JPH027510A - マスクと露出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｌｌ上亘旦旦方１ この発明は全般的に集積回路の￥ＪＴｉに使われる製版
方法に関する。更に具体的に云えば、この発明は集積回
路に対するパターンの並列焼付にＩＩｌ連して使われる
マスクに関する。

従来の技ｉ　び１１１　　・ 集積回路の製造業者は、解像度の高い焼付パターンが得
られる様な製版方法を一８望している。この様な従来の
１つの製版方法が写真製版である。

然し、従来の現在使える写真製版り法によって作られる
焼付パターンで、１ミクロン未満の解像度を達成するに
は、回折と云う自然現象によって像の品質が不良となり
、焦点深度が小さくなる為に、非常に困難がある。

写真製版方法によって達成し得るよりも解ｆＭｉ度を改
善するこの他の技術が開発されている。例えばＸ線製版
は１ミクロン未満の解像度を達成プることが出来る。然
し、Ｘ線製版は特に高価であって、レジストを有効に露
出するのに十分な輝度を持つＸａを発生することに伴う
問題がある。

電子ビーム製版は、直列崗込みモードに使う時、写真製
版技術で達成し得る解像度よりも改善になる。然し、こ
の方法は大Ｂ生産に実際に使うには、遅過ぎる。電子ビ
ーム製版を用いた並列焼イ４は高い解像度が得られるが
、電子ビーム過程に固有の近接効果がある為に、重大な
寸法制御の問題がある。この近接効果は、直列古込みモ
ードで局部的に線ｍを変えることによって補正でること
が出来るが、並列焼付の時は、この問題を制御するのは
困難である。

イオン・ビーム製版がもう１つの方法である。。

イオン・ビーム製版は、写真製版の場合に経験する様な
回折効果の影響を受けない。更に、イオン・ビーム製版
は、並列電子ビーム製版で経験する様な近接効果の影響
を受けない。更に、コリメーションのよい高エネルギの
イオン・ビームを発生する源を市場で入手することが出
来る。典型的には、こう云う源は最も輝度の高いｘｉａ
よりもがなりコス］・が安い。更に、こう云う源は、現
在利用し得るＸ線源の輝度を最高にした場合よりも、更
に有効にレジストを露出する。

然し、イオン・ビーム製版は、並列焼付作業に使う為の
適当なマスクを作ることに関係する問題がある。イオン
・ビームはＩＷｌ塞（るのが容易である。厚さが１ミク
ロンより大きい殆んどどんな固体材料でも、高エネルギ
のイオン・ビームの透過を首尾よく阻止する。従って、
イオン・ビーム製版に使われるマスクは、マスクの透過
β域に空所を持つか、又は極めて薄く材料の部分を持っ
ている。

イオン・ビーム製版に使われるマスクが、マスクの透過
区域に薄い材料を利用する時、望ましくない結果が生ず
る。原子核散乱効果により、こう云う種類のマスクは非
常によくコリメーションを受けたイオン・ビームを発散
さゼる傾向がある。。

−・殻内に、マスクは、その上にパターンをＭ　４１よ
うとする面から離れている。この離れていることにより
、而又はマスクに損傷が起らない。この様に離れている
こと、並びにマスクによる発散の為、焼付をした時、非
常に粘度の高い特徴が得られなくなる。

従って、マスクの透過区域に空所を使うことが望ましい
。そうすれば、コリメーションのよいイオン・ビームが
マスクの空所を通過しても、コリメーションはよいまま
でいるからである。然し、多くのパターンは、マスクの
透過β域に単純な空所を用いては達成することが不Ｉｉ
Ｊ能である。例えば、ドーナツ形透過区域は、透過性で
ない「ドーナツの穴」に対する機械的な支持部が残らな
い。

その為、透過区域に１１１純な空所を使うことによって
は、この様な形を焼付けることが出来ない。更に、空所
の透過区域を用いて物理的に構成するこζが出来る多く
の構造は、寸法が不安定過ぎて、実用的な価値がない。

