JP2970174B2 - ステンシルマスク加工方法 - Google Patents
ステンシルマスク加工方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体デバイスの微細
加工のための電子ビームリソグラフィー技術に関するも
のであり、特に、ステンシルマスクを用いた縮小転写型
電子ビームリソグラフィーにおける、ステンシルマスク
加工方法に関するものである。
加工のための電子ビームリソグラフィー技術に関するも
のであり、特に、ステンシルマスクを用いた縮小転写型
電子ビームリソグラフィーにおける、ステンシルマスク
加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子ビームリソグラフィー技術は、レチ
クルを用いる必要がなく、かつ微細パターン形成が可能
であることから、ＬＳＩの先行開発のツールとして用い
られている。従来、広く用いられている電子ビーム描画
方法は、電界放射型または熱電子型電子銃を用いたガウ
シアンビームや可変整形ビームによって、パターンを１
つ１つ順次描画していく方法であり、いわゆる一筆書き
法と呼ばれている。すなわち、電子銃から発生した電子
ビームを集束レンズによりレジスト面上で細いビームス
ポットに集束し、さらに偏向系によってビームスポット
を位置制御することによって、レジスト上に任意の図形
を描画することができる方法である。この方法では、偏
向フィールド内部の歪と収差が電気的に補正でき、制御
技術次第で精度を高めることができるというメリットが
あり、多くの開発がなされ実用にも供されている。しか
し、一方で、この方法では、電子ビームのスポット径が
０．１〜２μｍ程度であるために、描画パターンの大き
さが小さくなるとともに、描画すべきスポット数が膨大
になり、また、偏向系の動作周波数の限界からスポット
移動速度に限界があり、描画に要する時間が非常に長く
なり、スループットが低下するという欠点がある。
クルを用いる必要がなく、かつ微細パターン形成が可能
であることから、ＬＳＩの先行開発のツールとして用い
られている。従来、広く用いられている電子ビーム描画
方法は、電界放射型または熱電子型電子銃を用いたガウ
シアンビームや可変整形ビームによって、パターンを１
つ１つ順次描画していく方法であり、いわゆる一筆書き
法と呼ばれている。すなわち、電子銃から発生した電子
ビームを集束レンズによりレジスト面上で細いビームス
ポットに集束し、さらに偏向系によってビームスポット
を位置制御することによって、レジスト上に任意の図形
を描画することができる方法である。この方法では、偏
向フィールド内部の歪と収差が電気的に補正でき、制御
技術次第で精度を高めることができるというメリットが
あり、多くの開発がなされ実用にも供されている。しか
し、一方で、この方法では、電子ビームのスポット径が
０．１〜２μｍ程度であるために、描画パターンの大き
さが小さくなるとともに、描画すべきスポット数が膨大
になり、また、偏向系の動作周波数の限界からスポット
移動速度に限界があり、描画に要する時間が非常に長く
なり、スループットが低下するという欠点がある。
【０００３】そこで、最近、これらの欠点を解決するた
めに、ＬＳＩチップのパターンを全て、一筆書きのよう
に描画するのではなく、部分的なパターンをマスクを用
いて転写を行う縮小転写方法が考え出された。すなわ
ち、ＬＳＩパターンの繰り返し領域を小領域の部分パタ
ーンに分解し、このパターンをステンシルマスクに形成
し、このマスクを用いて順次パターンを転写していく方
法である。しかし、この方法は、スループットが非常に
早くなることが予想されるが、用いるステンシルマスク
の形成が非常に困難である。例えば、現在考えられてい
るステンシルマスク加工方法の一例を（図４）に示す。
めに、ＬＳＩチップのパターンを全て、一筆書きのよう
に描画するのではなく、部分的なパターンをマスクを用
いて転写を行う縮小転写方法が考え出された。すなわ
ち、ＬＳＩパターンの繰り返し領域を小領域の部分パタ
ーンに分解し、このパターンをステンシルマスクに形成
し、このマスクを用いて順次パターンを転写していく方
法である。しかし、この方法は、スループットが非常に
早くなることが予想されるが、用いるステンシルマスク
の形成が非常に困難である。例えば、現在考えられてい
