JP3469885B2 - 転写マスクの製造方法 - Google Patents
転写マスクの製造方法Info
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- JP3469885B2 JP3469885B2 JP2001122535A JP2001122535A JP3469885B2 JP 3469885 B2 JP3469885 B2 JP 3469885B2 JP 2001122535 A JP2001122535 A JP 2001122535A JP 2001122535 A JP2001122535 A JP 2001122535A JP 3469885 B2 JP3469885 B2 JP 3469885B2
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子線露光、イオ
ンビーム露光、Ｘ線露光などに用いられる転写マスク等
に関する。
ンビーム露光、Ｘ線露光などに用いられる転写マスク等
に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、次世代の超微細化素子等の製造技
術として、電子線リソグラフィー、イオンビームリソグ
ラフィー、Ｘ線リソグラフィー等が注目されているが、
いずれが量産技術として主流となるかは未だ不透明な状
況にある。
術として、電子線リソグラフィー、イオンビームリソグ
ラフィー、Ｘ線リソグラフィー等が注目されているが、
いずれが量産技術として主流となるかは未だ不透明な状
況にある。
【０００３】この中で、電子ビームを用いた電子ビーム
露光については、従来から、電子線（点ビームや可変成
形法等）で露光パターンを走査して描画を行う直接描画
方式（いわゆる一筆書き方式）と呼ばれる露光方法が実
用化されているが、この方法は、超微細パターンの描画
が可能であるが、露光時間が極端に長く低スループット
であることから、メモリーなどの量産のＬＳＩの製造に
は不向きであり、ＬＳＩ量産技術としては主役になり得
ないとみられていた。
露光については、従来から、電子線（点ビームや可変成
形法等）で露光パターンを走査して描画を行う直接描画
方式（いわゆる一筆書き方式）と呼ばれる露光方法が実
用化されているが、この方法は、超微細パターンの描画
が可能であるが、露光時間が極端に長く低スループット
であることから、メモリーなどの量産のＬＳＩの製造に
は不向きであり、ＬＳＩ量産技術としては主役になり得
ないとみられていた。
【０００４】ところが、近年、露光パターン中に繰り返
して現れる種々の要素的パターンを、マスクを用いた転
写方式で部分的に一括露光できるようにし、これら種々
の要素的パターン転写を組み合わせることによって所望
のパターンの露光を迅速に行えるようにした、部分一括
露光（ブロック露光、セルプロジェクション露光あるい
はキャラクタプロジェクションという場合もある）と呼
ばれる描画方式が提案され、描画時間が短く量産性があ
り超微細パターンの描画が可能であることから、次世代
ＬＳＩ技術として急浮上し脚光を浴びている。
して現れる種々の要素的パターンを、マスクを用いた転
写方式で部分的に一括露光できるようにし、これら種々
の要素的パターン転写を組み合わせることによって所望
のパターンの露光を迅速に行えるようにした、部分一括
露光（ブロック露光、セルプロジェクション露光あるい
はキャラクタプロジェクションという場合もある）と呼
ばれる描画方式が提案され、描画時間が短く量産性があ
り超微細パターンの描画が可能であることから、次世代
ＬＳＩ技術として急浮上し脚光を浴びている。
【０００５】この方法に用いられるマスクは、通常、多
数の互いに異なる要素的パターンを１枚のマスクに形成
したものであり、このマスクを用いた露光は、要素的パ
ターン（開口）で電子ビームを成形して所定の区画（ブ
ロックまたはセル）を部分的に一括して露光し、一つの
要素的パターンの転写が終了すると、電子ビームを偏向
させるかもしくはマスクを移動させるかあるいはその双
方を行うなどして次の要素的パターンの転写を行い、こ
の操作を繰り返して描画を行うようにしている。
数の互いに異なる要素的パターンを１枚のマスクに形成
したものであり、このマスクを用いた露光は、要素的パ
ターン（開口）で電子ビームを成形して所定の区画（ブ
ロックまたはセル）を部分的に一括して露光し、一つの
要素的パターンの転写が終了すると、電子ビームを偏向
させるかもしくはマスクを移動させるかあるいはその双
方を行うなどして次の要素的パターンの転写を行い、こ
の操作を繰り返して描画を行うようにしている。
【０００６】上述の電子ビームによる部分一括露光等の
荷電粒子線露光に用いられる荷電粒子線露光用マスク
は、一般に、支持枠部に支持された薄膜部に荷電粒子線
を通過させる貫通パターン（開口）を形成した、いわゆ
る穴あきマスク（ステンシルマスク；Stencil mask）で
ある。
荷電粒子線露光に用いられる荷電粒子線露光用マスク
は、一般に、支持枠部に支持された薄膜部に荷電粒子線
を通過させる貫通パターン（開口）を形成した、いわゆ
る穴あきマスク（ステンシルマスク；Stencil mask）で
ある。
【０００７】ここで、上述した転写マスクは貫通パター
ン（要素的パターン）で電子ビームを成形して転写を行
うので、転写マスクには、形状、サイズの全く異なる多
種の貫通パターンが寸法精度良く形成されていなければ
ならない。
ン（要素的パターン）で電子ビームを成形して転写を行
うので、転写マスクには、形状、サイズの全く異なる多
種の貫通パターンが寸法精度良く形成されていなければ
