JP2506019B2 - 透過マスクの製造方法 - Google Patents
透過マスクの製造方法Info
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Description
【０００１】本発明は、半導体集積回路装置等の製造工
程において、荷電粒子線露光、選択的なイオン注入、選
択的な被膜の形成等に使用される透過マスクの製造方法
に関するものである。
程において、荷電粒子線露光、選択的なイオン注入、選
択的な被膜の形成等に使用される透過マスクの製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、集積回路の高集積化に伴い、長年
微細パターンを形成する手段の主流であった光を用いた
フォトリソグラフィー技術に代わって、荷電粒子線、例
えば電子ビームやイオンビーム、あるいはＸ線を用いる
新しい露光方法が検討され、実用化されてきている。こ
のうち、電子ビームを用いてパターンを形成する電子ビ
ーム露光は、電子ビームそのものを数Åにまで絞ること
ができるため、１μｍあるいはそれ以下の微細なパター
ンを作成できる点に大きな特徴を有している。
微細パターンを形成する手段の主流であった光を用いた
フォトリソグラフィー技術に代わって、荷電粒子線、例
えば電子ビームやイオンビーム、あるいはＸ線を用いる
新しい露光方法が検討され、実用化されてきている。こ
のうち、電子ビームを用いてパターンを形成する電子ビ
ーム露光は、電子ビームそのものを数Åにまで絞ること
ができるため、１μｍあるいはそれ以下の微細なパター
ンを作成できる点に大きな特徴を有している。
【０００３】ところが、電子ビーム露光は、微小な面積
の電子ビームによって露光を要するパターン内を走査し
て塗り潰す、いわゆる、一筆書きの描画方法であるた
め、その一部でも微細なパターンが存在すると、電子ビ
ームの断面を微小面積に絞る必要があり、その微小面積
の電子ビームによって全パターンの露光を完了するのに
要する時間が極端に長くなるという問題があった。
の電子ビームによって露光を要するパターン内を走査し
て塗り潰す、いわゆる、一筆書きの描画方法であるた
め、その一部でも微細なパターンが存在すると、電子ビ
ームの断面を微小面積に絞る必要があり、その微小面積
の電子ビームによって全パターンの露光を完了するのに
要する時間が極端に長くなるという問題があった。
【０００４】この問題を解決するため、露光パターン中
に繰り返して現れる種々のパターン構成要素の形状の透
孔をもつステンシルマスク（ブロックマスク）を設けて
おき、それらを選択的に組み合わせて所望のパターンの
露光を行うブロック露光法が提案されている。そして、
このような電子ビームを使用するブロック露光法で使用
される透過マスクは、加工性や強度の点からＳｉ板を用
いて作成するのが最もよく、厚さ５００μｍ程度の市販
のＳｉウェハを加工して作製するのが一般的である。
に繰り返して現れる種々のパターン構成要素の形状の透
孔をもつステンシルマスク（ブロックマスク）を設けて
おき、それらを選択的に組み合わせて所望のパターンの
露光を行うブロック露光法が提案されている。そして、
このような電子ビームを使用するブロック露光法で使用
される透過マスクは、加工性や強度の点からＳｉ板を用
いて作成するのが最もよく、厚さ５００μｍ程度の市販
のＳｉウェハを加工して作製するのが一般的である。
【０００５】この場合、厚いＳｉウェハ自体に透過孔を
設けて透過孔パターンを形成すると、透過する電子ビー
ムが狭くて厚い透過孔を通過するとき透過強度が減少す
るとか、透過孔の側壁の面積が大きくなって汚れが付着
して帯電（チャージアップ）し易くなり、電子ビームの
軌跡が曲げられて描画精度が悪くなる等の悪影響が生じ
るため、通常は、透過マスクの周辺部を支持強度を保つ
ために厚くし、透過パターンを形成する領域を可能な限
り薄い薄膜（メンブレン）状にするのが普通である。
設けて透過孔パターンを形成すると、透過する電子ビー
ムが狭くて厚い透過孔を通過するとき透過強度が減少す
るとか、透過孔の側壁の面積が大きくなって汚れが付着
して帯電（チャージアップ）し易くなり、電子ビームの
軌跡が曲げられて描画精度が悪くなる等の悪影響が生じ
るため、通常は、透過マスクの周辺部を支持強度を保つ
ために厚くし、透過パターンを形成する領域を可能な限
り薄い薄膜（メンブレン）状にするのが普通である。
【０００６】図６（Ａ）〜（Ｅ）および図７（Ｆ）〜
（Ｉ）は、従来のブロックマスクの製造工程説明図であ
る。この図において、３１は第１のＳｉ板、３２は第１
のＳｉＯ2 層、３３は第２のＳｉ板、３４は第２のＳｉ
Ｏ2 層、３５はＳｉ3 Ｎ4 層、３６，３９は開口、３７
は凹部、３８は低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層、４０は透過孔
パターンである。
（Ｉ）は、従来のブロックマスクの製造工程説明図であ
る。この図において、３１は第１のＳｉ板、３２は第１
のＳｉＯ2 層、３３は第２のＳｉ板、３４は第２のＳｉ
Ｏ2 層、３５はＳｉ3 Ｎ4 層、３６，３９は開口、３７
は凹部、３８は低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層、４０は透過孔
パターンである。
【０００７】以下従来のブロックマスクの製造工程の一
例を説明する。 第１工程（図６（Ａ）参照） 第１のＳｉＯ2 層３２を挟んで厚さ５００μｍ程度の第
１のＳｉ板３１と第２のＳｉ板３３を貼り合わせ、第２
のＳｉ板３３を研磨して薄膜状にする。
例を説明する。 第１工程（図６（Ａ）参照） 第１のＳｉＯ2 層３２を挟んで厚さ５００μｍ程度の第
１のＳｉ板３１と第２のＳｉ板３３を貼り合わせ、第２
