JP4465090B2 - マスク部材の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マスク部材の製造方法に関する。特に本発明は、メンブレン構造を有するマスク部材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、第１膜２０２、第２膜２０４、及び第３膜２０６とを有する基板を用いたマスク部材の製造方法の途中工程を示す。図１（ａ）は、所定の工程の後、第１膜２０２に所定の開口部を形成した状態を示す。図１（ｂ）は、第３膜２０６をウエットエッチングして、マスク部材をメンブレン化する工程を示す。第２膜２０４をエッチングストッパとして、第３膜２０６をウエットエッチングすることによりマスク部材をメンブレン化する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のマスク部材の製造方法は、第２膜２０４が非常に薄いため、図１（ｂ）に示すように、第３膜２０６をウエットエッチングして、マスク部材をメンブレン化する工程において、当該ウエットエッチングのエッチング溶液の水圧により、第２膜２０４が破壊されてしまうという問題が生じる。そして、第２膜２０４の破壊された領域から、当該エッチング溶液が流れ込み、第１膜２０２を浸食し、図１（ｃ）に示すように、開口部２１０の形状を損傷するという問題が生じていた。特に開口部２１０が大きいほどその影響は顕著である。
【０００４】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできるマスク部材の製造方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の形態によると、第１層、第２層及び第３層が積層された基板を用いたマスク部材の製造方法であって、第２層における第１層が接触する面が露出するように、第１層に所望の開口部を形成する工程と、第２層における第３層が接触する面が露出しないように、第３層における少なくとも開口部が設けられた領域をウエットエッチングする工程と、第２層における第３層が接触する面が露出するように、第３層における少なくとも開口部が設けられた領域をドライエッチングする工程と、第２層の露出した領域を除去する工程とを備えることを特徴とするマスク部材の製造方法を提供する。
【０００６】
更に、ウエットエッチングする工程は、第１層が、ウエットエッチングに用いられるエッチング溶液に接触しないように、第３層における開口部が設けられた領域をウエットエッチングする工程を含むことが好ましい。また、第３層における開口部が設けられた領域以外の領域の一部又は全部にエッチングマスクを形成する工程を更に備え、ウエットエッチングする工程は、エッチングマスクをマスクとして開口部が設けられた領域をウエットエッチングする工程を含み、ドライエッチングする工程は、第２層における第３層が接触する面が露出するように、開口部が設けられた領域における第３層をドライエッチングし、エッチングマスクが設けられた領域においては、エッチングマスクを除去するようにドライエッチングしてもよい。
【０００７】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図２は、本発明の一実施形態に係るマスクの製造方法を示す。まず、図２（ａ）に示すように、基板１１０を用意する。基板１１０は、第１層１０２、第２層１０４、及び第３層１０６が積層された構造を有することが望ましい。本実施例において、基板１１０は、シリコン（Ｓｉ）で形成された第１層１０２、酸化シリコン（ＳｉＯ）で形成された第２層１０４、及びＳｉで形成された第３層を有する貼り合わせウェハ（ＳＯＩ基板、Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）である。
【００１０】
続いて、図２（ｂ）に示すように、基板１１０に後述する工程においてエッチングマスクなどに用いられる保護膜（１１２、１１４、１１６）を形成する。まず第１層１０２の表面に第１保護膜１１２を、また、第３層１０６の表面に第２保護膜１１４を形成する。第１保護膜１１２は、後述する第１層１０２をエッチングする工程において、マスクとなり得る材料により形成されるのが望ましい。本実施例において、第１保護膜１１２及び第２保護膜１１４はＳｉＯであって、第１層１０２及び第３層１０６に化学気層成長法により堆積して形成する。他の実施例において第１保護膜１１２及び第２保護膜１１４は、第１層１０２及び第３層１０６を熱酸化して形成してもよい。第２保護膜１１４に、第３保護膜１１６を形成する。第３保護膜１１６は、後述するウエットエッチングする工程において、第３層１０６をエッチングするエッチングマスクになり得る材料により形成されるのが好ましい。本実施例において、第３保護膜１１６は、窒化シリコン（ＳｉＮ）により形成される。