ならない。
【０００８】このような部分一括露光等に用いられる転
写マスクは、従来より種々の方法で作製されているが、
加工性や強度の点からシリコン基板（市販のシリコンウ
エハ等）を加工して作製するのが一般的である。具体的
には、例えば、シリコン基板裏面をエッチング加工して
支持枠部とこの支持枠部に支持された薄膜部を形成し、
この薄膜部に貫通孔を形成して転写マスクを作製する。
写マスクは、従来より種々の方法で作製されているが、
加工性や強度の点からシリコン基板（市販のシリコンウ
エハ等）を加工して作製するのが一般的である。具体的
には、例えば、シリコン基板裏面をエッチング加工して
支持枠部とこの支持枠部に支持された薄膜部を形成し、
この薄膜部に貫通孔を形成して転写マスクを作製する。
【０００９】またこの場合、基板として、二枚のシリコ
ン板をＳｉＯ2層を介して貼り合わせた構造のＳＯＩ（S
ilicon on Insulator）基板を用い、ＳｉＯ2層をエッチ
ング停止層（エッチングストッパー層）としてシリコン
薄膜部を形成する方法（特開平６−１３０６５５号等）
が主として使用されている。
ン板をＳｉＯ2層を介して貼り合わせた構造のＳＯＩ（S
ilicon on Insulator）基板を用い、ＳｉＯ2層をエッチ
ング停止層（エッチングストッパー層）としてシリコン
薄膜部を形成する方法（特開平６−１３０６５５号等）
が主として使用されている。
【００１０】この場合、電子線がシリコン基板中に侵入
する飛程距離はビームパラメータ（加速電圧等）にもよ
るが、通常は１０〜２０μｍの深さに到達する。このた
め、電子線を遮蔽するにはシリコン薄膜部の厚さは２０
〜３０μｍとする必要がある。したがって、シリコン薄
膜部に開口を高精度に形成するためには、多種サイズ、
形状の開口パターンをすべて垂直に数十ミクロンの深さ
に高精度なマイクロマシン技術を用いてエッチングする
必要がある。この深堀りエッチングをトレンチエッチン
グという。
する飛程距離はビームパラメータ（加速電圧等）にもよ
るが、通常は１０〜２０μｍの深さに到達する。このた
め、電子線を遮蔽するにはシリコン薄膜部の厚さは２０
〜３０μｍとする必要がある。したがって、シリコン薄
膜部に開口を高精度に形成するためには、多種サイズ、
形状の開口パターンをすべて垂直に数十ミクロンの深さ
に高精度なマイクロマシン技術を用いてエッチングする
必要がある。この深堀りエッチングをトレンチエッチン
グという。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、部分一
括描画方式の場合、一定区画の描画を精度良くつなぎ合
わせながらパターンニングを行うものであるが、装置精
度（位置精度、偏向精度など）及びマスク精度（位置精
度、寸法精度など）が必要十分であっても、マスクの開
口パターンのコーナーＲ値の精度が不十分であると、つ
なぎ合わせ精度が十分でなく、断線等の原因になるとい
う問題がある。
括描画方式の場合、一定区画の描画を精度良くつなぎ合
わせながらパターンニングを行うものであるが、装置精
度（位置精度、偏向精度など）及びマスク精度（位置精
度、寸法精度など）が必要十分であっても、マスクの開
口パターンのコーナーＲ値の精度が不十分であると、つ
なぎ合わせ精度が十分でなく、断線等の原因になるとい
う問題がある。
【００１２】本発明は上述した問題点にかんがみてなさ
れたものであり、開口パターンのパターン寸法精度及び
開口パターンのコーナーＲ値の精度が極めて高く、つな
ぎ合わせ精度や形状精度が極めて高い転写マスクの提供
等を目的とする。
れたものであり、開口パターンのパターン寸法精度及び
開口パターンのコーナーＲ値の精度が極めて高く、つな
ぎ合わせ精度や形状精度が極めて高い転写マスクの提供
等を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者らは鋭意研究を行った結果、マスク加工に
用いるエッチングガスとして、主ガスにＣＨ3Ｆ、ＣＦ4
等のフロロカーボン系ガスを用い、アシストガスにＯ2
を用いた場合、Ｏ2組成比を適正化することで、パター
ン寸法、コーナーＲ値共に良好な特性が得られることを
見出した。これは、一定のＯ2組成比範囲では適度の側
壁保護層が形成され、フロロカーボン系ガスによる等方
的なエッチングを低減できたためと考えられる。そし
て、開口パターンのコーナーＲ値を所定の範囲とするこ
とで、つなぎ合わせ精度が極めて高い転写マスクが得ら
れることを見出し、本発明を完成するに至った。
に、本発明者らは鋭意研究を行った結果、マスク加工に
用いるエッチングガスとして、主ガスにＣＨ3Ｆ、ＣＦ4
等のフロロカーボン系ガスを用い、アシストガスにＯ2
を用いた場合、Ｏ2組成比を適正化することで、パター
ン寸法、コーナーＲ値共に良好な特性が得られることを
見出した。これは、一定のＯ2組成比範囲では適度の側
壁保護層が形成され、フロロカーボン系ガスによる等方
的なエッチングを低減できたためと考えられる。そし
て、開口パターンのコーナーＲ値を所定の範囲とするこ
とで、つなぎ合わせ精度が極めて高い転写マスクが得ら
れることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】すなわち、本発明の転写マスクは、支持枠
部に支持された薄膜部に開口を形成してなる転写マスク
であって、開口パターンのコーナーの直角度が、９０°
±０．３°である構成としてある。
部に支持された薄膜部に開口を形成してなる転写マスク
であって、開口パターンのコーナーの直角度が、９０°
±０．３°である構成としてある。