云い換えれば、マスクのある密実な部分を、マスクの他
の密実な部分に対して精密な位置に強制的に保つことが
出来ない。

イオン・ビーム・マスクに於ける空所を用いた透過区域
の問題を解決する為、従来２つの解決策が知られている
。１つの解決策は、多重の相補形のステンシル形パター
ンを利用し、これは１個の焼付パターンを達成する為に
、多垂の逐次的な刷合せ及び露出工程で使われる。別の
解決策は、マスクの透過区域に対して、網、スクリーン
等の様な格子を利用する。こう云う２つの解決策は、イ
オン・ビーム製版に用いた時、重大な欠点を招く傾向が
ある。特に、多重の相補形ステンシル形マスク方式は、
何回もの露出工程とマスクの何回もの刷合せの為、余り
にも複雑になり過ぎる。何れの解決策も、マスクの製造
が過度に複雑になると云う難点がある。更に、何れの解
決策も、マスクを！！ＪＪ造する際と、露出工程の間の
マスクの加熱の結果としての両方の理由で、寸法安定性
が低下すると云う難点がある。

マスクを作る材料には、マスクを滑かに且つ平坦に保つ
て、歪みを最小限に抑える為に、引張り応力が必要であ
る。空所又は格子が形成される所では、応力が除去され
る。焼付パターンの非・一様性により、応力除去が、あ
る区域では他の区域よりも太き（なる。従って、応力の
むらを同じにしようとして、パターンが歪む。

更に、露出工程の間、マスクを透過しなかったイオン・
ビーム放射がマスクによって吸収される。。

従って、露出工程の間、マスクの温度が上Ｒする。

マスクの加熱が、マスクの引張り応力を幾分か軽減し、
マスクの密実な部分を膨張させる。従って、密実な区域
と空所の区域の間の境界の近辺で、温度上背によってマ
スクの密実な部分が膨張するのを妨げるものは何もない
。このｖ５張が、他の場合にはイオン・ビーム放射を用
いて達成し得る結電を低下させる。

従って、！Ｊ’Ｊ　Ｂ並びに使用の全体にわたって寸法
安定性を持つマスクが要求される。更に、このマスクは
、原子核散乱が原因で起り得るイオン・ビームの発散を
最小限に抑える為に、空所の透過区域を用いる必要があ
る。

問題点を解決する為の手段及び作用 従って、イオン・ビーム製版に用いた時に寸法安定性を
そのまま持つ改良されたマスクを提供することが、この
発明の利点である。

この発明の別の利点は原子核散乱によって、ビームの問
題になる稈の発散が起らない様に、マスクの透過区域に
空所を利用する改良されたマスクを提供することである
。

この発明の別の利点は、製造がそれほど複刹にならない
で済む様な改良されたマスクを提供づることである。

この発明の上２並びにその他の利点が、１形式では、上
面及び下面を持つ全体的に平面状の膜に形成した第１の
材料を用いることによって実現される。更にこの膜は、
上面及びＦ面の間を伸びる多数の開口を持っている。各
々の開口と第１の材料の間の壁は略真直ぐであり、これ
らの壁の実質的な部分が、放射がマスクに入射する時の
ガ向と平行である。ある開口の中に第２の材料が配ｄさ
れる。この第２の材料は、それが実質的に放射の通過を
阻止する様に、開口に適用される。

この発明は、以下図面について訂しく説明する所から、
更に完全に理解されよう。図面全体にわたり、同様な部
分には同じ参照数字を用いている。

実　　施　　例 この発明は集積回路に対するパターンの並列焼付に役立
つマスクに関する。並列焼付とは、近接焼付及び投影焼
付の両方を指Ｆｊ’　＋１近接焼付では、マスクが、パ
ターンを焼付けようとする而に極く接近しており、マス
クのパターンと焼付パターンの間には１：１の対応が生
ずる。投影焼（＝ｊでは、パターンを焼付番〕ようとす
る面から頗れた所にあるマスクによって、像が投影され
、マスクのパターンと焼付パターンの間に幾らかの縮尺
が起るのが普通である。更に、この発明のマスクはイオ
ン・ビーム製版に使うものである。然し、当業者であれ
ば、この発明がイオン・ビーム製版に関連して使う場合
、又は集積回路にパターンを焼（−Ｊ　ｌプすることに
制限されないことが理解されよう。例えば、ここで説明
する考えを電子ビーム製版、写真製版、Ｘ線製版等に適
用するのを妨げるものは何もない。更に、ここで説明で
る考えを、集積回路装動又はその他のｍｉのどれに対し
て行なわれるにしても、どんな秤類の焼付けに適用する
ことをも妨げるものは何もない。