るステンシルマスク加工方法の一例を（図４）に示す。
【０００４】半導体シリコン基板１１に加速電圧５０〜
１００ＫＶ、ドーズ量１×１０20ｃｍ-2でボロンイオン
４２の注入を行い、イオン注入層４１を形成する（図４
（ａ））。この上にシリコンのエピタキシャル層４３を
形成し、さらにこのエピ層上とシリコン基板の裏面に保
護膜４４として窒化膜を堆積する（図４（ｂ））。その
後、リソグラフィー技術とドライエッチング技術を用い
て半導体シリコン基板の裏面のシリコン窒化膜を選択的
に除去し、シリコン窒化膜をマスクにして半導体シリコ
ン基板の裏面をエチレンジアミン・ピロカテコール溶液
でボロン注入層までエッチングし、保護膜をすべて除去
する（図４（ｃ））。次に、エピ層の上に、電子ビーム
リソグラフィー技術を用いてレジストパターン４５の形
成を行う（図４（ｄ））。このレジストパターン４５を
マスクとして、エピ層およびイオン注入層のエッチング
を行い、マスクパターンを形成する（図４（ｅ））。さ
らに、電子ビームによるチャージアップを防止するため
に、表面に金を蒸着することもある。
１００ＫＶ、ドーズ量１×１０20ｃｍ-2でボロンイオン
４２の注入を行い、イオン注入層４１を形成する（図４
（ａ））。この上にシリコンのエピタキシャル層４３を
形成し、さらにこのエピ層上とシリコン基板の裏面に保
護膜４４として窒化膜を堆積する（図４（ｂ））。その
後、リソグラフィー技術とドライエッチング技術を用い
て半導体シリコン基板の裏面のシリコン窒化膜を選択的
に除去し、シリコン窒化膜をマスクにして半導体シリコ
ン基板の裏面をエチレンジアミン・ピロカテコール溶液
でボロン注入層までエッチングし、保護膜をすべて除去
する（図４（ｃ））。次に、エピ層の上に、電子ビーム
リソグラフィー技術を用いてレジストパターン４５の形
成を行う（図４（ｄ））。このレジストパターン４５を
マスクとして、エピ層およびイオン注入層のエッチング
を行い、マスクパターンを形成する（図４（ｅ））。さ
らに、電子ビームによるチャージアップを防止するため
に、表面に金を蒸着することもある。
【０００５】以上のような方法により、電子ビーム縮小
転写リソグラフィーにおいて用いられるステンシルマス
クを形成することができる。しかし、この方法では、エ
ピタキシャル技術や、また、高エネルギーイオン注入技
術も必要となり、技術的にも非常に複雑で、工程も長く
かかってしまう。さらに、保護膜を堆積しなければなら
ず、また、シリコンのイオン注入層とエピ層のみで電子
ビームを遮閉するマスクとなる必要があるため、マスク
膜厚が数十μｍ以上となり、エピタキシャルによる堆積
やエッチングも容易ではない。
転写リソグラフィーにおいて用いられるステンシルマス
クを形成することができる。しかし、この方法では、エ
ピタキシャル技術や、また、高エネルギーイオン注入技
術も必要となり、技術的にも非常に複雑で、工程も長く
かかってしまう。さらに、保護膜を堆積しなければなら
ず、また、シリコンのイオン注入層とエピ層のみで電子
ビームを遮閉するマスクとなる必要があるため、マスク
膜厚が数十μｍ以上となり、エピタキシャルによる堆積
やエッチングも容易ではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、電子ビ
ーム縮小転写リソグラフィーに使用されるステンシルマ
スクにおいて、シリコン材料のみを用いると、膜厚が数
十μｍ以上必要となる。（図３）に、電子ビームの加速
電圧に対するシリコン中での電子の飛程距離を示す。通
常、電子ビームリソグラフィーで用いられる加速電圧は
２０〜５０ＫｅＶであるので、シリコン材料をマスクと
した場合、２０μｍ程度の膜厚を必要とする。数十μｍ
以上の膜厚のシリコンをエッチングするのは非常に困難
であり、またイオン注入、エピタキシャル、リソグラフ
ィー、エッチング技術等の多くの工程が必要となり、ス
テンシルマスク作成の工程が煩雑になるという欠点があ
る。
ーム縮小転写リソグラフィーに使用されるステンシルマ
スクにおいて、シリコン材料のみを用いると、膜厚が数
十μｍ以上必要となる。（図３）に、電子ビームの加速
電圧に対するシリコン中での電子の飛程距離を示す。通
常、電子ビームリソグラフィーで用いられる加速電圧は
２０〜５０ＫｅＶであるので、シリコン材料をマスクと
した場合、２０μｍ程度の膜厚を必要とする。数十μｍ
以上の膜厚のシリコンをエッチングするのは非常に困難