【００１５】また、本発明の電子線部分一括描画方法
は、転写マスクの開口でビームを成形して部分一括露光
を行う電子線描画装置におけるビームパラメータが加速
電圧２０〜６０ＫｅＶであり、かつ、転写マスクの開口
によって成形されたビームが被露光基板に至るまでの縮
小率が１０〜５０の範囲であるとき、転写マスクの開口
パターンのコーナーＲ値が、０（＝直角）〜１．５μｍ
の範囲である構成としてある。
は、転写マスクの開口でビームを成形して部分一括露光
を行う電子線描画装置におけるビームパラメータが加速
電圧２０〜６０ＫｅＶであり、かつ、転写マスクの開口
によって成形されたビームが被露光基板に至るまでの縮
小率が１０〜５０の範囲であるとき、転写マスクの開口
パターンのコーナーＲ値が、０（＝直角）〜１．５μｍ
の範囲である構成としてある。
【００１６】さらに、本発明の電子線部分一括描画方法
は、転写マスクの開口でビームを成形して部分一括露光
を行う電子線描画装置におけるビームパラメータが加速
電圧６１〜１２０ＫｅＶであり、かつ、転写マスクの開
口によって成形されたビームが被露光基板に至るまでの
縮小率が１０〜５０の範囲であるとき、転写マスクの開
口パターンのコーナーＲ値が、０（＝直角）〜１．０μ
ｍの範囲である構成としてある。
は、転写マスクの開口でビームを成形して部分一括露光
を行う電子線描画装置におけるビームパラメータが加速
電圧６１〜１２０ＫｅＶであり、かつ、転写マスクの開
口によって成形されたビームが被露光基板に至るまでの
縮小率が１０〜５０の範囲であるとき、転写マスクの開
口パターンのコーナーＲ値が、０（＝直角）〜１．０μ
ｍの範囲である構成としてある。
【００１７】また、本発明の電子線部分一括描画方法
は、転写マスクの開口でビームを成形して部分一括露光
を行う電子線描画装置におけるビームパラメータが加速
電圧２０〜６０ＫｅＶであり、かつ、転写マスクの開口
によって成形されたビームが被露光基板に至るまでの縮
小率が５１〜１００の範囲であるとき、転写マスクの開
口パターンのコーナーＲ値が、０（＝直角）〜２．５μ
ｍの範囲である構成としてある。
は、転写マスクの開口でビームを成形して部分一括露光
を行う電子線描画装置におけるビームパラメータが加速
電圧２０〜６０ＫｅＶであり、かつ、転写マスクの開口
によって成形されたビームが被露光基板に至るまでの縮
小率が５１〜１００の範囲であるとき、転写マスクの開
口パターンのコーナーＲ値が、０（＝直角）〜２．５μ
ｍの範囲である構成としてある。
【００１８】さらに、本発明の電子線部分一括描画方法
は、転写マスクの開口でビームを成形して部分一括露光
を行う電子線描画装置におけるビームパラメータが加速
電圧６１〜１２０ＫｅＶであり、かつ、転写マスクの開
口によって成形されたビームが被露光基板に至るまでの
縮小率が５１〜１００の範囲であるとき、転写マスクの
開口パターンのコーナーＲ値が、０（＝直角）〜２．０
μｍの範囲である構成としてある。
は、転写マスクの開口でビームを成形して部分一括露光
を行う電子線描画装置におけるビームパラメータが加速
電圧６１〜１２０ＫｅＶであり、かつ、転写マスクの開
口によって成形されたビームが被露光基板に至るまでの
縮小率が５１〜１００の範囲であるとき、転写マスクの
開口パターンのコーナーＲ値が、０（＝直角）〜２．０
μｍの範囲である構成としてある。
【００１９】また、本発明では、上記各転写マスクにお
ける開口パターンのコーナーＲ値は、所定の深さに加工
された開口パターンのうちのビームを成形しうる部分の
値である構成としてある。
ける開口パターンのコーナーＲ値は、所定の深さに加工
された開口パターンのうちのビームを成形しうる部分の
値である構成としてある。
【００２０】さらに、本発明の転写マスクの製造方法
は、支持枠部に支持された薄膜部に開口を形成してなる
転写マスクの製造方法であって、基板表面にＳｉＯ2か
らなるエッチングマスク層を形成する工程と、前記エッ
チングマスク層のエッチングガスとして、主ガスにフロ
ロカーボン系ガスを用い、アシストガスにＯ2を用い
て、パターン寸法及びコーナーＲ値を考慮してＯ2組成
比を制御する工程とを有する構成、あるいは、上記製造
方法において、フロロカーボン系ガスとしてＣＨＦ3を
用い、アシストガスにＯ2を用いて、ＣＨＦ3／Ｏ2の組
成比を５０／２〜５０／６の範囲とする構成としてあ
る。
は、支持枠部に支持された薄膜部に開口を形成してなる
転写マスクの製造方法であって、基板表面にＳｉＯ2か
らなるエッチングマスク層を形成する工程と、前記エッ
チングマスク層のエッチングガスとして、主ガスにフロ
ロカーボン系ガスを用い、アシストガスにＯ2を用い
て、パターン寸法及びコーナーＲ値を考慮してＯ2組成
比を制御する工程とを有する構成、あるいは、上記製造
方法において、フロロカーボン系ガスとしてＣＨＦ3を
用い、アシストガスにＯ2を用いて、ＣＨＦ3／Ｏ2の組
成比を５０／２〜５０／６の範囲とする構成としてあ
る。
【００２１】以下、本発明を詳細に説明する。
【００２２】本発明では、転写マスクにおける開口パタ
ーンのコーナーＲ形状を限りなく直角としている。
ーンのコーナーＲ形状を限りなく直角としている。
【００２３】ここで、限りなく直角とは、９０°に近け
れば近いほど良いことを示し、具体的には、９０°±
０．５°、より好ましくは９０°±０．３°である。
れば近いほど良いことを示し、具体的には、９０°±
０．５°、より好ましくは９０°±０．３°である。
【００２４】なお、開口パターンのコーナーの直角度
は、通常、コーナーＲ値（図１に示すようにコーナー部
分の長さで定義される。Ｘ，Ｙ方向で長さが異なる場合