【００１１】
図２（ｃ）は、第１保護膜１１２に所望のパターンを形成する工程を示す。第１保護膜１１２にレジストを塗布し、当該レジストに露光及び現像処理をすることにより、所望のパターンを有する第１レジストパターン１３２を形成する。当該所望のパターンは、後述する第１層１１２に開口部を形成する工程において、当該開口部に対応するパターンであることが望ましい。次に、第１レジストパターン１３２をマスクとして、第１保護膜１１２をドライエッチングすることにより、所望のパターンを有する第１保護膜１１２を形成する。
【００１２】
図２（ｄ）は、第２保護膜１１４及び第３保護膜１１６に所望のパターンを形成する工程を示す。まず、第１レジストパターン１３２を除去する。次に、第３保護膜１１６にレジストを塗布し、当該レジストに露光及び現像処理をすることにより、所望のパターンを有する第２レジストパターン１３４を形成する。当該所望のパターンが有する開口領域は、図２（ｃ）を参照して、少なくとも第１レジストパターン１３２が有する開口領域を含むことが望ましい。次に、第２のレジストパターン１３４をマスクとして、第３保護膜１１６及び第２保護膜１１４をドライエッチングすることにより、当該所望のパターンを有する第２保護膜１１４及び第３保護膜１１６を形成する。
【００１３】
図２（ｅ）は、第１層１０２に開口部１３０を形成する工程を示す。開口部１３０は、第２層１０４における第１層１０２が接触する面が露出するように第１層１０２に設けられるのが望ましい。図２（ｃ）に示す工程において所望のパターンが形成された第１保護膜１１２をマスクとして、第１層１０２をエッチングし、開口部１３０を形成する。開口部１３０は、異方性のドライエッチングにより形成されるのが好ましい。開口部１３０は、第１層１０２と第２層１０４とが接触する面に対して略垂直に形成されてよく、また、第１層１０２をエッチングする方向に沿って広がるように形成されてもよい。
【００１４】
図２（ｆ）は、第３層１０６における少なくとも開口部１３０が設けられた領域をウエットエッチングする工程を示す。第１層１０２に、当該ウエットエッチングに用いるエッチング溶液が触れないように、所望のパターンを有する第２保護膜１１４及び第３保護膜１１６をマスクとして、第３層１０６をウエットエッチングする。例えば、治具を用いて第１層１０２を保護して第３層１０６をウエットエッチングしてもよく、また、ウェハの片面をエッチングすることができるウエットエッチング装置を用いて第３層１０６をウエットエッチングしてもよい。また、エッチング溶液の蒸気を用いて第３層１０６をエッチングしてもよい。本実施例において、第３層１０６は、当該エッチング溶液として水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液を用いてウエットエッチングする。また、第３層１０６は、第２層１０４における第３層１０６が接触する面が露出しないようにウエットエッチングされるのが望ましい。具体的には、開口部１３０において、第２層１０４と第３層１０６とが形成する膜が、少なくとも当該エッチング溶液の水圧等で破壊されない厚さを残して第３膜１０６をエッチングするのが望ましい。第２層１０４と第３層１０６とが形成する膜は、いずれの開口部１３０においても破壊されないのが望ましい。
【００１５】
図２（ｇ）は、第３層１０６における少なくとも開口部１３０が設けられた領域をドライエッチングする工程を示す。第３層１０６における少なくとも開口部１３０が設けられた領域を、第２層１０４における第３層１０６が接触する面が露出するようにドライエッチングするのが望ましい。当該ドライエッチングは、異方性エッチングであってよく、また、等方性エッチングであってもよい。第３層１０６は、第２層１０４がエッチングストッパとなるようなエッチング条件でエッチングされるのが好ましい。第３層１０６をドライエッチングする工程において、第３層１０６をドライエッチングすると共に、第３保護膜１１６を除去してもよい。第３層１０６と第３保護膜１１６とを同時にエッチングして、第３保護膜１１６を除去することにより、第３保護膜１１６を除去する工程を省略することができる。
【００１６】
図２（ｉ）は、導電保護膜１５０を形成する工程を示す。まず、図２（ｇ）を参照して、第１保護膜１１２、第２保護膜１１４及び露出している第２層１０４を除去する。次に、例えばスパッタリングにより、導電性を有する材料を堆積させることにより、マスク部材１００を得る。
【００１７】