であり、またイオン注入、エピタキシャル、リソグラフ
ィー、エッチング技術等の多くの工程が必要となり、ス
テンシルマスク作成の工程が煩雑になるという欠点があ
る。
【０００７】そこで、シリコンマスクの表面に金属を堆
積させて、多層膜にすることによって、シリコン膜厚を
薄くすることが考えられる。（図３）には、シリコンと
同様に、タングステンや金の場合の電子の飛程も示して
ある。金はエッチングすることができないので、マスク
表面に堆積することしかできず、また、シリコン半導体
プロセスにおいては不純物として非常に扱いにくいもの
である。さらに、電子ビームがマスクに照射されること
によって、熱を発生し、マスクが変形していくが、この
時の熱膨張率は、シリコンが２．５×１０-6/degに対し
て、金は１４．２×１０-6/degであり、また熱伝導率は
シリコンが１．７cm.deg、金は３．１cm.degであり、シ
リコンマスクの表面に金を堆積することによって、マス
クがひずんでしまうことが考えられる。また、多層膜に
することによって、工程的にも複雑になる。すなわち、
ステンシルマスクとしては、膜厚ができるだけ薄く、機
械的強度があり、温度変化による寸法安定性、熱安定性
が良く、かつ、簡単なプロセスで形成できるものが望ま
れる。
積させて、多層膜にすることによって、シリコン膜厚を
薄くすることが考えられる。（図３）には、シリコンと
同様に、タングステンや金の場合の電子の飛程も示して
ある。金はエッチングすることができないので、マスク
表面に堆積することしかできず、また、シリコン半導体
プロセスにおいては不純物として非常に扱いにくいもの
である。さらに、電子ビームがマスクに照射されること
によって、熱を発生し、マスクが変形していくが、この
時の熱膨張率は、シリコンが２．５×１０-6/degに対し
て、金は１４．２×１０-6/degであり、また熱伝導率は
シリコンが１．７cm.deg、金は３．１cm.degであり、シ
リコンマスクの表面に金を堆積することによって、マス
クがひずんでしまうことが考えられる。また、多層膜に
することによって、工程的にも複雑になる。すなわち、
ステンシルマスクとしては、膜厚ができるだけ薄く、機
械的強度があり、温度変化による寸法安定性、熱安定性
が良く、かつ、簡単なプロセスで形成できるものが望ま
れる。
【０００８】本発明者らは、これらの課題を解決するた
めに、電子ビーム縮小転写リソグラフィー用ステンシル
マスク加工方法を完成した。
めに、電子ビーム縮小転写リソグラフィー用ステンシル
マスク加工方法を完成した。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のステンシルマス
ク加工方法は、半導体シリコン等の基板の裏面に無機膜
を堆積する工程と、前記無機膜上にリソグラフィー技術
を用いてレジストパターンを形成し、前記レジストパタ
ーンをマスクとして、前記無機膜をエッチングしパター
ンを転写し、前記基板の裏面を選択的に露出させ、さら
に、無機膜パターンをマスクとして、前記露出した基板
を裏面からエッチングする工程と、前記基板の表面上か
ら放電加工技術を用いて選択的に基板のエッチングを行
い、基板を貫通することによってパターンを形成する工
程とを備えて成る方法を提供するものである。
ク加工方法は、半導体シリコン等の基板の裏面に無機膜
を堆積する工程と、前記無機膜上にリソグラフィー技術
を用いてレジストパターンを形成し、前記レジストパタ
ーンをマスクとして、前記無機膜をエッチングしパター
ンを転写し、前記基板の裏面を選択的に露出させ、さら
に、無機膜パターンをマスクとして、前記露出した基板
を裏面からエッチングする工程と、前記基板の表面上か
ら放電加工技術を用いて選択的に基板のエッチングを行
い、基板を貫通することによってパターンを形成する工
程とを備えて成る方法を提供するものである。
【００１０】さらに、また、本発明は、半導体シリコン
等の基板の表面上から放電加工技術を用いて選択的に基
板のエッチングを行い、パターンを形成する工程と、前
記基板の裏面に無機膜を堆積し、前記無機膜上にリソグ
ラフィー技術を用いてレジストパターンを形成し、前記
レジストパターンをマスクとして、前記無機膜をエッチ
ングしパターンを転写し、前記基板の裏面を選択的に露
出させ、さらに、無機膜パターンをマスクとして、前記