は平均値をとる。）で表され、このコーナーＲ値の場合
は、０（＝直角）〜０．６μｍ、より好ましくは０（＝
直角）〜０．３μｍの範囲である。
は、通常、コーナーＲ値（図１に示すようにコーナー部
分の長さで定義される。Ｘ，Ｙ方向で長さが異なる場合
は平均値をとる。）で表され、このコーナーＲ値の場合
は、０（＝直角）〜０．６μｍ、より好ましくは０（＝
直角）〜０．３μｍの範囲である。
【００２５】本発明において、転写マスクにおける開口
パターンのコーナーＲ値は、所定の深さに加工された開
口パターンのうちのビームを成形しうる部分の値で定義
することが好ましい。これは、この部分が実質的な精度
を決定する部分であるからである。ただし、パターン表
面（開口上部）におけるコーナーＲ値と、ビームを成形
しうる部分のコーナーＲ値とは、精度的にある程度相関
関係にあるため、パターン表面におけるコーナーＲ値で
定義することも可能である。
パターンのコーナーＲ値は、所定の深さに加工された開
口パターンのうちのビームを成形しうる部分の値で定義
することが好ましい。これは、この部分が実質的な精度
を決定する部分であるからである。ただし、パターン表
面（開口上部）におけるコーナーＲ値と、ビームを成形
しうる部分のコーナーＲ値とは、精度的にある程度相関
関係にあるため、パターン表面におけるコーナーＲ値で
定義することも可能である。
【００２６】本発明において、転写マスクの開口パター
ンのコーナーＲ値は、電子線部分一括描画装置における
加速電圧や縮小率などの転写条件によって要求される精
度が異なる。
ンのコーナーＲ値は、電子線部分一括描画装置における
加速電圧や縮小率などの転写条件によって要求される精
度が異なる。
【００２７】例えば、加速電圧が大きくなると電子の垂
直入射成分が増し基板までの電子散乱が低減化され近接
効果の補正がなされることから、高解像化されるため、
開口パターンのコーナーＲ値の精度の影響が強くなり、
そのためより厳密にＲ値の精度が要求される。
直入射成分が増し基板までの電子散乱が低減化され近接
効果の補正がなされることから、高解像化されるため、
開口パターンのコーナーＲ値の精度の影響が強くなり、
そのためより厳密にＲ値の精度が要求される。
【００２８】また、縮小率は、転写マスク（装置上では
ＥＢアパーチャー）の開口によって成形されたビームが
被露光基板に至るまでにレンズ等によりどの程度縮小さ
れるかを示す値であり、例えば、０．１μｍのパターン
を描画する場合、ＥＢアパーチャー上でのパターンサイ
ズは縮小率の分だけ拡大され、縮小率２０であるとパタ
ーンサイズ２μｍ、縮小率１００であるとパターンサイ
ズ１０μｍとなる。したがって、パターンサイズと同様
に、コーナーＲ値に関しても、縮小率が大きければ大き
い程、コーナーＲ値に要求される精度はゆるやかとな
る。
ＥＢアパーチャー）の開口によって成形されたビームが
被露光基板に至るまでにレンズ等によりどの程度縮小さ
れるかを示す値であり、例えば、０．１μｍのパターン
を描画する場合、ＥＢアパーチャー上でのパターンサイ
ズは縮小率の分だけ拡大され、縮小率２０であるとパタ
ーンサイズ２μｍ、縮小率１００であるとパターンサイ
ズ１０μｍとなる。したがって、パターンサイズと同様
に、コーナーＲ値に関しても、縮小率が大きければ大き
い程、コーナーＲ値に要求される精度はゆるやかとな
る。
【００２９】上述した電子線部分一括描画装置における
加速電圧や縮小率などの転写条件を考慮すると、転写マ
スクの開口パターンのコーナーＲ値の要求精度は以下の
ようになる。
加速電圧や縮小率などの転写条件を考慮すると、転写マ
スクの開口パターンのコーナーＲ値の要求精度は以下の
ようになる。
【００３０】すなわち、加速電圧２０〜６０ＫｅＶであ
り、かつ、縮小率が１０〜５０の範囲であるときは、転
写マスクの開口パターンのコーナーＲ値を、０（＝直
角）〜１．５μｍの範囲とする必要がある。
り、かつ、縮小率が１０〜５０の範囲であるときは、転
写マスクの開口パターンのコーナーＲ値を、０（＝直
角）〜１．５μｍの範囲とする必要がある。
【００３１】また、加速電圧６１〜１２０ＫｅＶであ
り、かつ、縮小率が１０〜５０の範囲であるときは、転
写マスクの開口パターンのコーナーＲ値を、０（＝直
角）〜１．０μｍの範囲とする必要がある。
り、かつ、縮小率が１０〜５０の範囲であるときは、転
写マスクの開口パターンのコーナーＲ値を、０（＝直
角）〜１．０μｍの範囲とする必要がある。
【００３２】加速電圧２０〜６０ＫｅＶであり、かつ、
縮小率が５１〜１００の範囲であるときは、転写マスク
の開口パターンのコーナーＲ値を、０（＝直角）〜２．
５μｍの範囲とする必要がある。
縮小率が５１〜１００の範囲であるときは、転写マスク
の開口パターンのコーナーＲ値を、０（＝直角）〜２．
５μｍの範囲とする必要がある。
【００３３】加速電圧６１〜１２０ＫｅＶであり、か
つ、縮小率が５１〜１００の範囲であるときは、転写マ
スクの開口パターンのコーナーＲ値を、０（＝直角）〜
２．０μｍの範囲とする必要がある。
つ、縮小率が５１〜１００の範囲であるときは、転写マ
スクの開口パターンのコーナーＲ値を、０（＝直角）〜
２．０μｍの範囲とする必要がある。
【００３４】次に、本発明の転写マスクの製造方法につ
いて説明する。
いて説明する。
【００３５】本発明の転写マスクの製造方法において
は、基板表面にエッチングマスク層を形成し、このエッ
チングマスク層をリソグラフィー技術を用いて所望の開
口形状と同じパターンにパターンニングする際に、エッ
チングマスク層のエッチング条件の適正化を図り、パタ