のＳｉ板３３を研磨して薄膜状にする。
【０００８】第２工程（図６（Ｂ）参照） その周囲に第２のＳｉＯ2 層３４とＳｉ3 Ｎ4 層３５を
形成する。
形成する。
【０００９】第３工程（図６（Ｃ）参照） 第１のＳｉ板３１の裏側の第２のＳｉＯ2 層３４とＳｉ
3 Ｎ4 層３５をエッチングして開口３６を形成する。
3 Ｎ4 層３５をエッチングして開口３６を形成する。
【００１０】第４工程（図６（Ｄ）参照） この開口３６を有するＳｉ3 Ｎ4 層３５をマスクとし、
第１のＳｉＯ2 層３２をエッチング停止層として第１の
Ｓｉ板３１の裏面側をＫＯＨエッチングで除去して凹部
３７を形成する。
第１のＳｉＯ2 層３２をエッチング停止層として第１の
Ｓｉ板３１の裏面側をＫＯＨエッチングで除去して凹部
３７を形成する。
【００１１】第５工程（図６（Ｅ）参照） Ｓｉ3 Ｎ4 層３５と第２のＳｉＯ2 層３４および凹部内
の第１のＳｉＯ2 層３２をエッチングによって除去す
る。
の第１のＳｉＯ2 層３２をエッチングによって除去す
る。
【００１２】第６工程（図７（Ｆ）参照） 第２のＳｉ板３３の上に、透過孔パターン（トレンチ）
エッチング用マスク層となる低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層３
８を形成する。
エッチング用マスク層となる低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層３
８を形成する。
【００１３】第７工程（図７（Ｇ）参照） 低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層３８にフォトリソグラフィー技
術または電子線リソグラフィー技術等を適用して透過孔
パターン４０（図７（Ｈ）参照）を形成するための開口
３９を形成する。
術または電子線リソグラフィー技術等を適用して透過孔
パターン４０（図７（Ｈ）参照）を形成するための開口
３９を形成する。
【００１４】第８工程（図７（Ｈ）参照） 開口３９を形成した低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層３８を用い
て第２のＳｉ板３３をエッチングして透過孔パターン４
０を形成する。
て第２のＳｉ板３３をエッチングして透過孔パターン４
０を形成する。
【００１５】第９工程（図７（Ｉ）参照） 透過孔パターンエッチング用マスク層として使用した低
温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層３８をエッチング除去して、周辺
部が厚い第１のＳｉ板３１からなる支持部と、薄い第２
のＳｉ板３３の薄膜（メンブレン）部からなり透過孔パ
ターン４０を有するマスク部とで構成されるブロックマ
スクを形成する。
温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層３８をエッチング除去して、周辺
部が厚い第１のＳｉ板３１からなる支持部と、薄い第２
のＳｉ板３３の薄膜（メンブレン）部からなり透過孔パ
ターン４０を有するマスク部とで構成されるブロックマ
スクを形成する。
【００１６】ここで、第１のＳｉ板３１と第２のＳｉＯ
2 層３２と第２のＳｉ板３３とからなる貼り合わせウェ
ハを用いるのは、支持部の第１のＳｉ板３１をエッチン
グして第２のＳｉ板３３の薄膜部を残す工程において、
この第１のＳｉＯ2 層３２をエッチング停止層として用
い、薄膜部の厚さを精度よく制御するためである。
2 層３２と第２のＳｉ板３３とからなる貼り合わせウェ
ハを用いるのは、支持部の第１のＳｉ板３１をエッチン
グして第２のＳｉ板３３の薄膜部を残す工程において、
この第１のＳｉＯ2 層３２をエッチング停止層として用
い、薄膜部の厚さを精度よく制御するためである。
【００１７】この方法において、透過孔パターンエッチ
ング用マスク層の満たすべき条件として以下の２つが挙
げられる。 （１）塩素系あるいは臭素系のガスによるエッチングに
おいてＳｉとの選択比が充分大きいこと。 （２）かつ、量産化した場合に、薄膜部である厚さ（１
０〜２０μｍ）の第２のＳｉ板３３をエッチングするた
めに必要な厚さの層を成長する速度が充分に速いことで
ある。 以上の２つの条件を一応満たしているものとしては、現
在のところＰＳＧ層または低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層（共
に層厚１μｍ程度）が挙げられる。
ング用マスク層の満たすべき条件として以下の２つが挙
げられる。 （１）塩素系あるいは臭素系のガスによるエッチングに
おいてＳｉとの選択比が充分大きいこと。 （２）かつ、量産化した場合に、薄膜部である厚さ（１
０〜２０μｍ）の第２のＳｉ板３３をエッチングするた
めに必要な厚さの層を成長する速度が充分に速いことで
ある。 以上の２つの条件を一応満たしているものとしては、現
在のところＰＳＧ層または低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層（共
に層厚１μｍ程度）が挙げられる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来の
ブロックマスクの製造方法において、支持部となる第１
のＳｉ板３１をエッチングして第２のＳｉ板３３からな
る薄膜部を形成した後に、強度が減少している薄膜部上
に透過孔パターンエッチング用のマスク層を形成する
際、このマスク層がＰＳＧ層である場合は〜４００℃程
度、低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層である場合は〜２５０℃程
度に加熱されるため、その熱ストレスによって第２のＳ