露出した基板を裏面からエッチングし、前記基板に形成
したパターンを貫通させることによってマスクパターン
を形成する工程とを備えて成る方法を提供するものであ
る。
等の基板の表面上から放電加工技術を用いて選択的に基
板のエッチングを行い、パターンを形成する工程と、前
記基板の裏面に無機膜を堆積し、前記無機膜上にリソグ
ラフィー技術を用いてレジストパターンを形成し、前記
レジストパターンをマスクとして、前記無機膜をエッチ
ングしパターンを転写し、前記基板の裏面を選択的に露
出させ、さらに、無機膜パターンをマスクとして、前記
露出した基板を裏面からエッチングし、前記基板に形成
したパターンを貫通させることによってマスクパターン
を形成する工程とを備えて成る方法を提供するものであ
る。
【００１１】
【作用】本発明は、前記したステンシルマスク形成プロ
セスにより、容易に膜厚の薄い、熱によるひずみのおこ
らない、正確な電子ビーム縮小転写リソグラフィー用ス
テンシルマスクを形成することができる。特に、放電加
工技術を用いて加工するので、非常に簡便にマスクパタ
ーンを形成することができ、シリコン材料および、金属
材料の単体を使用することによって、熱ひずみの発生も
なく、また、金を蒸着する必要もなく、容易にステンシ
ルマスクを作成することができる。すなわち、放電加工
技術を用いることによって、機械的強度にすぐれ、か
つ、温度変化による寸法安定性、熱安定性の良いステン
シルマスクを形成することができる。さらに、シリコン
基板の裏面エッチングにおいて、裏面からのポリッシン
グを行うことによって、シリコン基板の必要な膜厚を制
御性良くコントロールすることができる。従って、本発
明を用いることによって、正確で熱安定性のすぐれた、
薄いステンシルマスク形成に有効に作用する。
セスにより、容易に膜厚の薄い、熱によるひずみのおこ
らない、正確な電子ビーム縮小転写リソグラフィー用ス
テンシルマスクを形成することができる。特に、放電加
工技術を用いて加工するので、非常に簡便にマスクパタ
ーンを形成することができ、シリコン材料および、金属
材料の単体を使用することによって、熱ひずみの発生も
なく、また、金を蒸着する必要もなく、容易にステンシ
ルマスクを作成することができる。すなわち、放電加工
技術を用いることによって、機械的強度にすぐれ、か
つ、温度変化による寸法安定性、熱安定性の良いステン
シルマスクを形成することができる。さらに、シリコン
基板の裏面エッチングにおいて、裏面からのポリッシン
グを行うことによって、シリコン基板の必要な膜厚を制
御性良くコントロールすることができる。従って、本発
明を用いることによって、正確で熱安定性のすぐれた、
薄いステンシルマスク形成に有効に作用する。
【００１２】すなわち、本発明はリソグラフィー技術を
用いずに放電加工技術を用いて、シリコン等の基板を加
工することによって、容易にシリコンにパタ−ンを形成
することができる。放電加工によってシリコンを加工す
る場合、アスペクト比１０程度のものまで可能であり、
また、パターン寸法としても４μｍ程度のものまで形成
することができる。例えば、１／２５の縮小露光の場
合、０．２μｍのレジストパターンを形成するために
は、マスクとして５μｍのパターンを作成しておけばよ
く、また、電子ビームを遮閉するための膜厚として、２
０μｍ程度の厚さであれば十分である。さらに、半導体
シリコン基板の裏面エッチングにおいて、ウエットエッ
チングのかわりに、裏面からのポリッシングを行うこと
によって、制御性良く膜厚をコントロールすることがで
きる。このようにすることによって、単体のシリコン基
板を用いることができ、熱的にもひずまないステンシル
マスクを形成することができる。さらに、放電加工技術
はタングステンやステンレス鋼のような金属にも適用す
ることができ、これらを用いてもステンシルマスクを形
成することができる。
用いずに放電加工技術を用いて、シリコン等の基板を加
工することによって、容易にシリコンにパタ−ンを形成
することができる。放電加工によってシリコンを加工す
る場合、アスペクト比１０程度のものまで可能であり、
また、パターン寸法としても４μｍ程度のものまで形成
することができる。例えば、１／２５の縮小露光の場
合、０．２μｍのレジストパターンを形成するために
は、マスクとして５μｍのパターンを作成しておけばよ
く、また、電子ビームを遮閉するための膜厚として、２