ーン寸法、コーナーＲ値共に良好な特性が得られるよう
にする。
は、基板表面にエッチングマスク層を形成し、このエッ
チングマスク層をリソグラフィー技術を用いて所望の開
口形状と同じパターンにパターンニングする際に、エッ
チングマスク層のエッチング条件の適正化を図り、パタ
ーン寸法、コーナーＲ値共に良好な特性が得られるよう
にする。
【００３６】具体的には、例えば、基板表面にＳｉＯ2
からなるエッチングマスク層を形成し、このエッチング
マスク層のエッチングガスとして、主ガスにフロロカー
ボン系ガスを用い、アシストガスにＯ2を用いて、パタ
ーン寸法及びコーナーＲ値を考慮してＯ2組成比を制御
する。
からなるエッチングマスク層を形成し、このエッチング
マスク層のエッチングガスとして、主ガスにフロロカー
ボン系ガスを用い、アシストガスにＯ2を用いて、パタ
ーン寸法及びコーナーＲ値を考慮してＯ2組成比を制御
する。
【００３７】ここで、基板材料としては、Ｓｉ、Ｍｏ、
Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕなどが挙げられるが、耐薬品性、加工
条件、寸法精度等の観点から、ＳＯＩ基板、酸素イオン
をシリコン基板等に高濃度で打ち込み熱処理で酸化膜を
形成したＳＩＭＯＸ（separation by implanted oxyge
n）基板、シリコン基板（リンやボロンをドープしたシ
リコン基板を含む）等を用いることが好ましい。
Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕなどが挙げられるが、耐薬品性、加工
条件、寸法精度等の観点から、ＳＯＩ基板、酸素イオン
をシリコン基板等に高濃度で打ち込み熱処理で酸化膜を
形成したＳＩＭＯＸ（separation by implanted oxyge
n）基板、シリコン基板（リンやボロンをドープしたシ
リコン基板を含む）等を用いることが好ましい。
【００３８】エッチングマスク層の材質、形成方法等
は、パターン寸法、コーナーＲ値共に良好な特性が得ら
れるものであれば、特に制限されない。
は、パターン寸法、コーナーＲ値共に良好な特性が得ら
れるものであれば、特に制限されない。
【００３９】エッチングマスク層の材質としては、例え
ば、ＳｉＯ2、ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4、サイアロン（Ｓｉと
Ａｌの複合混合物）、ＳｉＯＮなどの無機材料や、レジ
スト、感光性フィルムなどの有機材料、チタン、アルミ
ニウム、タングステン、ジルコニウム、クロム、ニッケ
ルなどの金属、これらの金属を含む合金、あるいはこれ
らの金属または合金と酸素、窒素、炭素等との金属化合
物などの金属材料等が挙げられる。
ば、ＳｉＯ2、ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4、サイアロン（Ｓｉと
Ａｌの複合混合物）、ＳｉＯＮなどの無機材料や、レジ
スト、感光性フィルムなどの有機材料、チタン、アルミ
ニウム、タングステン、ジルコニウム、クロム、ニッケ
ルなどの金属、これらの金属を含む合金、あるいはこれ
らの金属または合金と酸素、窒素、炭素等との金属化合
物などの金属材料等が挙げられる。
【００４０】また、エッチングマスク層の形成方法とし
ては、例えば、スパッタ法、蒸着法、熱酸化法、ＣＶＤ
法や、ＳＯＧ（スピン・オングラス）、感光性ガラス、
感光性ＳＯＧなどを用いる方法等の薄膜形成方法などが
挙げられる。
ては、例えば、スパッタ法、蒸着法、熱酸化法、ＣＶＤ
法や、ＳＯＧ（スピン・オングラス）、感光性ガラス、
感光性ＳＯＧなどを用いる方法等の薄膜形成方法などが
挙げられる。
【００４１】エッチングマスク層のパターンニングは、
リソグラフィー技術を用いて行い、所望の形状にパター
ンニングする。具体的には、例えば、エッチングマスク
層上にレジストを塗布し、露光、現像によってレジスト
パターンを形成し、このレジストパターンをマスクとし
てエッチングマスク層のドライエッチングを行い、レジ
ストパターンをエッチングマスク層に転写する。レジス
トは、エッチングマスク層のエッチング後除去する。
リソグラフィー技術を用いて行い、所望の形状にパター
ンニングする。具体的には、例えば、エッチングマスク
層上にレジストを塗布し、露光、現像によってレジスト
パターンを形成し、このレジストパターンをマスクとし
てエッチングマスク層のドライエッチングを行い、レジ
ストパターンをエッチングマスク層に転写する。レジス
トは、エッチングマスク層のエッチング後除去する。
【００４２】ここで、レジストとしては、解像性の観点
からは、化学増幅系レジストが好ましい。ただし、ドラ
イエッチング耐性やエッチング選択性等の観点を考慮す
ると、ＫｒＦ用、ｉ線用、ｇ線用レジストなど、パター
ン特性を満足すればいずれのレジストでもよい。
からは、化学増幅系レジストが好ましい。ただし、ドラ
イエッチング耐性やエッチング選択性等の観点を考慮す
ると、ＫｒＦ用、ｉ線用、ｇ線用レジストなど、パター
ン特性を満足すればいずれのレジストでもよい。
【００４３】エッチングマスク層（ＳｉＯ2層など）の
エッチングガスとしては、主ガスとしてフロロカーボン
系ガス（ＣＨＦ3、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、ＳＦ6、Ｃ4Ｆ8、Ｃ2
Ｆ2等）を用い、アシストガスとしてＯ2やＣＯ等を用い
た系が好ましい。
エッチングガスとしては、主ガスとしてフロロカーボン
系ガス（ＣＨＦ3、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、ＳＦ6、Ｃ4Ｆ8、Ｃ2
