JPH1154409A - マスク作製用部材及びマスクの製造方法 - Google Patents
マスク作製用部材及びマスクの製造方法Info
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- JPH1154409A JPH1154409A JP21106097A JP21106097A JPH1154409A JP H1154409 A JPH1154409 A JP H1154409A JP 21106097 A JP21106097 A JP 21106097A JP 21106097 A JP21106097 A JP 21106097A JP H1154409 A JPH1154409 A JP H1154409A
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- etching
- mask
- silicon
- forming
- layer
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 サイズの大型化、歪の発生、荷電粒子線の特
定方向への回折の、問題点について解決できる、マスク
作製用部材及びマスクの製造方法を提供する。 【解決手段】 シリコン基板の表面にシリコンエッチン
グに対するエッチング阻止層２を形成し、エッチング阻
止層２の上にシリコン薄膜層３を形成し、Ｓｉ基板の裏
面上に、小領域の各設定箇所に対応する開口部分をそれ
ぞれ有するエッチングマスクパターン４を形成する。エ
ッチングマスクパターン４を使用して、シリコン基板の
裏面を垂直または略垂直にエッチングすることにより、
エッチング阻止層２に対して垂直または略垂直な壁面を
有する複数の支柱６を前記境界領域の設定箇所に対応さ
せて形成するとともに、小領域の各設定箇所に対応する
各支柱間の開口部５をそれぞれ形成するし、各開口部５
において露出したエッチング阻止層２を除去することに
より、各開口部５にシリコン薄膜層からなるメンブレン
を露出させる工程を有するマスク作製用部材の製造方
法。
定方向への回折の、問題点について解決できる、マスク
作製用部材及びマスクの製造方法を提供する。 【解決手段】 シリコン基板の表面にシリコンエッチン
グに対するエッチング阻止層２を形成し、エッチング阻
止層２の上にシリコン薄膜層３を形成し、Ｓｉ基板の裏
面上に、小領域の各設定箇所に対応する開口部分をそれ
ぞれ有するエッチングマスクパターン４を形成する。エ
ッチングマスクパターン４を使用して、シリコン基板の
裏面を垂直または略垂直にエッチングすることにより、
エッチング阻止層２に対して垂直または略垂直な壁面を
有する複数の支柱６を前記境界領域の設定箇所に対応さ
せて形成するとともに、小領域の各設定箇所に対応する
各支柱間の開口部５をそれぞれ形成するし、各開口部５
において露出したエッチング阻止層２を除去することに
より、各開口部５にシリコン薄膜層からなるメンブレン
を露出させる工程を有するマスク作製用部材の製造方
法。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、マスクパターンが
形成される多数のメンブレン上の小領域がマスクパター
ンが形成されない境界領域により区分されたマスク作製
用部材であり、前記境界領域に対応する部分に支柱が設
けられたマスク作製用部材を製造する方法と、荷電粒子
線（電子線、イオンビーム）に対して感応する基板（例
えば、レジストが塗布されたウェハ）に所定パターンを
転写するためのマスク（マスク及びレチクルを含む広義
のマスク）を製造する方法に関するものである。
形成される多数のメンブレン上の小領域がマスクパター
ンが形成されない境界領域により区分されたマスク作製
用部材であり、前記境界領域に対応する部分に支柱が設
けられたマスク作製用部材を製造する方法と、荷電粒子
線（電子線、イオンビーム）に対して感応する基板（例
えば、レジストが塗布されたウェハ）に所定パターンを
転写するためのマスク（マスク及びレチクルを含む広義
のマスク）を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路技術の進展は目ざ
ましく、半導体素子の微細化、高集積化の傾向も著し
い。半導体ウェハに集積回路パターン（微細パターン）
を形成する手法としては、これまで光を用いたフォトリ
ソグラフィーが一般的であった。しかし、回路パターン
の微細化が進むにつれて光の解像限界が懸念され、電子
ビームやイオンビームなどの荷電粒子ビームを用いた新
しいフォトリソグラフィーが検討されている。
ましく、半導体素子の微細化、高集積化の傾向も著し
い。半導体ウェハに集積回路パターン（微細パターン）
を形成する手法としては、これまで光を用いたフォトリ
ソグラフィーが一般的であった。しかし、回路パターン
の微細化が進むにつれて光の解像限界が懸念され、電子
ビームやイオンビームなどの荷電粒子ビームを用いた新
しいフォトリソグラフィーが検討されている。
【０００３】このような荷電粒子ビームを用いた露光技
術は、ビーム径をｎｍオーダーにまで絞ることが可能な
ため、１００ｎｍ以下の微細パターンを容易に形成でき
る点に大きな特徴があり、なかでも電子ビームを用いた
微細パターンの描画技術は古くから実用化されている。
ところが、このような細く絞ったビームを走査してパタ
ーンを描いていく方法（直接描画）は、大きな面積にパ
ターンを形成するには膨大な時間がかかること、即ちス
ループット（単位時間当たりの処理量）が低いことが問
題であった。
術は、ビーム径をｎｍオーダーにまで絞ることが可能な
ため、１００ｎｍ以下の微細パターンを容易に形成でき
る点に大きな特徴があり、なかでも電子ビームを用いた
微細パターンの描画技術は古くから実用化されている。
ところが、このような細く絞ったビームを走査してパタ
ーンを描いていく方法（直接描画）は、大きな面積にパ
ターンを形成するには膨大な時間がかかること、即ちス
ループット（単位時間当たりの処理量）が低いことが問
題であった。
【０００４】そのために、半導体デバイス製造にかかる
ウェハ量産プロセスの露光には、依然として光リソグラ
フィーが用いられ、電子ビームリソグラフィーは光リソ
グラフィー用マスクの製造や試験的なデバイス試作な
ど、限定された領域でのみ使用されているに過ぎなかっ
た。そこで、このような問題を解決するために、荷電粒
子ビームを用いて直接描画するのではなく、マスクを用
いて電子光学系によりマスク上のパターンをウェハ上に
縮小転写する技術が開発されている。
ウェハ量産プロセスの露光には、依然として光リソグラ
フィーが用いられ、電子ビームリソグラフィーは光リソ
グラフィー用マスクの製造や試験的なデバイス試作な
ど、限定された領域でのみ使用されているに過ぎなかっ
た。そこで、このような問題を解決するために、荷電粒