第１図はこの発明のマスクを作るのに使われる基板１０
を示Ｊ０この発明の好ましい実施例は、マスクを作る材
料として、シリコン結晶格子を使うことを考えている。

従って、好ましい実施例では、基板１０は、集積回路の
製造に酋通使ねれる様な単結晶シリコン基板を表わす。

基板１０の結晶配向はこの発明では重要ではないが、用
途に特定の種々の条４を充たす様に、当業者によって選
ぶことが出来る。更に、エメ板１０の７’７さはこの発
明では重要ではないが、合理的に可能な限り、薄いこと
が好ましい。この発明の好ましい実施例は、マスクの面
積を約１Ｃｉまでと考えている１、従って、基板１０の
面積は１　ｃｉより大きい。

更に第１図は基板１０の表面の上にエピタキシ１シル層
１２を成長させることを示している。好ましい実施例で
は、エピタキシャル層１２は５Ｅ１９原子／　ｒ：ｍ　
３の様な高い濃度の（ＩＩ累を成長させる。。

硼素原子はエピタキシャル層１２の結晶格子の中に置換
によって持込まれる。硼素原子はシリコン原子よりも小
さいから、硼素が１ビタキシャル層１２の格子内に内部
の引張り応力を生ずる。更に、硼素でドープされたｌビ
タキシャル層１２が、■ビタキシャル層１２から基板１
０を取除く、後で１ｊなわれる工程で、基板１０とエピ
タキシャル層１２とを区別するエッチ・ストッパになる
。■ビタキシャル層１２の成長により、基板１０に重な
る全体的に平面状の膜を形成する結晶格子が生ずる。

エピタキシャル層１２の厚さは、イオン・ビーム放射が
その中を透過するのを阻ＩＦする位にある。

この発明は、約２００　ＫｃＶ未渦のエネルギのイオン
・ビーム放射を使うことを考えている。この為、ｈ２低
限、約２ミクロンのエピタキシャル層１２の厚さがあれ
ば、この放射を阻止するのに十分である。

使方、エピタキシャル層１２の最大の厚さは、エピタキ
シ１１ル層１２に垂直開口を１ツヂする能力に°よって
定まる限界に関係する。後で行なわれるエッチングエ稈
が、層１２の厚さ全体にわたってこう云う孔をエッチす
る。現在の１ツヂング技術は、垂直開口をエッチし得る
距離が制限されている。従って、１ピタキシャル層１２
は、エピタキシャル層１２にこの様な垂直開口が首尾よ
くエッチされる位に薄くすることが好ましい。然し、エ
ピタキシャル層１２で構成された最終的なマスクが、出
来るだけ丈夫であって、イオン・ビーム製版過程に於け
る加熱に耐えられる様に出来る限り大きな容８を持つ様
に、エピタキシャル層１２はこう云う拘束の範囲内で可
能な限り厚くすることが好ましい。具体的に云うと、層
１２は２ミクロンより厚くするのが右利であり、４乃￥
１８ミクロンの厚さにするのが最も好ましい。

第２図はエピタキシャル層１２に重ねて層１４゜１６を
追加した状態を図式的に示す。層１４は保護層を表わす
。エピタキシャル層１２に重ねて成長させた酸化物、又
は普通の化学反応気相成長方法を用いてデポジットされ
た酸化物、金属又は窒化物層が保護層１４として作用し
得る９１層１６は層１４に重ねて適用された普通のレジ
スト・コートを表わす。層１４は、この後で行なわれる
エッチ工程がエピタキシャル層１２を傷めない様にする
。

レジスト層１６を次に放射に露出して、格子状パターン
が出来る様にする。第３図は格子の小さな一部分を示す
。好ましい実施例では、長さを表わす線１８及び幅を表
わず線２０だけ、互いに隔たる小さな方形区域を露出す
ることにより、この格子が形成される。良さを表わす線
１８は幅を表わす線２０に対して垂自に伸びる。

第３図に示す方形は、この格子状パターンを作るのに好
ましい。後で行なわれるエッヂ−［稈では、これらの方
形が、１ピタキシヤルｈｒｉ１２を通抜ける開口（第２
図参照）に形成される。こう云う開口は、エピタキシ１
１ル層１２に存右する内部の弓張り応力の一部分を軽減
する傾向を持つ。然し、格子パターンに方形を使うと、
エピタキシャル層１２の全面にわたって、長さ及び幅の
両方の寸法でこの応力が一様に軽減される。応力が一様
に軽減されるから、製造の為に起った寸法の歪みが最小
限に抑えられる。更に、第３図に示す方形パターンは、
マスクを焼付は過程に使う時、放射が開口を透過する点
で好ましい。この為、非対称の形ではなく、方形を使う
ことにより、焼付けようとするパターンの長さ及び幅の
両方の寸法で同等の解像度が得られる。然し、当業者で
あれば、円又は六角形の様に、第３図に示した方形以外
の対称的な幾何学的な形を規則的なパターンで利用して
もよく、性能の劣化は極く僅かであることが理解されよ
う。