Ｆ2等）を用い、アシストガスとしてＯ2やＣＯ等を用い
た系が好ましい。
【００４４】この場合、パターン寸法、コーナーＲ値共
に良好な特性を得るためには、フロロカーボン系ガス／
アシストガスの組成比を狭い範囲で制御することが必要
である。
に良好な特性を得るためには、フロロカーボン系ガス／
アシストガスの組成比を狭い範囲で制御することが必要
である。
【００４５】ここで、ガス組成の適性範囲は、エッチン
グ装置、チャンバーの材質等により極端に変化するた
め、一概にはいえないが、例えば、ＣＨＦ3／Ｏ2の組成
比は、５０／１〜５０／１０の範囲とすることが好まし
く、５０／２〜５０／６の範囲とすることがさらに好ま
しい。
グ装置、チャンバーの材質等により極端に変化するた
め、一概にはいえないが、例えば、ＣＨＦ3／Ｏ2の組成
比は、５０／１〜５０／１０の範囲とすることが好まし
く、５０／２〜５０／６の範囲とすることがさらに好ま
しい。
【００４６】本発明の転写マスクにおけるその他の製造
プロセス、使用材料等に関しては、特に制限させず、従
来より公知の技術を利用できる。
プロセス、使用材料等に関しては、特に制限させず、従
来より公知の技術を利用できる。
【００４７】例えば、パターンニングされたエッチング
マスク層をマスクとしてドライエッチング技術により基
板表面を所定の深さにトレンチエッチング加工して、薄
膜部または薄膜部となるべき部分に開口を形成する。
マスク層をマスクとしてドライエッチング技術により基
板表面を所定の深さにトレンチエッチング加工して、薄
膜部または薄膜部となるべき部分に開口を形成する。
【００４８】ここで、ドライエッチング条件としては、
エッチング温度（基板温度）、使用ガス、ガス圧力、Ｒ
Ｆ出力などが挙げられ、これらの条件を調節することで
開口が形成される。
エッチング温度（基板温度）、使用ガス、ガス圧力、Ｒ
Ｆ出力などが挙げられ、これらの条件を調節することで
開口が形成される。
【００４９】シリコン基板のドライエッチングに用いる
エッチングガスとしては、例えば、ＨＢｒガス、Ｃｌ2
／Ｏ2混合ガス、ＳｉＣｌ4／Ｎ2混合ガス等が挙げられ
る。
エッチングガスとしては、例えば、ＨＢｒガス、Ｃｌ2
／Ｏ2混合ガス、ＳｉＣｌ4／Ｎ2混合ガス等が挙げられ
る。
【００５０】また、例えば、基板裏面をエッチングによ
り加工して支持枠部に支持された薄膜部を形成する。
り加工して支持枠部に支持された薄膜部を形成する。
【００５１】ここで、シリコン基板裏面の加工は、製造
コストおよび加工時間等の観点からウエットエッチング
により行うことが好ましい。
コストおよび加工時間等の観点からウエットエッチング
により行うことが好ましい。
【００５２】シリコン基板裏面をエッチング加工するに
は、基板裏面にウエットエッチングマスク層を形成し、
このウエットエッチングマスク層をリソグラフィー技術
によってパターンニングした後、基板裏面をエッチング
液に浸し、基板裏面のエッチング加工を行なえばよい。
は、基板裏面にウエットエッチングマスク層を形成し、
このウエットエッチングマスク層をリソグラフィー技術
によってパターンニングした後、基板裏面をエッチング
液に浸し、基板裏面のエッチング加工を行なえばよい。
【００５３】本発明では、上述した転写マスクの表面等
に導電層を形成することができる。導電層としては、イ
リジウム（Ｉｒ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン
（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐ
ｔ），銀（Ａｇ）等の金属層や、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、Ｓ
ｉＯ2等の化合物系などが挙げられる。
に導電層を形成することができる。導電層としては、イ
リジウム（Ｉｒ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン
（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐ
ｔ），銀（Ａｇ）等の金属層や、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、Ｓ
ｉＯ2等の化合物系などが挙げられる。
【００５４】
【実施例】以下、実施例にもとづき本発明をさらに詳細
に説明する。
に説明する。
【００５５】実施例１
【００５６】ＳＯＩ基板上に、ＣＶＤ法により厚さ１．
５μｍのＳｉＯ2層を形成し、ｇ線厚膜フォトレジスト
を用いたリソグラフィー法によりレジストのパターンニ
ングを行った。このときのレジストパターンのコーナー
Ｒ値は０．５μｍであった。レジストパターンをマスク
として、ＳｉＯ2層のエッチングガスとして、主ガスに
フロロカーボン系ガス（ＣＨＦ3）を用い、アシストガ
スにＯ2を用いて、ＣＨＦ3／Ｏ2の組成比を表１に示す
値に変化させて、ＳｉＯ2層のエッチングを行った。得
られたＳｉＯ2パターンのコーナーＲ値、及びパターン
寸法（設計値５μｍに対する）を表１に示す。
５μｍのＳｉＯ2層を形成し、ｇ線厚膜フォトレジスト
を用いたリソグラフィー法によりレジストのパターンニ
ングを行った。このときのレジストパターンのコーナー
Ｒ値は０．５μｍであった。レジストパターンをマスク
として、ＳｉＯ2層のエッチングガスとして、主ガスに
フロロカーボン系ガス（ＣＨＦ3）を用い、アシストガ
スにＯ2を用いて、ＣＨＦ3／Ｏ2の組成比を表１に示す
