中間層6の材料を実施形態5と同様に変更した例を説明する。極薄層3、支持層4および中間層6の材料は実施形態1と同様でも、あるいは実施形態1で例示した他の組み合わせであってもよい。
【0116】
実施形態3あるいは4のマスクの製造方法によれば、メンブレン2と支持枠5を形成した後、極薄層3および支持層4にパターンを形成する。一方、本実施形態のマスクの製造方法によれば、メンブレン2と支持枠5を形成する前に、極薄層3および支持層4にパターンを形成する。これ以外は、本実施形態のマスクの製造方法と実施形態3のマスクの製造方法は共通する。
【0117】
また、本実施形態のマスクの製造方法は、微細パターン以外のパターンBの部分の極薄層開口部13Bと支持層開口部15Bの寸法を変更することを除き、実施形態5のマスクの製造方法と共通する。したがって、主要な製造工程のみ図示し、各製造工程についての前述した実施形態と共通する説明は、適宜省略する。
【0118】
本実施形態のマスクの製造方法によれば、まず、図21(a)に示すように、シリコン基板11上に中間層6を介して極薄層3を形成する。次に、図21(b)に示すように、極薄層3に2種類の開口部(極薄層開口部13A、13B)を形成する。極薄層開口部13Aは寸法Waで形成し、極薄層開口部13BはWbで形成する。
【0119】
次に、図21(c)に示すように、極薄層3上および極薄層開口部13A、13B内に支持層4を形成する。次に、図22(d)に示すように、支持層4に2種類の開口部(支持層開口部15A、15B)を形成する。支持層開口部15Aは少なくとも寸法(Wa+M)で形成し、支持層開口部15Bは寸法(Wb+M)で形成する。
【0120】
次に、図22(e)に示すように、メンブレン2を形成する領域の基板11をマスク裏面側からエッチングして、支持枠5を形成する。その後、支持枠5をマスクとするエッチングにより、メンブレン2部分の中間層6を除去する。これにより、図12に示す構造のステンシルマスク21が得られる。以上のように、メンブレン2の部分の基板11の除去を、極薄層3および支持層4にパターンを形成した後に行っても、実施形態3と同様の構造のステンシルマスク21が得られる。
【0121】
(実施形態8)
本実施形態は実施形態7に示したマスクの製造方法の変形例であり、本実施形態のマスクの製造方法によれば、図2に示す実施形態3のステンシルマスク21と同様の構造のマスクが得られる。本実施形態のマスクの製造方法は、図21(c)に示す工程まで、実施形態7と共通する。したがって、図21(c)に続く工程から説明する。
【0122】
図21(c)に示すように、支持層4を形成した後、図23(a)に示すように、メンブレン2を形成する領域のシリコン基板11をマスク裏面側からエッチングして、支持枠5を形成する。その後、図23(b)に示すように、支持枠5をマスクとするエッチングにより、メンブレン2の部分の中間層6を除去する。
【0123】
次に、支持層4に2種類の開口部(支持層開口部15A、15B)を形成する。実施形態3と同様に、支持層開口部15A、15Bをいずれも寸法Wbで形成する。また、支持層開口部15Bの寸法は(Wb+M)とする。これにより、図12に示す構造のステンシルマスク21が得られる。
【0124】
実施形態2において説明したように、支持層4に開口部を形成する工程では、メンブレン2の部分に中間層6がなくてもよい。したがって、本実施形態のように、支持層4に開口部を形成する前に、メンブレン2の部分の基板11および中間層6を除去することもできる。
【0125】
(実施形態9)
図24は本実施形態のマスクを示す断面図である。本実施形態のステンシルマスク31は、図1に示す実施形態1のステンシルマスクから中間層6をなくした構造を有する。基板11、極薄層3および支持層4の材料を適宜選択した場合、中間層6は必ずしも設ける必要はない。本実施形態においては、極薄層3として例えば100nm厚のSiN層を用い、支持層4として例えば5μm厚のダイヤモンド層を用いる。また、基板11はシリコン基板とする。
【0126】
上記の本実施形態のステンシルマスクを製造するには、まず、図25(a)に示すように、基板11上に極薄層3を形成する。次に、図25(b)に示すように、極薄層3に2種類の開口部(極薄層開口部13A、13B)を形成する。極薄層開口部13A(第1の開口部、第1の露光用ビーム透過部)は寸法Waで形成し、極薄層開口部13B(第3の開口部)は寸法(Wb+M)で形成する。
【0127】
次に、図26(c)に示すように、極薄層3上および極薄層開口部13A、13B内に支持層4を形成する。次に、図26(d)に示すように、支持層4に2種類の開口部(支持層開口部15A、15B)を形成する。支持層開口部15A(第2の開口部)は少なくとも寸法(Wa+M)で形成し、支持層開口部15B(第2の開口部、第2の露光用ビーム透過部)は寸法Wbで形成する。その後、メンブレン2を形成する領域の基板11をマスク裏面側からエッチングすることにより、図24に示すステンシルマスク31が得られる。
【0128】
(実施形態10)
本実施形態は実施形態9に示したマスクの製造方法の変形例であり、本実施形態のマスクの製造方法によれば、図24に示す実施形態9のステンシルマスク31と同様の構造のマスクが得られる。本実施形態のマスクの製造方法は、図26(c)に示す工程まで、実施形態3と共通する。
【0129】
図26(c)に示すように、支持層4を形成した後、図27に示すように、メンブレン2を形成する領域の基板11を、マスク裏面側からエッチングして除去することにより、支持枠5を形成する。その後、支持層4に2種類の支持層開口部(支持層開口部15A、15B)を形成することにより、図24に示すステンシルマスク31が得られる。
【0130】
(実施形態11)
図28は本実施形態のマスクを示す断面図である。本実施形態のステンシルマスク41は、図12に示す実施形態3のステンシルマスクから中間層6をなくした構造を有する。基板11、極薄層3および支持層4の材料を適宜選択した場合、中間層6は必ずしも設ける必要はない。本実施形態においては、極薄層3として例えば100nm厚のSiN層を用い、支持層4として例えば5μm厚のダイヤモンド層を用いる。また、基板11はシリコン基板とする。
【0131】
上記の本実施形態のステンシルマスクを製造するには、まず、図29(a)に示すように、基板11上に形成された極薄層3に、2種類の開口部(極薄層開口部13A、13B)を形成する。極薄層開口部13A(第1の開口部、第1の露光用ビーム透過部)は寸法Waで形成し、極薄層開口部13B(第3の開口部、第2の露光用ビーム透過部)は寸法Wbで形成する。
【0132】
次に、図29(b)に示すように、極薄層3上および極薄層開口部13A、13B内に支持層4を形成する。次に、図29(c)に示すように、支持層4に2種類の開口部(支持層開口部15A、15B、第2の開口部)を形成する。支持層開口部15Aは少なくとも寸法(Wa+M)で形成し、支持層開口部15Bは寸法(Wb+M)で形成する。その後、メンブレン2を形成する領域の基板11をマスク裏面側からエッチングすることにより、図28に示すステンシルマスク41が得られる。
【0133】
(実施形態12)
本実施形態は実施形態11に示したマスクの製造方法の変形例であり、本実施形態のマスクの製造方法によれば、図28に示す実施形態11のステンシルマスク41と同様の構造のマスクが得られる。本実施形態のマスクの製造方法は、図29(b)に示す工程まで、実施形態11と共通する。
【0134】
図29(b)に示すように、支持層4を形成した後、図30に示すように、メンブレン2を形成する領域の基板11を、マスク裏面側からエッチングして除去することにより、支持枠5を形成する。その後、支持層4に2種類の支持層開口部(支持層開口部15A、15B)を形成することにより、図28に示すステンシルマスク41が得られる。
【0135】
(実施形態13)
図31(a)は本実施形態のマスクを示す断面図である。本実施形態のステンシルマスク51Aは、極薄層3の支持枠5側の面に支持層4を有する。図31(a)に示すように、極薄層3よりもマスク裏面側に近い側に支持層4が形成されていてもよい。図31(a)のステンシルマスク51AをLEEPLに用いる際には、極薄層3が露光対象に近接して配置され、支持層4側に電子ビームが照射される。
【0136】
次に、図31(a)に示すステンシルマスク51Aの製造方法の一例を説明する。まず、図31(b)に示すように、基板11上に中間層6、支持層4、極薄層3を順に積層してから、メンブレン2を形成する領域の基板11を除去する。次に、図31(c)に示すように、支持層4上の極薄層3に2種類の開口部(極薄層開口部13A、13B)を形成する。極薄層開口部13A(第1の開口部、第1の露光用ビーム透過部)の寸法はWaとし、極薄層開口部13B(第3の開口部、第2の露光用ビーム透過部)の寸法はWbとする。
【0137】
次に、図32(d)に示すように、極薄層3上および極薄層開口部13A、13B内に保護膜16を形成する。次に、図32(e)に示すように、マスク裏面側から支持層4の表面にレジストパターン17を形成する。メンブレン2の面積が大きく、メンブレン2が基板の中央に配置されている場合、スピンコートによりレジストを塗布してもよいが、支持枠5で囲まれたメンブレン2の面積が小さい場合や、メンブレン2が基板の中央に配置されていない場合には、スプレーコートによりレジストを塗布する。このような部分にレジストを塗布する方法は、例えば特許文献2に記載されている。
【0138】
その後、レジストパターン17をマスクとしてマスク裏面側から支持層4にエッチングを行い、支持層4に2種類の開口部(支持層開口部15A、15B、第2の開口部)を形成してから、図32(f)に示すように、レジストパターン17を除去する。支持層開口部15Aの寸法は少なくとも(Wa+M)とし、支持層開口部15Bの寸法はWb+Mとする。その後、保護膜16を除去することにより、図31(a)に示すステンシルマスク51Aが得られる。
【0139】
あるいは、図33(a)に示すように、極薄層3と支持層4のエッチャントに対する耐性を有する補助層18を、極薄層3と支持層4の間に設け、極薄層3にマスク表面側から、支持層4にマスク裏面側からそれぞれパターンを形成することもできる。
【0140】
補助層18を設けることにより、極薄層開口部13A、13Bと支持層開口部15A、15Bを形成する工程で、メンブレン2の部分の極薄層3が破損するのを防止できる。極薄層開口部13A、13Bおよび支持層開口部15A、15Bの形成後、補助層18をエッチングで除去することにより、図33(b)に示す構造のステンシルマスク51Bが得られる。
【0141】
上記の各実施形態のマスクに形成されるパターンについて、図34および図35に示す上面図を参照して説明する。図34は実施形態1および9のマスク(図1および図24参照)に形成されるパターンの例を示す。図35は実施形態3、11および13のマスク(図12、図28、図31(a)および図33(b)参照)に形成されるパターンの例を示す。
【0142】
図34および図35において、実線は極薄層開口部のパターンを示し、点線は支持層開口部のパターンを示す。斜線部分は極薄層開口部と支持層開口部の重なり部分であり、この部分を電子ビーム等の露光用ビームが透過する。図34および図35の(a)、(b)の斜線部分は、微細パターン領域Aに形成されるパターンを示す。図34および図35の(c)の斜線部分は、微細パターン以外のパターンBを示す。
【0143】
図34および図35に示すように、微細パターン領域Aでは支持層開口部内に極薄層開口部が形成され、極薄層開口部のパターンが露光される。一方、微細パターン以外のパターンBについては、支持層に形成されていても(図34参照)、極薄層に形成されていても(図35参照)、いずれでもよい。
【0144】
図36は微細パターン領域Aに形成される他のパターンの例を示す。図34および図35と同様に、実線は極薄層開口部のパターンを示し、点線は支持層開口部のパターンを示す。斜線部分は極薄層開口部と支持層開口部の重なり部分である。極薄層開口部と支持層開口部のパターンエッジ間隔m1は、前述したように、極薄層開口部を形成するリソグラフィと、支持層開口部を形成するリソグラフィの重ね合わせ露光マージンを考慮して決定する。
【0145】
微細パターンのサイズが極めて小さい場合には、前述したように、支持層加工時の限界アスペクト比をさらに考慮して、パターンエッジ間隔m1を決定する。図36に示すように、極薄層開口部と支持層開口部のパターンエッジ間隔は、方向やパターン上での位置に応じて変化させてもよい。例えば、図36でパターンエッジ間隔m1とパターンエッジ間隔m2は異なっていてもよい。
【0146】
(実施形態14)
以下の実施形態14〜17は、支持層開口部を異方性エッチングと等方性エッチングの両方により形成する。図37(a)は本実施形態のマスクを示す断面図である。図37(a)のステンシルマスク61において、Aは微細パターンが形成される微細パターン領域を示し、Bは微細パターン以外のパターンを示す。ステンシルマスク61のメンブレン2は、極薄層3(第1の薄膜)と支持層4(第2の薄膜)の2層から構成される。メンブレン2には所定のパターンの開口部が形成される。
【0147】
極薄層3の厚さd1は支持層4の厚さd2よりも薄い。パターンの寸法や極薄層3および支持層4の材質等にもよるが、極薄層3の厚さd1は例えば50nm〜200nmとし、支持層4の厚さd2は例えば500nm〜20μmとする。本実施形態のステンシルマスク61においては、微細パターンとそれ以外のパターンがいずれも極薄層3に形成される。微細パターンの寸法は、実施形態1と同様にWaである(式(1)参照)。また、支持層開口部15(第2の開口部)は極薄層開口部13(第1の開口部、第1および第2の露光用ビーム透過部)に自己整合的に形成される。