本発明によるマスク部材１００の製造方法は、第３層１０６の所定の領域を、ウエットエッチングとドライエッチングを用いて除去してメンブレン化することにより、第２層１０４が非常に薄い場合であっても、第２層１０４を破壊することなくメンブレン化することができる。即ち、製造工程を複雑化することなく、開口部１３０の形状を損傷させずにマスク部材１００を得ることができる。そして、マスク部材１００に電子ビームなどの荷電粒子線を照射して、当該荷電粒子線の断面形状を所望の形状に整形する場合に、当該所望の形状である開口部１３０の形状に精度よく整形することができる。
【００１８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００１９】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば工程を複雑化することなく、開口部を有する部材を、当該開口部の形状を損傷させずに製造する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１膜２０２、第２膜２０４、及び第３膜２０６とを有する基板を用いたマスク部材の製造方法の途中工程を示す。
【図２】本発明の一実施形態に係るマスクの製造方法を示す。
【符号の説明】
１００・・・マスク部材、１０２・・・第１層、１０４・・・第２層、１０６・・・第３層、１１０・・・基板、１１２・・・第１保護膜、１１４・・・第２保護膜、１１６・・・第３保護膜、１３０・・・開口部、１３２・・・第１レジストパターン、１３４・・・第２レジストパターン、１５０・・・導電性保護膜、２０２・・・第１膜、２０４・・・第２膜、２０６・・・第３膜、２１０・・・開口部
【発明の属する技術分野】
本発明は、マスク部材の製造方法に関する。特に本発明は、メンブレン構造を有するマスク部材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、第１膜２０２、第２膜２０４、及び第３膜２０６とを有する基板を用いたマスク部材の製造方法の途中工程を示す。図１（ａ）は、所定の工程の後、第１膜２０２に所定の開口部を形成した状態を示す。図１（ｂ）は、第３膜２０６をウエットエッチングして、マスク部材をメンブレン化する工程を示す。第２膜２０４をエッチングストッパとして、第３膜２０６をウエットエッチングすることによりマスク部材をメンブレン化する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のマスク部材の製造方法は、第２膜２０４が非常に薄いため、図１（ｂ）に示すように、第３膜２０６をウエットエッチングして、マスク部材をメンブレン化する工程において、当該ウエットエッチングのエッチング溶液の水圧により、第２膜２０４が破壊されてしまうという問題が生じる。そして、第２膜２０４の破壊された領域から、当該エッチング溶液が流れ込み、第１膜２０２を浸食し、図１（ｃ）に示すように、開口部２１０の形状を損傷するという問題が生じていた。特に開口部２１０が大きいほどその影響は顕著である。
【０００４】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできるマスク部材の製造方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の形態によると、第１層、第２層及び第３層が積層された基板を用いたマスク部材の製造方法であって、第２層における第１層が接触する面が露出するように、第１層に所望の開口部を形成する工程と、第２層における第３層が接触する面が露出しないように、第３層における少なくとも開口部が設けられた領域をウエットエッチングする工程と、第２層における第３層が接触する面が露出するように、第３層における少なくとも開口部が設けられた領域をドライエッチングする工程と、第２層の露出した領域を除去する工程とを備えることを特徴とするマスク部材の製造方法を提供する。
【０００６】
更に、ウエットエッチングする工程は、第１層が、ウエットエッチングに用いられるエッチング溶液に接触しないように、第３層における開口部が設けられた領域をウエットエッチングする工程を含むことが好ましい。また、第３層における開口部が設けられた領域以外の領域の一部又は全部にエッチングマスクを形成する工程を更に備え、ウエットエッチングする工程は、エッチングマスクをマスクとして開口部が設けられた領域をウエットエッチングする工程を含み、ドライエッチングする工程は、第２層における第３層が接触する面が露出するように、開口部が設けられた領域における第３層をドライエッチングし、エッチングマスクが設けられた領域においては、エッチングマスクを除去するようにドライエッチングしてもよい。
