JP4570913B2 - メインストラットと補助ストラットとを持つステンシルマスクおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
前記メンブレン形成用薄膜は前記メインストラットと対面している第1面とその反対側の第2面を持ち、前記補助ストラットは前記第2面を通じて露出されている表面を持つ。
また、前記補助ストラットは前記メンブレン形成用薄膜の第1面から前記第1面と直交する方向に第1長さだけ延びており、前記第1長さは前記メインストラットの長さより短い。
本発明によるステンシルマスクは、前記補助ストラットの少なくとも一部を覆っている保護膜をさらに含む。前記保護膜は前記補助ストラットの第1表面を除外した残りの表面を覆っている。
前記メンブレン形成用薄膜の境界領域と前記メインストラット間には酸化膜が介在されている。
または、前記補助ストラットが“U”状断面を持つように前記第1表面の一部がリセスされている。
前記補助ストラットは前記メンブレン領域がセルブロック単位で区分される複数の分割メンブレン領域に分けられるように前記非パターン領域に形成されている。
前記補助ストラットを形成する段階は、前記トレンチ内壁に保護膜を形成する段階と、前記保護膜上に前記支持膜を形成する段階と、を含む。
本発明の第1態様によるステンシルマスクの製造方法では、前記メンブレン領域のパターン領域に転写パターンが形成されるように前記メンブレン形成用薄膜を貫通する開口を形成する段階をさらに含む。
前記開口を形成する段階は前記補助ストラットおよびメインストラットが形成された後に行われるか、または前記補助ストラットおよびメインストラットを形成する前に行われる。
図3Aは、本発明の実施例1によるステンシルマスク100の要部構成を示す平面図であり、図3Bは、図3Aの背面図である。また、図3Cおよび図3Dは、それぞれ図3Aおよび図3BのIIIc−IIIc’線およびIIId−IIId’線断面図である。
図3Bに図示されたように、前記メンブレン領域110Aは荷電粒子線、例えば電子ビームが透過できるように開口112が形成されている複数のパターン領域114およびそれら間に位置する非パターン領域116を持つ。前記非パターン領域116には、前記メンブレン領域110Aを前記パターン領域114に対応する複数の分割メンブレン領域110Aa、110Ab、110Ac、110Ad、110Ae、110Afに分けると共に前記各分割メンブレン領域110Aa、110Ab、110Ac、110Ad、110Ae、110Afを支持する補助ストラット130が形成されている。前記補助ストラット130によって支持される各分割メンブレン領域110Aa、110Ab、110Ac、110Ad、110Ae、110Af、すなわち、パターン領域114はそれぞれ半導体メモリ素子の単位セルパターンが密集されているセルブロック単位で構成される。半導体メモリ素子の場合、前記セルブロックは、それぞれ、約10〜100μmの距離だけ隔てられてセルアレイ形態に配列されており、前記各セルアレイは約100μm以上の幅を持つ周辺回路領域によって互いに隔てられている。前記メンブレン領域110Aが一つのセルアレイに対応して構成される場合、前記セルアレイ内で各セルブロック間に存在する離間距離は前記ステンシルマスク100のメンブレン領域110A内に位置する前記非パターン領域116の幅に対応し、したがって、前記非パターン領域116には約10〜100μmの幅を持つ補助ストラット130が形成される。また、それぞれのメンブレン領域110Aは約100μm以上の幅を持つ境界領域110Bによって隔てられる。ここで、前記メンブレン形成用薄膜110はシリコン膜よりなる。前記補助ストラット130は前記メンブレン形成用薄膜110と類似したストレス特性を持つ物質よりなることが望ましい。例えば、前記補助ストラット130はポリシリコン膜、TiN膜、Ti膜またはそれらの組合わせよりなることが望ましい。実施例1では前記補助ストラット130はその内部が完全に充填されたカラム形状を持つ。
図6Aを参照すれば、この実施例1は、基板512、酸化膜514およびメンブレン形成用薄膜520が順次積層された複合膜500を備える。前記基板512がシリコン基板で構成されると共に前記メンブレン形成用薄膜520がシリコン薄膜で構成されるSOI基板は前記複合膜500として使用できる。
614 酸化膜
620 メンブレン形成用薄膜
620a メンブレン形成用薄膜の第1面
622 メンブレン領域
622a、622b、622c、622d 分割メンブレン領域
624 境界領域
626 開口
632a ハードマスクパターン
640 保護膜
650a、650b 支持膜パターン
Claims (50)
- 荷電粒子線が透過できるように開口が形成されている複数のパターン領域およびそれら間に位置する非パターン領域を持つメンブレン領域と、
前記メンブレン領域を限定する境界領域を含むメンブレン形成用薄膜と、
前記メンブレン領域を支持できるように前記メンブレン形成用薄膜の境界領域上に形成されているメインストラットと、