【0148】
本実施形態のステンシルマスクによれば、メンブレン2が梁でなく支持層4によって全体に支持および補強される。したがって、メンブレンの歪みや撓みが防止され、マスクを用いる露光や、マスクにパターンを形成するリソグラフィでのパターン位置精度が向上する。
【0149】
また、本実施形態のステンシルマスクによれば、微細パターンが極薄層3に形成されるため、極薄層3に加工可能な限界アスペクト比によって決定される大きさまで、パターンを微細化できる。本実施形態のステンシルマスクによれば、露光の際に斜光軸光学系を用いたアライメントを行っても、梁によってアライメント用の光が遮られることはない。
【0150】
さらに、本実施形態のステンシルマスクによれば、支持層開口部15が極薄層開口部13に自己整合的に形成されるため、支持層開口部15を形成するためのレジストパターンが不要となる。これにより、マスク製造のコストを低減でき、マスク製造のスループットが向上する。また、支持層開口部15の極薄層開口部13に対する重ね合わせ露光マージンが不要となり、支持層開口部15の大きさを必要最低限とすることが可能となる。
【0151】
次に、図37(a)に示すステンシルマスク61の製造方法を説明する。まず、図37(b)に示すように、シリコン基板11上に中間層6、支持層4および極薄層3を順に積層する。中間層6としては、例えば500nm厚のSiO2層を用いる。支持層4としては、例えば3μm厚のシリコン層を用いる。極薄層3としては、例えば100nm厚のSiN層を用いる。この場合、シリコン基板11、中間層6および支持層4の積層体として、SOI基板を用いてもよい。
【0152】
次に、図37(c)に示すように、メンブレン2を形成する領域のシリコン基板11をマスク裏面側から中間層6に達するまでエッチングし、実施形態1と同様に支持枠5を形成する。また、このような状態のマスクブランクを出発材料としてマスク製造を開始してもよい。
【0153】
次に、図38(d)に示すように、極薄層3上にレジストパターン12を形成し、レジストパターン12をマスクとして極薄層(SiN層)3に異方性ドライエッチングを行う。レジストパターン12は極薄層3上に例えば200nm厚の電子ビーム用レジストを塗布し、電子ビーム等の露光と現像を含むリソグラフィを行うことにより形成される。例えばCHF3/O2を用いて極薄層3にエッチングを行うことにより、極薄層3に開口部13が形成される。開口部13は式(1)に示した微細パターンの寸法Waで形成されたものを含む。
【0154】
次に、図38(e)に示すように、レジストパターン12および極薄層3をマスクとして、支持層(シリコン層)4に異方性ドライエッチングを行って支持層開口部15を形成してから、レジストパターン12を除去する。支持層4のエッチングには例えばSF6/O2を用いる。支持層開口部15が極薄層開口部13に自己整合的に形成されるため、支持層開口部15において極薄層開口部13との重ね合わせ露光マージンが不要となる。したがって、極薄層3と支持層4の接触面積が確保される。また、支持層開口部15を形成するためのリソグラフィ工程が不要となる。
【0155】
なお、極薄層開口部13の寸法は、支持層4にドライエッチングで加工可能な限界アスペクト比から決定される寸法より小さいため、微細パターンAでは支持層開口部15の垂直な断面形状は得られない。しかしながら、引き続き支持層4に等方性エッチングが行われるため、問題はない。
【0156】
次に、図38(f)に示すように、極薄層3をマスクとして支持層4に等方性エッチングを行う。このエッチングには例えばSF6/O2を用いる。異方性エッチングを行う場合と等方性エッチングを行う場合とで、例えば基板への印加電圧や、エッチングガスの混合比などのエッチング条件を変更することにより、エッチングの異方性を制御できる。等方性エッチングにより支持層開口部15がマスク面内方向に拡大するが、等方性エッチングの前に異方性エッチングが行われているため、支持層開口部15の断面形状はテーパ状とならずに矩形状となる。したがって、極薄層3と支持層4の接触面積が確保される。
【0157】
その後、支持枠5をマスクとして中間層6のエッチングを行う。例えば、エッチャントとしてフッ酸を用いるウェットエッチングにより、メンブレン2の部分に形成されている中間層6が除去される。これにより、図37(a)に示す構造のステンシルマスク61が得られる。
【0158】
本実施形態においても、実施形態1と同様に、支持層4の厚さd2は支持層4の材料や、メンブレン2(図37(a)参照)の面積等に応じて適宜変更する。支持層4や極薄層3は例えばCVD、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、エピタキシャル成長等により形成でき、これらの層の形成方法は特に限定されない。
【0159】
支持層4の材料と極薄層3の材料との組み合わせは、一方の層に対して他方の層を選択的にエッチングできるような材料の組み合わせであればよい。すなわち、支持層4の材料が極薄層3のエッチャントに対して耐性があり、極薄層3の材料が支持層4のエッチャントに対して耐性があればよい。例えば、単結晶シリコン、ポリシリコン、アモルファスシリコンのいずれかのSi、SiC、SiN、SiON、SiO2、ダイヤモンド、DLC、W、Mo、Al、Au、Pt、Ta等の材料から、支持層4および極薄層3の材料を選択することもできる。
【0160】
(実施形態15)
本実施形態は実施形態14に示したマスクの製造方法の変形例であり、本実施形態のマスクの製造方法によれば、図37(a)に示す実施形態14のステンシルマスク61と同様の構造のマスクが得られる。但し、本実施形態においては、極薄層3として、例えば100nm厚のDLC層を用いる例を説明する。中間層6および支持層4としては、例えば実施形態14と同様の層を用いる。
【0161】
本実施形態のマスクの製造方法は、図38(d)に示す工程まで実施形態14と共通する。そこで、各製造工程についての実施形態14と共通する説明は、適宜省略する。図38(d)に示すように、レジストパターン12をマスクとして極薄層(DLC層)3に異方性ドライエッチングを行う工程では、エッチャントとして例えばO2を用いる。
【0162】
次に、図39(a)に示すように、レジストパターン12および極薄層3をマスクとして、支持層(シリコン層)4に途中まで異方性ドライエッチングを行い、支持層開口部15の一部を形成する。このエッチングには例えばSF6/O2を用いる。支持層開口部15が極薄層開口部13に自己整合的に形成されるため、支持層開口部15において極薄層開口部13との重ね合わせ露光マージンが不要となる。したがって、極薄層3と支持層4の接触面積が確保される。また、支持層開口部15を形成するためのリソグラフィ工程が不要となる。支持層4に異方性ドライエッチングを行った後、レジストパターン12を除去する。
【0163】
次に、図39(b)に示すように、極薄層3をマスクとして支持層4に等方性エッチングを行う。このエッチングには例えばSF6/O2を用いるが、ウェットエッチングを行ってもよい。これにより、支持層開口部15がマスク面内方向および厚さ方向に拡大するが、等方性エッチングの前に支持層4に途中まで異方性エッチングが行われているため、支持層開口部15の断面形状はテーパ状とならずにほぼ矩形状となる。したがって、極薄層3と支持層4の接触面積が確保される。
【0164】
その後、実施形態14と同様に、支持枠5をマスクとして中間層6のエッチングを行い、メンブレン2の部分の中間層6を除去する。これにより、図37(a)に示す構造のステンシルマスク61が得られる。本実施形態のように、支持層4の異方性エッチング後の等方性エッチングにより、支持層開口部の断面形状をほぼ矩形状にできる限り、必ずしも支持層4の厚さ分の異方性ドライエッチングを行う必要はない。また、支持層4の材料と極薄層3の材料は、実施形態14と同様に選択できる。
【0165】
(実施形態16)
図40は本実施形態のマスクを示す断面図である。図40のステンシルマスク71において、Aは微細パターンが形成される微細パターン領域を示し、Bは微細パターン以外のパターンを示す。本実施形態のステンシルマスク71は、図37(a)に示す実施形態14のステンシルマスク61から中間層6をなくした構造を有する。基板11、極薄層3および支持層4の材料を適宜選択した場合、中間層6は必ずしも設ける必要はない。本実施形態においては、極薄層3として例えば100nm厚のSiN層を用い、支持層4として例えば3μm厚のダイヤモンド層を用いる。また、基板11はシリコン基板とする。
【0166】
上記の本実施形態のステンシルマスクを製造するには、まず、図41(a)に示すように、シリコン基板11上に支持層4および極薄層3を順に積層する。次に、図41(b)に示すように、メンブレン2を形成する領域のシリコン基板11をマスク裏面側から支持層4に達するまでエッチングし、実施形態1と同様に支持枠5を形成する。また、このような状態のマスクブランクを出発材料としてマスク製造を開始してもよい。
【0167】
次に、図41(c)に示すように、極薄層(SiN層)3に異方性ドライエッチングを行って、極薄層3に開口部13(第1および第3の開口部、第1および第2の露光用ビーム透過部)を形成する。このエッチングは、実施形態14と同様に、極薄層3上に形成されたレジストパターンをマスクとして、例えばCHF3/O2を用いて行うことができる。開口部13は式(1)に示した微細パターンの寸法Waで形成されたものを含む。
【0168】
次に、図41(d)に示すように、極薄層3上のレジストパターン(不図示)および極薄層3をマスクとして、支持層(ダイヤモンド層)4に異方性ドライエッチングを行って支持層開口部15(第2の開口部)を形成する。このエッチングには例えばO2を用いる。支持層開口部15が極薄層開口部13に自己整合的に形成されるため、支持層開口部15において極薄層開口部13との重ね合わせ露光マージンが不要となる。したがって、極薄層3と支持層4の接触面積が確保される。また、支持層開口部15を形成するためのリソグラフィ工程が不要となる。支持層4に異方性ドライエッチングを行った後、レジストパターンを除去する。
【0169】
なお、図41(d)には支持層4の厚さ分の異方性ドライエッチングが行われた例を示すが、支持層開口部15の断面形状をほぼ矩形状にできる限り、必ずしも支持層4の厚さ分の異方性ドライエッチングを行う必要はない。実施形態15と同様に、支持層4に途中まで異方性ドライエッチングを行ってもよい。
【0170】
その後、極薄層3をマスクとして支持層4に等方性エッチングを行う。これにより、図40に示す構造のステンシルマスク71が得られる。例えばO2を用いて等方性エッチングを行うことにより、支持層開口部15がマスク面内方向に拡大するが、等方性エッチングの前に支持層4に異方性エッチングが行われているため、支持層開口部15の断面形状はテーパ状とならずに矩形状となる。したがって、極薄層3と支持層4の接触面積が確保される。
【0171】
(実施形態17)
図42は本実施形態のマスクを示す断面図である。図42のステンシルマスク81において、Aは微細パターンが形成される微細パターン領域を示し、Bは微細パターン以外のパターンを示す。本実施形態のステンシルマスク81は、支持層4と支持枠5の間に極薄層3を有する。
【0172】
上記の本実施形態のステンシルマスクを製造するには、例えば、まず、図43(a)に示すように、基板11上に極薄層3と支持層4を順に積層してから、図43(b)に示すように、メンブレン2を形成する領域の基板11を除去し、支持枠5を形成する。次に、図43(c)に示すように、極薄層3にマスク裏面側から異方性ドライエッチングを行って、極薄層3に開口部13(第1および第3の開口部、第1および第2の露光用ビーム透過部)を形成する。開口部13は式(1)に示した微細パターンの寸法Waで形成されたものを含む。このエッチングでマスクとして用いられるレジストパターンは、実施形態13のレジストパターン17と同様の方法で形成できる。
【0173】
次に、図43(d)に示すように、極薄層3をマスクとして支持層4に支持層4の厚さ分、または支持層4の途中までの異方性ドライエッチングを行う。その後、極薄層3をマスクとして支持層4に等方性エッチングを行うことにより、断面形状がほぼ矩形状の支持層開口部15(第2の開口部)が形成され、図42に示す構造のステンシルマスク81が得られる。
【0174】
あるいは、図44(a)に示すように、予め、支持層4のエッチャントに対して耐性がある保護膜16を支持層4上に形成しておき、支持層開口部15を形成してもよい。この場合、図44(b)に示すように、極薄層3をマスクとして極薄層3と保護膜16の間で支持層4に等方性エッチングを行う。その後、保護膜16を除去する。このような方法によっても、図42に示すステンシルマスク81を形成できる。
【0175】
上記の各実施形態のマスクの薄膜領域(メンブレン2の部分)は、1枚のマスクに複数形成されてもよい。図45〜図47は各実施形態のマスクの上面図の例である。図45は例えばシリコン基板11の中央部が除去され、1箇所にメンブレン2が形成されたマスクの例であるが、図46または図47に示すように、シリコン基板11の複数の箇所を除去し、複数の箇所にメンブレン2を配置することもできる。
【0176】