０μｍ程度の厚さであれば十分である。さらに、半導体
シリコン基板の裏面エッチングにおいて、ウエットエッ
チングのかわりに、裏面からのポリッシングを行うこと
によって、制御性良く膜厚をコントロールすることがで
きる。このようにすることによって、単体のシリコン基
板を用いることができ、熱的にもひずまないステンシル
マスクを形成することができる。さらに、放電加工技術
はタングステンやステンレス鋼のような金属にも適用す
ることができ、これらを用いてもステンシルマスクを形
成することができる。
【００１３】
【実施例】まず、本発明の概要を述べる。本発明は、シ
リコン材料、または、金属材料単体に、放電加工技術を
用いることによって、単体で熱ひずみのない、薄い実用
性の高いステンシルマスクを容易に形成することができ
るものである。放電加工によってシリコン基板に５〜１
０μｍのパターンを開口し、また、電子ビームを遮閉す
るために膜厚として望ましくは３０μｍ以下、例えば２
０〜３０μｍ程度のシリコン基板のみを残しておくだけ
でよい。この時、シリコン基板の裏面エッチングによる
シリコンの薄膜化において、裏面ポリッシングを行うこ
とによって、所望のシリコン膜厚を高精度に容易に得る
ことができる。また、単体で形成されているので、電子
ビームによる熱の影響でひずむということはない。さら
に、放電加工技術を用いるので、半導体シリコン材料以
外にも、タングステンやステンレス鋼等の金属材料にも
使用することができるので、容易に正確に電子ビーム縮
小転写リソグラフィー用ステンシルマスクとしてパター
ンを形成することができる。
リコン材料、または、金属材料単体に、放電加工技術を
用いることによって、単体で熱ひずみのない、薄い実用
性の高いステンシルマスクを容易に形成することができ
るものである。放電加工によってシリコン基板に５〜１
０μｍのパターンを開口し、また、電子ビームを遮閉す
るために膜厚として望ましくは３０μｍ以下、例えば２
０〜３０μｍ程度のシリコン基板のみを残しておくだけ
でよい。この時、シリコン基板の裏面エッチングによる
シリコンの薄膜化において、裏面ポリッシングを行うこ
とによって、所望のシリコン膜厚を高精度に容易に得る
ことができる。また、単体で形成されているので、電子
ビームによる熱の影響でひずむということはない。さら
に、放電加工技術を用いるので、半導体シリコン材料以
外にも、タングステンやステンレス鋼等の金属材料にも
使用することができるので、容易に正確に電子ビーム縮
小転写リソグラフィー用ステンシルマスクとしてパター
ンを形成することができる。
【００１４】以下本発明の一実施例のステンシルマスク
加工方法について、図面を参照しながら説明する。
加工方法について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】（図１）は本発明の実施例におけるステン
シルマスク加工方法の工程断面図を示すものである。半
導体シリコン基板１１の裏面に、無機膜１３としてシリ
コン酸化膜を３００ｎｍ厚堆積した（図１（ａ））。こ
の無機膜上にリソグラフィー技術を用いてレジストパタ
ーン１００を形成し、このレジストパターン１００をマ
スクとして、無機膜のエッチングを行い、半導体シリコ
ン基板の裏面を選択的に露出させた。さらに、このパタ
ーンをマスクとして、エチレンジアミン・ピロカテコー
ル溶液を用いて半導体シリコン基板を裏面からエッチン
グして、２０〜３０μｍ厚のシリコン基板のみを残した
（図１（ｂ））。この半導体シリコン基板の表面から、
放電加工技術を用いて、４μｍ径の放電加工用電極１２
でシリコン基板のエッチングを行い、パターン形成を行
った（図１（ｃ））。さらに、この放電加工用電極でエ
ッチングを進め、シリコン基板を貫通させ、貫通部２０
０を形成することによって、シリコン基板単体１１をそ
のままマスク材料に用いた、機械的強度のすぐれた、熱
安定性の高い、熱によるひずみのないステンシルマスク
を形成することができた（図１（ｄ））。
シルマスク加工方法の工程断面図を示すものである。半
導体シリコン基板１１の裏面に、無機膜１３としてシリ
コン酸化膜を３００ｎｍ厚堆積した（図１（ａ））。こ
の無機膜上にリソグラフィー技術を用いてレジストパタ
ーン１００を形成し、このレジストパターン１００をマ
スクとして、無機膜のエッチングを行い、半導体シリコ