前記メンブレン領域が複数の分割メンブレン領域に分けられるように前記メンブレン領域内の非パターン領域に形成されて前記各分割メンブレン領域を支持する補助ストラットと、を含み、前記補助ストラットは前記メンブレン形成用薄膜を貫通して形成されたことを特徴とするステンシルマスク。 - 前記メンブレン形成用薄膜は前記メインストラットと対面している第1面とその反対側の第2面を持ち、
前記補助ストラットは前記第2面を通じて露出されている表面を持つことを特徴とする請求項1に記載のステンシルマスク。 - 前記補助ストラットは前記メンブレン形成用薄膜の第1面から前記第1面と直交する方向に第1長さだけ延びており、前記第1長さは前記メインストラットの長さより短いことを特徴とする請求項1に記載のステンシルマスク。
- 前記補助ストラットは前記メインストラットと一部重畳されるように前記境界領域上に延びている重畳部を持つことを特徴とする請求項1に記載のステンシルマスク。
- 前記メンブレン形成用薄膜はシリコン膜よりなり、
前記補助ストラットはポリシリコン膜、TiN膜、Ti膜またはそれらの組合わせよりなることを特徴とする請求項1に記載のステンシルマスク。 - 前記補助ストラットの少なくとも一部を覆っている保護膜をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のステンシルマスク。
- 前記メンブレン形成用薄膜は前記メインストラットが形成されている第1面と、前記補助ストラットの第1表面を露出させる第2面とを持ち、
前記保護膜は前記補助ストラットの第1表面を除外した残りの表面を覆っていることを特徴とする請求項6に記載のステンシルマスク。 - 前記保護膜はTi膜、TiN膜、シリコン窒化膜またはそれらの組合わせよりなることを特徴とする請求項6に記載のステンシルマスク。
- 前記メンブレン形成用薄膜の境界領域と前記メインストラット間に介在されている酸化膜をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のステンシルマスク。
- 前記補助ストラットはその内部が完全に充填されたカラム形状を持つことを特徴とする請求項1に記載のステンシルマスク。
- 前記メンブレン形成用薄膜は前記メインストラットと対面している第1面と、前記補助ストラットの第1表面を一部露出させる第2面とを持ち、
前記補助ストラットが“U”状断面を持つように前記第1表面の一部がリセスされていることを特徴とする請求項1に記載のステンシルマスク。 - 前記補助ストラットは前記メンブレン領域がセルブロック単位で区分される複数の分割メンブレン領域に分けられるように前記非パターン領域に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のステンシルマスク。
- 荷電粒子線によって転写されるパターンを形成するための複数のパターン領域と、前記各パターン領域間に位置する非パターン領域をそれぞれ含む複数のメンブレン領域と、前記メンブレン領域を限定する境界領域とを含んで第1面およびその反対側の第2面を持つメンブレン形成用薄膜、前記メンブレン形成用薄膜に対面する第1面およびその反対側の第2面を持つ基板、そして前記メンブレン形成用薄膜の第1面と前記基板間に介在されている酸化膜を含む複合膜を備える段階と、
前記非パターン領域で前記メンブレン形成用薄膜の第2面から前記複合膜をエッチングしてトレンチを形成する段階と、
前記トレンチ内に支持膜を充填して補助ストラットを形成する段階と、
前記基板のうち前記メンブレン領域にある部分のみを除去して前記境界領域で前記メンブレン領域を支持するメインストラットを形成する段階と、を含むことを特徴とするステンシルマスクの製造方法。 - 前記支持膜はポリシリコン膜、TiN膜、Ti膜またはそれらの組合わせ膜よりなることを特徴とする請求項13に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記補助ストラットがカラム形状を持つように前記支持膜は前記トレンチを完全に充填することを特徴とする請求項13に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記支持膜は前記メンブレン形成用薄膜の第2面を通じて露出される第1表面を持ち、前記補助ストラットが“U”状断面を持つように前記第1表面の一部がリセスされていることを特徴とする請求項13に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記メインストラットを形成する段階は前記補助ストラットが形成された後に行われることを特徴とする請求項13に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記補助ストラットを形成する段階は、
前記トレンチ内壁に保護膜を形成する段階と、