本発明の実施形態のマスクによれば、シリコン基板11を除去する部分の大きさ(メンブレン2の大きさ)を、従来の梁を有するマスクよりも大きくすることができる。図49に示すようにメンブレン103に梁106が形成されている場合、梁で囲まれた部分の大きさの上限がメンブレン103の厚さおよび材料に依存して決定される。
【0177】
梁で囲まれた部分の大きさが大きくなるほど、重力によるその部分の撓みが大きくなる。また、メンブレンが薄いほど、メンブレンの撓みは大きい。メンブレンの撓みを防ぐには、メンブレンの内部応力(引っ張り応力)を大きくする必要があるが、これによりメンブレンの歪みや、メンブレンに開口部を形成したときの応力解放によるパターン変位が大きくなる。
【0178】
梁を有する従来の構造のマスクの場合、メンブレンの厚さは微細パターンの加工可能な限界アスペクト比から決定される。その厚さのメンブレンの撓みが所定の範囲内となるように、梁の間隔、あるいは梁で囲まれる部分の大きさが決定される。
【0179】
一方、本発明の実施形態のマスクの場合、メンブレン2の大きさは、支持層と極薄層を合わせたメンブレンの撓みが所定の範囲内となるように決定すればよい。実際にはメンブレン2の大きさは、極薄層より厚く剛性の高い支持層の厚さおよび材料によって主に決定される。極薄層の厚さは微細パターンの加工可能な限界アスペクト比に依存するが、支持層の厚さは微細パターンの加工可能な限界アスペクト比の制約を受けない。したがって、梁を有する従来の構造のマスクよりもメンブレンが撓みにくく、メンブレン2の面積を大きくできる。
【0180】
例えば、従来の構造によれば、梁で囲まれる部分の大きさを例えば約1mm角とするのに対し、本発明の実施形態の構造によれば、1μm厚のSiN層を支持層として用いることにより、30mm角以上の大きさのメンブレンを梁なしで形成し、メンブレンの歪みや撓みを許容範囲内としてパターンを形成することができる。
【0181】
これにより、梁が配置される部分でパターンの相補分割を行う必要がなくなり、複雑なデータ処理が不要となる。また、梁が不要となることから、マスク上でパターンを形成できる部分の比率が、梁のある場合に比較して高くなる。すなわち、1枚のマスクでより広い面積の露光対象にパターンを転写できることになり、マスクの製造コストを低減できる。
【0182】
本発明の実施形態のマスクにおいて、メンブレン2の形状は図45あるいは図47に示すような正方形に限定されず、図46に示すように、長方形であってもよい。あるいは、図示しない他の形状のメンブレンであってもよい。
【0183】
図46または図47に示すように、1枚のマスクの複数の箇所にメンブレン2を設ける場合、同じマスク内の異なる箇所のメンブレン2に相補分割パターンを形成してもよい。本発明の実施形態のマスクはステンシルマスクであるため、ドーナッツ状パターン等の露光には相補分割が必要となる。1枚のマスクに相補分割パターンを形成しておくことにより、露光装置に取り付けたマスクを交換せずに、マスクと露光対象との相対位置を変化させるのみで、所望のパターンを相補的に露光できる。
【0184】
また、同じマスク内の異なる箇所のメンブレン2に形成されるパターンは、デバイス内の互いに異なる層(例えば互いに異なる配線層等)のパターンであってもよい。マスクのパターンのみ異なり、マスクの製造プロセスが共通である場合、複数枚のマスクを製造するかわりに1枚のマスクの複数の箇所にメンブレン2を設けることにより、マスク製造のTATを短縮し、コストを低減することも可能である。
【0185】
上記の本発明の実施形態のマスクによれば、微細パターン領域でメンブレンを薄くして、パターンを微細化することができ、かつ微細パターン以外の部分に形成された支持層によって、メンブレンの歪みや撓みを抑えられる。したがって、本発明の実施形態のマスクによれば、微細パターンを高い位置精度で露光できる。また、本発明の実施形態のマスクによれば、斜光軸光学系を用いたアライメントを行っても、梁によってアライメント用の光が遮られることがない。
【0186】
本発明の実施形態のマスクの製造方法によれば、複雑な相補分割処理や、マスクに梁を形成するための長時間のエッチングが不要となり、マスク製造のTATが短縮される。また、本発明の実施形態のマスクの製造方法により、支持層開口部を極薄層開口部に自己整合的に形成した場合、1回のリソグラフィ工程で極薄層開口部と支持層開口部の両方を形成できる。これにより、製造工程数を少なくして製造コストを低減できるだけでなく、重ね合わせ露光マージンが不要となり、極薄層と支持層の接触面積を確保できる。
【0187】
また、本発明の半導体装置は、本発明のマスクを用いたリソグラフィを含むプロセスによって形成される。したがって、メンブレンの支持層に形成可能な限界アスペクト比によって決定される寸法よりも小さい微細パターンが形成される。
【0188】
本発明のマスクおよびその製造方法並びに半導体装置の実施形態は、上記の説明に限定されない。例えば、上記の本発明のマスクを、LEEPL以外のリソグラフィや、電子ビーム等を用いる他の装置で利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。
【0189】
【発明の効果】
本発明のマスクによれば、パターン位置精度が高くなり、パターンの微細化にも対応できる。また、本発明のマスクの製造方法によれば、マスクに微細パターンを高い位置精度で形成でき、かつマスクのターンアラウンドタイム(TAT)を短縮できる。本発明の半導体装置によれば、従来のマスクを用いたリソグラフィで形成できない微細パターンが形成されることにより、半導体装置の微細化および高集積化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施形態1に係るマスクの断面図である。
【図2】図2は図1のマスクを用いる露光の概略図である。
【図3】図3(a)〜(c)は本発明の実施形態1に係るマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図4】図4(d)および(e)は本発明の実施形態1に係る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(f)および(g)は本発明の実施形態1に係るマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図6】図6(a)および(b)は本発明の実施形態1に係り、開口部の重ね合わせを説明するための図である。
【図7】図7(c)および(d)は本発明の実施形態1に係り、開口部の重ね合わせを説明するための図である。
【図8】図8は本発明の実施形態1に係り、開口部の重ね合わせを説明するための図である。
【図9】図9(a)〜(c)は本発明の実施形態1に係り、開口部の重ね合わせを説明するための図である。
【図10】図10(a)および(b)は本発明の実施形態1に係り、開口部の重ね合わせを説明するための図である。
【図11】図11(a)および(b)は本発明の実施形態2に係るマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図12】図12は本発明の実施形態3に係るマスクの断面図である。
【図13】図13(a)〜(c)は本発明の実施形態3に係るマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図14】図14は実施形態1のマスク構造と実施形態3のマスク構造を比較して説明するための図である。
【図15】図15(a)〜(c)は実施形態1のマスク構造と実施形態3のマスク構造を比較して説明するための図である。
【図16】図16(a)〜(c)は実施形態1のマスク構造と実施形態3のマスク構造を比較して説明するための図である。
【図17】図17は本発明の実施形態4に係るマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図18】図18(a)〜(c)は本発明の実施形態5に係るマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図19】図19(d)および(e)は本発明の実施形態5に係るマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図20】図20(a)および(b)は本発明の実施形態6に係るマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図21】図21(a)〜(c)は本発明の実施形態7に係るマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図22】図22(d)および(e)は本発明の実施形態7に係るマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図23】図23(a)および(b)は本発明の実施形態8に係るマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図24】図24は本発明の実施形態9に係るマスクの断面図である。
【図25】図25(a)および(b)は本発明の実施形態9に係るマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図26】図26(c)および(d)は本発明の実施形態9に係るマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図27】図27は本発明の実施形態10に係るマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図28】図28は本発明の実施形態11に係るマスクの断面図である。
【図29】図29(a)〜(c)は本発明の実施形態11に係るマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図30】図30は本発明の実施形態12に係るマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図31】図31(a)は本発明の実施形態13に係るマスクの断面図であり、図31(b)および(c)は本発明の実施形態13に係る図31(a)のマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図32】図32(d)〜(f)は本発明の実施形態13に係るマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図33】図33(a)および(b)は本発明の実施形態13に係るマスクの製造方法の他の例を示す断面図である。
【図34】図34(a)〜(c)は本発明のマスクに形成されるパターンの例を示す図である。
【図35】図35(a)〜(c)は本発明のマスクに形成されるパターンの例を示す図である。
【図36】図36は本発明のマスクに形成されるパターンの例を示す図である。
【図37】図37(a)は本発明の実施形態14に係るマスクの断面図であり、図37(b)および(c)は本発明の実施形態14に係るマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図38】図38(d)〜(f)は本発明の実施形態14に係るマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図39】図39(a)および(b)は本発明の実施形態15に係るマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図40】図40は本発明の実施形態16に係るマスクの断面図である。
【図41】図41(a)〜(d)は本発明の実施形態16に係るマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図42】図42は本発明の実施形態17に係るマスクの断面図である。
【図43】図43(a)〜(d)は本発明の実施形態17に係るマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図44】図44(a)および(b)は本発明の実施形態17に係るマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図45】図45は本発明のマスクの上面図の一例である。
【図46】図46は本発明のマスクの上面図の一例である。
【図47】図47は本発明のマスクの上面図の一例である。
【図48】図48(a)〜(d)は従来のマスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図49】図49はメンブレンに形成された梁を示す斜視図である。
【図50】図50(a)および(b)は従来のマスクの問題を示す断面図である。
【符号の説明】
1…ステンシルマスク、2…メンブレン、3…極薄層、4…支持層、5…支持枠、6…中間層、7…ウェハ、8…レジスト、11…(シリコン)基板、12…レジストパターン、13A、13B…極薄層開口部、14…レジストパターン、15A、15B…支持層開口部、16…保護膜、17…レジストパターン、18…補助層、21、31、41、51A、51B…ステンシルマスク、101…基板、102…支持層、103…メンブレン、104…メンブレン開口部、105…支持層開口部、106…梁、A…微細パターン領域、B…微細パターン以外のパターン。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mask used for lithography, a method for manufacturing the same, and a semiconductor device.