ン基板の裏面を選択的に露出させた。さらに、このパタ
ーンをマスクとして、エチレンジアミン・ピロカテコー
ル溶液を用いて半導体シリコン基板を裏面からエッチン
グして、２０〜３０μｍ厚のシリコン基板のみを残した
（図１（ｂ））。この半導体シリコン基板の表面から、
放電加工技術を用いて、４μｍ径の放電加工用電極１２
でシリコン基板のエッチングを行い、パターン形成を行
った（図１（ｃ））。さらに、この放電加工用電極でエ
ッチングを進め、シリコン基板を貫通させ、貫通部２０
０を形成することによって、シリコン基板単体１１をそ
のままマスク材料に用いた、機械的強度のすぐれた、熱
安定性の高い、熱によるひずみのないステンシルマスク
を形成することができた（図１（ｄ））。
【００１６】以上のように、本実施例によれば、放電加
工技術を半導体シリコン基板単体に用いることによっ
て、ステンシルマスク加工工程を大幅に簡略化すること
ができ、電子ビームの加速電圧が５０ｋｅＶの場合で
も、熱安定性の優れた、熱によるひずみのない、実用的
な電子ビーム縮小転写リソグラフィー用ステンシルマス
クを形成することができる。なお、ここでは半導体シリ
コン基板の裏面からエチレンジアミン・ピロカテコール
溶液を用いて、エッチングを行ったが、裏面ポリッシン
グ技術を用いることによって、制御性良く膜厚をコント
ロールすることができる。さらに、放電加工技術を用い
るので、シリコン基板以外に、タングステンやステンレ
ス鋼のような金属単体を用いてステンシルマスクを形成
することができる。
工技術を半導体シリコン基板単体に用いることによっ
て、ステンシルマスク加工工程を大幅に簡略化すること
ができ、電子ビームの加速電圧が５０ｋｅＶの場合で
も、熱安定性の優れた、熱によるひずみのない、実用的
な電子ビーム縮小転写リソグラフィー用ステンシルマス
クを形成することができる。なお、ここでは半導体シリ
コン基板の裏面からエチレンジアミン・ピロカテコール
溶液を用いて、エッチングを行ったが、裏面ポリッシン
グ技術を用いることによって、制御性良く膜厚をコント
ロールすることができる。さらに、放電加工技術を用い
るので、シリコン基板以外に、タングステンやステンレ
ス鋼のような金属単体を用いてステンシルマスクを形成
することができる。
【００１７】以下本発明の第二の実施例について、図面
を参照しながら説明する。（図２）は本発明の第二の実
施例におけるステンシルマスク加工方法の工程断面図を
示すものである。半導体シリコン基板１１の表面から、
放電加工技術を用いて、４μｍ径の放電加工用電極２１
でシリコン基板のエッチングを行い、パターン形成を行
った（図２（ａ））。さらに、この放電加工用電極で２
０〜３０μｍ程度の深さのエッチングを行った。この
後、半導体シリコン基板の裏面に、無機膜２２としてシ
リコン酸化膜を３００ｎｍ厚堆積した（図２（ｂ））。
この無機膜上にリソグラフィー技術を用いてレジストパ
ターンを形成し、このレジストパターンをマスクとし
て、無機膜のエッチングを行い、半導体シリコン基板の
裏面を選択的に露出させた。さらに、このパターンをマ
スクとして、エチレンジアミン・ピロカテコール溶液を
用いて半導体シリコン基板を裏面からエッチングして、
シリコン基板に形成したパターンを貫通させることによ
って、シリコン基板単体１１をそのままマスク材料に用
いた、機械的強度のすぐれた、熱安定性の高い、熱によ
るひずみのないステンシルマスクを形成することができ
た（図２（ｃ））。
を参照しながら説明する。（図２）は本発明の第二の実
施例におけるステンシルマスク加工方法の工程断面図を
示すものである。半導体シリコン基板１１の表面から、
放電加工技術を用いて、４μｍ径の放電加工用電極２１
でシリコン基板のエッチングを行い、パターン形成を行
った（図２（ａ））。さらに、この放電加工用電極で２
０〜３０μｍ程度の深さのエッチングを行った。この
後、半導体シリコン基板の裏面に、無機膜２２としてシ
リコン酸化膜を３００ｎｍ厚堆積した（図２（ｂ））。
この無機膜上にリソグラフィー技術を用いてレジストパ
ターンを形成し、このレジストパターンをマスクとし
て、無機膜のエッチングを行い、半導体シリコン基板の
裏面を選択的に露出させた。さらに、このパターンをマ
スクとして、エチレンジアミン・ピロカテコール溶液を
用いて半導体シリコン基板を裏面からエッチングして、
シリコン基板に形成したパターンを貫通させることによ