【０００７】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図２は、本発明の一実施形態に係るマスクの製造方法を示す。まず、図２（ａ）に示すように、基板１１０を用意する。基板１１０は、第１層１０２、第２層１０４、及び第３層１０６が積層された構造を有することが望ましい。本実施例において、基板１１０は、シリコン（Ｓｉ）で形成された第１層１０２、酸化シリコン（ＳｉＯ）で形成された第２層１０４、及びＳｉで形成された第３層を有する貼り合わせウェハ（ＳＯＩ基板、Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）である。
【００１０】
続いて、図２（ｂ）に示すように、基板１１０に後述する工程においてエッチングマスクなどに用いられる保護膜（１１２、１１４、１１６）を形成する。まず第１層１０２の表面に第１保護膜１１２を、また、第３層１０６の表面に第２保護膜１１４を形成する。第１保護膜１１２は、後述する第１層１０２をエッチングする工程において、マスクとなり得る材料により形成されるのが望ましい。本実施例において、第１保護膜１１２及び第２保護膜１１４はＳｉＯであって、第１層１０２及び第３層１０６に化学気層成長法により堆積して形成する。他の実施例において第１保護膜１１２及び第２保護膜１１４は、第１層１０２及び第３層１０６を熱酸化して形成してもよい。第２保護膜１１４に、第３保護膜１１６を形成する。第３保護膜１１６は、後述するウエットエッチングする工程において、第３層１０６をエッチングするエッチングマスクになり得る材料により形成されるのが好ましい。本実施例において、第３保護膜１１６は、窒化シリコン（ＳｉＮ）により形成される。
【００１１】
図２（ｃ）は、第１保護膜１１２に所望のパターンを形成する工程を示す。第１保護膜１１２にレジストを塗布し、当該レジストに露光及び現像処理をすることにより、所望のパターンを有する第１レジストパターン１３２を形成する。当該所望のパターンは、後述する第１層１１２に開口部を形成する工程において、当該開口部に対応するパターンであることが望ましい。次に、第１レジストパターン１３２をマスクとして、第１保護膜１１２をドライエッチングすることにより、所望のパターンを有する第１保護膜１１２を形成する。
【００１２】
図２（ｄ）は、第２保護膜１１４及び第３保護膜１１６に所望のパターンを形成する工程を示す。まず、第１レジストパターン１３２を除去する。次に、第３保護膜１１６にレジストを塗布し、当該レジストに露光及び現像処理をすることにより、所望のパターンを有する第２レジストパターン１３４を形成する。当該所望のパターンが有する開口領域は、図２（ｃ）を参照して、少なくとも第１レジストパターン１３２が有する開口領域を含むことが望ましい。次に、第２のレジストパターン１３４をマスクとして、第３保護膜１１６及び第２保護膜１１４をドライエッチングすることにより、当該所望のパターンを有する第２保護膜１１４及び第３保護膜１１６を形成する。
【００１３】
図２（ｅ）は、第１層１０２に開口部１３０を形成する工程を示す。開口部１３０は、第２層１０４における第１層１０２が接触する面が露出するように第１層１０２に設けられるのが望ましい。図２（ｃ）に示す工程において所望のパターンが形成された第１保護膜１１２をマスクとして、第１層１０２をエッチングし、開口部１３０を形成する。開口部１３０は、異方性のドライエッチングにより形成されるのが好ましい。開口部１３０は、第１層１０２と第２層１０４とが接触する面に対して略垂直に形成されてよく、また、第１層１０２をエッチングする方向に沿って広がるように形成されてもよい。
【００１４】
図２（ｆ）は、第３層１０６における少なくとも開口部１３０が設けられた領域をウエットエッチングする工程を示す。第１層１０２に、当該ウエットエッチングに用いるエッチング溶液が触れないように、所望のパターンを有する第２保護膜１１４及び第３保護膜１１６をマスクとして、第３層１０６をウエットエッチングする。例えば、治具を用いて第１層１０２を保護して第３層１０６をウエットエッチングしてもよく、また、ウェハの片面をエッチングすることができるウエットエッチング装置を用いて第３層１０６をウエットエッチングしてもよい。また、エッチング溶液の蒸気を用いて第３層１０６をエッチングしてもよい。本実施例において、第３層１０６は、当該エッチング溶液として水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液を用いてウエットエッチングする。また、第３層１０６は、第２層１０４における第３層１０６が接触する面が露出しないようにウエットエッチングされるのが望ましい。具体的には、開口部１３０において、第２層１０４と第３層１０６とが形成する膜が、少なくとも当該エッチング溶液の水圧等で破壊されない厚さを残して第３膜１０６をエッチングするのが望ましい。第２層１０４と第３層１０６とが形成する膜は、いずれの開口部１３０においても破壊されないのが望ましい。