[0002]
[Prior art]
With the miniaturization of semiconductor integrated circuits, the exposure wavelength has been shortened in photolithography, but in order to form finer patterns, electron beams, soft X-rays (extreme UV; EUV), and ion beams have been used. Lithography and the like to be used have been developed.
[0003]
Of these, a stencil mask is used for low-acceleration electron beam proximity transfer lithography (LEEEPL). The stencil mask is a mask in which openings are formed in a predetermined pattern on a thin film (membrane) made of a material such as silicon or diamond, and the pattern is transferred by an electron beam passing through the openings.
[0004]
In the stencil mask, the position of the opening formed in the membrane shifts due to distortion of the membrane due to internal stress and bending of the membrane due to gravity. As a result, the overlay accuracy during the transfer of the LSI pattern deteriorates. Also, in lithography for forming an opening in the membrane of a stencil mask, there is distortion of the membrane due to internal stress and deflection of the membrane due to gravity, and if these effects are not taken into consideration, the position of the pattern formed on the membrane Accuracy deteriorates.
[0005]
In order to reduce the above-described distortion and deflection of the membrane, it is sufficient to increase the strength by increasing the thickness of the membrane. However, when the membrane is thickened, it becomes difficult to form a fine pattern by dry etching. The minimum dimension that can be processed by dry etching largely depends on the aspect ratio of the pattern.
[0006]
For example, when the critical aspect ratio that can be processed by dry etching is 10 and the thickness of the membrane is 500 nm, the size of the opening that can be formed is 500/10 = 50 nm. Therefore, even if the resolution limit of the resist pattern is miniaturized, the aspect limit in etching and the thickness of the membrane required to maintain the strength of the membrane are restricted, and the pattern miniaturization of the stencil mask is not advanced. There was a problem.
[0007]
As a method of reducing the distortion and the bending of the membrane without increasing the thickness of the membrane, a method of forming a pattern supporting layer through which an electron beam passes on the entire surface of a mask is known (see Patent Document 1). However, in LEEPL, since a low-acceleration electron beam is used, the electron beam does not pass through such a layer, and the pattern cannot be exposed.
[0008]
There is also known a stencil mask in which a support layer is formed in a portion other than the opening of the membrane and a pattern can be exposed using a low-acceleration electron beam (see Patent Document 2). This stencil mask is manufactured, for example, by the process shown in FIG. First, as shown in FIG. 48A, a
[0009]
Next, as shown in FIG. 48C, an etchant is supplied to the
[0010]
As another method that can reduce the distortion and deflection of the membrane without increasing the thickness of the stencil mask used for exposure with a low-acceleration electron beam, a method of forming a beam-shaped reinforcing portion on the membrane is also known (Patent) Reference 3). FIG. 49 is a perspective view showing an example of the
[0011]
[Patent Document 1]
JP 2001-77013 A
[Patent Document 2]
JP-A-2003-37055
[Patent Document 3]
JP-A-2002-231599
[Patent Document 4]
JP 2003-59819 A
[Patent Document 5]
JP-A-11-243048
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
By providing a beam on the membrane of the stencil mask, distortion and deflection of the membrane are reduced, so that pattern position accuracy is improved. However, since the pattern cannot be arranged on the beam portion, the pattern is complementarily divided to form the pattern of the beam portion on another mask or another region in the same mask, and the pattern is complementarily formed by multiple exposures. Exposure is required.
[0013]
Even if there is no beam, a stencil mask cannot form a donut-shaped pattern, for example, so that complementary division of the pattern is performed. In the case of a stencil mask with beams, both the complementary division of the pattern that cannot be formed on the stencil mask or the mechanical strength of the membrane is extremely insufficient if formed, and the complementary division of the pattern that overlaps the beam to expose the pattern Is required. Therefore, a complete pattern cannot be exposed with two complements, and division into three or more complements is required.
[0014]
A stencil mask having a beam and capable of efficiently exposing the four complementary division patterns is known (Patent Document 4). However, in the case of this mask structure, the data processing amount of the complementary division is large, and the mask data generation is difficult. It is difficult to increase the speed. Further, to make the pattern finer, it is necessary to make the membrane thinner. However, in order to make the membrane thinner while suppressing the distortion and the bending of the membrane, it is necessary to narrow the interval between the beams.
[0015]
The beam of the stencil mask is often formed by etching a silicon substrate. It takes several hours of dry etching to process the cross section perpendicular to the substrate surface by etching the thickness of the silicon substrate (for example, 725 μm for an 8-inch wafer).
[0016]
According to the wet etching, the time required for the etching is greatly reduced and the cost can be reduced, but the cross section becomes tapered. Therefore, wet etching is not suitable when the beams are arranged at a small interval in, for example, a lattice shape. According to the wet etching, it is difficult to reduce the area of the beam portion and secure the area of the region where the pattern can be arranged.
