JP2006245259A - ステンシルマスクブランク、ステンシルマスク、及びその製造方法、並びにパターン露光方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】単結晶シリコンウェハからなる支持基板と、転写パターンを設けるための活性層と、前記支持基板と活性層の間に形成された中間絶縁層と、前記支持基板のもう一方側に設けたアモルファスシリコン層とを有し、前記転写パターンに対応する開口部を、前記アモルファスシリコン層と、前記支持基板と、前記中間絶縁層に設けたこと。
【選択図】図1
Description
On Insulator)基板が多く用いられている。図2に示すように、SOI基板(20)は、支持基板となる単結晶シリコン(23)上に中間絶縁層としての埋め込み酸化膜(Buried Oxide Layer:以下BOX層と記述)と呼ばれるシリコン酸化膜(22)が形成され、その上に活性層と呼ばれる単結晶シリコン(21)が形成された3層構造となっている。
荷電粒子線露光用マスクの製造に用いられるSOI基板は、通常、支持基板の厚みが525μm〜725μm、BOX層の厚みが0.5μm〜1.0μm、活性層の厚みは0.5μm〜2.0μm程度であり、これらの各層の膜厚は露光方式により使い分けられる。
)の形成を行う。まず、活性層上に電子線透過孔形成用レジストを塗布し電子線描画等を用いてレジストを露光現像し、電子線透過孔形成用レジストパターン(49)を形成する(図4(e))。このレジストパターンをエッチングマスクとして活性層をエッチングし、電子線透過孔(44)を形成した後、レジストを剥離してステンシルマスク(410)が完成する(図4(f)〜(g))。
上述のステンシルマスクの製造方法は、支持基板を加工して開口部を形成した後にメンブレンとなった活性層の加工を行う方式を採っているが、先にBOX層をストッパー層として活性層に電子線透過孔を形成した後に、開口部を形成する方法によっても、上記ステンシルマスクの製造は可能である。
シリコンウェハ上に活性層及びエッチングストッパー層をCVD(Chemical Vapor Deposition)法やPVD(Physical Vapor Deposition)法により形成する場合、各層の膜厚均一性の向上や、膜欠陥の管理が必要となり、ステンシルマスク製造にかかる工程数と製造コストが増加する。
一般に、引っ張り応力の値は正の数値で表され、圧縮応力の値は負の数値で表される。SOI基板の変形の原因となるBOX層の応力は圧縮応力であり、SOI基板はBOX層側に凸型に変形する。この反り量はSOI基板の製造方法により多少のばらつきは生じるが、その反り量はおおよそBOX層の応力と膜厚により決定する。
応力は約300MPa程度の圧縮応力である。SOI基板全体の反り量はBOX層の応力の他にSOI基板を構成する各層の膜厚や口径等によっても異なるが、例えば、直径200mmのSOI基板で活性層の膜厚が2μm、BOX層の膜厚が1μm、支持基板の膜厚が725μmとした場合、BOX層が300MPaの圧縮応力を有すると仮定すると、SOI基板全体で活性層側に約85μm膨らんだ形の反りが発生することが予想される。
ステンシルマスクが露光機に設置された際に、チャッキングによる機械的な外力が加わった際に、その影響を受けないためにはステンシルマスクには高い平坦性が必要となる。
マスクの支持基板側を静電チャックにより吸着し、電子線を支持基板側から照射するような機構の露光機では、露光時の電子線照射により、反り調整層であるシリコン酸化膜に電荷が蓄積され、この蓄積された電荷により電子線が偏向し、転写精度を低下させる。
また、上記ステンシルマスクブランクを用いて製造したステンシルマスク、及びその製造方法、並びに上記ステンシルマスクを用いた荷電粒子線のパターン露光方法を提供することを課題とする。
また、本発明では反り調整層として支持基板を構成する材料と同一材料であるシリコンを用いているので、反り調整層の加工と支持基板の加工に専用エッチング装置を別個に用意する必要はない。
また、本発明のパターン露光方法によると、試料基板上に形成されたレジストに対し、精度よいパターン露光が長期間可能となり、その結果、半導体等のパターンの製造を高い歩留りで行うことが出来る。
この際に用いる反り調整層の材料は導電性を有していることが必要となる。導電性が必要な理由は、露光の際に照射された電子線によりステンシルマスクが帯電すると、帯電した電荷により電子線が偏向しパターン転写精度が悪化するためである。
加熱処理を施した理由は、スパッタ法によって形成された薄膜の応力は熱的に不安定であるため、加熱処理により膜の結晶性を安定させ、マスク製造工程中の加熱処理等によって応力が変化するのを防ぐためである。
られている。一般に加熱による応力変化は不可逆的な変化で、その後に同温度まで加熱されても応力に変化が生じないことが知られている。スパッタ法により反り調整層を形成する場合、レジストコート後のベーク等、その後のマスク製造工程で加熱される温度まで予め加熱処理を施しておくことで薄膜の応力変化を防ぐことが有効となる。
結果としてマスクの作製工程とコストが増大する。
レジスト側壁へ付着したモリブデンは、その後の支持基板エッチングの際に加えられるイオン衝撃により剥れ落ちることがあり、剥れ落ちたモリブデンがエッチングマスクとして作用して、支持基板の加工形状に悪影響を及ぼす結果となる。
このように、支持基板と異なる材料を反り調整層として用いる場合、応力制御性に加え、その加工性についても十分に検討を行うことが必要である。
12、22、42・・・BOX層を構成するシリコン酸化膜
13、23、43・・・支持基板を構成する単結晶シリコン
14、34、44・・・電子線透過孔
15、35、45・・・開口部
18、48・・・開口部形成用レジストパターン
19、49・・・電子線透過孔形成用レジストパターン
10、20、46・・・SOI基板
30・・・ステンシルマスク
47・・・開口部形成用レジスト
111・・・反り調整層(アモルファスシリコン層)
100、400・・・ステンシルマスクブランク
112、410・・・ステンシルマスク
Claims (5)
- 単結晶シリコンウェハからなる支持基板と、転写パターンを設けるための活性層と、前記支持基板と活性層の間に形成された中間絶縁層と、前記支持基板のもう一方側に設けたアモルファスシリコン層とを有し、前記転写パターンに対応する開口部を、前記アモルファスシリコン層と、前記支持基板と、前記中間絶縁層に設けたことを特徴とするステンシルマスクブランク。
- 前記アモルファスシリコン層の応力及び膜厚は、活性層及び中間絶縁層が形成された支持基板の反り量と、マスク製造工程中に変動する該支持基板の反り量の合計反り量を相殺する応力及び膜厚であることを特徴とする請求項1記載のステンシルマスクブランク。
- 請求項1又は請求項2記載のステンシルマスクブランクを用いて、活性層に転写パターンを形成したことを特徴とするステンシルマスク。
- 請求項1又は請求項2記載のステンシルマスクブランクを用いたステンシルマスクの製造方法であって、前記アモルファスシリコン層に予め加熱処理を施し、結晶性を安定させることを特徴とするステンシルマスクの製造方法。
- 請求項3記載のステンシルマスクに荷電粒子線を照射し、転写パターンの形状に荷電粒子線を形成する工程を具備することを特徴とする荷電粒子線のパターン露光方法。
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