【００１５】
図２（ｇ）は、第３層１０６における少なくとも開口部１３０が設けられた領域をドライエッチングする工程を示す。第３層１０６における少なくとも開口部１３０が設けられた領域を、第２層１０４における第３層１０６が接触する面が露出するようにドライエッチングするのが望ましい。当該ドライエッチングは、異方性エッチングであってよく、また、等方性エッチングであってもよい。第３層１０６は、第２層１０４がエッチングストッパとなるようなエッチング条件でエッチングされるのが好ましい。第３層１０６をドライエッチングする工程において、第３層１０６をドライエッチングすると共に、第３保護膜１１６を除去してもよい。第３層１０６と第３保護膜１１６とを同時にエッチングして、第３保護膜１１６を除去することにより、第３保護膜１１６を除去する工程を省略することができる。
【００１６】
図２（ｉ）は、導電保護膜１５０を形成する工程を示す。まず、図２（ｇ）を参照して、第１保護膜１１２、第２保護膜１１４及び露出している第２層１０４を除去する。次に、例えばスパッタリングにより、導電性を有する材料を堆積させることにより、マスク部材１００を得る。
【００１７】
本発明によるマスク部材１００の製造方法は、第３層１０６の所定の領域を、ウエットエッチングとドライエッチングを用いて除去してメンブレン化することにより、第２層１０４が非常に薄い場合であっても、第２層１０４を破壊することなくメンブレン化することができる。即ち、製造工程を複雑化することなく、開口部１３０の形状を損傷させずにマスク部材１００を得ることができる。そして、マスク部材１００に電子ビームなどの荷電粒子線を照射して、当該荷電粒子線の断面形状を所望の形状に整形する場合に、当該所望の形状である開口部１３０の形状に精度よく整形することができる。
【００１８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００１９】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば工程を複雑化することなく、開口部を有する部材を、当該開口部の形状を損傷させずに製造する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１膜２０２、第２膜２０４、及び第３膜２０６とを有する基板を用いたマスク部材の製造方法の途中工程を示す。
【図２】本発明の一実施形態に係るマスクの製造方法を示す。
【符号の説明】
１００・・・マスク部材、１０２・・・第１層、１０４・・・第２層、１０６・・・第３層、１１０・・・基板、１１２・・・第１保護膜、１１４・・・第２保護膜、１１６・・・第３保護膜、１３０・・・開口部、１３２・・・第１レジストパターン、１３４・・・第２レジストパターン、１５０・・・導電性保護膜、２０２・・・第１膜、２０４・・・第２膜、２０６・・・第３膜、２１０・・・開口部
Claims (3)
- シリコンで形成された第１層、酸化シリコンで形成された第２層、及びシリコンで形成された第３層が積層された基板を用いたマスク部材の製造方法であって、
前記第２層における前記第１層が接触する面が露出するように、前記第１層に開口部を形成する工程と、
前記第２層における前記第３層が接触する面が露出しないように、前記第３層における少なくとも前記開口部が設けられた領域をウエットエッチングする工程と、
前記第２層における前記第３層が接触する面が露出するように、前記第３層における少なくとも前記開口部が設けられた領域をドライエッチングする工程と、
前記第２層の露出した領域を除去する工程と
を備えることを特徴とするマスク部材の製造方法。 - 前記ウエットエッチングする工程は、前記第１層が、前記ウエットエッチングに用いられるエッチャントに接触しないように、前記第３層における前記開口部が設けられた領域をウエットエッチングする工程を含むことを特徴とする請求項１記載のマスク部材の製造方法。
- 前記第３層における前記開口部が設けられた領域以外の領域の一部又は全部にエッチングマスクを形成する工程を更に備え、
前記ウエットエッチングする工程は、前記エッチングマスクをマスクとして前記開口部が設けられた領域をウエットエッチングする工程を含み、
前記ドライエッチングする工程は、前記第２層における前記第３層が接触する面が露出するように、前記開口部が設けられた領域における前記第３層をドライエッチングし、前記エッチングマスクが設けられた領域においては、前記エッチングマスクを除去するようにドライエッチングすることを特徴とする請求項１又は２に記載のマスク部材の製造方法。
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