子ビームを用いて直接描画するのではなく、マスクを用
いて電子光学系によりマスク上のパターンをウェハ上に
縮小転写する技術が開発されている。
【０００５】例えば、Jpn. J. Appl. Phys. 34(1995
年）の6658頁には、直接描画から縮小転写に至る電子ビ
ーム露光技術の発展が解説されている。かかる電子ビー
ム露光用のマスクとしては、電子を透過させる部分が素
通しになったステンシルタイプのものが用いられる。ま
た、マスク材料としては、微細加工性に優れたシリコン
が用いられる。
年）の6658頁には、直接描画から縮小転写に至る電子ビ
ーム露光技術の発展が解説されている。かかる電子ビー
ム露光用のマスクとしては、電子を透過させる部分が素
通しになったステンシルタイプのものが用いられる。ま
た、マスク材料としては、微細加工性に優れたシリコン
が用いられる。
【０００６】マスクにおいて電子を遮蔽する部分は、従
来は厚さ数十μｍのシリコン自立膜により電子を全て吸
収するものが用いられていたが、電子の吸収による温度
上昇によりマスクに熱歪が生じて、転写されたパターン
が歪むという問題があった。そのため、これを防ぐため
に最近は、厚さ２μｍ程度のシリコン自立膜を用いて、
電子を吸収しないで散乱させることにより電子の進行方
向を変化させ、さらに光学系の途中に設けた絞りにより
散乱電子を阻止する方式が検討されている。
来は厚さ数十μｍのシリコン自立膜により電子を全て吸
収するものが用いられていたが、電子の吸収による温度
上昇によりマスクに熱歪が生じて、転写されたパターン
が歪むという問題があった。そのため、これを防ぐため
に最近は、厚さ２μｍ程度のシリコン自立膜を用いて、
電子を吸収しないで散乱させることにより電子の進行方
向を変化させ、さらに光学系の途中に設けた絞りにより
散乱電子を阻止する方式が検討されている。
【０００７】ここで、マスクを用いて電子光学系により
マスク上のパターンをウェハ上に縮小転写する具体的な
電子ビーム露光方法を図３に示す。ステンシルマスク１
０上は、小領域１０ａに分割されている。また、各小領
域１０ａには、ステンシル状のパターンが形成されてお
り、不図示の電子光学系により、荷電粒子ビームに対し
て感度を持つレジストが塗布されたウェハ１１上に前記
パターンが縮小転写される。
マスク上のパターンをウェハ上に縮小転写する具体的な
電子ビーム露光方法を図３に示す。ステンシルマスク１
０上は、小領域１０ａに分割されている。また、各小領
域１０ａには、ステンシル状のパターンが形成されてお
り、不図示の電子光学系により、荷電粒子ビームに対し
て感度を持つレジストが塗布されたウェハ１１上に前記
パターンが縮小転写される。
【０００８】即ち、マスク上の各小量域１０ａをステッ
プ的に走査して露光し、ウェハ１１上で各領域を繋ぎ合
わせることによって、ウェハ１１全面にパターンが転写
される。マスク上の各小領域１０ａの範囲内では、電子
光学系の収差が充分に抑制されていることが必要であ
り、各小領域１０ａの寸法は、電子光学系の光学設計に
より決まるが、典型的な寸法は１ｍｍ角程度である。
プ的に走査して露光し、ウェハ１１上で各領域を繋ぎ合
わせることによって、ウェハ１１全面にパターンが転写
される。マスク上の各小領域１０ａの範囲内では、電子
光学系の収差が充分に抑制されていることが必要であ
り、各小領域１０ａの寸法は、電子光学系の光学設計に
より決まるが、典型的な寸法は１ｍｍ角程度である。
【０００９】ここで、ステンシルマスク１０の断面を図
２に示す。シリコンの薄い自立膜からなる小領域１０ａ
は非常に壊れやすいので、各小領域１０ａの間には補強
のための格子状の支柱６が設けられる。各小領域１０ａ
には、それぞれ貫通穴からなるステンシルパターン９が
設けられている。
２に示す。シリコンの薄い自立膜からなる小領域１０ａ
は非常に壊れやすいので、各小領域１０ａの間には補強
のための格子状の支柱６が設けられる。各小領域１０ａ
には、それぞれ貫通穴からなるステンシルパターン９が
設けられている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このようなステンシル
マスクを作製するためには、格子状の支柱で保持された
シリコンの自立膜（メンブレン）を作製する技術が必要
である。このような技術としては、ボロンをドープした
シリコンウェハを用いる方法や、ＳＯＩ（Silicon On I
nsulator）ウェハを用いる方法などが知られている。
マスクを作製するためには、格子状の支柱で保持された
シリコンの自立膜（メンブレン）を作製する技術が必要
である。このような技術としては、ボロンをドープした
シリコンウェハを用いる方法や、ＳＯＩ（Silicon On I
nsulator）ウェハを用いる方法などが知られている。
【００１１】前者の方法は、水酸化カリウム（ＫＯ
Ｈ）水溶液によるシリコン結晶のエッチング速度が面方
位により異なること、シリコンにボロンをドープする
とＫＯＨ水溶液によるエッチング速度が低下すること、
を利用した方法である。即ち、シリコンの（１００）
面のエッチング速度は、（１１１）面のエッチング速度
に比べて約２００倍速いので、シリコンの（１００）面
のエッチングを行うと断面には（１１１）面が残る。ま
た、その結果、図４に示すように、断面の傾斜角度θが
一義的に決まり、その値は５４．７゜となる。
Ｈ）水溶液によるシリコン結晶のエッチング速度が面方
位により異なること、シリコンにボロンをドープする
とＫＯＨ水溶液によるエッチング速度が低下すること、
を利用した方法である。即ち、シリコンの（１００）
面のエッチング速度は、（１１１）面のエッチング速度
に比べて約２００倍速いので、シリコンの（１００）面
のエッチングを行うと断面には（１１１）面が残る。ま
た、その結果、図４に示すように、断面の傾斜角度θが
一義的に決まり、その値は５４．７゜となる。
【００１２】また、シリコン（１００）面にボロンを
１０20個／ｃｍ3 程度ドープするとＫＯＨ水溶液に対す
るエッチング速度は約１／５程度に低下する。この現象
を利用して、エッチング時間を最適化することによ
り、ボロンをドープした部分４０を残して自立膜４１を
作製することができる。しかしながら、この方法では支
柱４２部分の断面が斜めになる（支柱４２の壁面が自立
膜４１と直交しない）ので、マスクにおいて支柱の占め
る面積の割合が大きくなり、マスク全体の面積が増大し
てしまうという問題点があった。
１０20個／ｃｍ3 程度ドープするとＫＯＨ水溶液に対す
るエッチング速度は約１／５程度に低下する。この現象
を利用して、エッチング時間を最適化することによ
り、ボロンをドープした部分４０を残して自立膜４１を
作製することができる。しかしながら、この方法では支
柱４２部分の断面が斜めになる（支柱４２の壁面が自立
膜４１と直交しない）ので、マスクにおいて支柱の占め
