JP2725319B2 - 荷電粒子線マスクの製造方法 - Google Patents
荷電粒子線マスクの製造方法Info
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 露光マスクの製造方法に係り，特に荷電粒子線露光マ
スクの製造方法に関し， 製造が容易でしかもパターンの寸法精度が高く且つ反
復使用に耐える信頼性の高い露光マスクの提供を目的と
し， 表面にシリコン酸化物を有する基体の表面にシリコン
基板を接合し，つづいて該シリコン基板を研磨して該シ
リコン基板をマスク形成層に加工する工程と，該マスク
形成層をパターニング・エッチングしてマスクパターン
を形成する工程と，該基体の裏面からエッチングにより
該マスクパターンを覆う領域の該基体を除去する工程と
を含むる露光マスクの製造方法により構成する。
スクの製造方法に関し， 製造が容易でしかもパターンの寸法精度が高く且つ反
復使用に耐える信頼性の高い露光マスクの提供を目的と
し， 表面にシリコン酸化物を有する基体の表面にシリコン
基板を接合し，つづいて該シリコン基板を研磨して該シ
リコン基板をマスク形成層に加工する工程と，該マスク
形成層をパターニング・エッチングしてマスクパターン
を形成する工程と，該基体の裏面からエッチングにより
該マスクパターンを覆う領域の該基体を除去する工程と
を含むる露光マスクの製造方法により構成する。
本発明は露光マスクの製造方法に係り，特に荷電粒子
線露光マスクの製造方法に関する。
線露光マスクの製造方法に関する。
近年，集積回路の高密度化に伴い，電子線による露光
やＸ線による露光等の新しい露光方法が検討され，実用
化されるようになった。
やＸ線による露光等の新しい露光方法が検討され，実用
化されるようになった。
電子線あるいはＸ線を用いるパターン形成は,1μｍ程
度あるいはそれ以下の微細なパターンを形成できるとこ
ろに大きな特徴がある。
度あるいはそれ以下の微細なパターンを形成できるとこ
ろに大きな特徴がある。
電子線露光は，そのための露光マスクとして電子線の
通過する部分に開孔を持つ透過マスクが使用される。一
方,X線露光マスクとしては，通常メンブレンと呼ばれる
Ｘ線を透過する薄層の上にＸ線吸収体となる金属をパタ
ーニングした構造のものが使用されている。
通過する部分に開孔を持つ透過マスクが使用される。一
方,X線露光マスクとしては，通常メンブレンと呼ばれる
Ｘ線を透過する薄層の上にＸ線吸収体となる金属をパタ
ーニングした構造のものが使用されている。
いずれの露光マスクにおいてもそのマスクの製造が容
易でしかもパターンの寸法精度が高く且つ反復使用に耐
える信頼性の高いものであることが要求される。
易でしかもパターンの寸法精度が高く且つ反復使用に耐
える信頼性の高いものであることが要求される。
このため，かかる要求を満たす露光マスクを開発する
必要がある。
必要がある。
第３図に従来例として従来の電子線露光マスクの例を
断面図で示す。
断面図で示す。
ガラスや半導体の基体１の上に薄層のマスク形成層21
が形成され，そのマスク形成層がパターニング・エッチ
ングされて開孔を有するマスクパターン22が形成され
る。
が形成され，そのマスク形成層がパターニング・エッチ
ングされて開孔を有するマスクパターン22が形成され
る。
ところで，マスクパターン22は厚さ，開孔のサイズと
もミクロンオーダの微細なものであるが，熱的，力学的
に充分な強度を持ち，電子線の照射に耐えうるものであ
ることが必要である。また，微細パターン転写に使用す
るため，パターンの寸法精度を維持させることも必須で
ある。
もミクロンオーダの微細なものであるが，熱的，力学的
に充分な強度を持ち，電子線の照射に耐えうるものであ
ることが必要である。また，微細パターン転写に使用す
るため，パターンの寸法精度を維持させることも必須で
ある。
従来，マスク形成層21の材料として金属が使用された
が電子線を照射すると加熱されてマスクパターン22が変
形し，パターンの寸法精度を維持できないといった問題
があった。
が電子線を照射すると加熱されてマスクパターン22が変
形し，パターンの寸法精度を維持できないといった問題
があった。
この問題を解決するためにマスクパターン22を半導体
で形成することも行われた。即ち，基体１としてシリコ
ン基板を使用し，表面にボロンイオン（B+）を打ち込み
マスク形成層21を形成し，このマスク形成層21をパター
ニングしてマスクパターン22を形成した後，選択エッチ
により基体のシリコン基板を除去しボロンイオンを打ち
込んだマスクパターンは残すようにしたものである。
で形成することも行われた。即ち，基体１としてシリコ
ン基板を使用し，表面にボロンイオン（B+）を打ち込み
マスク形成層21を形成し，このマスク形成層21をパター
ニングしてマスクパターン22を形成した後，選択エッチ
により基体のシリコン基板を除去しボロンイオンを打ち
込んだマスクパターンは残すようにしたものである。
しかし，この方法も熱的，力学的に充分な強度を持ち
厚さが均一なマスクパターンを作ることが難しく，運用
上マスクパターン22の寸法精度を維持することも難し
い。