更に、好ましい実施例は、解ｆＸ！度の高いパターンを
考えている。例えば、好ましい実施例では長さ及び幅の
線１８．２０が夫々太さ約８００人であって、約３，０
ＯＯＡ＃れている。この結果前られるマスクが約１ｄで
あるから、上に述べた寸法では、ＰｔＪ１６の仝而にわ
たって何百万もの方形を露出することを必要とする。第
２図は極く僅かな数の長さの線１８及び幅の線２０を示
すに過ぎない。

電子ビーム製版法を直列用込みモードで使って、好まし
い実施例で考えている様な高い解像度を達成することが
出来る。この大量の方形を露出する為に電子ビーム製版
法を使うには、かなりの時間を要することがある。然し
、−旦最初のマスクが作られ）ば、この１番目のマスク
がその後の全てのマスクに対するマスターとして作用し
青る。こう云う後続のマスクは、この発明について述べ
る様に、イオン・ビーム製版法を用いて露出することが
出来る。勿論、当１ｆ＝ａであれば、百１６の上に上に
述べた解像度の高いパターンを定める為に、この他の方
式を有利に工夫することが出来る。

層１６の全面を露出した後、現像ｊｒ程が層１６の露出
部分を除去する。次に、エッチングエ稈が層１４の内、
層１６の一部分の除去によって露われだ部分を除去する
。その後、別のエッチングエ稈が、層１４の除去された
部分によって限定された区域で、エピタキシャル層１２
の厚さ全体を垂直方向にエッチする。好ましい実施例は
、この垂直方向のエツチングを行なう為に、飼通のイオ
ン・ビーム又は反応性イオン・エツチング方式を使うこ
とを考えている。

層１２のエツチングの後、エッチバック工程を使って、
エピタキシャル層１２の内、この後の処理工程（後で説
明する）の後にマスクとして役立つ部分の下にあるエピ
タキシャルＩＩ！１１２から、基板１０を完全に１ツヂ
ングによって除く。この為、シリコン枠（図面に示して
ない）がこのマスクを取囲む様に残る。前に述べた様に
、エピタキシャル層１２の硼素のドーピングにより、普
通の１ツヂング方法がエピタキシャル層１２から埴板１
０を区別するのに利用出来る様なエッチ・ストッパが得
られる。

第４図はこのエッチバック工程の後に得られた構造の側
面図である。このＭＡ造は、１ピタ渠シャル層１２及び
保ｆｆ１Ｆｉ１４の材料で構成されたスクリーン２２を
形成する。スクリーン２２は、上面２４が下面２６と向
い合う様な略平面状の膜を表わす。更に、上に述べたｌ
！！Ｊ造工程により、上面２４が下面２６と略平行にな
る。更に、スクリーン２２は多数の開口又は網目２８を
有する１、網目２８が、上面２４から下面２６まで、ス
クリーン２２の厚さ全体を通抜ける。更に網目２８は、
略貞直ぐであって、上面及び下面２４．２６に対して略
垂直に伸びる網目の壁３０を持つことを狛徴とする。

壁３０が真直ぐであることにより、幅の線２０は、スク
リーン２２の厚さ全体にわたって、出来るだけ艮くする
ことが出来る。同様に、長さの線１８（第３図参照）も
スクリーン２２の厚さ全体にわたって出来るだ【ノ幅を
広くすることが出来る。

この為、スクリーン２２の全体的な強度が最大になる。

更に、スクリーン２２をマスクに形成し、並列焼付は過
程に使う時、放射が開口又は網目２８の所で、マスクを
透過する。この放射は、厚さ１ミクロン未満の材料を透
過することが出来る。

従って、間口の壁３０が真貞ぐであることは、放射がス
クリーン２２の内、厚さが１ミクロン未満である部分に
入射しない様に１゛る。１こうして得られた第４図に示
す構造は、この製造段階のスクリーン２２と同一の他の
マスクを製造する為のマスター・マスク３２として有利
に作用することが出来る。然し、更にこの発明は、スク
リーン２２を、これから説明する°ｒ程を用いて、マス
クになる様にプログラムし得る種々の独特なパターンに
関連して使うことも考えている。