る面積の割合が大きくなり、マスク全体の面積が増大し
てしまうという問題点があった。
【００１３】また、後者の方法は図５に示すように、シ
リコン基板上に酸化膜を介して薄いシリコン結晶層が設
けられたＳＯＩ基板を使用し、酸化膜をエッチング停止
層として用い、上部の薄いシリコン結晶層５０を残して
シリコン自立膜５１を形成する方法である。ここで、エ
ッチング停止層として用いた酸化膜層は別の手段（ウェ
ットエッチング等）により除去される。そして、裏面の
エッチングを異方性ドライエッチングにより行うと、図
５に示すように断面が垂直な（その壁面が自立膜５１と
直交する）支柱５２を形成することができる。
リコン基板上に酸化膜を介して薄いシリコン結晶層が設
けられたＳＯＩ基板を使用し、酸化膜をエッチング停止
層として用い、上部の薄いシリコン結晶層５０を残して
シリコン自立膜５１を形成する方法である。ここで、エ
ッチング停止層として用いた酸化膜層は別の手段（ウェ
ットエッチング等）により除去される。そして、裏面の
エッチングを異方性ドライエッチングにより行うと、図
５に示すように断面が垂直な（その壁面が自立膜５１と
直交する）支柱５２を形成することができる。
【００１４】しかしながら、この方法でも、シリコン自
立膜の厚さを２μｍ程度に薄くしようとすると、ＳＯＩ
ウェハ作製時に上部シリコン結晶層中に蓄積された内部
応力が解放されて、自立膜に歪が生じてしまうという問
題点があった。また、シリコン自立膜は単結晶であるた
めに、荷電粒子線を結晶方位によって決まる特定の方向
に回折する性質があり、パターン転写特性に悪影響を与
えるという問題点もあった。
立膜の厚さを２μｍ程度に薄くしようとすると、ＳＯＩ
ウェハ作製時に上部シリコン結晶層中に蓄積された内部
応力が解放されて、自立膜に歪が生じてしまうという問
題点があった。また、シリコン自立膜は単結晶であるた
めに、荷電粒子線を結晶方位によって決まる特定の方向
に回折する性質があり、パターン転写特性に悪影響を与
えるという問題点もあった。
【００１５】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであり、サイズの大型化、歪の発生、荷電粒子線の
特定方向への回折のうち、いずれかまたはすべての問題
点について解決できる、マスク作製用部材及びマスクの
製造方法を提供することを目的とする。
ものであり、サイズの大型化、歪の発生、荷電粒子線の
特定方向への回折のうち、いずれかまたはすべての問題
点について解決できる、マスク作製用部材及びマスクの
製造方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明は第一
に「マスクパターンが形成される多数のメンブレン上の
小領域がマスクパターンが形成されない境界領域により
区分されたマスク作製用部材であり、前記境界領域に対
応する部分に支柱が設けられたマスク作製用部材を製造
する方法において、シリコン基板の表面にシリコンエッ
チングに対するエッチング阻止層を形成する工程と、前
記エッチング阻止層の上にシリコン薄膜層を形成する工
程と、前記Ｓｉ基板の裏面上に、前記小領域の各設定箇
所に対応する開口部分をそれぞれ有するエッチングマス
クパターンを形成する工程と、前記エッチングマスクパ
ターンを使用して、前記シリコン基板の裏面を垂直また
は略垂直にエッチングすることにより、前記エッチング
阻止層に対して垂直または略垂直な壁面を有する複数の
支柱を前記境界領域の設定箇所に対応させて形成すると
ともに、前記小領域の各設定箇所に対応する各支柱間の
開口部をそれぞれ形成する工程と、前記各開口部におい
て露出したエッチング阻止層を除去することにより、各
開口部に前記シリコン薄膜層からなるメンブレンを露出
させる工程と、を有することを特徴とするマスク作製用
部材の製造方法（請求項１）」を提供する。
に「マスクパターンが形成される多数のメンブレン上の
小領域がマスクパターンが形成されない境界領域により
区分されたマスク作製用部材であり、前記境界領域に対
応する部分に支柱が設けられたマスク作製用部材を製造
する方法において、シリコン基板の表面にシリコンエッ
チングに対するエッチング阻止層を形成する工程と、前
記エッチング阻止層の上にシリコン薄膜層を形成する工
程と、前記Ｓｉ基板の裏面上に、前記小領域の各設定箇
所に対応する開口部分をそれぞれ有するエッチングマス
クパターンを形成する工程と、前記エッチングマスクパ
ターンを使用して、前記シリコン基板の裏面を垂直また
は略垂直にエッチングすることにより、前記エッチング
阻止層に対して垂直または略垂直な壁面を有する複数の
支柱を前記境界領域の設定箇所に対応させて形成すると
ともに、前記小領域の各設定箇所に対応する各支柱間の
開口部をそれぞれ形成する工程と、前記各開口部におい
て露出したエッチング阻止層を除去することにより、各
開口部に前記シリコン薄膜層からなるメンブレンを露出
させる工程と、を有することを特徴とするマスク作製用
部材の製造方法（請求項１）」を提供する。
【００１７】また、本発明は第二に「感応基板に転写す
べきパターンをメンブレン上にそれぞれ備えた多数の小
領域が前記パターンが存在しない境界領域により区分さ
れたマスクであり、前記境界領域に対応する部分に支柱
が設けられたマスクを製造する方法において、シリコン
基板の表面にシリコンエッチングに対するエッチング阻
止層を形成する工程と、前記エッチング阻止層の上にシ
リコン薄膜層を形成する工程と、前記Ｓｉ基板の裏面上
に、前記小領域の各設定箇所に対応する開口部分をそれ
ぞれ有するエッチングマスクパターンを形成する工程
と、前記エッチングマスクパターンを使用して、前記シ
リコン基板の裏面を垂直または略垂直にエッチングする
ことにより、前記エッチング阻止層に対して垂直または
略垂直な壁面を有する複数の支柱を前記境界領域の設定
箇所に対応させて形成するとともに、前記小領域の各設
定箇所に対応する各支柱間の開口部をそれぞれ形成する
工程と、前記各開口部において露出したエッチング阻止
層を除去することにより、各開口部に前記シリコン薄膜
層からなるメンブレンを露出させる工程と、前記メンブ
レン上における前記小領域の各設定箇所に、前記転写す
べきパターンをそれぞれ形成することにより、前記多数
の小領域及び境界領域を設ける工程と、を有することを
特徴とするマスクの製造方法（請求項２）」を提供す
る。
べきパターンをメンブレン上にそれぞれ備えた多数の小
領域が前記パターンが存在しない境界領域により区分さ
れたマスクであり、前記境界領域に対応する部分に支柱
が設けられたマスクを製造する方法において、シリコン
基板の表面にシリコンエッチングに対するエッチング阻
止層を形成する工程と、前記エッチング阻止層の上にシ
リコン薄膜層を形成する工程と、前記Ｓｉ基板の裏面上
に、前記小領域の各設定箇所に対応する開口部分をそれ
ぞれ有するエッチングマスクパターンを形成する工程