前記保護膜上に前記支持膜を形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項13に記載のステンシルマスクの製造方法。 - 前記保護膜はTi膜、TiN膜、シリコン窒化膜またはそれらの組合わせ膜よりなることを特徴とする請求項18に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記支持膜はポリシリコン膜よりなることを特徴とする請求項19に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記補助ストラットがカラム形状を持つように前記支持膜は前記保護膜上で前記トレンチを完全に充填することを特徴とする請求項18に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記支持膜は前記メンブレン形成用薄膜の第2面を通じて露出される第1表面を持ち、前記補助ストラットが“U”状断面を持つように前記第1表面の一部がリセスされていることを特徴とする請求項18に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記メインストラットを形成する段階は、前記メンブレン形成用薄膜が露出されるまで前記保護膜周囲の前記基板および酸化膜を除去する段階を含むことを特徴とする請求項18に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記メンブレン領域のパターン領域に転写パターンが形成されるように前記メンブレン形成用薄膜を貫通する開口を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記開口を形成する段階は前記補助ストラットおよびメインストラットが形成された後に行われることを特徴とする請求項24に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記開口を形成する段階は前記補助ストラットおよびメインストラットを形成する前に行われることを特徴とする請求項24に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 基板、酸化膜およびシリコン薄膜が順次積層されたSOI基板を備える段階と、
前記シリコン薄膜上に前記シリコン薄膜を一部露出させる第1マスクパターンを形成する段階と、
前記第1マスクパターンをエッチングマスクとしてシリコン薄膜、酸化膜および基板をエッチングしてトレンチを形成する段階と、
前記トレンチ内に支持膜を充填して補助ストラットを形成する段階と、
前記基板のうち前記酸化膜に対面する面の反対側面に第2マスクパターンを形成する段階と、
前記第2マスクパターンをエッチングマスクとして前記基板をエッチングして前記シリコン薄膜のメンブレン領域を限定するメインストラットを形成する段階と、
前記メンブレン領域で前記補助ストラットによって限定されるパターン領域内に転写パターンが形成されるように前記シリコン薄膜を貫通する開口を形成する段階と、を含むことを特徴とするステンシルマスクの製造方法。 - 前記第1マスクパターンはハードマスクパターンと、前記ハードマスクパターンを覆うフォトレジストパターンとよりなることを特徴とする請求項27に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記トレンチ形成段階では前記基板を前記基板の総厚さより薄い第1深さまでエッチングすることを特徴とする請求項27に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記支持膜はポリシリコン膜、TiN膜、Ti膜またはそれらの組合わせ膜よりなることを特徴とする請求項27に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記補助ストラットがカラム形状を持つように前記支持膜は前記トレンチを完全に充填することを特徴とする請求項27に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記支持膜は前記シリコン薄膜を通じて露出される第1表面を持ち、前記補助ストラットが“U”状断面を持つように前記第1表面の一部がリセスされていることを特徴とする請求項27に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記補助ストラットを形成する段階は、
前記トレンチ内壁に保護膜を形成する段階と、