[0017]
Further, in a stencil mask having a beam, if alignment using an oblique optical axis optical system is performed at the time of exposure (see Patent Document 5), alignment may be hindered. In LEEPL, an electron beam for exposure is incident on a mask and a wafer almost vertically. On the other hand, light (for example, white light) for detecting an alignment mark formed on each of the mask and the wafer is incident on the mask and the wafer at an angle. Therefore, depending on the height and interval of the beams or the incident angle of the alignment light, the alignment light is blocked by the beams, and the position of the alignment mark cannot be detected.
[0018]
As described above, in order to form a fine pattern on a stencil mask, it is necessary to make the membrane thin. However, if the membrane is made thin, distortion and deflection of the membrane become large, and pattern position accuracy is deteriorated. If a beam is formed on the membrane in order to prevent this, a complicated complementary division process or etching for forming the beam lowers the throughput of mask production. Also, the beams may affect the alignment during exposure.
[0019]
According to the mask described in
[0020]
Since the isotropic etching proceeds using the
[0021]
Alternatively, as shown in FIG. 50 (b), when the
[0022]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and accordingly, it is an object of the present invention to provide a mask which has high pattern position accuracy and can cope with miniaturization of a pattern.
Another object of the present invention is to provide a mask manufacturing method capable of forming a fine pattern on a mask with high positional accuracy and shortening the mask turn around time (TAT).
Another object of the present invention is to provide a semiconductor device in which a fine pattern that cannot be formed by lithography using a conventional mask is formed.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a mask of the present invention is formed on a first thin film, a second thin film laminated on the first thin film, the second thin film being thicker than the first thin film, and formed on the first thin film. A first opening smaller than the predetermined size, a second opening larger than the predetermined size formed in the second thin film, the first opening and the second opening. And a first exposure beam transmitting portion including the first opening.
[0024]
The opening for exposing the pattern having the predetermined size or more may be formed in the first thin film or the second thin film. Either the first thin film or the second thin film may be disposed on the side to be exposed. Further, when the second opening is formed in the first opening in a self-aligned manner by anisotropic etching and isotropic etching, the contact area between the first thin film and the second thin film increases. Therefore, breakage of the pattern formed by the first opening in the first thin film is more effectively prevented. This makes it possible to miniaturize the pattern of the mask.
[0025]
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a mask according to the present invention includes a first step of forming a first thin film on a substrate via an intermediate layer and removing the substrate in a thin film region; A second step of forming a first opening smaller than a predetermined size in the first thin film, and a third step of forming a second thin film on the first thin film and in the first opening. Forming a second opening having a size equal to or more than the predetermined size in the second thin film and including the first opening, and removing the intermediate layer in the thin film region. And a process.
[0026]
Alternatively, in order to achieve the above object, a method of manufacturing a mask according to the present invention includes a first step of forming a first thin film on a substrate, and a step of forming a first thin film in a thin film region having a size smaller than a predetermined size. A second step of forming a first opening; a third step of forming a second thin film on the first thin film and in the first opening; A fourth step of forming a second opening including the first opening and removing the substrate in the thin film region.
[0027]
Alternatively, in order to achieve the above object, a method of manufacturing a mask according to the present invention includes forming a second thin film thicker than a first thin film on a substrate and forming the first thin film on the second thin film. A first step of removing the substrate in the thin film region; a third step of forming a first opening smaller than a predetermined size in the first thin film in the thin film region; A fourth step of anisotropically etching the second thin film in a self-aligned manner with the first opening, and an isotropic etching of the second thin film in a self-aligned manner with the first opening. And forming a second opening in the second thin film that is equal to or larger than the predetermined size and includes the first opening.
[0028]
Alternatively, in order to achieve the above object, a method of manufacturing a mask according to the present invention includes forming a first thin film on a substrate and forming a second thin film on the first thin film which is thicker than the first thin film. A first step of removing the substrate in the thin film region; a third step of forming a first opening smaller than a predetermined size in the first thin film in the thin film region; A fourth step of anisotropically etching the second thin film in a self-aligned manner with the first opening, and an isotropic etching of the second thin film in a self-aligned manner with the first opening. And forming a second opening in the second thin film that is equal to or larger than the predetermined size and includes the first opening.
[0029]
This makes it possible to manufacture the mask of the present invention with high pattern position accuracy. Further, according to the mask manufacturing method of the present invention, the TAT for manufacturing the mask can be reduced. Further, when the second opening is formed in a self-aligned manner with the first opening, a lithography step for forming the second opening is not required. When the second opening is formed in the first opening in a self-aligned manner by anisotropic etching and isotropic etching, the second opening becomes unnecessarily large, and the first thin film becomes the second thin film. It can be prevented from being unsupported by the thin film.
[0030]
In order to achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention includes a first opening of a first thin film and a second opening of a second thin film laminated on the first thin film which is thicker than the first thin film. Having a pattern smaller than the predetermined size, formed using an exposure beam transmitted through an overlapping portion with the opening, wherein the predetermined size is the thickness of the second thin film and the second The size is determined by a maximum aspect ratio of the second opening that can be formed in a thin film. Thus, the pattern formed on the semiconductor device can be further miniaturized, and the semiconductor device can be highly integrated.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a mask, a method of manufacturing the same, and a semiconductor device of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a sectional view showing a mask according to the present embodiment. In the
[0032]
The thin film region (membrane 2) of the
[0033]
In the
[0034]
Specifically, when the dimension of the fine pattern is Wa, the limit (maximum) aspect ratio of the pattern that can be processed into the
[0035]
(Equation 1)
(D1 / R1) ≦ Wa <(d2 / R2) (1)
[0036]
In order to increase the critical aspect ratios R1 and R2 and reduce the size Wa of the fine pattern that can be processed, it is desirable to process the
[0037]
(Equation 2)
Wb ≧ (d2 / R2) (2)
[0038]
In the
[0039]
The material of the
[0040]
Hereinafter, the surface on the
[0041]
When the electron beam EB is irradiated onto the
[0042]
According to the stencil mask of the present embodiment, no beam is formed on the
[0043]
Further, according to the stencil mask of the present embodiment, since a fine pattern is formed on the
[0044]
Next, a method for manufacturing the
[0045]
As the
[0046]
Next, as shown in FIG. 3B, the
[0047]
The etchant is not particularly limited as long as the etch selectivity of the
[0048]
As shown in FIG. 3B, a mask blank which is a semi-finished product in which the
[0049]
Next, as shown in FIG. 3C, a resist
[0050]
Thereby, as shown in FIG. 4D, two types of openings are formed in the
[0051]
The
[0052]
Note that the dimensions of the plurality of
[0053]
Next, as shown in FIG. 4E, the
[0054]
A silicon (Si) layer of any one of single crystal silicon, polysilicon, and amorphous silicon is used as the
[0055]
The thickness d2 of the
[0056]
Next, a resist
[0057]
Thereby, as shown in FIG. 5G, two types of openings are formed in the
[0058]
As shown in FIG. 6A, when the line width of the resist
[0059]
When the displacement of the superposition position exceeds the superposition exposure margin M, as shown in FIG. 7C, at least a part of the resist
[0060]
In addition, in the case where the interval between the
[0061]
The size of the
[0062]
When the displacement of the superposition position exceeds the superposition exposure margin M, at least a part of the opening of the resist
[0063]
In addition, when the
[0064]
In such a case, M ′ that satisfies the following expression (3) is further added to (Wa + M) so that the size of the
[0065]
[Equation 3]
Wa + M + M ′ ≧ (d2 / R2) (3)
[0066]
After forming the
[0067]
In the above-described mask manufacturing method, the combination of the materials of the
[0068]
Alternatively, an SiC layer is used as the
[0069]
Alternatively, a CrN layer is used as the
[0070]
Alternatively, a molybdenum (Mo) layer, a tungsten (W) layer, an aluminum (Al) layer, a nickel (Ni) layer, a gold (Au) layer, a platinum (Pt) layer, a tantalum nitride (TaN), etc. Using a metal layer,
[0071]
Alternatively, when a metal layer such as a Mo layer, a W layer, an Al layer, a Ni layer, an Au layer, a Pt layer, or a TaN layer is used as the
[0072]
Alternatively, a diamond layer or DLC layer is used as the
[0073]
Alternatively, an SiON layer is used as the
[0074]
Alternatively, when a CrN layer is used as the
[0075]
Alternatively, when a diamond layer or a DLC layer is used as the
[0076]
According to the mask manufacturing method of the present embodiment described above, a pattern that is finer than the dimension determined by the processing limit of the etching of the
[0077]
(Embodiment 2)
This embodiment is a modification of the mask manufacturing method shown in
[0078]
As shown in FIG. 4E, after the
[0079]
Thereby, as shown in FIG. 1, the two types of openings (
[0080]
In the etching step for forming the
[0081]
In contrast, in the etching for forming the support layer openings 14A and 14B in the
[0082]
(Embodiment 3)
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the mask of the present embodiment. In the
[0083]
The size of the fine pattern formed on the
[0084]
According to the stencil mask of the present embodiment, similarly to the stencil mask of the first embodiment, the
[0085]
Further, according to the stencil mask of the present embodiment, since a fine pattern is formed on the
[0086]
Next, a method for manufacturing the
[0087]
According to the mask manufacturing method of the present embodiment, after forming the
[0088]
When the
[0089]
Therefore, in principle, either the mask structure of the first embodiment or the present embodiment may be used. However, in the following case, the mask structure of the present embodiment is selected instead of the mask structure of the first embodiment. A specific example will be described. FIG. 14 shows an example of a pattern layout, in which two linear patterns P1 and P2 are arranged close to each other.