ｉ板３３が割れてしまう事態が現実に多発する問題があ
った。したがって、本発明は、透過孔パターンエッチン
グ用のマスク層を形成するときの熱ストレスによっても
脆弱な薄膜部が割れることがない荷電粒子線露光用透過
マスクの製造方法を提供することを目的とする。
ブロックマスクの製造方法において、支持部となる第１
のＳｉ板３１をエッチングして第２のＳｉ板３３からな
る薄膜部を形成した後に、強度が減少している薄膜部上
に透過孔パターンエッチング用のマスク層を形成する
際、このマスク層がＰＳＧ層である場合は〜４００℃程
度、低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層である場合は〜２５０℃程
度に加熱されるため、その熱ストレスによって第２のＳ
ｉ板３３が割れてしまう事態が現実に多発する問題があ
った。したがって、本発明は、透過孔パターンエッチン
グ用のマスク層を形成するときの熱ストレスによっても
脆弱な薄膜部が割れることがない荷電粒子線露光用透過
マスクの製造方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる透過マス
クの製造方法においては、支持基板に貼り合わせ構造に
よって支持された薄膜部となる材料の上に、第１のエッ
チングマスク層を形成する工程と、該第１のエッチング
マスク層上と該支持基板の表面全体に第２のエッチング
マスク層を形成する工程と、該第２のエッチングマスク
層の該支持基板の裏面側に形成された開口を通して該支
持基板をエッチング除去して薄膜部を残す工程と、該第
２のエッチングマスク層を除去する工程と、該第１のエ
ッチングマスク層に形成された開口を通して薄膜部をエ
ッチングして透過孔パターンを形成する工程を採用し
た。
クの製造方法においては、支持基板に貼り合わせ構造に
よって支持された薄膜部となる材料の上に、第１のエッ
チングマスク層を形成する工程と、該第１のエッチング
マスク層上と該支持基板の表面全体に第２のエッチング
マスク層を形成する工程と、該第２のエッチングマスク
層の該支持基板の裏面側に形成された開口を通して該支
持基板をエッチング除去して薄膜部を残す工程と、該第
２のエッチングマスク層を除去する工程と、該第１のエ
ッチングマスク層に形成された開口を通して薄膜部をエ
ッチングして透過孔パターンを形成する工程を採用し
た。
【００２０】この場合、支持基板を選択的にエッチング
除去して薄膜部を残す工程で用いる第１のエッチングマ
スク層としてＳｉ3 Ｎ4 層を採用した。
除去して薄膜部を残す工程で用いる第１のエッチングマ
スク層としてＳｉ3 Ｎ4 層を採用した。
【００２１】またこの場合、支持基板を選択的にエッチ
ング除去して形成された薄膜部に透過孔パターンを形成
する工程で用いる第１のエッチングマスク層としてＣＶ
Ｄ−ＳｉＯ2 層または熱酸化ＳｉＯ2 層を採用した。
ング除去して形成された薄膜部に透過孔パターンを形成
する工程で用いる第１のエッチングマスク層としてＣＶ
Ｄ−ＳｉＯ2 層または熱酸化ＳｉＯ2 層を採用した。
【００２２】そしてまた、この場合、薄膜部となるＳｉ
板と支持基板となるＳｉ板を絶縁層を介して貼り合わせ
た構造をもつウェハを採用した。
板と支持基板となるＳｉ板を絶縁層を介して貼り合わせ
た構造をもつウェハを採用した。
【００２３】
【作用】本発明のように、透過孔パターンエッチング用
のマスク層（第１のエッチングマスク層）を、ブロック
マスク製造工程の初期に形成すると、薄膜部となる第２
のＳｉ板が、支持体となる厚い第１のＳｉ板上に支持さ
れていて強度が充分ある時点で透過孔パターンエッチン
グ用のマスク層が形成されるため、熱ストレスに対する
強度が充分に大きく薄膜部の割れを防ぐことができる。
のマスク層（第１のエッチングマスク層）を、ブロック
マスク製造工程の初期に形成すると、薄膜部となる第２
のＳｉ板が、支持体となる厚い第１のＳｉ板上に支持さ
れていて強度が充分ある時点で透過孔パターンエッチン
グ用のマスク層が形成されるため、熱ストレスに対する
強度が充分に大きく薄膜部の割れを防ぐことができる。
【００２４】ただし、この場合考慮すべきことは、当然
のことながら、第１のＳｉ板の裏面側をＫＯＨによって
エッチングして薄膜部を残す工程で使用したマスク層を
除去する工程で、透過孔パターンエッチング用マスク層
が除去されることなく残されなくてはならないという点
である。すなわち、透過孔パターンエッチング用マスク
層の材料は、第１のＳｉ板の裏面をＫＯＨエッチングに
よって除去するためのマスク層に比較してエッチング選
択比が充分とれる材質であることが必要である。
のことながら、第１のＳｉ板の裏面側をＫＯＨによって
エッチングして薄膜部を残す工程で使用したマスク層を
除去する工程で、透過孔パターンエッチング用マスク層
が除去されることなく残されなくてはならないという点
である。すなわち、透過孔パターンエッチング用マスク
層の材料は、第１のＳｉ板の裏面をＫＯＨエッチングに
よって除去するためのマスク層に比較してエッチング選
択比が充分とれる材質であることが必要である。
【００２５】この点から考えると、従来の製造方法で用
いられるマスク材料の組合せでは実現不可能である。す
なわち、従来技術と同じくＫＯＨエッチング用マスク層
の下層にＳｉＯ2 層を用い、透過孔パターンエッチング
用マスク層にＰＳＧまたは低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層を用
いると、このＫＯＨエッチング用マスク層の下層のＳｉ
Ｏ2 層を除去するためにフッ酸処理を行うと、透過孔パ
ターンエッチング用マスク層のＰＳＧ層や低温ＣＶＤ−
ＳｉＯ2 層も同時に除去されてしまう。