第５図はスクリーン２２の網目２８の中に充填材を追加
した状態を示す。充填材３４として使われる特定の材料
は、この発明の作用にとって手習ではない。然し、充填
材３４は、幅の線２０及び長さの線１８（第３図参照）
のシリコン結晶格子構造の機械的な性質に較べて、無古
な機械的な性質を持つ様に選ぶ。更に、充填材３４は、
後で行なわれるエラチエ稈が、長さの線１８（第３図参
照）及び幅の線２０に較べて、充填材３４に対して強い
選択性を持つ様に選ばれる。烈害な機械的な性質により
、充填材３４はスクリーン２２の全体的な機械的な性質
に対する影響が殆んど或いは全くない。従って、充填材
３４は長さの線１８（第３図参照）及び幅の線２０のシ
リコン結晶格子よりも、堅牢性がかなり低く、放射の作
用を受番ノた時、スクリーン２２の内部応力に対して殆
んど影響を持たない。好ましい実施例は、充ｌ！ｉ材３
４に種々の有機重合体を使うことを考えている。

特に、電子ビーム放射をか１プることによって露出し得
るレジスト材料は、このレジストが上に述べた無害な機
械的な性質を持つものである限り、充填材３４として使
うのに特にｉ゛利である。

この発明は、スクリーン２２の網目２８の中に充填材３
４を適用するのに、異なる幾つかの６式の内の任意の１
つが考えられる９、充填材３４は、スクリーン２２の厚
さ仝休にわたって、土面２４から下面２６まで、網目２
８を完全に充填する必要はない。前に述べた様に、スク
リーン２２は厚さが２ミクロンより厚く、最も好ましく
は、厚さが４乃至８ミクロンであるのが右利である。更
に、任意の密実ｌｅｔ　４Ａ料は、約１ミクロンでイオ
ン・ビーム放射の通過を自効に阻１する。従って、網目
２８の中に少なくとも１ミクロンの充ｊＪＪ３４の厚さ
が達成される様にするのに十分な市の充填材３４をスク
リーン２２の綱目２８の中に適用する。

充ｊ［３４は、普通の回転適用方法を用いて回転付着さ
せることが出来る。十分粘度の低い充填材３４を選んだ
場合、毛ＩＩ管作用により、充填材３４は網［１２８の
中に吸込むことが出来る。この代りに、化学反応気相成
長方法を用いて、充ＩＪｔ拐３４を適用することが出来
る。適用方法に関係なく、充填材３４がスクリーン２２
の全面に適用される。従って、製造のこの時点では、ス
クリーン２２及び充ｊ＋１４１３４が一緒になってマス
ク半製品３６を形成し、これは大Ｅ生産することが出来
、この為、マスク半製品３６の選ばれた部分から、充填
材３４を除去することにより、特定の独特なパターンを
マスク半製品３６に後でプログラムすることが出来る。

特定の用途に使うマスクを作ろうとするものは、第５図
に示す製造段階まで入部生産し得るマスク半製品３６が
ありさえすればよい。その後、後で説明する比較的複雑
でない工程を用いて、マスク半製品３６を特定の独特な
パターンを持つ様にプログラムすることが出来る。

第６図は、独特の用途に特に適したプログラムされたマ
スク３８を形成する為に、スクリーン２２の選ばれた部
分から充填材３４を除去した状態を示す。前に述べた様
に、レジス］・材料が充填材３４として有利に作用し青
る。この為、こう云う種類の充填材３４では、電子ビー
ム製版法を用いて、マスク半製品３６（第５図）に特定
のパターンを露出することにより、プログラムされたマ
スク３８を作ることが出来る。このパターンを霧°出す
る方式は普通のものであり、ここではこれ以上説明しな
い。次に、充填材３４の露出済み部分を単に現像するこ
とにより、マスク半製品３６の選ばれた部分から充填材
３４を除去する、１勿論、レジストの現像は、−船釣に
、スクリーン２２を構成しているスクリーンをＩＢ２め
ない。充填材３４の露出済み部分を現像した後、酸化物
又は窒化物の様な数百人の保護コートをプログラムされ
たマスク３８の全面に適用して、残っているレジストを
安定化することが有利である１゜ 充填材３４としてレジストではない材料を用いる場合、
マスク半製品３６（第５図）の全面に重ねて薄い金属層
（図面に示してない）を適用することが出来る。次に、
この薄い金属層に小ねてレジスト・コート（図に示して
ない）を適用し、前に述べた様な電子ビーム製版法を用
いて、レジスト・コートを露出することが出来る。、レ
ジストの露出済み部分を除去することが出来、エツチン
グ工程によってこのパターンを金属に転写し、この後の
エツチング工程、特に充填材３４に有機重合体を使う１
時はＭ素プラズマエッグーング工程を使って、マスク半
製品３６の選ばれた部分から充填材３４を除去する。こ
の工程に使われるエッヂヤントは、スクリーン２２に較
べて、充填材３４に対して選択性であり、その為、スク
リーン２２は山まない。