厚さが均一なマスクパターンを作ることが難しく，運用
上マスクパターン22の寸法精度を維持することも難し
い。
さらに，基体１としてシリコン基板を使用し，マスク
パターン形成部分を50μｍ程度まで薄くし開孔を有する
マスクパターン22を形成した後，各々の開孔部にその開
孔部より少し大きい穴を堀り，開孔部の底部を５μｍ程
度に薄くし他の部分を厚くすることにより力学的強度を
得ることも提案されているが，その製造は困難であり実
現性が乏しい。
パターン形成部分を50μｍ程度まで薄くし開孔を有する
マスクパターン22を形成した後，各々の開孔部にその開
孔部より少し大きい穴を堀り，開孔部の底部を５μｍ程
度に薄くし他の部分を厚くすることにより力学的強度を
得ることも提案されているが，その製造は困難であり実
現性が乏しい。
従って，従来の露光マスクでは熱的，力学的強度及び
パターンの寸法精度の両方を満足するものがなく，実用
上，露光マスクに各種の張力を加えて寸法補正を行いな
がら運用するといった不便があり，さらに使用寿命も短
かった。
パターンの寸法精度の両方を満足するものがなく，実用
上，露光マスクに各種の張力を加えて寸法補正を行いな
がら運用するといった不便があり，さらに使用寿命も短
かった。
本発明は製造が容易で，しかも，熱的，力学的強度が
充分で反復使用に耐え且つパターンの寸法精度において
も満足できる露光マスクの製造方法を提供することを目
的とする。
充分で反復使用に耐え且つパターンの寸法精度において
も満足できる露光マスクの製造方法を提供することを目
的とする。
第１図及び第２図は本発明の実施例Ｉ及びIIを示すも
のであるが、それらの図及び図中の符号を参照しながら
上記課題を解決する手段について説明する。
のであるが、それらの図及び図中の符号を参照しながら
上記課題を解決する手段について説明する。
上記課題は、表面にシリコン酸化物を有する基体の表
面にシリコン基板を接合し、次いで該シリコン基板を研
磨して該シリコン基板をマスク形成層に加工する工程
と、該マスク形成層をパターニング・エッチングしてマ
スクパターンを形成する工程と、該基体の裏面からエッ
チングにより該マスクパターンを覆う領域の該基体を除
去する工程とを含む荷電粒子線露光マスクの製造方法に
よって解決される。
面にシリコン基板を接合し、次いで該シリコン基板を研
磨して該シリコン基板をマスク形成層に加工する工程
と、該マスク形成層をパターニング・エッチングしてマ
スクパターンを形成する工程と、該基体の裏面からエッ
チングにより該マスクパターンを覆う領域の該基体を除
去する工程とを含む荷電粒子線露光マスクの製造方法に
よって解決される。
本発明ではシリコン基板２を基体１に接合した状態で
研磨し薄くすることによりマスク形成層2123を形成す
る。通常，シリコン基板２は単結晶であり，上記のよう
に形成することにより，熱的，力学的強度を充分確保
し，しかも厚さの均一性も確保することができる。熱
的，力学的強度を充分確保しつつ，マスク形成層21の厚
さは例えば20μｍ以下にすることができ，転写パターン
の寸法精度を高めることが可能となる。
研磨し薄くすることによりマスク形成層2123を形成す
る。通常，シリコン基板２は単結晶であり，上記のよう
に形成することにより，熱的，力学的強度を充分確保
し，しかも厚さの均一性も確保することができる。熱
的，力学的強度を充分確保しつつ，マスク形成層21の厚
さは例えば20μｍ以下にすることができ，転写パターン
の寸法精度を高めることが可能となる。
以下，本発明の実施例について図を参照しながら詳細
に説明する。
に説明する。
第１図（ａ）乃至（ｅ）は実施例Ｉで，電子線露光マ
スクの製造工程を断面図により示すものである。
スクの製造工程を断面図により示すものである。
第１図（ａ）参照 基体１としてガラス材を使用する。基体１の表面は酸
化シリコンを主体とするものである。
化シリコンを主体とするものである。
第１図（ｂ）参照 基体１の表面にシリコン基板２を乗せ接合する。接合
は900℃乃至1000℃の熱処理により両者の接触面を溶着
させることにより行う。
は900℃乃至1000℃の熱処理により両者の接触面を溶着
させることにより行う。
第１図（ｃ）参照 シリコン基板２を研磨してマスク形成層21に加工す
る。このマスク形成層21のさは露光の時使用する電子線
に適した厚さを選択すればよいが，一般的には20μｍ以
下とする。それ以上厚くするとマスクパターンの厚さが
露光パターンの寸法精度に悪影響を及ぼす。
る。このマスク形成層21のさは露光の時使用する電子線
に適した厚さを選択すればよいが，一般的には20μｍ以
下とする。それ以上厚くするとマスクパターンの厚さが
露光パターンの寸法精度に悪影響を及ぼす。
第１図（ｄ）参照 全面をレジスト層（図示せず）に覆いそのレジスト層
をパターニングし，それをマスクとしてマスク形成層21
をエッチングしてシリコンのマスクパターン22を形成す
る。その後レジストの剥離する。
をパターニングし，それをマスクとしてマスク形成層21
をエッチングしてシリコンのマスクパターン22を形成す
る。その後レジストの剥離する。
第１図（ｅ）参照 基体１の裏面からマスクパターン22を覆う部分をエッ