いられるマスク材料の組合せでは実現不可能である。す
なわち、従来技術と同じくＫＯＨエッチング用マスク層
の下層にＳｉＯ2 層を用い、透過孔パターンエッチング
用マスク層にＰＳＧまたは低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層を用
いると、このＫＯＨエッチング用マスク層の下層のＳｉ
Ｏ2 層を除去するためにフッ酸処理を行うと、透過孔パ
ターンエッチング用マスク層のＰＳＧ層や低温ＣＶＤ−
ＳｉＯ2 層も同時に除去されてしまう。
【００２６】この問題を解決するためには、ＫＯＨエッ
チング用マスク層の材質、または透過孔エッチング用マ
スク層の材質のいずれかを変えてエッチング選択比が充
分とれるようにする必要がある。
チング用マスク層の材質、または透過孔エッチング用マ
スク層の材質のいずれかを変えてエッチング選択比が充
分とれるようにする必要がある。
【００２７】図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明の製造方法
の概略説明図である。この図において、１は第１のＳｉ
板、２は第１のＳｉＯ2 層、３は第２のＳｉ板、４は低
温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層、５はＳｉ3 Ｎ4 層、６，８は開
口、７は凹部、９は透過孔パターンである。その本発明
の製造工程を概略的に説明する。
の概略説明図である。この図において、１は第１のＳｉ
板、２は第１のＳｉＯ2 層、３は第２のＳｉ板、４は低
温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層、５はＳｉ3 Ｎ4 層、６，８は開
口、７は凹部、９は透過孔パターンである。その本発明
の製造工程を概略的に説明する。
【００２８】第１のＳｉ板１と第２のＳｉ板３を第１の
ＳｉＯ2 層２を介して貼り合わせ、第２のＳｉ板３を研
磨して薄膜部の厚さにし、第２のＳｉ板３の上に透過孔
パターンエッチング用マスク層になる低温ＣＶＤ−Ｓｉ
Ｏ2 層４を形成し、全体にＫＯＨエッチング用マスク層
になるＳｉ3 Ｎ4 層５を形成する。そして、このＳｉ3
Ｎ4 層５の第１のＳｉ板１の裏面側に開口６を形成し、
この開口６を有するＳｉ3 Ｎ4 層５をマスクにし、第１
のＳｉＯ2 層２をエッチング停止層として第１のＳｉ板
１の裏面側をＫＯＨエッチングで除去して凹部７を形成
する（以上図１（Ａ）参照）。
ＳｉＯ2 層２を介して貼り合わせ、第２のＳｉ板３を研
磨して薄膜部の厚さにし、第２のＳｉ板３の上に透過孔
パターンエッチング用マスク層になる低温ＣＶＤ−Ｓｉ
Ｏ2 層４を形成し、全体にＫＯＨエッチング用マスク層
になるＳｉ3 Ｎ4 層５を形成する。そして、このＳｉ3
Ｎ4 層５の第１のＳｉ板１の裏面側に開口６を形成し、
この開口６を有するＳｉ3 Ｎ4 層５をマスクにし、第１
のＳｉＯ2 層２をエッチング停止層として第１のＳｉ板
１の裏面側をＫＯＨエッチングで除去して凹部７を形成
する（以上図１（Ａ）参照）。
【００２９】次いで、ＫＯＨエッチング用マスク層とし
て使用したＳｉ3 Ｎ4 層５を除去し、第２のＳｉ板３の
上の低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層４に透過孔パターン９を形
成するための開口８を形成し、この開口８を通して第２
のＳｉ板３をエッチングし透過孔パターン９を形成する
（図１（Ｂ）参照）。
て使用したＳｉ3 Ｎ4 層５を除去し、第２のＳｉ板３の
上の低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層４に透過孔パターン９を形
成するための開口８を形成し、この開口８を通して第２
のＳｉ板３をエッチングし透過孔パターン９を形成する
（図１（Ｂ）参照）。
【００３０】ついで、透過孔パターンエッチング用マス
ク層として用いた低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層４と凹部７に
露出している第１のＳｉＯ2 層２を除去してブロックマ
スクを形成する。
ク層として用いた低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層４と凹部７に
露出している第１のＳｉＯ2 層２を除去してブロックマ
スクを形成する。
【００３１】上記本発明の製造方法においては、従来技
術において透過孔パターンエッチング用マスク層を形成
する時に発生していた薄膜部の割れを完全に防止するこ
とができる。また、この製造手順を採用することによ
り、薄膜部を作成した後の工程が１工程減少することに
なり、基板処理等に起因する薄膜部の破損が大幅に減少
することが期待できる。
術において透過孔パターンエッチング用マスク層を形成
する時に発生していた薄膜部の割れを完全に防止するこ
とができる。また、この製造手順を採用することによ
り、薄膜部を作成した後の工程が１工程減少することに
なり、基板処理等に起因する薄膜部の破損が大幅に減少
することが期待できる。
【００３２】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 （第１実施例）図２（Ａ）〜（Ｅ）、および図３（Ｆ）
〜（Ｉ）は、第１実施例の製造工程説明図である。この
図において、１は第１のＳｉ板、２は第１のＳｉＯ
2 層、３は第２のＳｉ板、４は低温ＣＶＤ−ＳｉＯ
2 層、５はＳｉ3 Ｎ4 層、６，８は開口、７は凹部、９
は透過孔パターンである。その本発明の第１実施例の製
造工程を説明する。
〜（Ｉ）は、第１実施例の製造工程説明図である。この
図において、１は第１のＳｉ板、２は第１のＳｉＯ
2 層、３は第２のＳｉ板、４は低温ＣＶＤ−ＳｉＯ