値に変化させて、ＳｉＯ2層のエッチングを行った。得
られたＳｉＯ2パターンのコーナーＲ値、及びパターン
寸法（設計値５μｍに対する）を表１に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】表１から、Ｏ2組成比が大きい場合、パタ
ーン寸法のばらつきが大きくなり、コーナーＲ値が大き
くなることがわかる。また、Ｏ2組成比を適正化するこ
とによりパターン寸法、コーナーＲ値共に良好な特性が
得られることがわかる。
ーン寸法のばらつきが大きくなり、コーナーＲ値が大き
くなることがわかる。また、Ｏ2組成比を適正化するこ
とによりパターン寸法、コーナーＲ値共に良好な特性が
得られることがわかる。
【００５９】なお、上記ＳｉＯ2パターンをマスクとし
てＳＯＩ基板に開口パターンを形成し転写マスクを作製
したところ、開口パターンのコーナーＲ値、及びパター
ン寸法は、それぞれ０．６μｍ、４．９６μｍであっ
た。
てＳＯＩ基板に開口パターンを形成し転写マスクを作製
したところ、開口パターンのコーナーＲ値、及びパター
ン寸法は、それぞれ０．６μｍ、４．９６μｍであっ
た。
【００６０】以上好ましい実施例をあげて本発明を説明
したが、本発明は必ずしも上記実施例に限定されるもの
ではない。
したが、本発明は必ずしも上記実施例に限定されるもの
ではない。
【００６１】例えば、ＳｉＯ2層の主エッチングガスで
あるフロロカーボン系ガスとして、ＣＦ4を用いてもよ
い。
あるフロロカーボン系ガスとして、ＣＦ4を用いてもよ
い。
【００６２】また、レジストの種類や膜厚等は実施例の
ものに限定されない。
ものに限定されない。
【００６３】なお、本発明の転写マスクは、電子線露光
マスクの他、イオンビーム露光用マスクやＸ線露光用マ
スク等としても利用できる。
マスクの他、イオンビーム露光用マスクやＸ線露光用マ
スク等としても利用できる。
【００６４】
【発明の効果】以上説明したように本発明の転写マスク
は、開口パターンのパターン寸法精度、形状精度及び開
口パターンのコーナーＲ値の精度が極めて高い。
は、開口パターンのパターン寸法精度、形状精度及び開
口パターンのコーナーＲ値の精度が極めて高い。
【００６５】また、本発明の転写マスクの製造方法によ
れば、上記本発明の転写マスクを容易に製造できる。
れば、上記本発明の転写マスクを容易に製造できる。
【００６６】さらに、本発明の電子線部分一括描画装置
（アパーチャー）によれば、つなぎ合わせ精度が極めて
高く、パターン形状の良好な描画を行うことができる。
（アパーチャー）によれば、つなぎ合わせ精度が極めて
高く、パターン形状の良好な描画を行うことができる。
【図１】コーナーＲを説明するための図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 松井 茂和
東京都新宿区中落合２丁目７番５号 ホ
ーヤ株式会社内
(56)参考文献 特開 平１−241128（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−298181（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−222524（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−22384（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−184955（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−220735（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−164077（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−296340（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−39026（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−39027（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/027
G03F 1/16
H01L 21/3065
Claims (8)
- 【請求項１】 支持枠部に支持された薄膜部に開口を形
成してなる転写マスクの製造方法であって、 基板表面にＳｉＯ ２ からなるエッチングマスク層を形成
し、このエッチングマスク層をリソグラフィー技術を用
いて所望の開口形状と同じパターンにパターニングする
工程を有する転写マスクの製造方法において、前記エッチングマスク層のパターニングを 、フロロカー
ボン系ガスとアシストガスとをエッチングガスとして用
いたドライエッチングにて行い、前記ドライエッチング
において、パターン寸法、コーナーＲ値共に良好な特性
が得られるように、フロロカーボン系ガス／アシストガ
スの組成比を制御することを特徴とする転写マスクの製
造方法。 - 【請求項２】 支持枠部に支持された薄膜部に開口を形
成してなる転写マスクの製造方法であって、 請求項１記載の製造方法を用い、前記開口パターンのコ
ーナーＲ値が０〜２．５μｍである転写マスクを製造す
ることを特徴とする転写マスクの製造方法。 - 【請求項３】 支持枠部に支持された薄膜部に開口を形
成してなる転写マスクの製造方法であって、 基板表面にＳｉＯ２からなるエッチングマスク層を形成
する工程と、 前記エッチングマスク層のエッチングガスとして、主ガ