と、前記エッチングマスクパターンを使用して、前記シ
リコン基板の裏面を垂直または略垂直にエッチングする
ことにより、前記エッチング阻止層に対して垂直または
略垂直な壁面を有する複数の支柱を前記境界領域の設定
箇所に対応させて形成するとともに、前記小領域の各設
定箇所に対応する各支柱間の開口部をそれぞれ形成する
工程と、前記各開口部において露出したエッチング阻止
層を除去することにより、各開口部に前記シリコン薄膜
層からなるメンブレンを露出させる工程と、前記メンブ
レン上における前記小領域の各設定箇所に、前記転写す
べきパターンをそれぞれ形成することにより、前記多数
の小領域及び境界領域を設ける工程と、を有することを
特徴とするマスクの製造方法（請求項２）」を提供す
る。
【００１８】また、本発明は第三に「感応基板に転写す
べきパターンをメンブレン上にそれぞれ備えた多数の小
領域が前記パターンが存在しない境界領域により区分さ
れたマスクであり、前記境界領域に対応する部分に支柱
が設けられたマスクを製造する方法において、シリコン
基板の表面にシリコンエッチングに対するエッチング阻
止層を形成する工程と、前記エッチング阻止層の上にシ
リコン薄膜層を形成する工程と、前記シリコン薄膜層上
における前記小領域の各設定箇所に、前記転写すべきパ
ターンをそれぞれ形成することにより、前記多数の小領
域及び境界領域を設ける工程と、前記Ｓｉ基板の裏面上
に、前記各小領域に対応する開口部分をそれぞれ有する
エッチングマスクパターンを形成する工程と、前記エッ
チングマスクパターンを使用して、前記シリコン基板の
裏面を垂直または略垂直にエッチングすることにより、
前記エッチング阻止層に対して垂直または略垂直な壁面
を有する複数の支柱を前記境界領域に対応させて形成す
るとともに、前記各小領域に対応する各支柱間の開口部
をそれぞれ形成する工程と、前記各開口部において露出
したエッチング阻止層を除去することにより、各開口部
に前記シリコン薄膜層からなり、前記転写すべきパター
ンがそれぞれ形成されたメンブレンを露出させる工程
と、を有することを特徴とするマスクの製造方法（請求
項３）」を提供する。
べきパターンをメンブレン上にそれぞれ備えた多数の小
領域が前記パターンが存在しない境界領域により区分さ
れたマスクであり、前記境界領域に対応する部分に支柱
が設けられたマスクを製造する方法において、シリコン
基板の表面にシリコンエッチングに対するエッチング阻
止層を形成する工程と、前記エッチング阻止層の上にシ
リコン薄膜層を形成する工程と、前記シリコン薄膜層上
における前記小領域の各設定箇所に、前記転写すべきパ
ターンをそれぞれ形成することにより、前記多数の小領
域及び境界領域を設ける工程と、前記Ｓｉ基板の裏面上
に、前記各小領域に対応する開口部分をそれぞれ有する
エッチングマスクパターンを形成する工程と、前記エッ
チングマスクパターンを使用して、前記シリコン基板の
裏面を垂直または略垂直にエッチングすることにより、
前記エッチング阻止層に対して垂直または略垂直な壁面
を有する複数の支柱を前記境界領域に対応させて形成す
るとともに、前記各小領域に対応する各支柱間の開口部
をそれぞれ形成する工程と、前記各開口部において露出
したエッチング阻止層を除去することにより、各開口部
に前記シリコン薄膜層からなり、前記転写すべきパター
ンがそれぞれ形成されたメンブレンを露出させる工程
と、を有することを特徴とするマスクの製造方法（請求
項３）」を提供する。
【００１９】また、本発明は第四に「前記エッチング阻
止層は、シリコンの熱酸化膜であることを特徴とする請
求項１〜３記載の製造方法（請求項４）」を提供する。
また、本発明は第五に「前記エッチング阻止層をＣＶＤ
法、スパッタリング法、真空蒸着法、またはイオンプレ
ーティング法により形成することを特徴とする請求項１
〜３記載の製造方法（請求項５）」を提供する。
止層は、シリコンの熱酸化膜であることを特徴とする請
求項１〜３記載の製造方法（請求項４）」を提供する。
また、本発明は第五に「前記エッチング阻止層をＣＶＤ
法、スパッタリング法、真空蒸着法、またはイオンプレ
ーティング法により形成することを特徴とする請求項１
〜３記載の製造方法（請求項５）」を提供する。
【００２０】また、本発明は第六に「前記シリコン薄膜
層は、アモルファス、多結晶、またはアモルファスと多
結晶の混合物からなる薄膜層であることを特徴とする請
求項１〜５記載の製造方法（請求項６）」を提供する。
また、本発明は第七に「前記シリコン薄膜層をスパッタ
リング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、また
はＣＶＤ法により形成することを特徴とする請求項６記
載の製造方法（請求項７）」を提供する。
層は、アモルファス、多結晶、またはアモルファスと多
結晶の混合物からなる薄膜層であることを特徴とする請
求項１〜５記載の製造方法（請求項６）」を提供する。
また、本発明は第七に「前記シリコン薄膜層をスパッタ
リング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、また
はＣＶＤ法により形成することを特徴とする請求項６記
載の製造方法（請求項７）」を提供する。
【００２１】また、本発明は第八に「前記シリコン基板
の裏面のエッチング及び／または前記転写すべきパター
ンであるステンシルパターンの形成をドライエッチング
法により行うことを特徴とする請求項１〜７記載の製造
方法（請求項８）」を提供する。また、本発明は第九に
「前記ドライエッチング法が側壁保護プラズマエッチン
グまたは極低温反応性イオンエッチング等の異方性エッ
チングであることを特徴とする請求項８記載の製造方法
（請求項９）」を提供する。
の裏面のエッチング及び／または前記転写すべきパター
ンであるステンシルパターンの形成をドライエッチング
法により行うことを特徴とする請求項１〜７記載の製造
方法（請求項８）」を提供する。また、本発明は第九に
「前記ドライエッチング法が側壁保護プラズマエッチン
グまたは極低温反応性イオンエッチング等の異方性エッ
チングであることを特徴とする請求項８記載の製造方法
（請求項９）」を提供する。
【００２２】
【発明の実施の形態】マスクパターンが形成される多数
のメンブレン上の小領域がマスクパターンが形成されな
い境界領域により区分されたマスク作製用部材であり、
前記境界領域に対応する部分に支柱が設けられたマスク
作製用部材を製造する方法である本発明によれば、或い
は感応基板に転写すべきパターンをメンブレン上にそれ
ぞれ備えた多数の小領域が前記パターンが存在しない境
界領域により区分されたマスクであり、前記境界領域に
対応する部分に支柱が設けられたマスクを製造する方法
である本発明によれば、前記メンブレンと直交または略
直交する壁面を有する支柱が形成される。