2 層、５はＳｉ3 Ｎ4 層、６，８は開口、７は凹部、９
は透過孔パターンである。その本発明の第１実施例の製
造工程を説明する。
【００３３】第１工程（図２（Ａ）参照） 厚さ５００μｍ程度の第１のＳｉ板１と第２のＳｉ板３
を第１のＳｉＯ2 層２を介して貼り合わせ、第２のＳｉ
板３を研磨して薄膜部の厚さにする。
を第１のＳｉＯ2 層２を介して貼り合わせ、第２のＳｉ
板３を研磨して薄膜部の厚さにする。
【００３４】第２工程（図２（Ｂ）参照） 第２のＳｉ板３の上に透過孔パターンエッチング用マス
ク層になる低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層（第１のエッチング
マスク層）４を形成する。
ク層になる低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層（第１のエッチング
マスク層）４を形成する。
【００３５】第３工程（図２（Ｃ）参照） 低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層４の上を含む全体にＫＯＨエッ
チング用マスク層（第２のエッチングマスク層）になる
Ｓｉ3 Ｎ4 層５を形成する。
チング用マスク層（第２のエッチングマスク層）になる
Ｓｉ3 Ｎ4 層５を形成する。
【００３６】第４工程（図２（Ｄ）参照） ＫＯＨエッチング用マスク層になるＳｉ3 Ｎ4 層５の第
１のＳｉ板１の裏面側に開口６を形成する。
１のＳｉ板１の裏面側に開口６を形成する。
【００３７】第５工程（図２（Ｅ）参照） この開口６を有するＳｉ3 Ｎ4 層５をマスクにし、第１
のＳｉＯ2 層２をエッチング停止層として第１のＳｉ板
１の裏面側をＫＯＨエッチングで除去して凹部７を形成
する。
のＳｉＯ2 層２をエッチング停止層として第１のＳｉ板
１の裏面側をＫＯＨエッチングで除去して凹部７を形成
する。
【００３８】第６工程（図３（Ｆ）参照） ＫＯＨエッチング用マスク層として使用したＳｉ3 Ｎ4
層５をエッチングによって除去する。このエッチングに
よって透過孔パターンエッチング用マスクになる低温Ｃ
ＶＤ−ＳｉＯ2 層４は除去されたり、損傷を受けること
はない。
層５をエッチングによって除去する。このエッチングに
よって透過孔パターンエッチング用マスクになる低温Ｃ
ＶＤ−ＳｉＯ2 層４は除去されたり、損傷を受けること
はない。
【００３９】第７工程（図３（Ｇ）参照） 第２のＳｉ板３の上の、透過孔パターンエッチング用マ
スク層である低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層４にフォトリソグ
ラフィー技術または電子線リソグラフィー技術等を適用
して露光用の透過孔パターン９を形成するための開口８
を形成する。
スク層である低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層４にフォトリソグ
ラフィー技術または電子線リソグラフィー技術等を適用
して露光用の透過孔パターン９を形成するための開口８
を形成する。
【００４０】第８工程（図３（Ｈ）参照） 低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層４の開口８を通して第２のＳｉ
板３をエッチングし透過孔パターン９を形成する。
板３をエッチングし透過孔パターン９を形成する。
【００４１】第９工程（図３（Ｉ）参照） 透過孔パターンエッチング用マスク層として用いた低温
ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層４と凹部７に露出している第１のＳ
ｉＯ2 層２を除去して、周辺部が厚い第１のＳｉ板１か
らなる支持部と、薄い第２のＳｉ板３の薄膜部に透過孔
パターン９を有するマスク部とによって構成されるブロ
ックマスクを形成する。
ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層４と凹部７に露出している第１のＳ
ｉＯ2 層２を除去して、周辺部が厚い第１のＳｉ板１か
らなる支持部と、薄い第２のＳｉ板３の薄膜部に透過孔
パターン９を有するマスク部とによって構成されるブロ
ックマスクを形成する。
【００４２】この実施例においては、ＫＯＨエッチング
用マスク層としてＳｉ3 Ｎ4 層を用いているが、この層
の有効性は実験によって確認されている。また、低温Ｃ
ＶＤ−ＳｉＯ2 層の厚さは１μｍ程度必要であるが、そ
の成長速度は充分速く工程上の問題もなく、また、Ｓｉ
3 Ｎ4 層を除去するためのリン酸ボイルに対する耐性も
ある。
用マスク層としてＳｉ3 Ｎ4 層を用いているが、この層
の有効性は実験によって確認されている。また、低温Ｃ
ＶＤ−ＳｉＯ2 層の厚さは１μｍ程度必要であるが、そ
の成長速度は充分速く工程上の問題もなく、また、Ｓｉ
3 Ｎ4 層を除去するためのリン酸ボイルに対する耐性も
ある。
【００４３】上記のようにＫＯＨエッチング用マスク層
の材料を選択するのとは逆に、透過孔パターンエッチン
グ用マスク層の材料を変更することも考えられる。例え
ば熱酸化ＳｉＯ2 層や高温（４５０℃程度）ＣＶＤ−Ｓ
ｉＯ2 層は１μｍという厚い層を形成するのにやや長時
間を要するが、第８工程（図３（Ｈ））のエッチングに
対する耐性はＰＳＧ層や低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層より優
れている。また、ＳＯＧは、有機質を含むために透過孔
パターンエッチングを行う時にどのような影響を及ぼす
か確認するにいたっていないが、先に示した２条件を満
たしている。
の材料を選択するのとは逆に、透過孔パターンエッチン
グ用マスク層の材料を変更することも考えられる。例え