スにフロロカーボン系ガスを用い、アシストガスにＯ２
を用いて、パターン寸法及びコーナーＲ値を考慮してＯ
２組成比を制御する工程と、を有する転写マスクの製造
方法であって、 前記フロロカーボン系ガスとしてＣＨＦ３を用い、前記
アシストガスにＯ２を用いて、ＣＨＦ３／Ｏ２の組成比
を５０／２〜５０／６の範囲とすることを特徴とする転
写マスクの製造方法。 - 【請求項４】 転写マスクの開口でビームを成形して部
分一括露光を行う電子線描画装置であって、ビームパラ
メータが、加速電圧が２０〜６０ＫｅＶであり、かつ、
転写マスクの開口によって成形されたビームが被露光基
板に至るまでの縮小率が１０〜５０の範囲である電子線
描画装置に用いられる転写マスクの製造方法において、 請求項１から３のいずれかに記載の製造方法により、転
写マスクの開口パターンのコーナーＲ値が、０〜１．５
μｍの範囲となるように製造することを特徴とする転写
マスクの製造方法。 - 【請求項５】 転写マスクの開口でビームを成形して部
分一括露光を行う電子線描画装置であって、ビームパラ
メータが、加速電圧が６１〜１２０ＫｅＶであり、か
つ、転写マスクの開口によって成形されたビームが被露
光基板に至るまでの縮小率が１０〜５０の範囲である電
子線描画装置に用いられる転写マスクの製造方法におい
て、 請求項１から３のいずれかに記載の製造方法により、転
写マスクの開口パターンのコーナーＲ値が、０〜１．０
μｍの範囲となるように製造することを特徴とする転写
マスクの製造方法。 - 【請求項６】 転写マスクの開口でビームを成形して部
分一括露光を行う電子線描画装置であって、ビームパラ
メータが、加速電圧が２０〜６０ＫｅＶであり、かつ、
転写マスクの開口によって成形されたビームが被露光基
板に至るまでの縮小率が５１〜１００の範囲である電子
線描画装置に用いられる転写マスクの製造方法におい
て、 請求項１から３のいずれかに記載の製造方法により、転
写マスクの開口パターンのコーナーＲ値が、０〜２．５
μｍの範囲となるように製造することを特徴とする転写
マスクの製造方法。 - 【請求項７】 転写マスクの開口でビームを成形して部
分一括露光を行う電子線描画装置であって、ビームパラ
メータが、加速電圧が６１〜１２０ＫｅＶであり、か
つ、転写マスクの開口によって成形されたビームが被露
光基板に至るまでの縮小率が５１〜１００の範囲である
電子線描画装置に用いられる転写マスクの製造方法にお
いて、 請求項１から３のいずれかに記載の製造方法により、転
写マスクの開口パターンのコーナーＲ値が、０〜２．０
μｍの範囲となるように製造することを特徴とする転写
マスクの製造方法。 - 【請求項８】 請求項１ないし７に記載の転写マスクに
おける開口パターンのコーナーＲ値は、所定の深さに加
工された開口パターンのうちのビームを成形しうる部分
の値であることを特徴とする転写マスクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001122535A JP3469885B2 (ja) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | 転写マスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001122535A JP3469885B2 (ja) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | 転写マスクの製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000338237A Division JP2001126984A (ja) | 2000-11-06 | 2000-11-06 | 転写マスク及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001358069A JP2001358069A (ja) | 2001-12-26 |
| JP3469885B2 true JP3469885B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=18972232
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|---|---|---|---|
| JP2001122535A Expired - Fee Related JP3469885B2 (ja) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | 転写マスクの製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3469885B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008177462A (ja) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Toppan Printing Co Ltd | ステンシルマスクおよびステンシルマスク製造方法 |
-
2001
- 2001-04-20 JP JP2001122535A patent/JP3469885B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2001358069A (ja) | 2001-12-26 |
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