[0090]
It is assumed that the dimension of the pattern P1 is 300 nm, the dimension of the pattern P2 is 500 nm, and the distance D between the pattern P1 and the pattern P2 is 100 nm. Further, it is assumed that the thickness d2 of the
[0091]
However, since the distance D is actually small, the resist pattern 14 (see FIG. 5F) cannot be formed on the
[0092]
A
[0093]
(Equation 4)
D-2M <Re (4)
[0094]
Therefore, for example, as shown in FIG. 15B, a resist
[0095]
On the other hand, in the case of the present embodiment, as shown in FIG. 16A, the
[0096]
A
[0097]
Depending on the distance between the patterns P1 and P2 and the size of the overlay exposure margin M, the openings of the resist
[0098]
In both the case where the equation (4) is satisfied and the case where the openings of the resist
[0099]
As described above, according to the method for manufacturing a mask of the present embodiment, a fine pattern and a pattern other than the fine pattern can be formed in a desired size even when the interval between patterns other than the fine pattern is narrow. Further, according to the
[0100]
(Embodiment 4)
This embodiment is a modification of the mask manufacturing method shown in the third embodiment. According to the mask manufacturing method of the present embodiment, a mask having the same structure as the
[0101]
The mask manufacturing method according to the second embodiment is the same as the mask manufacturing method according to the second embodiment except that the dimensions of the ultrathin layer opening 13B and the
[0102]
According to the mask manufacturing method of the present embodiment, after the
[0103]
As described in the second embodiment, it is difficult to form the
[0104]
(Embodiment 5)
This embodiment is a modification of the mask manufacturing method shown in
[0105]
According to the mask manufacturing method of the first or second embodiment, after the
[0106]
According to the mask manufacturing method of the present embodiment, first, as shown in FIG. 18A, the
[0107]
Next, as shown in FIG. 18B, two kinds of openings (
[0108]
Next, as shown in FIG. 18C, the
[0109]
Next, as shown in FIG. 19D, two types of openings (
[0110]
Next, as shown in FIG. 19E, a portion of the
[0111]
(Embodiment 6)
This embodiment is a modification of the mask manufacturing method shown in the fifth embodiment. According to the mask manufacturing method of the present embodiment, a mask having the same structure as the
[0112]
As shown in FIG. 18C, after forming the
[0113]
Next, two types of openings (
[0114]
As described in the second embodiment, in the step of forming the opening in the
[0115]
(Embodiment 7)
This embodiment is a modification of the mask manufacturing method shown in the third embodiment. According to the mask manufacturing method of the present embodiment, a mask having the same structure as the
[0116]
According to the mask manufacturing method of the third or fourth embodiment, after forming the
[0117]
The mask manufacturing method according to the fifth embodiment is the same as the mask manufacturing method according to the fifth embodiment except that the dimensions of the ultrathin layer opening 13B and the
[0118]
According to the mask manufacturing method of the present embodiment, first, as shown in FIG. 21A, the
[0119]
Next, as shown in FIG. 21C, the
[0120]
Next, as shown in FIG. 22E, the
[0121]
(Embodiment 8)
This embodiment is a modification of the mask manufacturing method shown in Embodiment 7, and according to the mask manufacturing method of this embodiment, a mask having the same structure as the
[0122]
As shown in FIG. 21C, after the
[0123]
Next, two types of openings (
[0124]
As described in the second embodiment, in the step of forming the opening in the
[0125]
(Embodiment 9)
FIG. 24 is a cross-sectional view showing the mask of this embodiment. The
[0126]
In order to manufacture the stencil mask of the present embodiment, first, as shown in FIG. 25A, an extremely
[0127]
Next, as shown in FIG. 26C, the
[0128]
(Embodiment 10)
This embodiment is a modification of the mask manufacturing method shown in Embodiment 9, and according to the mask manufacturing method of Embodiment 9, a mask having the same structure as the
[0129]
As shown in FIG. 26C, after the
[0130]
(Embodiment 11)
FIG. 28 is a cross-sectional view showing a mask of the present embodiment. The
[0131]
In order to manufacture the stencil mask of the present embodiment, first, as shown in FIG. 29A, two kinds of openings (ultra thin layer openings) are formed in the ultra
[0132]
Next, as shown in FIG. 29B, the
[0133]
(Embodiment 12)
This embodiment is a modification of the mask manufacturing method shown in
[0134]
As shown in FIG. 29B, after the
[0135]
(Embodiment 13)
FIG. 31A is a cross-sectional view illustrating a mask according to the present embodiment. The
[0136]
Next, an example of a method for manufacturing the
[0137]
Next, as shown in FIG. 32D, a
[0138]
After that, using the resist
[0139]
Alternatively, as shown in FIG. 33A, an
[0140]
By providing the
[0141]
The pattern formed on the mask of each of the above embodiments will be described with reference to the top views shown in FIGS. FIG. 34 shows an example of a pattern formed on the mask (see FIGS. 1 and 24) of the first and ninth embodiments. FIG. 35 shows an example of a pattern formed on the masks of
[0142]
In FIGS. 34 and 35, the solid line shows the pattern of the extremely thin layer opening, and the dotted line shows the pattern of the support layer opening. The hatched portion is the overlapping portion of the very thin layer opening and the support layer opening, through which an exposure beam such as an electron beam passes. 34 and 35, the hatched portions in (a) and (b) indicate the patterns formed in the fine pattern region A. The hatched portions in (c) of FIGS. 34 and 35 indicate patterns B other than the fine pattern.
[0143]
As shown in FIGS. 34 and 35, in the fine pattern region A, an ultrathin layer opening is formed in the support layer opening, and the pattern of the ultrathin layer opening is exposed. On the other hand, the pattern B other than the fine pattern may be formed on the support layer (see FIG. 34) or may be formed on an extremely thin layer (see FIG. 35).
[0144]
FIG. 36 shows an example of another pattern formed in the fine pattern area A. As in FIGS. 34 and 35, the solid line shows the pattern of the ultra-thin layer opening, and the dotted line shows the pattern of the support layer opening. The hatched portion is the overlapping portion of the very thin layer opening and the support layer opening. As described above, the pattern edge interval m1 between the ultrathin layer opening and the support layer opening is determined in consideration of the overlap exposure margin between the lithography for forming the ultrathin layer opening and the lithography for forming the support layer opening. decide.
[0145]
When the size of the fine pattern is extremely small, as described above, the pattern edge interval m1 is determined in further consideration of the critical aspect ratio at the time of processing the support layer. As shown in FIG. 36, the pattern edge interval between the ultrathin layer opening and the support layer opening may be changed according to the direction and the position on the pattern. For example, in FIG. 36, the pattern edge interval m1 and the pattern edge interval m2 may be different.
[0146]
(Embodiment 14)
In the following
[0147]
The thickness d1 of the
[0148]
According to the stencil mask of the present embodiment, the
[0149]
Further, according to the stencil mask of the present embodiment, since a fine pattern is formed on the
[0150]
Further, according to the stencil mask of the present embodiment, since the
[0151]
Next, a method of manufacturing the
[0152]
Next, as shown in FIG. 37C, the
[0153]
Next, as shown in FIG. 38D, a resist
[0154]
Next, as shown in FIG. 38 (e), using the resist
[0155]
In addition, since the dimension of the
[0156]
Next, as shown in FIG. 38F, isotropic etching is performed on the
[0157]
Thereafter, the
[0158]
Also in this embodiment, similarly to
[0159]
The combination of the material of the
[0160]
(Embodiment 15)
This embodiment is a modification of the mask manufacturing method shown in
[0161]
The mask manufacturing method of the present embodiment is the same as that of the fourteenth embodiment up to the step shown in FIG. Thus, description of each manufacturing process that is common to the fourteenth embodiment will be appropriately omitted. As shown in FIG. 38D, in the step of performing anisotropic dry etching on the very thin layer (DLC layer) 3 using the resist
[0162]
Next, as shown in FIG. 39A, anisotropic dry etching is performed on the support layer (silicon layer) 4 halfway using the resist
[0163]
Next, as shown in FIG. 39B, the
[0164]
Thereafter, similarly to
[0165]
(Embodiment 16)
FIG. 40 is a cross-sectional view showing the mask of this embodiment. In the
[0166]
In order to manufacture the stencil mask of the present embodiment, first, as shown in FIG. 41A, a
[0167]
Next, as shown in FIG. 41 (c), the ultrathin layer (SiN layer) 3 is subjected to anisotropic dry etching to form an opening 13 (first and third openings, First and second exposure beam transmitting portions). This etching is performed using, for example, CHF, using the resist pattern formed on the 3 / O 2 Can be performed. The
[0168]
Next, as shown in FIG. 41D, anisotropic dry etching is performed on the support layer (diamond layer) 4 using the resist pattern (not shown) on the
[0169]
FIG. 41D shows an example in which anisotropic dry etching for the thickness of the
[0170]
Thereafter, the
[0171]
(Embodiment 17)
FIG. 42 is a cross-sectional view showing the mask of this embodiment. In the
[0172]
In order to manufacture the stencil mask of the present embodiment, for example, first, as shown in FIG. 43A, the
[0173]
Next, as shown in FIG. 43D, anisotropic dry etching is performed on the
[0174]
Alternatively, as shown in FIG. 44A, a
[0175]
A plurality of thin film regions (portion of the membrane 2) of the mask of each of the above embodiments may be formed on one mask. FIGS. 45 to 47 are examples of top views of the mask of each embodiment. FIG. 45 shows an example of a mask in which the central portion of the
[0176]
According to the mask of the embodiment of the present invention, the size of the portion from which the
[0177]
The greater the size of the portion surrounded by the beam, the greater the deflection of that portion due to gravity. Further, the thinner the membrane, the greater the deflection of the membrane. In order to prevent the bending of the membrane, it is necessary to increase the internal stress (tensile stress) of the membrane. However, this increases the distortion of the membrane and the pattern displacement due to the release of stress when an opening is formed in the membrane.
[0178]
In the case of a mask having a conventional structure having beams, the thickness of the membrane is determined from a critical aspect ratio at which a fine pattern can be processed. The distance between the beams or the size of the portion surrounded by the beams is determined so that the deflection of the membrane having the thickness falls within a predetermined range.
[0179]
On the other hand, in the case of the mask according to the embodiment of the present invention, the size of the
[0180]
For example, according to the conventional structure, the size of the portion surrounded by the beam is, for example, about 1 mm square, whereas according to the structure of the embodiment of the present invention, a 1 μm thick SiN layer is used as the support layer. Accordingly, a membrane having a size of 30 mm square or more can be formed without a beam, and a pattern can be formed with distortion and deflection of the membrane within an allowable range.
[0181]
This eliminates the necessity of performing complementary division of the pattern at the portion where the beam is arranged, and eliminates the need for complicated data processing. Further, since a beam is not required, the ratio of a portion where a pattern can be formed on the mask is higher than that in a case where a beam is provided. That is, a pattern can be transferred to an exposure target having a larger area with one mask, and the manufacturing cost of the mask can be reduced.