ば熱酸化ＳｉＯ2 層や高温（４５０℃程度）ＣＶＤ−Ｓ
ｉＯ2 層は１μｍという厚い層を形成するのにやや長時
間を要するが、第８工程（図３（Ｈ））のエッチングに
対する耐性はＰＳＧ層や低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層より優
れている。また、ＳＯＧは、有機質を含むために透過孔
パターンエッチングを行う時にどのような影響を及ぼす
か確認するにいたっていないが、先に示した２条件を満
たしている。
【００４４】上記第１実施例のブロックマスクの製造方
法においては、透過孔パターンエッチング用のマスク層
の材料として低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層を用いており、ま
た、ＰＳＧ層を用いることを予定している。しかし、透
過孔パターンエッチング用のマスク層にＰＳＧを用いた
場合、ＫＯＨ等による湿式エッチングの条件によって
は、Ｓｉ板の裏面側を除去して薄膜部を形成する工程に
おいて下記の現象が生じることが分かった。
法においては、透過孔パターンエッチング用のマスク層
の材料として低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層を用いており、ま
た、ＰＳＧ層を用いることを予定している。しかし、透
過孔パターンエッチング用のマスク層にＰＳＧを用いた
場合、ＫＯＨ等による湿式エッチングの条件によって
は、Ｓｉ板の裏面側を除去して薄膜部を形成する工程に
おいて下記の現象が生じることが分かった。
【００４５】１．薄膜部である第２のＳｉ板の表面に数
μｍ程度の段差あるいは溝が存在すると、その部分でＫ
ＯＨエッチング用マスク層が不連続になりやすく、この
部分からエッチング液が浸入して透過孔パターンエッチ
ング用のマスク層に目的外のエッチング溝あるいは孔が
生じてしまう。
μｍ程度の段差あるいは溝が存在すると、その部分でＫ
ＯＨエッチング用マスク層が不連続になりやすく、この
部分からエッチング液が浸入して透過孔パターンエッチ
ング用のマスク層に目的外のエッチング溝あるいは孔が
生じてしまう。
【００４６】２．第１のＳｉ板および第２のＳｉ板の側
面（エッジ）においても、その部分でＫＯＨエッチング
用マスク層が不連続になりやすく、この部分がＫＯＨエ
ッチングによってエッジが侵食される。
面（エッジ）においても、その部分でＫＯＨエッチング
用マスク層が不連続になりやすく、この部分がＫＯＨエ
ッチングによってエッジが侵食される。
【００４７】３．段差等の有無に関わりなく、第１のＳ
ｉ板のエッチング過程で、ＫＯＨエッチング用マスク層
の表面から第２のＳｉ板の表面まで達する貫通孔が全面
にわたって発生することがあり、この部分からエッチン
グ液が浸入して第２のＳｉ板に目的外の小孔（直径１０
０μｍ程度）が多数生じる。
ｉ板のエッチング過程で、ＫＯＨエッチング用マスク層
の表面から第２のＳｉ板の表面まで達する貫通孔が全面
にわたって発生することがあり、この部分からエッチン
グ液が浸入して第２のＳｉ板に目的外の小孔（直径１０
０μｍ程度）が多数生じる。
【００４８】このような現象が生じると、ブロックマス
クの強度を著しく低下させるばかりでなく、薄膜部に目
的外の貫通孔を形成するため、荷電粒子線露光用透過マ
スクとしては使用不能な状態になる。
クの強度を著しく低下させるばかりでなく、薄膜部に目
的外の貫通孔を形成するため、荷電粒子線露光用透過マ
スクとしては使用不能な状態になる。
【００４９】本発明者らは、実験を重ねた結果、次に説
明する第２実施例、第３実施例のように、透過孔パター
ンエッチング用のマスク層の材料として、約４５０℃で
成長した高温ＣＶＤ−ＳｉＯ２層、または、熱酸化Ｓｉ
Ｏ２層を採用すると、前記の問題を生じないことを発見
した。
明する第２実施例、第３実施例のように、透過孔パター
ンエッチング用のマスク層の材料として、約４５０℃で
成長した高温ＣＶＤ−ＳｉＯ２層、または、熱酸化Ｓｉ
Ｏ２層を採用すると、前記の問題を生じないことを発見
した。
【００５０】（第２実施例）図４は、第２実施例の製造
工程説明図である。この図において、１１は第１のＳｉ
板、１２はエッチング停止層、１３は第２のＳｉ板、１
４は高温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層、１５はＳｉ3 Ｎ4 層であ
る。この実施例は透過孔パターンエッチング用マスク層
として高温ＣＶＤ−ＳｉＯ 2 層を用いた例であり、図に
示した状態は、第１実施例の第３工程（図２（Ｃ）参
照）が終了した段階に相当する。
工程説明図である。この図において、１１は第１のＳｉ
板、１２はエッチング停止層、１３は第２のＳｉ板、１
４は高温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層、１５はＳｉ3 Ｎ4 層であ
る。この実施例は透過孔パターンエッチング用マスク層
として高温ＣＶＤ−ＳｉＯ 2 層を用いた例であり、図に
示した状態は、第１実施例の第３工程（図２（Ｃ）参
照）が終了した段階に相当する。
【００５１】この実施例においては、第１のＳｉ板１１
と第２のＳｉ板１３を、エッチング停止層１２として機
能するＳｉＯ2 層を介して貼り合わせたＳＯＩ基板の上
に、高温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層１４を形成し、その上の全
面にＳｉ3 Ｎ4 層１５を形成している。
と第２のＳｉ板１３を、エッチング停止層１２として機
能するＳｉＯ2 層を介して貼り合わせたＳＯＩ基板の上
に、高温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層１４を形成し、その上の全