この結束前られるプログラムされたマスク３８は、スク
リーン２２の網目２８から充填材３４を除去しなかった
不透明区域４０を有づる。プログラムされたマスク３８
は、スクリーン２２の選ばれた部分にある網目２８から
充填材３４を除去した透過区域４２をも持っている。勿
論、当業者であれば、マスク３６の面積全体にわたり、
複雑なパターンを多数の不透明区ｂ１１．４０と透過区
域４２で形成することが出来ることが理解されよう。

７０グラムされたマスク３８では、マスク３８の引張り
応力がマスク３８の面積仝休にわたって一様に分布する
傾向がある。これは、充填材３４のないスクリーン２２
がスクリーン２２の仝而にわたって一様なパターンを持
っているからである、。

充填材３４の性質は、充填材３４がスクリーン２２の応
力を目立って増加も減少もしない様に選ばれる。その結
果、充填材３４の自照は、ブＥ１グラムされたマスク３
８内の全体的な応ツノ並びに応力の分布に殆んど影響を
持たない。この為、製造及び加熱による寸法の歪みが最
小限に抑えられる、。

第７図はイオン・ビーム製版の近接並朝焼付番プ過程に
プログラムされたマスク３８を使う揚台を示す。第７図
の４１造４４は集積回路を表わず。構造４４が、所望の
パターンを焼付けようとする面４６を持っている。プロ
グラムされたマスク３８はＭＡ造４４の面４６から隔て
て、焼付は過程に於１プる面４６又はマスク３８に対す
る損傷が最小限に抑えられる様にする。マスク３８が入
射する放射を選択的に透過する。云い換えれば、マスク
３８の透過区域４２がこの放射がマスク３８を透過する
ことが出来る様にし、マスク３８の不透明区域４０が放
射がマスク３８を透過することを禁止する。

放ｒＪＪ４８はマスク３８の面積全体にわたって分布し
た、好ましくは水素イオンの、コリメーションが高度に
よいイオン・ビームを表わす。好ましい実施例では、放
射４８が、マスク３８の平面に対して略垂直な方向から
、約２００　Ｋｅν未満のエネルギで、マスク３８に入
射する。放射４８は放ＤＡ源５０から供給される。放射
源は、イオン・ビーム打込み技術に使われるイオン・ビ
ーム踪と同様である。この技術は周知であり、ここでは
説明しない。放射源５０を作動すると、源５０が放射４
８を発生し、こうして面４６の選ばれた部分なこの放射
に対して露出する。

マスク３８の透過区域４２が格子ｌ１ｌｌ′ｆＦｉを持
っているから、この格Ｉ構造は、格子線を除去プる特別
の措ｄを講じなければ、構造４４の而４６に転写するこ
とが出来る。格子線は長さ及び幅の線１８．２０（第３
図参照）によって形成され、好ましい実施例では、これ
らの線の幅は人体僅か８００人である。従って、除去し
なければならない面４６上の格子パターンは、幅が約８
００人の垂＾な線で構成される。この格子は、放ｒＪＡ
線５０から発生される放ｔＪ４４８のコリメーションを
若’Ｆ　ｌ（わせることによって除去することが出来る
。コリメーションを若干狂わせることにより、放射４８
の一部分が、前に述べた垂直な角度とは若干５間なる種
々の角度で、マスク３８に入０１する。１マスク３８が
面４６から隔たっているから、こう云う種々の角度によ
り、マスク３８の透過区域４２を透過した放射が、面４
６に投影された格子線を露出Ｊる。

この代りに、マスク３８、構造４４又は放射源５０の内
の１つを他の２つに対して若干揺動させることにより、
投影された格子線を除くことが出来る。この若干の揺動
は、構造４４の面４６に入射するイオン・ビーム放射が
、マスク３８、放射源５０又はｍ迄４４のどれも相対的
に動かさなかった時の位置から、少なくとも約４００人
だけ変位する傾向を持つ様に、十分制御された方式で実
施することが出来る。この若干の揺動を用いる方式は、
その方が制御が容易であって、この発明の考えに従って
構成されたマスク３８を用いて達成し得るＭ　ｆｍ度を
損わないと云う点で、コリメーションを狂わせる６式よ
りも好ましい。