[0182]
In the mask according to the embodiment of the present invention, the shape of the
[0183]
As shown in FIG. 46 or 47, when the
[0184]
The patterns formed on the
[0185]
According to the above-described mask of the embodiment of the present invention, the membrane can be thinned in the fine pattern region, the pattern can be miniaturized, and the support layer formed in a portion other than the fine pattern can reduce the distortion of the membrane. Deflection can be suppressed. Therefore, according to the mask of the embodiment of the present invention, a fine pattern can be exposed with high positional accuracy. Further, according to the mask of the embodiment of the present invention, even when alignment using the oblique optical axis optical system is performed, the beam for alignment is not blocked by the beam.
[0186]
According to the mask manufacturing method of the embodiment of the present invention, complicated complementary division processing and long-time etching for forming beams on the mask are not required, and the TAT of mask manufacturing is reduced. Further, when the support layer opening is formed in a self-aligned manner with the ultra-thin layer opening by the method for manufacturing a mask according to the embodiment of the present invention, the ultra-thin layer opening and the support layer opening are formed in one lithography step. Both can be formed. As a result, not only the number of manufacturing steps can be reduced to reduce the manufacturing cost, but also the overlay exposure margin becomes unnecessary, and the contact area between the ultrathin layer and the support layer can be secured.
[0187]
Further, the semiconductor device of the present invention is formed by a process including lithography using the mask of the present invention. Therefore, a fine pattern smaller than the size determined by the critical aspect ratio that can be formed on the support layer of the membrane is formed.
[0188]
Embodiments of the mask, the manufacturing method thereof, and the semiconductor device of the present invention are not limited to the above description. For example, the above-described mask of the present invention can be used in lithography other than LEEPL, or in another apparatus using an electron beam or the like. In addition, various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0189]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the mask of this invention, pattern position precision becomes high and can respond also to miniaturization of a pattern. Further, according to the mask manufacturing method of the present invention, a fine pattern can be formed on the mask with high positional accuracy, and the turn-around time (TAT) of the mask can be reduced. According to the semiconductor device of the present invention, a fine pattern that cannot be formed by lithography using a conventional mask is formed, so that the semiconductor device can be miniaturized and highly integrated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a mask according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of exposure using the mask of FIG. 1;
FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a mask manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
FIGS. 4D and 4E are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a mask manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
FIGS. 5 (f) and 5 (g) are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a method for manufacturing a mask according to
FIGS. 6 (a) and 6 (b) are views for explaining overlapping of openings according to the first embodiment of the present invention.
FIGS. 7 (c) and 7 (d) are views for explaining superposition of openings according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram for explaining overlapping of openings according to the first embodiment of the present invention.
FIGS. 9A to 9C are diagrams for explaining the overlapping of the openings according to the first embodiment of the present invention.
FIGS. 10A and 10B are diagrams for explaining the overlapping of the openings according to the first embodiment of the present invention.
FIGS. 11A and 11B are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a mask manufacturing method according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a sectional view of a mask according to a third embodiment of the present invention.
FIGS. 13A to 13C are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a method for manufacturing a mask according to
FIG. 14 is a diagram for comparing and explaining the mask structure of the first embodiment and the mask structure of the third embodiment.
FIGS. 15A to 15C are diagrams for comparing and explaining the mask structure of the first embodiment and the mask structure of the third embodiment.
FIGS. 16A to 16C are diagrams for comparing and explaining the mask structure of the first embodiment and the mask structure of the third embodiment.
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the mask manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention.
FIGS. 18A to 18C are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a mask manufacturing method according to a fifth embodiment of the present invention.
FIGS. 19D and 19E are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a method for manufacturing a mask according to
FIGS. 20A and 20B are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a method for manufacturing a mask according to
FIGS. 21A to 21C are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a mask manufacturing method according to a seventh embodiment of the present invention.
FIGS. 22D and 22E are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a mask manufacturing method according to Embodiment 7 of the present invention.
FIGS. 23A and 23B are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a method for manufacturing a mask according to Embodiment 8 of the present invention.
FIG. 24 is a sectional view of a mask according to a ninth embodiment of the present invention.
FIGS. 25A and 25B are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a mask manufacturing method according to Embodiment 9 of the present invention.
FIGS. 26 (c) and 26 (d) are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a mask manufacturing method according to Embodiment 9 of the present invention.
FIG. 27 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the manufacturing method of the mask according to the tenth embodiment of the present invention.
FIG. 28 is a sectional view of a mask according to
FIGS. 29A to 29C are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a mask manufacturing method according to
FIG. 30 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the manufacturing method of the mask according to
FIG. 31 (a) is a sectional view of a mask according to
FIGS. 32 (d) to (f) are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a mask manufacturing method according to
33 (a) and 33 (b) are cross-sectional views showing another example of the method for manufacturing a mask according to
FIGS. 34A to 34C are diagrams illustrating examples of patterns formed on the mask of the present invention.
FIGS. 35A to 35C are diagrams showing examples of patterns formed on the mask of the present invention.
FIG. 36 is a diagram showing an example of a pattern formed on a mask of the present invention.
FIG. 37 (a) is a cross-sectional view of a mask according to
FIGS. 38 (d) to 38 (f) are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a mask manufacturing method according to
FIGS. 39 (a) and (b) are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a method for manufacturing a mask according to
FIG. 40 is a sectional view of a mask according to
FIGS. 41A to 41D are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a method for manufacturing a mask according to
FIG. 42 is a sectional view of a mask according to
FIGS. 43 (a) to 43 (d) are cross-sectional views showing manufacturing steps of a method for manufacturing a mask according to
FIGS. 44 (a) and (b) are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a method for manufacturing a mask according to
FIG. 45 is an example of a top view of the mask of the present invention.
FIG. 46 is an example of a top view of the mask of the present invention.
FIG. 47 is an example of a top view of the mask of the present invention.
FIGS. 48A to 48D are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a conventional mask manufacturing method.
FIG. 49 is a perspective view showing a beam formed on the membrane.
FIGS. 50 (a) and 50 (b) are cross-sectional views showing problems of a conventional mask.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS
Claims (32)
前記第1の薄膜に積層された前記第1の薄膜より厚い第2の薄膜と、
前記第1の薄膜に形成された所定の大きさより小さい第1の開口部と、
前記第2の薄膜に形成された前記所定の大きさ以上の第2の開口部と、
前記第1の開口部と前記第2の開口部との重なり部分であって、前記第1の開口部が含まれる第1の露光用ビーム透過部とを有する
マスク。A first thin film;
A second thin film laminated to the first thin film, the second thin film being thicker than the first thin film;
A first opening smaller than a predetermined size formed in the first thin film;
A second opening having a size equal to or larger than the predetermined size formed in the second thin film;
A mask having an overlapping portion between the first opening and the second opening and a first exposure beam transmitting portion including the first opening.
請求項1記載のマスク。The mask according to claim 1, wherein the predetermined size is a size determined from a thickness of the second thin film and a maximum aspect ratio of the second opening that can be formed in the second thin film. .
請求項1記載のマスク。2. The second exposure beam transmitting portion, which is a portion where a third opening having a size equal to or larger than the predetermined size formed in the first thin film and the second opening overlaps each other. 3. mask of.
請求項3記載のマスク。4. The mask according to claim 3, wherein the second exposure beam transmitting portion is included in the third opening.
請求項3記載のマスク。4. The mask according to claim 3, wherein the second exposure beam transmitting portion is the third opening.
請求項1記載のマスク。The second opening performs anisotropic etching on the second thin film in a self-aligned manner with the first opening, and then performs isotropic etching on the first opening in a self-aligned manner. 2. The mask according to claim 1, which is formed by performing.
請求項1記載のマスク。The mask according to claim 1, wherein an exposure beam is irradiated on the first thin film side, and an object to be exposed is arranged on the second thin film side.
請求項1記載のマスク。The mask according to claim 1, wherein an exposure beam is irradiated on the second thin film side, and an object to be exposed is arranged on the first thin film side.
前記薄膜領域以外の部分に基板を有する
請求項1記載のマスク。Having the first opening and the second opening in a thin film region;
The mask according to claim 1, further comprising a substrate in a portion other than the thin film region.
請求項9記載のマスク。The mask according to claim 9, wherein the substrate is provided on the first thin film side.
請求項9記載のマスク。The mask according to claim 9, wherein the substrate is provided on the second thin film side.
前記薄膜領域の前記第1の薄膜に所定の大きさより小さい第1の開口部を形成する第2の工程と、
前記第1の薄膜上および前記第1の開口部内に前記第1の薄膜より厚い第2の薄膜を形成する第3の工程と、
前記第2の薄膜に前記所定の大きさ以上であって、前記第1の開口部が含まれる第2の開口部を形成し、前記薄膜領域の前記中間層を除去する第4の工程とを有する
マスクの製造方法。A first step of forming a first thin film on a substrate via an intermediate layer and removing the substrate in a thin film region;
A second step of forming a first opening smaller than a predetermined size in the first thin film in the thin film region;
A third step of forming a second thin film thicker than the first thin film on the first thin film and in the first opening;
Forming a second opening having a size equal to or larger than the predetermined size in the second thin film and including the first opening, and removing the intermediate layer in the thin film region. Of manufacturing a mask having the same.
請求項12記載のマスクの製造方法。13. The mask according to claim 12, wherein the predetermined size is a size determined from a thickness of the second thin film and a maximum aspect ratio of the second opening that can be formed in the second thin film. Manufacturing method.
請求項12記載のマスクの製造方法。13. The method according to claim 12, wherein in the fourth step, after forming the second opening, the intermediate layer in the thin film region is removed.
請求項12記載のマスクの製造方法。13. The method according to claim 12, wherein in the fourth step, before forming the second opening, the intermediate layer in the thin film region is removed.
前記第4の工程において、前記第3の開口部に含まれる前記第2の開口部をさらに形成する
請求項12記載のマスクの製造方法。In the second step, a third opening having a size equal to or larger than the predetermined size is further formed in the first thin film in the thin film region,
13. The method of manufacturing a mask according to claim 12, wherein in the fourth step, the second opening included in the third opening is further formed.
前記第4の工程において、前記第3の開口部が含まれる前記第2の開口部をさらに形成する
請求項12記載のマスクの製造方法。In the second step, a third opening having a size equal to or larger than the predetermined size is further formed in the first thin film in the thin film region,
13. The method of manufacturing a mask according to claim 12, wherein, in the fourth step, the second opening including the third opening is further formed.