のメンブレン上の小領域がマスクパターンが形成されな
い境界領域により区分されたマスク作製用部材であり、
前記境界領域に対応する部分に支柱が設けられたマスク
作製用部材を製造する方法である本発明によれば、或い
は感応基板に転写すべきパターンをメンブレン上にそれ
ぞれ備えた多数の小領域が前記パターンが存在しない境
界領域により区分されたマスクであり、前記境界領域に
対応する部分に支柱が設けられたマスクを製造する方法
である本発明によれば、前記メンブレンと直交または略
直交する壁面を有する支柱が形成される。
【００２３】そのため、本発明（請求項１〜９）によれ
ば、パターン形成に関与しない境界領域が占める割合
を低減した（大型化を抑制した）マスク作製用部材また
はマスクを製造することができる。即ち、本発明によれ
ば、支柱の壁面がメンブレンに対して傾斜して形成され
た場合と比較すると支柱の幅が小さくなるので、マスク
上をパターン形成に関与しない境界領域が占める割合も
小さくなり、マスクの大型化を抑制することができる。
ば、パターン形成に関与しない境界領域が占める割合
を低減した（大型化を抑制した）マスク作製用部材また
はマスクを製造することができる。即ち、本発明によれ
ば、支柱の壁面がメンブレンに対して傾斜して形成され
た場合と比較すると支柱の幅が小さくなるので、マスク
上をパターン形成に関与しない境界領域が占める割合も
小さくなり、マスクの大型化を抑制することができる。
【００２４】そのため、マスクの大型化に伴う、マスク
への照射光学系のフィールド拡大や、マスクステージの
可動範囲の増大等の弊害も発生しない。また、分割転写
を行う場合におけるマスクの大型化に伴う偏向歪みの増
大により、転写精度が悪化するという弊害も発生しな
い。そして、本発明によれば、マスク上をパターン形成
に関与しない境界領域が占める割合が低減されるので、
より集積度が高いチップパターンをウェハ上に転写する
ためのマスクを製造することができる。
への照射光学系のフィールド拡大や、マスクステージの
可動範囲の増大等の弊害も発生しない。また、分割転写
を行う場合におけるマスクの大型化に伴う偏向歪みの増
大により、転写精度が悪化するという弊害も発生しな
い。そして、本発明によれば、マスク上をパターン形成
に関与しない境界領域が占める割合が低減されるので、
より集積度が高いチップパターンをウェハ上に転写する
ためのマスクを製造することができる。
【００２５】以下、本発明の実施形態（一例）として
の、シリコン自立膜（メンブレン）を備えたステンシル
マスク作製用部材とステンシルマスクを製造する方法を
図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一例で
ある、ステンシルマスク作製用部材及びステンシルマス
クを製造する方法の各工程を示す図である。
の、シリコン自立膜（メンブレン）を備えたステンシル
マスク作製用部材とステンシルマスクを製造する方法を
図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一例で
ある、ステンシルマスク作製用部材及びステンシルマス
クを製造する方法の各工程を示す図である。
【００２６】かかるマスク作製用部材は、マスクパター
ン（ステンシル パターン）が形成される多数のメンブ
レン上の小領域がマスクパターンが形成されない境界領
域により区分され、前記境界領域に対応する部分に支柱
が設けられたものである。まず、シリコン基板１の表面
にシリコンのエッチングを阻止する層２を形成する（図
１（１））。
ン（ステンシル パターン）が形成される多数のメンブ
レン上の小領域がマスクパターンが形成されない境界領
域により区分され、前記境界領域に対応する部分に支柱
が設けられたものである。まず、シリコン基板１の表面
にシリコンのエッチングを阻止する層２を形成する（図
１（１））。
【００２７】シリコンエッチング阻止層２は、シリコン
表面を熱酸化して酸化シリコン層とすることにより形成
するか（請求項４）、或いは熱ＣＶＤ（Chemical Vapor
Deposition ：化学気相成長）法、プラズマＣＶＤ法、
スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング
法等の薄膜作製技術により酸化シリコン層を形成してシ
リコンエッチング阻止層２としても良い（請求項５の一
例）。
表面を熱酸化して酸化シリコン層とすることにより形成
するか（請求項４）、或いは熱ＣＶＤ（Chemical Vapor
Deposition ：化学気相成長）法、プラズマＣＶＤ法、
スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング
法等の薄膜作製技術により酸化シリコン層を形成してシ
リコンエッチング阻止層２としても良い（請求項５の一
例）。
【００２８】エッチング阻止層２の材料は、酸化シリコ
ンに限定されることはなく、後工程でシリコンをドライ
エッチングする際にエッチングされず、その後容易に除
去できる材料であればよく、例えば、窒化シリコンや、
アルミニウム等の金属でも良い。次に、この上にスパッ
タリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、熱
ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の薄膜作製技術により、
シリコン薄膜層３を形成する（図１（２））。
ンに限定されることはなく、後工程でシリコンをドライ
エッチングする際にエッチングされず、その後容易に除
去できる材料であればよく、例えば、窒化シリコンや、
アルミニウム等の金属でも良い。次に、この上にスパッ
タリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、熱
ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の薄膜作製技術により、
シリコン薄膜層３を形成する（図１（２））。
【００２９】これらの薄膜作製技術により形成されたシ
リコン薄膜層３は、一般に、アモルファス（非晶質）、
ランダムな方位を向いた微結晶の集合からなる多結晶、
またはアモルファスと多結晶の混合相からなり、単結晶
にはならない。このように、本発明にかかるシリコン薄
膜層は、アモルファス、多結晶、またはアモルファスと
多結晶の混合物からなる薄膜層とすることが好ましい
（請求項６）。
リコン薄膜層３は、一般に、アモルファス（非晶質）、
ランダムな方位を向いた微結晶の集合からなる多結晶、
またはアモルファスと多結晶の混合相からなり、単結晶
にはならない。このように、本発明にかかるシリコン薄
膜層は、アモルファス、多結晶、またはアモルファスと
多結晶の混合物からなる薄膜層とすることが好ましい
（請求項６）。
【００３０】かかる構成にすることにより、メンブレン