要約すれば、この発明はイオン・ビーム製版法に用いる
寸法安定伯を持つプログラムされたマスク３８を提供す
る。マスク３８は、一様な修了がエピタキシャル層１２
内に形成されている為に製造によって寸Ｆ１歪みが誘起
されることがなく、一様な格子がマスク３８の面積全体
にわたって一様に応力を軽減する。更に、並列焼付は過
程の間に起るマスク３８の加熱が、マスク３８の全体に
わたって一様な応力変化を招く。応力変化が一様である
から、マスク３８の不透明区域４ｏは゛？マスク８の他
の不透明区域４０に対する位置が変らない傾向を持つ。

充填材３４は堅牢性がスクリーン２２よりずっと小さく
、局限されていないから、充填＄１３４の加熱により、
充填材３４が垂直方向に膨張してもよく、マスク３８の
不透明区域４０でマスク３８が受ける応力に彩管しない
。更に、マスク３８は、イオン・ビーム製版法に利用さ
れる他のマスクに較べる時、製造が複雑ではない。

マスクに独特のパターンを７０グラムしようとする者は
、マスク崖製品３６を求め、菖通のエツヂング方法を用
いて、マスク半製品３６から１０グラムされたマスク３
８を作ることが出来る。更に、マスクを製造する峙の過
ちは、例えば普通のイオン・ビーム・デボジッション及
び／又はｌツヂング方式を用いて、修狸することが出来
る。

以上この発明の好ましい実施例を説明したが、この発明
の範囲内で、それを変更することが出来る。例えば、ス
クリーン２２は、スクリーン２２の製造中のここで説明
したよりも早い段階で、エピタキシャル層１２から基板
１０を除去することによって作ることが出来る。更に、
マスター・マスク３２に不透明区域４０を追加しても、
好ましい実施例について上に述べた様に、マスク半製品
３６から透過区域４２を除去しても、略同じプログラム
されたマスク３８が出来る。当業者に明らかなこの様な
全ての変更は、この発明の範囲内に含まれることを承知
されたい。

以上の説明に関連して更に下記の項を開示する。

（１）　　予定の方向から入射する放射を選択的に透過
さＵる為に並列焼付に使うマスクに於て、上面及び下面
を持っていて、該上面及び下面の間を伸びる一様な間隔
の多数の開口を持つ引張り応力を受【プている全体的に
平面状の膜として構成され、前記開口が前記上面及び下
面の間に、該面に対して略法線方向に伸びる壁を持つ第
１の月利と、選ばれた前記開口の中に配置されている第
２の材料とを有し、前記第２の材料が実髄的に前記放射
の通過を阻止するマスク。

（２）　　（１）項に記載したマスクに於て、放射がイ
オン放射である゛マスク。

（３）　　（１）項に記載したマスクに於て、第１の材
料が結晶シリコンで構成されているマスク。

（４）　　（３）項に記載したマスクに於て、第１の材
料が更に、結晶シリコンの格子中に置換によって取入れ
た物質を持っていて、前記格子内に引張り応力を作り出
すマスク。

（５）　　（４）項に記載したマスクに於て、前記物質
が硼素であるマスク。

（６）　　（１）項に記載したマスクに於て、第１の材
料の平面状の膜と平行な各々の開口の断面が人体方形で
あるマスク。

（７）　　（１）項に記載したマスクに於て、予定の：
ｒプツチントを用いて、前記第２の材料を前記第１の材
料に対して選択的にエッチするマスク、１（８）　　（
１）項に記載したマスクに於て、前記第２の材料が、前
記第１の材料の膜の機械的な性質に対して実質的に何等
寄与を持たないマスク。

（９）　　（１）項に記載したマスクに於て、前記第２
の材料が略全部の開口の中にあって、予定のマスク・パ
ターンに対応する様な、前記マスク上の予定の位置にあ
る開口の一部分から、前記第２の材料を除去することに
より、予定のマスク・パターンを形成することが出来る
様にしたマスク、。

（１０）それに対して入射するイオン・ビーム放射が選
択的に透過する様に、集積回路装置上にパターンの並列
焼付を行なうのに使うマスクに於て、平面状スクリーン
と、充填材とを有し、該平面状スクリーンは結晶格子の
線によって一様な間隔で隔たる多数の網目を持っていて
、該網目の壁が真６ぐであって、スクリーンの平面と略
垂直に伸びる様な形になっており、スクリーンの平面と
平行に見た網目の断面が略り形であり、前記格子の線は
、前記放射がそれを通過することを実質的に阻止する位
の厚さであり、前記充填材は前記格子よりも堅牢性が低
くて、前記開口の少なくとも・一部分の中にあり、該充
填材が占める網目の部分を放射が通過することを実質的
に阻止するマスク。