薄膜領域の前記第1の薄膜に所定の大きさより小さい第1の開口部を形成する第2の工程と、
前記第1の薄膜上および前記第1の開口部内に前記第1の薄膜より厚い第2の薄膜を形成する第3の工程と、
前記第2の薄膜に前記所定の大きさ以上であって、前記第1の開口部が含まれる第2の開口部を形成し、前記薄膜領域の前記基板を除去する第4の工程とを有する
マスクの製造方法。A first step of forming a first thin film on a substrate;
A second step of forming a first opening smaller than a predetermined size in the first thin film in a thin film region;
A third step of forming a second thin film thicker than the first thin film on the first thin film and in the first opening;
Forming a second opening having a size equal to or larger than the predetermined size in the second thin film and including the first opening, and removing the substrate in the thin film region. Manufacturing method of mask.
請求項18記載のマスクの製造方法。19. The mask according to claim 18, wherein the predetermined size is determined by a thickness of the second thin film and a maximum aspect ratio of the second opening that can be formed in the second thin film. Manufacturing method.
請求項18記載のマスクの製造方法。19. The method according to claim 18, wherein, in the fourth step, after forming the second opening, the substrate in the thin film region is removed.
請求項18記載のマスクの製造方法。19. The method of manufacturing a mask according to claim 18, wherein in the fourth step, the substrate in the thin film region is removed before forming the second opening.
前記第4の工程において、前記第3の開口部に含まれる前記第2の開口部をさらに形成する
請求項18記載のマスクの製造方法。In the second step, a third opening having a size equal to or larger than the predetermined size is further formed in the first thin film in the thin film region,
19. The method of manufacturing a mask according to claim 18, wherein in the fourth step, the second opening included in the third opening is further formed.
前記第4の工程において、前記第3の開口部が含まれる前記第2の開口部をさらに形成する
請求項18記載のマスクの製造方法。In the second step, a third opening having a size equal to or larger than the predetermined size is further formed in the first thin film in the thin film region,
20. The method of manufacturing a mask according to claim 18, wherein, in the fourth step, the second opening including the third opening is further formed.
前記第4の工程において、前記薄膜領域の前記中間層を除去する工程とをさらに有する
請求項18記載のマスクの製造方法。Forming the first thin film on the substrate via an intermediate layer in the first step;
19. The method according to claim 18, further comprising: removing the intermediate layer in the thin film region in the fourth step.
請求項24記載のマスクの製造方法。25. The method according to claim 24, wherein, in the fourth step, after forming the second opening, the intermediate layer in the thin film region is removed.
請求項24記載のマスクの製造方法。25. The method according to claim 24, wherein, in the fourth step, the intermediate layer in the thin film region is removed before forming the second opening.
薄膜領域の前記基板を除去する第2の工程と、
前記薄膜領域の前記第1の薄膜に所定の大きさより小さい第1の開口部を形成する第3の工程と、
前記第1の開口部に自己整合的に前記第2の薄膜に異方性エッチングを行う第4の工程と、
前記第1の開口部に自己整合的に前記第2の薄膜に等方性エッチングを行い、前記第2の薄膜に前記所定の大きさ以上であって、前記第1の開口部が含まれる第2の開口部を形成する第5の工程とを有する
マスクの製造方法。A first step of forming a second thin film thicker than the first thin film on the substrate and forming the first thin film on the second thin film;
A second step of removing said substrate in a thin film region;
A third step of forming a first opening smaller than a predetermined size in the first thin film in the thin film region;
A fourth step of performing anisotropic etching on the second thin film in a self-aligned manner with the first opening;
Isotropic etching is performed on the second thin film in a self-aligned manner with the first opening, and the second thin film is larger than the predetermined size and includes the first opening. And a fifth step of forming the second opening.
請求項27記載のマスクの製造方法。The mask according to claim 27, wherein the predetermined size is a size determined from a thickness of the second thin film and a maximum aspect ratio of the second opening that can be formed in the second thin film. Manufacturing method.
前記第5の工程後、前記薄膜領域の前記中間層を除去する工程をさらに有する
請求項27記載のマスクの製造方法。Forming the second thin film on the substrate via an intermediate layer in the first step;
The method of manufacturing a mask according to claim 27, further comprising a step of removing the intermediate layer in the thin film region after the fifth step.
薄膜領域の前記基板を除去する第2の工程と、
前記薄膜領域の前記第1の薄膜に所定の大きさより小さい第1の開口部を形成する第3の工程と、
前記第1の開口部に自己整合的に前記第2の薄膜に異方性エッチングを行う第4の工程と、
前記第1の開口部に自己整合的に前記第2の薄膜に等方性エッチングを行い、前記第2の薄膜に前記所定の大きさ以上であって、前記第1の開口部が含まれる第2の開口部を形成する第5の工程とを有する
マスクの製造方法。A first step of forming a first thin film on a substrate and forming a second thin film thicker than the first thin film on the first thin film;
A second step of removing said substrate in a thin film region;
A third step of forming a first opening smaller than a predetermined size in the first thin film in the thin film region;
A fourth step of performing anisotropic etching on the second thin film in a self-aligned manner with the first opening;
Isotropic etching is performed on the second thin film in a self-aligned manner with the first opening, and the second thin film is larger than the predetermined size and includes the first opening. And a fifth step of forming the second opening.
請求項30記載のマスクの製造方法。31. The mask according to claim 30, wherein the predetermined size is a size determined from a thickness of the second thin film and a maximum aspect ratio of the second opening that can be formed in the second thin film. Manufacturing method.
前記所定の大きさは前記第2の薄膜の厚さと、前記第2の薄膜に形成可能である前記第2の開口部の最大のアスペクト比から決定される大きさである
半導体装置。An exposure beam transmitted through an overlapping portion of the first opening of the first thin film and the second opening of the second thin film which is stacked on the first thin film and which is thicker than the first thin film is used. Having a pattern smaller than a predetermined size, formed by
The semiconductor device, wherein the predetermined size is a size determined from a thickness of the second thin film and a maximum aspect ratio of the second opening that can be formed in the second thin film.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003138009A JP2004297027A (en) | 2003-02-04 | 2003-05-15 | Mask, method of manufacturing the same, and semiconductor device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003027445 | 2003-02-04 | ||
JP2003138009A JP2004297027A (en) | 2003-02-04 | 2003-05-15 | Mask, method of manufacturing the same, and semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004297027A true JP2004297027A (en) | 2004-10-21 |
Family
ID=33421302
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003138009A Pending JP2004297027A (en) | 2003-02-04 | 2003-05-15 | Mask, method of manufacturing the same, and semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004297027A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006287005A (en) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Toyota Motor Corp | Stencil mask, its manufacturing method and method of use thereof |
JP2008103386A (en) * | 2006-10-17 | 2008-05-01 | Toppan Printing Co Ltd | Manufacturing method of stencile mask for ion implantation |
JP2009231465A (en) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Toyota Motor Corp | Stencil mask |
US7824825B2 (en) | 2005-08-03 | 2010-11-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Stencil masks, method of manufacturing stencil masks, and method of using stencil masks |
JP2022525767A (en) * | 2019-03-15 | 2022-05-19 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Sedimentary masks and methods of manufacturing and using sedimentary masks |
-
2003
- 2003-05-15 JP JP2003138009A patent/JP2004297027A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006287005A (en) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Toyota Motor Corp | Stencil mask, its manufacturing method and method of use thereof |
JP4626365B2 (en) * | 2005-04-01 | 2011-02-09 | トヨタ自動車株式会社 | Stencil mask, method of use thereof, and ion implantation apparatus for stencil mask |
US7824825B2 (en) | 2005-08-03 | 2010-11-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Stencil masks, method of manufacturing stencil masks, and method of using stencil masks |
JP2008103386A (en) * | 2006-10-17 | 2008-05-01 | Toppan Printing Co Ltd | Manufacturing method of stencile mask for ion implantation |
JP2009231465A (en) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Toyota Motor Corp | Stencil mask |
JP2022525767A (en) * | 2019-03-15 | 2022-05-19 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Sedimentary masks and methods of manufacturing and using sedimentary masks |
US11631813B2 (en) | 2019-03-15 | 2023-04-18 | Applied Materials, Inc. | Deposition mask and methods of manufacturing and using a deposition mask |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7144178B2 (en) | Mask, method of producing mask, and method of producing semiconductor device | |
JP3678199B2 (en) | Method for manufacturing mask for manufacturing semiconductor device, and method for manufacturing semiconductor device | |
US20080241708A1 (en) | Sub-resolution assist feature of a photomask | |
JP2004297027A (en) | Mask, method of manufacturing the same, and semiconductor device | |
JP4655411B2 (en) | Mask, manufacturing method thereof, and manufacturing method of semiconductor device | |
JP2001312045A (en) | Method for forming mask | |
US7465523B2 (en) | Method for manufacturing transfer mask substrate, transfer mask substrate, and transfer mask | |
US20090317979A1 (en) | Method for patterning an active region in a semiconductor device using a space patterning process | |
JP3358609B2 (en) | Electron beam mask, manufacturing method and exposure method | |
JPH09289149A (en) | X-ray mask and manufacture thereof | |
US6210842B1 (en) | Method for fabricating stencil mask | |
JP4333107B2 (en) | Transfer mask and exposure method | |
JP5332246B2 (en) | Method for manufacturing stencil mask for ion implantation | |
JP4686914B2 (en) | Manufacturing method of stencil mask | |
JP2874683B2 (en) | Mask for electronic beam apparatus and method of manufacturing the same | |
US6989323B2 (en) | Method for forming narrow gate structures on sidewalls of a lithographically defined sacrificial material | |
JP5515564B2 (en) | Method for manufacturing stencil mask for ion implantation | |
JP4788249B2 (en) | Stencil mask blank, stencil mask, and charged particle beam pattern exposure method using the same | |
US20230032950A1 (en) | Euv photo masks and manufacturing method thereof | |
US8419950B2 (en) | Pattern forming method | |
US6355384B1 (en) | Mask, its method of formation, and a semiconductor device made thereby | |
JPH0562888A (en) | X-ray mask and transferring method for pattern using the same | |
JP3707475B2 (en) | mask | |
JP2002311568A (en) | Phase shifting mask and its fabrication method | |
JP4480506B2 (en) | Stencil mask and stencil mask blanks |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060424 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090522 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090609 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20091020 |