って、シリコン基板単体１１をそのままマスク材料に用
いた、機械的強度のすぐれた、熱安定性の高い、熱によ
るひずみのないステンシルマスクを形成することができ
た（図２（ｃ））。
【００１８】以上のように、本実施例によれば、放電加
工技術を半導体シリコン基板単体に用いることによっ
て、ステンシルマスク加工工程を大幅に簡略化すること
ができ、電子ビームの加速電圧が５０ｋｅＶの場合で
も、熱安定性の優れた、熱によるひずみのない、実用的
な電子ビーム縮小転写リソグラフィー用ステンシルマス
クを形成することができる。なお、ここでは半導体シリ
コン基板の裏面からエチレンジアミン・ピロカテコール
溶液を用いて、エッチングを行ったが、裏面ポリッシン
グ技術を用いることによって、制御性良く膜厚をコント
ロールすることができる。さらに、放電加工技術を用い
るので、シリコン基板以外に、タングステンやステンレ
ス鋼のような金属単体を用いてステンシルマスクを形成
することができる。
工技術を半導体シリコン基板単体に用いることによっ
て、ステンシルマスク加工工程を大幅に簡略化すること
ができ、電子ビームの加速電圧が５０ｋｅＶの場合で
も、熱安定性の優れた、熱によるひずみのない、実用的
な電子ビーム縮小転写リソグラフィー用ステンシルマス
クを形成することができる。なお、ここでは半導体シリ
コン基板の裏面からエチレンジアミン・ピロカテコール
溶液を用いて、エッチングを行ったが、裏面ポリッシン
グ技術を用いることによって、制御性良く膜厚をコント
ロールすることができる。さらに、放電加工技術を用い
るので、シリコン基板以外に、タングステンやステンレ
ス鋼のような金属単体を用いてステンシルマスクを形成
することができる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体シリコン等の基板表面から放電加工技術を用い
て、マスクパターンを形成することによって、容易に電
子ビーム縮小転写リソグラフィー用ステンシルマスクを
作製することができる。特に、シリコン基板単体をその
まま用いることによって、機械的強度にすぐれた、熱安
定性の高い、熱によるひずみのない、正確で薄い、実用
性の高いステンシルマスクを容易に形成することができ
る。また、裏面エッチングにおいて裏面ポリッシング技
術を用いることによって、制御性良くマスク膜厚をコン
トロールすることができる。さらに、放電加工技術を用
いているので、シリコン基板以外にもタングステンやス
テンレス鋼のような金属単体を用いても、容易にマスク
パターンを形成することができ、電子ビーム縮小転写リ
ソグラフィー用ステンシルマスクとして有効に作用し、
超高密度集積回路の製造に大きく寄与することができ
る。
半導体シリコン等の基板表面から放電加工技術を用い
て、マスクパターンを形成することによって、容易に電
子ビーム縮小転写リソグラフィー用ステンシルマスクを
作製することができる。特に、シリコン基板単体をその
まま用いることによって、機械的強度にすぐれた、熱安
定性の高い、熱によるひずみのない、正確で薄い、実用
性の高いステンシルマスクを容易に形成することができ
る。また、裏面エッチングにおいて裏面ポリッシング技
術を用いることによって、制御性良くマスク膜厚をコン
トロールすることができる。さらに、放電加工技術を用
いているので、シリコン基板以外にもタングステンやス
テンレス鋼のような金属単体を用いても、容易にマスク
パターンを形成することができ、電子ビーム縮小転写リ
ソグラフィー用ステンシルマスクとして有効に作用し、
超高密度集積回路の製造に大きく寄与することができ
る。
【図１】本発明の第１の実施例におけるステンシルマス
ク加工方法の工程断面図
ク加工方法の工程断面図
【図２】本発明の第２の実施例におけるステンシルマス
ク加工方法の工程断面図
ク加工方法の工程断面図
【図３】電子ビームの加速電圧に対する電子の飛程を表
す図
す図
【図４】従来のステンシルマスク加工方法の工程断面図