となるシリコン薄膜層が単結晶である場合に問題とな
る、荷電粒子線の特定方向への回折を解決することがで
きる。また、アモルファス、多結晶、またはアモルファ
スと多結晶の混合物からなる薄膜層は、スパッタリング
法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、またはＣＶ
Ｄ法により形成することができる（請求項７）。
となるシリコン薄膜層が単結晶である場合に問題とな
る、荷電粒子線の特定方向への回折を解決することがで
きる。また、アモルファス、多結晶、またはアモルファ
スと多結晶の混合物からなる薄膜層は、スパッタリング
法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、またはＣＶ
Ｄ法により形成することができる（請求項７）。
【００３１】シリコン薄膜層３は、後工程で基板を取り
去って自立膜（メンブレン）にするので、内部応力は極
力小さいことが望ましく、内部応力が小さくなるように
成膜条件を最適化しておくとよい。なお、電子を散乱す
る用途のステンシルマスクの場合には、このシリコン薄
膜層３の厚さは２μｍ程度にする。
去って自立膜（メンブレン）にするので、内部応力は極
力小さいことが望ましく、内部応力が小さくなるように
成膜条件を最適化しておくとよい。なお、電子を散乱す
る用途のステンシルマスクの場合には、このシリコン薄
膜層３の厚さは２μｍ程度にする。
【００３２】次に、基板１の裏面にシリコンをドライエ
ッチングするときのエッチングマスクとなるパターン
（以下、裏面エッチングマスクと称す）４を形成する
（図１（３））。なお、かかる裏面エッチングマスク４
は、前記小領域の各設定箇所に対応する開口部分をそれ
ぞれ有するように形成する。また、裏面エッチングマス
ク４は、シリコンとのエッチング選択比が高いこと（即
ちシリコンと比べてエッチング速度が遅いこと）が必要
である。
ッチングするときのエッチングマスクとなるパターン
（以下、裏面エッチングマスクと称す）４を形成する
（図１（３））。なお、かかる裏面エッチングマスク４
は、前記小領域の各設定箇所に対応する開口部分をそれ
ぞれ有するように形成する。また、裏面エッチングマス
ク４は、シリコンとのエッチング選択比が高いこと（即
ちシリコンと比べてエッチング速度が遅いこと）が必要
である。
【００３３】エッチングマスク材料の選択は、シリコン
のドライエッチングの方法に依存するが、選択比が充分
高ければフォトレジストでも構わないし、フォトレジス
トでは不十分な場合には酸化シリコン等を使用すればよ
い。次に、裏面エッチングマスク４をマスクとして、シ
リコン基板１を裏面からドライエッチングすることによ
り、シリコンドライエッチング阻止層２に達する凹部５
を形成すると共に、エッチング阻止層２に対して垂直な
支柱６を形成する（図１（４））。
のドライエッチングの方法に依存するが、選択比が充分
高ければフォトレジストでも構わないし、フォトレジス
トでは不十分な場合には酸化シリコン等を使用すればよ
い。次に、裏面エッチングマスク４をマスクとして、シ
リコン基板１を裏面からドライエッチングすることによ
り、シリコンドライエッチング阻止層２に達する凹部５
を形成すると共に、エッチング阻止層２に対して垂直な
支柱６を形成する（図１（４））。
【００３４】即ち、裏面エッチングマスク４をマスクと
して、前記シリコン基板の裏面を垂直または略垂直にド
ライエッチングすることにより（請求項８）、前記エッ
チング阻止層に対して垂直または略垂直な壁面を有する
複数の支柱６を前記境界領域の設定箇所に対応させて形
成するとともに、前記小領域の各設定箇所に対応する各
支柱間の開口部５をそれぞれ形成する。
して、前記シリコン基板の裏面を垂直または略垂直にド
ライエッチングすることにより（請求項８）、前記エッ
チング阻止層に対して垂直または略垂直な壁面を有する
複数の支柱６を前記境界領域の設定箇所に対応させて形
成するとともに、前記小領域の各設定箇所に対応する各
支柱間の開口部５をそれぞれ形成する。
【００３５】このときのドライエッチングには、基板１
に垂直な方向にのみエッチングが進行する異方性の高い
エッチング手法が用いられ、具体的には、極低温プラズ
マドライエッチング法、側壁保護膜を用いたプラズマド
ライエッチング法等の異方性エッチングの方法が用いら
れる（請求項９）。極低温プラズマドライエッチング法
は、基板１を極低温（−１１０°Ｃ〜−１２０°Ｃ）に
冷却して側壁方向へのラジカル反応を抑制する方法であ
り、また側壁保護膜を用いたプラズマドライエッチング
法は、エッチング用ガスと側壁保護膜堆積用ガスの両方
を導入して、側壁に保護膜を形成しながらエッチングす
る方法である。
に垂直な方向にのみエッチングが進行する異方性の高い
エッチング手法が用いられ、具体的には、極低温プラズ
マドライエッチング法、側壁保護膜を用いたプラズマド
ライエッチング法等の異方性エッチングの方法が用いら
れる（請求項９）。極低温プラズマドライエッチング法
は、基板１を極低温（−１１０°Ｃ〜−１２０°Ｃ）に
冷却して側壁方向へのラジカル反応を抑制する方法であ
り、また側壁保護膜を用いたプラズマドライエッチング
法は、エッチング用ガスと側壁保護膜堆積用ガスの両方
を導入して、側壁に保護膜を形成しながらエッチングす
る方法である。
【００３６】最後に、裏面エッチングマスク４と、各開
口部（凹部）５において露出したシリコンエッチング阻
止層２とを除去することにより、シリコン自立膜（メン
ブレン）７と、メンブレンに対して垂直な支柱６とを備
えたステンシルマスク作製用部材が完成する（図１
（５））。以上、ステンシルマスク作製用部材を製造す
る工程の一例を示したが、かかるステンシルマスク作製
用部材から、ステンシルマスクを作製する工程の一例に
ついて以下に説明する。
口部（凹部）５において露出したシリコンエッチング阻
止層２とを除去することにより、シリコン自立膜（メン
ブレン）７と、メンブレンに対して垂直な支柱６とを備
えたステンシルマスク作製用部材が完成する（図１
（５））。以上、ステンシルマスク作製用部材を製造す
る工程の一例を示したが、かかるステンシルマスク作製
用部材から、ステンシルマスクを作製する工程の一例に
ついて以下に説明する。
【００３７】なお、かかるステンシルマスクは、感応基
板に転写すべきパターン（ステンシル パターン）をメ
ンブレン上にそれぞれ備えた多数の小領域が前記パター
ンが存在しない境界領域により区分され、前記境界領域
に対応する部分に支柱が設けられたものである。簡単に
言えば、前記マスク作製用部材からマスクを作製するた
めには、マスク作製用部材のメンブレン上における小領
域の各設定箇所に、転写すべきパターンをそれぞれ形成
して、前記多数の小領域及び境界領域を設ければよい。
板に転写すべきパターン（ステンシル パターン）をメ
ンブレン上にそれぞれ備えた多数の小領域が前記パター