（１１）　　（１０）項に９τｉ叔したマスクに於て、
前記格子がシリコン及び硼素で構成され、該８素が前記
格子に取込まれて該格子の引張り応力を強めるマスク。

（１２）面の予定の部分を露出用ｔｌＩ射に選択的に露
出する方法に於て、網目を持つ様に第１の材料で作られ
たスクリーンを前記面及び前記露出用放射の源の間に配
置し、前記網目の少なくとも一部分を第２の材料で充填
して、該第２の材料で充填されていない網目が前記面の
前記予定の部分に対応する様にし、前記露出用放射の源
を作動する］Ｌ稈を含む方法。

（１３）　　（１２）項に記載した方法に於て、更に、
前記スクリーンに引張り応力をかける工程を含む方法。

（１４）　　（１３）項に記載した方法に於て、前記引
張り応力をかける工程が、スクリーン全体にわたって一
様に応力を分布さゼることを含む方法、。

（１５）　　（１２）項に記載した方法に於て、露出用
放射がスクリーンに対して予定の方向から発する様にな
っており、更に、綱目の壁がこの予定の方向と略平行に
なる様に、スクリーンを形成する：■程を含む方法。

（１６）　　（１５）項に記載した方法に於て、形成す
る：Ｌ稈が、網目の壁を略真直ぐに且つスクリーンの上
面及び下面の間で垂直になる様に形成する工程を含む方
法。

（１７）　　（１２）項に記載した方法に於て、放射源
が実質的にコリメーションされた放射ビームを発生し、
更に、放射源、マスク及び面の内の１つを該放射源、マ
スク及び面の内の他の２つに対して動かして、充填され
ていない網目の間にある第１の材料の線の下にある面に
前記入射が入射する様にする二［程を含む方法。

（１８）　　（１２）項に記載した方法に於て、作動す
る］Ｌ稈がイオン・ビーム放射を発生する方法。

（１９）寸法安定性の点で並列焼付形イオン・ビーム製
版法に特に役立つマスク３８を説明した。マスク３８は
単結晶シリコンの様’＋−Ｌ＋−的堅牢性を持つ材料で
構成された比較的堅牢性を持つスクリーン２２を表わし
ており、スクリーン２２の全面積にわたってスクリーン
２２に網目２８が形成されている。好ましい実施例は、
スクリーン２２の面積全体にわたって網目２８に堅牢性
が劣る充填材３４を適用し、その後マスク３８の透過区
域４２から充Ｎｉ材３４を除去する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の￥Ｊ′Ｔｉ中に使われるＩ＜＆及び
エピタキシャル層の略図、第２図はこの発明で第１図の
構造に追加される追加の層の略図、第３図は第２図に示
したこの発明の構造の上に形成されるパターンの略図、
第４図は第２図乃ｆ第３図に示すこの発明の構造に対し
て行なわれるエッチングエ稈の結果を示す略図、第５図
は第４図に示すこの発明の構造に充填材を追加すること
を示す略図、第６図は第５図に示すこの発明の構造にパ
ターンを形成する様子を示す略図、第７図はイオン・ビ
ーム製版の並列焼付は過程にこの発明を用いた場合を示
す図である。 主な符号の説明 １２：エピタキシャル層 １４：上面 ２６：下面 ２８二開口 ３４：充填材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）予定の方向から入射する放射を選択的に透過させ
   る為に並列焼付に使うマスクに於て、上面及び下面を持
   っていて、該上面及び下面の間を伸びる一様な間隔の多
   数の開口を持つ引張り応力を受けている全体的に平面状
   の膜として構成され、前記開口が前記上面及び下面の間
   に、該面に対して略法線方向に伸びる壁を持つ第１の材
   料と、選ばれた前記開口の中に配置されている第２の材
   料とを有し、前記第２の材料が実質的に前記放射の通過
   を阻止するマスク。
2. （２）面の予定の部分を露出用放射に選択的に露出する
   方法に於て、網目を持つ様に第１の材料で作られたスク
   リーンを前記面及び前記露出用放射の源の間に配置し、
   前記網目の少なくとも一部分を第２の材料で充填して、
   該第２の材料で充填されていない網目が前記面の前記予
   定の部分に対応する様にし、前記露出用放射の源を作動
   する工程を含む方法。