チングにより除去する。
チングにより除去する。
このようにして，電子線の通る開孔が開けられたマス
クパターン22を有する電子線露光マスクが実現する。
クパターン22を有する電子線露光マスクが実現する。
第２図（ａ）乃至（ｅ）は電子線露光マスクの製造を
示す別の実施例IIで，その工程を断面図により示すもの
である。
示す別の実施例IIで，その工程を断面図により示すもの
である。
第２図（ａ）参照 基体１として，（100）シリコン基板11の表面を熱酸
化して酸化シリコン層12を形成したものを使用する。酸
化シリコン層12の厚さは制限はないが，通常１μｍ以下
でよい。
化して酸化シリコン層12を形成したものを使用する。酸
化シリコン層12の厚さは制限はないが，通常１μｍ以下
でよい。
第２図（ｂ）参照 基体１の表面にシリコン基板２を乗せ，酸化シリコン
層12とシリコン基板２を接触させる。
層12とシリコン基板２を接触させる。
900℃乃至1000℃の熱処理により両者の接触面を溶着
させて接合する。
させて接合する。
第２図（ｃ）参照 シリコン基板２を研磨してマスク形成層21とする。こ
のマスク形成層21の厚さは20μｍ以下とする。
のマスク形成層21の厚さは20μｍ以下とする。
第２図（ｄ）参照 全面をレジスト層（図示せず）で覆いそのレジスト層
をパターニングし，それをマスクとしてマスク形成層21
をエッチングしてシリコンのマスクパターン22を形成す
る。その後レジストを剥離する。
をパターニングし，それをマスクとしてマスク形成層21
をエッチングしてシリコンのマスクパターン22を形成す
る。その後レジストを剥離する。
第２図（ｅ）参照 基体１の裏面からマスクパターン22を覆う部分の（10
0）シリコン基板11を，例えば水酸化カリウム（KOH）を
用いた異方性エッチングエッチングにより除去する。こ
の場合（100）シリコン基板11の厚さが例えば500μm,マ
スクパターン22の領域も500μｍ角であるとすると，（1
00）シリコン基板11には約1200μｍ角の大きさのエッチ
ング窓を開けておく必要がある。水酸化カリウムによる
異方性エッチングは酸化シリコン層12で停止するので，
その後弗酸でエッチングして酸化シリコン層12を除去す
る。
0）シリコン基板11を，例えば水酸化カリウム（KOH）を
用いた異方性エッチングエッチングにより除去する。こ
の場合（100）シリコン基板11の厚さが例えば500μm,マ
スクパターン22の領域も500μｍ角であるとすると，（1
00）シリコン基板11には約1200μｍ角の大きさのエッチ
ング窓を開けておく必要がある。水酸化カリウムによる
異方性エッチングは酸化シリコン層12で停止するので，
その後弗酸でエッチングして酸化シリコン層12を除去す
る。
実施例Ｉ及びIIとも，マスクパターン22を保護するた
め，さらには電子線照射によるマスクパターンの昇温を
緩和するため，表面に例えば厚さ500Å程度のタンタル
層のような金属層を形成してもよい。
め，さらには電子線照射によるマスクパターンの昇温を
緩和するため，表面に例えば厚さ500Å程度のタンタル
層のような金属層を形成してもよい。
なお，実施例Ｉ及びIIは電子線露光マスクについて説
明したが，本発明の方法は電子線に限らず一般に荷電粒
子線の露光マスクの製造に適用できる。
明したが，本発明の方法は電子線に限らず一般に荷電粒
子線の露光マスクの製造に適用できる。
以上説明した様に，本発明によれば，製造が容易で熱
的，力学的強度が大きく，パターンの寸法精度が優れ且
つ反復使用に耐える信頼性の高い荷電粒子線露光マスク
を提供することができる。
的，力学的強度が大きく，パターンの寸法精度が優れ且
つ反復使用に耐える信頼性の高い荷電粒子線露光マスク
を提供することができる。
本発明は集積回路の高密度化に寄与するところが大き
い。
い。
第１図及び第２図は実施例Ｉ及び実施例II、第３図は従
来例である。図において， １は基体,11は（100）シリコン基板,12は酸化シリコン
層,2はシリコン基板,21はマスク形成層,22はマスクパタ
ーン,23はマスク支持体,24はボロン拡散層， を表す。
来例である。図において， １は基体,11は（100）シリコン基板,12は酸化シリコン
層,2はシリコン基板,21はマスク形成層,22はマスクパタ
ーン,23はマスク支持体,24はボロン拡散層， を表す。
Claims (1)
- 【請求項１】表面にシリコン酸化物を有する基体の表面
にシリコン基板を接合し、次いで該シリコン基板を研磨
して該シリコン基板をマスク形成層に加工する工程と、 該マスク形成層をパターニング・エッチングしてマスク
パターンを形成する工程と、 該基体の裏面からエッチングにより該マスクパターンを
覆う領域の該基体を除去する工程と を含むことを特徴とする荷電粒子線露光マスクの製造方
法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28067188A JP2725319B2 (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 荷電粒子線マスクの製造方法 |