１１ 半導体シリコン基板 １２ 放電加工用電極 １３ 無機膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笹子 勝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−144676（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−216216（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−196209（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−230732（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−208872（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/027
Claims (2)
- 【請求項１】基板の裏面に無機膜を堆積する工程と、前
記無機膜上にリソグラフィー技術を用いてレジストパタ
ーンを形成し、前記レジストパターンをマスクとして、
前記無機膜をエッチングしパターンを転写し、前記基板
の裏面を選択的に露出させ、さらに、無機膜パターンを
マスクとして、前記露出した基板を裏面からエッチング
する工程と、前記基板の表面上から放電加工技術を用い
て選択的に前記基板のエッチングを行い、前記基板を貫
通することによってパターンを形成する工程とを備えて
成ることを特徴とするステンシルマスク加工方法。 - 【請求項２】基板の表面上から放電加工技術を用いて選
択的に前記基板のエッチングを行い、パターンを形成す
る工程と、前記基板の裏面に無機膜を堆積し、前記無機
膜上にリソグラフィー技術を用いてレジストパターンを
形成し、前記レジストパターンをマスクとして、前記無
機膜をエッチングしパターンを転写し、前記基板の裏面
を選択的に露出させ、さらに、無機膜パターンをマスク
として、前記露出した基板を裏面からエッチングし、前
記基板に形成したパターンを貫通させることによってマ
スクパターンを形成する工程とを備えて成ることを特徴
とするステンシルマスク加工方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2230292A JP2970174B2 (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | ステンシルマスク加工方法 |
| US08/013,100 US5401932A (en) | 1992-02-07 | 1993-02-03 | Method of producing a stencil mask |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2230292A JP2970174B2 (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | ステンシルマスク加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05217876A JPH05217876A (ja) | 1993-08-27 |
| JP2970174B2 true JP2970174B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=12078955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2230292A Expired - Fee Related JP2970174B2 (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | ステンシルマスク加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2970174B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3193863B2 (ja) * | 1996-01-31 | 2001-07-30 | ホーヤ株式会社 | 転写マスクの製造方法 |
-
1992
- 1992-02-07 JP JP2230292A patent/JP2970174B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05217876A (ja) | 1993-08-27 |
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