ンが存在しない境界領域により区分され、前記境界領域
に対応する部分に支柱が設けられたものである。簡単に
言えば、前記マスク作製用部材からマスクを作製するた
めには、マスク作製用部材のメンブレン上における小領
域の各設定箇所に、転写すべきパターンをそれぞれ形成
して、前記多数の小領域及び境界領域を設ければよい。
【００３８】そこで、まずシリコン自立膜（メンブレ
ン）７上に、これをドライエッチングするための、エッ
チングマスク（以下、表面エッチングマスクと称す）８
を形成する。（図１（６））。表面エッチングマスク８
は、シリコンとのエッチング選択比が高いこと（即ちシ
リコンと比べてエッチング速度が遅いこと）が必要であ
る。
ン）７上に、これをドライエッチングするための、エッ
チングマスク（以下、表面エッチングマスクと称す）８
を形成する。（図１（６））。表面エッチングマスク８
は、シリコンとのエッチング選択比が高いこと（即ちシ
リコンと比べてエッチング速度が遅いこと）が必要であ
る。
【００３９】表面エッチングマスク８の材料選択は、シ
リコンのドライエッチング方法に依存するが、選択比が
充分高ければフォトレジストでも構わないし、フォトレ
ジストでは不十分な場合には、酸化シリコン等を使用す
ればよい。次に、表面エッチングマスク８をマスクとし
て、シリコン自立膜７をドライエッチングすることによ
り（請求項８）、小領域の各設定箇所に貫通穴からなる
ステンシル マスクパターン９を形成する。
リコンのドライエッチング方法に依存するが、選択比が
充分高ければフォトレジストでも構わないし、フォトレ
ジストでは不十分な場合には、酸化シリコン等を使用す
ればよい。次に、表面エッチングマスク８をマスクとし
て、シリコン自立膜７をドライエッチングすることによ
り（請求項８）、小領域の各設定箇所に貫通穴からなる
ステンシル マスクパターン９を形成する。
【００４０】この際に、シリコン自立膜７のエッチング
は、裏面からのシリコン基板１のエッチングと同様に、
極低温プラズマドライエッチング法、側壁保護膜を用い
たプラズマドライエッチング法等、異方性が高いドライ
エッチング法を用いる（請求項９）。最後に表面エッチ
ングマスク８を除去すれば、ステンシルマスクが完成す
る（図１（７））。
は、裏面からのシリコン基板１のエッチングと同様に、
極低温プラズマドライエッチング法、側壁保護膜を用い
たプラズマドライエッチング法等、異方性が高いドライ
エッチング法を用いる（請求項９）。最後に表面エッチ
ングマスク８を除去すれば、ステンシルマスクが完成す
る（図１（７））。
【００４１】以上の工程では、先に裏面からシリコン基
板のエッチングを行ってマスク作製用部材を製作し、こ
のマスク作製用部材のメンブレンに対してステンシルパ
ターンのエッチングを行うことによりマスクを作製した
が、ステンシルパターンの作製を先に行ってマスクを製
造することもできる。そのような製造工程を図６により
説明する。
板のエッチングを行ってマスク作製用部材を製作し、こ
のマスク作製用部材のメンブレンに対してステンシルパ
ターンのエッチングを行うことによりマスクを作製した
が、ステンシルパターンの作製を先に行ってマスクを製
造することもできる。そのような製造工程を図６により
説明する。
【００４２】まず、シリコン基板１の表面にシリコンの
エッチングを阻止する層２を形成する（図６（１））。
シリコンエッチング阻止層２は、シリコン表面を熱酸化
して酸化シリコン層とすることにより形成するか、或い
は熱ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ：化学気相成
長）法、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、真空蒸
着法、イオンプレーティング法等の薄膜作製技術により
酸化シリコン層を形成してシリコンエッチング阻止層２
としても良い。
エッチングを阻止する層２を形成する（図６（１））。
シリコンエッチング阻止層２は、シリコン表面を熱酸化
して酸化シリコン層とすることにより形成するか、或い
は熱ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ：化学気相成
長）法、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、真空蒸
着法、イオンプレーティング法等の薄膜作製技術により
酸化シリコン層を形成してシリコンエッチング阻止層２
としても良い。
【００４３】エッチング阻止層２の材料は、酸化シリコ
ンに限定されることはなく、後工程でシリコンをドライ
エッチングする際にエッチングされず、その後容易に除
去できる材料であればよく、例えば、窒化シリコンや、
アルミニウム等の金属でも良い。次に、この上にスパッ
タリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、熱
ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の薄膜作製技術により、
シリコン薄膜層３を形成する（図６（２））。
ンに限定されることはなく、後工程でシリコンをドライ
エッチングする際にエッチングされず、その後容易に除
去できる材料であればよく、例えば、窒化シリコンや、
アルミニウム等の金属でも良い。次に、この上にスパッ
タリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、熱
ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の薄膜作製技術により、
シリコン薄膜層３を形成する（図６（２））。
【００４４】これらの薄膜作製技術により形成されたシ
リコン薄膜層３は、一般に、アモルファス（非晶質）、
ランダムな方位を向いた微結晶の集合からなる多結晶、
またはアモルファスと多結晶の混合相からなり、単結晶
にはならない。このシリコン薄膜層３は、後工程で基板
を取り去って自立膜（メンブレン）にするので、内部応
力は極力小さいことが望ましく、内部応力が小さくなる
ように成膜条件を最適化しておくとよい。
リコン薄膜層３は、一般に、アモルファス（非晶質）、
ランダムな方位を向いた微結晶の集合からなる多結晶、
またはアモルファスと多結晶の混合相からなり、単結晶
にはならない。このシリコン薄膜層３は、後工程で基板
を取り去って自立膜（メンブレン）にするので、内部応
力は極力小さいことが望ましく、内部応力が小さくなる
ように成膜条件を最適化しておくとよい。
【００４５】なお、電子を散乱する用途のステンシルマ
スクの場合には、このシリコン薄膜層３の厚さは２μｍ
程度にする。次に、シリコン薄膜層３上に、これをエッ
チングするための表面エッチングマスク８を形成する
（図６（３））。表面エッチングマスク８は、シリコン