| DE68921547T DE68921547T2 (de) | 1988-11-07 | 1989-10-27 | Herstellungsverfahren für eine Maske für lithographische Strukturierung. |
| EP89119950A EP0368089B1 (en) | 1988-11-07 | 1989-10-27 | Method of manufacturing a mask for lithographic patterning |
| KR8916091A KR940002732B1 (en) | 1988-11-07 | 1989-11-07 | Mask for lithographic patterning and manufacturing method thereof |
| US07/877,396 US5234781A (en) | 1988-11-07 | 1992-04-30 | Mask for lithographic patterning and a method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28067188A JP2725319B2 (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 荷電粒子線マスクの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02126630A JPH02126630A (ja) | 1990-05-15 |
| JP2725319B2 true JP2725319B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=17628308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28067188A Expired - Lifetime JP2725319B2 (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 荷電粒子線マスクの製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0368089B1 (ja) |
| JP (1) | JP2725319B2 (ja) |
| KR (1) | KR940002732B1 (ja) |
| DE (1) | DE68921547T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7232631B2 (en) | 2003-05-08 | 2007-06-19 | Dai Nippon Prinitng Co., Ltd. | Mask for charged particle beam exposure, and method of forming the same |
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|---|---|---|---|---|
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| FR2681855B1 (fr) * | 1991-09-27 | 1993-12-31 | Corning Inc | Procede de production de composants en optique integree par echange d'ions utilisant un masque en silicium, et procedes pour la realisation et l'elimination finale dudit masque. |
| US5326426A (en) * | 1991-11-14 | 1994-07-05 | Tam Andrew C | Undercut membrane mask for high energy photon patterning |
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| US6372391B1 (en) * | 2000-09-25 | 2002-04-16 | The University Of Houston | Template mask lithography utilizing structured beam |
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| CN115747712B (zh) * | 2022-08-25 | 2024-09-27 | 京东方科技集团股份有限公司 | 掩膜板及其制造方法 |
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|---|---|---|---|---|
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