面にＳｉ3 Ｎ4 層１５を形成している。
【００５２】この後、ＫＯＨエッチング用マスク層であ
るＳｉ3 Ｎ4 層１５の第１のＳｉ板１１の裏面側に開口
を形成し、この開口を通してエッチング停止層１２まで
第１のＳｉ板１１の裏面側をエッチングして薄膜部を形
成し、このＳｉ3 Ｎ4 層１５を除去した後に、高温ＣＶ
Ｄ−ＳｉＯ2 層１４にフォトリソグラフィー技術を適用
して透過孔パターンを形成するための開口を形成し、こ
の開口を通して第２のＳｉ板１３の薄膜部をエッチング
し透過孔パターンを形成する。
るＳｉ3 Ｎ4 層１５の第１のＳｉ板１１の裏面側に開口
を形成し、この開口を通してエッチング停止層１２まで
第１のＳｉ板１１の裏面側をエッチングして薄膜部を形
成し、このＳｉ3 Ｎ4 層１５を除去した後に、高温ＣＶ
Ｄ−ＳｉＯ2 層１４にフォトリソグラフィー技術を適用
して透過孔パターンを形成するための開口を形成し、こ
の開口を通して第２のＳｉ板１３の薄膜部をエッチング
し透過孔パターンを形成する。
【００５３】そして、この透過孔パターンエッチング用
マスク層とＳＯＩ基板のエッチング停止層１２として機
能したＳｉＯ2 層を除去して、周辺部が厚い第１のＳｉ
板１１からなる支持部と、薄い第２のＳｉ板１３からな
る薄膜部に透過孔パターンを有するマスク部とによって
構成されるブロックマスクを完成する。
マスク層とＳＯＩ基板のエッチング停止層１２として機
能したＳｉＯ2 層を除去して、周辺部が厚い第１のＳｉ
板１１からなる支持部と、薄い第２のＳｉ板１３からな
る薄膜部に透過孔パターンを有するマスク部とによって
構成されるブロックマスクを完成する。
【００５４】（第３実施例）図５は、第３実施例の製造
工程説明図である。この図において、２１は第１のＳｉ
板、２２はエッチング停止層、２３は第２のＳｉ板、２
４は熱酸化ＳｉＯ2 層、２５はＳｉ3 Ｎ4 層である。こ
の実施例は透過孔パターンエッチング用マスク層として
熱酸化ＳｉＯ2 層を用いた例であり、この図に示した状
態は、第１実施例の第３工程（図２（Ｃ）参照）が終了
した段階に相当する。
工程説明図である。この図において、２１は第１のＳｉ
板、２２はエッチング停止層、２３は第２のＳｉ板、２
４は熱酸化ＳｉＯ2 層、２５はＳｉ3 Ｎ4 層である。こ
の実施例は透過孔パターンエッチング用マスク層として
熱酸化ＳｉＯ2 層を用いた例であり、この図に示した状
態は、第１実施例の第３工程（図２（Ｃ）参照）が終了
した段階に相当する。
【００５５】この実施例においては、第１のＳｉ板２１
と第２のＳｉ板２３を、エッチング停止層２２として機
能するＳｉＯ2 層を介して貼り合わせたＳＯＩ基板の上
に、熱酸化ＳｉＯ2 層２４を形成し、その上の全面にＳ
ｉ3 Ｎ4 層２５を形成している。
と第２のＳｉ板２３を、エッチング停止層２２として機
能するＳｉＯ2 層を介して貼り合わせたＳＯＩ基板の上
に、熱酸化ＳｉＯ2 層２４を形成し、その上の全面にＳ
ｉ3 Ｎ4 層２５を形成している。
【００５６】この後、ＫＯＨエッチング用マスク層であ
るＳｉ3 Ｎ4 層２５の第１のＳｉ板２１の裏面側に開口
を形成し、この開口を通して第１のＳｉ板２１の裏面側
をエッチング停止層２２までエッチングして薄膜部を形
成し、このＳｉ3 Ｎ4 層２５を除去した後に、熱酸化Ｓ
ｉＯ2 層２４にフォトリソグラフィー技術を適用して透
過孔パターンを形成するための開口を形成し、この開口
を通して第２のＳｉ板２３の薄膜部をエッチングし透過
孔パターンを形成する。
るＳｉ3 Ｎ4 層２５の第１のＳｉ板２１の裏面側に開口
を形成し、この開口を通して第１のＳｉ板２１の裏面側
をエッチング停止層２２までエッチングして薄膜部を形
成し、このＳｉ3 Ｎ4 層２５を除去した後に、熱酸化Ｓ
ｉＯ2 層２４にフォトリソグラフィー技術を適用して透
過孔パターンを形成するための開口を形成し、この開口
を通して第２のＳｉ板２３の薄膜部をエッチングし透過
孔パターンを形成する。
【００５７】そして、この透過孔パターンエッチング用
マスク層とＳＯＩ基板のエッチング停止層２２として機
能したＳｉＯ2 層を除去してブロックマスクを完成す
る。
マスク層とＳＯＩ基板のエッチング停止層２２として機
能したＳｉＯ2 層を除去してブロックマスクを完成す
る。
【００５８】この第２実施例，第３実施例の製造方法に
よると、ＫＯＨ等の湿式エッチングによる基板の薄膜化
工程において、ＰＳＧを用いた場合に生じる可能性があ
った基板表面の段差部分での目的外のエッチング溝ある
いは孔の発生を回避することができ、また、段差等の有
無に関わりなく基板表面において、エッチングの過程で
発生する可能性があった小孔の発生も回避あるいは実用
上問題ない程度にまで抑制することができる。
よると、ＫＯＨ等の湿式エッチングによる基板の薄膜化
工程において、ＰＳＧを用いた場合に生じる可能性があ
った基板表面の段差部分での目的外のエッチング溝ある
いは孔の発生を回避することができ、また、段差等の有
無に関わりなく基板表面において、エッチングの過程で
発生する可能性があった小孔の発生も回避あるいは実用
上問題ない程度にまで抑制することができる。
【００５９】
【発明の効果】本発明による荷電粒子線露光用透過マス
ク製造方法によると、薄膜化処理を行う際のマスク基板
（ウェハ）の破損を大幅に低減することができ、マスク
の製造歩留りを飛躍的に向上させることができ、マスク
の安定な生産に寄与し、ＫＯＨエッチング用マスクを１
層にすることによって工程数を削減し、製造コストの低
減に寄与することもできる。
ク製造方法によると、薄膜化処理を行う際のマスク基板
（ウェハ）の破損を大幅に低減することができ、マスク
の製造歩留りを飛躍的に向上させることができ、マスク