前記保護膜上に前記支持膜を形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項27に記載のステンシルマスクの製造方法。 - 前記保護膜はTi膜、TiN膜、シリコン窒化膜またはそれらの組合わせ膜よりなることを特徴とする請求項33に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記支持膜はポリシリコン膜よりなることを特徴とする請求項34に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記補助ストラットがカラム形状を持つように前記支持膜は前記保護膜上で前記トレンチを完全に充填することを特徴とする請求項33に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記支持膜は前記シリコン薄膜を通じて露出される第1表面を持ち、前記補助ストラットが“U”状断面を持つように前記第1表面の一部がリセスされていることを特徴とする請求項33に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 基板、酸化膜およびシリコン薄膜が順次積層されたSOI基板を備える段階と、
前記シリコン薄膜でパターン領域およびそれら間に位置する非パターン領域を持つ複数のメンブレン領域とそれらを限定する境界領域とを予定する段階と、
前記パターン領域に転写パターンが形成されるように前記シリコン薄膜を貫通する開口を形成する段階と、
前記非パターン領域で前記シリコン薄膜を露出させるように前記開口が形成されたパターン領域および境界領域を覆う第1マスクパターンを形成する段階と、
前記第1マスクパターンをエッチングマスクとしてシリコン薄膜、酸化膜および基板をエッチングして前記非パターン領域にトレンチを形成する段階と、
前記トレンチ内に支持膜を充填して補助ストラットを形成する段階と、
前記基板のうち前記酸化膜に対面する面の反対側面に第2マスクパターンを形成する段階と、
前記第2マスクパターンをエッチングマスクとして前記基板をエッチングして前記境界領域に前記メンブレン領域を限定するメインストラットを形成する段階と、を含むことを特徴とするステンシルマスクの製造方法。 - 前記第1マスクパターンはハードマスクパターンと、前記ハードマスクパターンを覆うフォトレジストパターンとよりなることを特徴とする請求項38に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記トレンチ形成段階では前記基板を前記基板の総厚さより薄い第1深さまでエッチングすることを特徴とする請求項38に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記支持膜はポリシリコン膜、TiN膜、Ti膜またはそれらの組合わせ膜よりなることを特徴とする請求項38に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記補助ストラットがカラム形状を持つように前記支持膜は前記トレンチを完全に充填することを特徴とする請求項38に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記支持膜は前記シリコン薄膜を通じて露出される第1表面を持ち、前記補助ストラットが“U”状断面を持つように前記第1表面の一部がリセスされていることを特徴とする請求項38に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記補助ストラットを形成する段階は、
前記トレンチ内壁に保護膜を形成する段階と、
前記保護膜上に前記支持膜を形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項38に記載のステンシルマスクの製造方法。 - 前記保護膜はTi膜、TiN膜、シリコン窒化膜またはそれらの組合わせ膜よりなることを特徴とする請求項44に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記支持膜はポリシリコン膜よりなることを特徴とする請求項45に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記補助ストラットがカラム形状を持つように前記支持膜は前記保護膜上で前記トレンチを完全に充填することを特徴とする請求項44に記載のステンシルマスクの製造方法。
- 前記支持膜は前記シリコン薄膜を通じて露出される第1表面を持ち、前記補助ストラットが“U”状断面を持つように前記第1表面の一部がリセスされていることを特徴とする請求項44に記載のステンシルマスクの製造方法。
- メンブレン領域と、前記メンブレン領域を限定する境界領域とを含むメンブレン形成用薄膜と、
前記メンブレン領域を支持できるように前記メンブレン形成用薄膜の境界領域上に形成されているメインストラットと、
前記メンブレン領域が複数の分割メンブレン領域に分けられるように前記メンブレン領域内に形成されて前記各分割メンブレン領域を支持する補助ストラットと、を含み、前記補助ストラットは前記メンブレン形成用薄膜を貫通して形成されたことを特徴とするステンシルマスク。 - 前記メンブレン領域には複数の開口が形成されていることを特徴とする請求項49に記載のステンシルマスク。
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