の安定な生産に寄与し、ＫＯＨエッチング用マスクを１
層にすることによって工程数を削減し、製造コストの低
減に寄与することもできる。
【図１】（Ａ），（Ｂ）は本発明の製造方法の概略説明
図である。
図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｅ）は第１実施例の製造工程説明図
（１）である。
（１）である。
【図３】（Ｆ）〜（Ｉ）は第１実施例の製造工程説明図
（２）である。
（２）である。
【図４】第２実施例の製造工程説明図である。
【図５】第３実施例の製造工程説明図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｅ）は従来のブロックマスクの製造
工程説明図（１）である。
工程説明図（１）である。
【図７】（Ｆ）〜（Ｉ）は従来のブロックマスクの製造
工程説明図（２）である。
工程説明図（２）である。
１ 第１のＳｉ板 ２ 第１のＳｉＯ2 層 ３ 第２のＳｉ板 ４ 低温ＣＶＤ−ＳｉＯ2 層 ５ Ｓｉ3 Ｎ4 層 ６，８ 開口 ７ 凹部 ９ 透過孔パターン
Claims (5)
- 【請求項１】 支持基板に貼り合わせ構造によって支持
された薄膜部となる材料の上に、第１のエッチングマス
ク層を形成する工程と、該第１のエッチングマスク層上
と該支持基板の表面全体に第２のエッチングマスク層を
形成する工程と、該第２のエッチングマスク層の該支持
基板の裏面側に形成された開口を通して該支持基板をエ
ッチング除去して薄膜部を残す工程と、該第２のエッチ
ングマスク層を除去する工程と、該第１のエッチングマ
スク層に形成された開口を通して薄膜部をエッチングし
て透過孔パターンを形成する工程を含むことを特徴とす
る透過マスクの製造方法。 - 【請求項２】 支持基板を選択的にエッチング除去して
薄膜部を残す工程で用いる第２のエッチングマスク層が
Ｓｉ３Ｎ４層であることを特徴とする請求項１に記載の
透過マスクの製造方法。 - 【請求項３】 支持基板を選択的にエッチング除去して
形成された薄膜部に透過孔パターンを形成する工程で用
いる第１のエッチングマスク層がＣＶＤ−ＳｉＯ２層で
あることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
透過マスクの製造方法。 - 【請求項４】 支持基板を選択的にエッチング除去して
形成された薄膜部に透過孔パターンを形成する工程で用
いる第１のエッチングマスク層が熱酸化ＳｉＯ２層であ
ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の透
過マスクの製造方法。 - 【請求項５】 薄膜部となる材料がＳｉ板であって、絶
縁層を介して支持基板となるＳｉ板上に貼り合わせられ
た構造をもつことを特徴とする請求項１ないし請求項４
のいずれか１項に記載の透過マスクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4947092A JP2506019B2 (ja) | 1991-04-25 | 1992-03-06 | 透過マスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12185991 | 1991-04-25 | ||
| JP3-121859 | 1991-04-25 | ||
| JP4947092A JP2506019B2 (ja) | 1991-04-25 | 1992-03-06 | 透過マスクの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06130655A JPH06130655A (ja) | 1994-05-13 |
| JP2506019B2 true JP2506019B2 (ja) | 1996-06-12 |
Family
ID=26389872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4947092A Expired - Fee Related JP2506019B2 (ja) | 1991-04-25 | 1992-03-06 | 透過マスクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2506019B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3672715B2 (ja) * | 1997-11-26 | 2005-07-20 | Ｈｏｙａ株式会社 | マスクホルダー付き転写マスク及び転写マスク用ホルダー |
| CN1196175C (zh) | 2000-05-25 | 2005-04-06 | 凸版印刷株式会社 | 转印掩模的制造方法 |
| JP4649780B2 (ja) * | 2001-06-20 | 2011-03-16 | 凸版印刷株式会社 | ステンシルマスク、その製造方法及び露光方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1109829B (it) * | 1977-07-05 | 1985-12-23 | Ibm | Processo di fabbricazione di cercuiti integrati |
-
1992
- 1992-03-06 JP JP4947092A patent/JP2506019B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06130655A (ja) | 1994-05-13 |
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