とのエッチング選択比が高いこと（即ちシリコンと比べ
てエッチング速度が遅いこと）が必要である。
スクの場合には、このシリコン薄膜層３の厚さは２μｍ
程度にする。次に、シリコン薄膜層３上に、これをエッ
チングするための表面エッチングマスク８を形成する
（図６（３））。表面エッチングマスク８は、シリコン
とのエッチング選択比が高いこと（即ちシリコンと比べ
てエッチング速度が遅いこと）が必要である。
【００４６】表面エッチングマスク８の材料選択は、シ
リコンのドライエッチング方法に依存するが、選択比が
充分高ければフォトレジストでも構わないし、フォトレ
ジストでは不十分な場合には、酸化シリコン等を使用す
ればよい。次に、表面エッチングマスク８をマスクとし
て、シリコン薄膜層３をエッチングすることにより、エ
ッチング阻止層２にまで達するステンシル マスクパタ
ーン９を形成することにより、多数の小領域９と境界領
域が設けられる。
リコンのドライエッチング方法に依存するが、選択比が
充分高ければフォトレジストでも構わないし、フォトレ
ジストでは不十分な場合には、酸化シリコン等を使用す
ればよい。次に、表面エッチングマスク８をマスクとし
て、シリコン薄膜層３をエッチングすることにより、エ
ッチング阻止層２にまで達するステンシル マスクパタ
ーン９を形成することにより、多数の小領域９と境界領
域が設けられる。
【００４７】この際に、シリコン薄膜層３のエッチング
は、極低温プラズマドライエッチング法や側壁保護膜を
用いたプラズマドライエッチング法等、異方性が高いド
ライエッチング法を用いる。その後、表面エッチングマ
スク８を除去する（図６（４））。次に、基板１の裏面
にシリコンをドライエッチングするときの裏面エッチン
グマスク４を形成する（図６（５））。
は、極低温プラズマドライエッチング法や側壁保護膜を
用いたプラズマドライエッチング法等、異方性が高いド
ライエッチング法を用いる。その後、表面エッチングマ
スク８を除去する（図６（４））。次に、基板１の裏面
にシリコンをドライエッチングするときの裏面エッチン
グマスク４を形成する（図６（５））。
【００４８】なお、かかる裏面エッチングマスク４は、
前記小領域の各設定箇所に対応する開口部分をそれぞれ
有するように形成する。また、裏面エッチングマスク４
は、シリコンとのエッチング選択比が高いこと（即ちシ
リコンと比べてエッチング速度が遅いこと）が必要であ
る。裏面エッチングマスク材料の選択は、シリコンのド
ライエッチングの方法に依存するが、選択比が充分高け
ればフォトレジストでも構わないし、フォトレジストで
は不十分な場合には酸化シリコン等を使用すればよい。
前記小領域の各設定箇所に対応する開口部分をそれぞれ
有するように形成する。また、裏面エッチングマスク４
は、シリコンとのエッチング選択比が高いこと（即ちシ
リコンと比べてエッチング速度が遅いこと）が必要であ
る。裏面エッチングマスク材料の選択は、シリコンのド
ライエッチングの方法に依存するが、選択比が充分高け
ればフォトレジストでも構わないし、フォトレジストで
は不十分な場合には酸化シリコン等を使用すればよい。
【００４９】次に、裏面エッチングマスク４をマスクと
して、シリコン基板１を裏面からドライエッチングする
ことにより、シリコンドライエッチング阻止層２に達す
る凹部５を形成すると共に、エッチング阻止層２に対し
て垂直な支柱６を形成する（図６（６））。即ち、裏面
エッチングマスク４をマスクとして、前記シリコン基板
の裏面を垂直または略垂直にドライエッチングすること
により、前記エッチング阻止層に対して垂直または略垂
直な壁面を有する複数の支柱６を前記境界領域に対応さ
せて形成するとともに、前記小領域に対応する各支柱間
の開口部５をそれぞれ形成する。
して、シリコン基板１を裏面からドライエッチングする
ことにより、シリコンドライエッチング阻止層２に達す
る凹部５を形成すると共に、エッチング阻止層２に対し
て垂直な支柱６を形成する（図６（６））。即ち、裏面
エッチングマスク４をマスクとして、前記シリコン基板
の裏面を垂直または略垂直にドライエッチングすること
により、前記エッチング阻止層に対して垂直または略垂
直な壁面を有する複数の支柱６を前記境界領域に対応さ
せて形成するとともに、前記小領域に対応する各支柱間
の開口部５をそれぞれ形成する。
【００５０】このときのドライエッチングには、基板１
に垂直な方向にのみエッチングが進行する異方性の高い
エッチング手法が用いられ、具体的には、極低温プラズ
マドライエッチング法や、側壁保護膜を用いたプラズマ
ドライエッチング法等が用いられる。次に、裏面エッチ
ングマスク４と、各開口部（凹部）５において露出した
シリコンエッチング阻止層２とを除去することにより、
貫通孔からなるステンシルマスクパターンが各小領域９
に形成されたシリコン自立膜（メンブレン）と、メンブ
レンに対して垂直な支柱６とを備えたステンシルマスク
が完成する（図６（７））。
に垂直な方向にのみエッチングが進行する異方性の高い
エッチング手法が用いられ、具体的には、極低温プラズ
マドライエッチング法や、側壁保護膜を用いたプラズマ
ドライエッチング法等が用いられる。次に、裏面エッチ
ングマスク４と、各開口部（凹部）５において露出した
シリコンエッチング阻止層２とを除去することにより、
貫通孔からなるステンシルマスクパターンが各小領域９
に形成されたシリコン自立膜（メンブレン）と、メンブ
レンに対して垂直な支柱６とを備えたステンシルマスク
が完成する（図６（７））。
【００５１】図１に示す工程のように、基板裏面からの
エッチングを先に行って、まずシリコン自立膜を作製し
た後に、ステンシルパターンの加工を行う方法の場合に
は、自立膜を作製した段階で基板との間の応力歪が解放
されている。そのため、かかる方法には、その後のパタ
ーン加工において位置歪が生じにくいというメリットが
あり、従来問題となっていた歪み発生の問題を解決する
ことができる。
エッチングを先に行って、まずシリコン自立膜を作製し
た後に、ステンシルパターンの加工を行う方法の場合に
は、自立膜を作製した段階で基板との間の応力歪が解放
されている。そのため、かかる方法には、その後のパタ
ーン加工において位置歪が生じにくいというメリットが
あり、従来問題となっていた歪み発生の問題を解決する
ことができる。
【００５２】なお、かかる方法の場合には、図１（６）
以降の工程にかかる加工を自立膜（メンブレン）７を破
壊しないように行う必要がある。これに対して、図６に
示す工程のように、先にステンシルパターン９の加工を
行う方法の場合には、後から裏面をエッチングして基板
を除去したときに、自立膜（メンブレン）と基板との間
の応力歪が解放される。
以降の工程にかかる加工を自立膜（メンブレン）７を破
壊しないように行う必要がある。これに対して、図６に
示す工程のように、先にステンシルパターン９の加工を
行う方法の場合には、後から裏面をエッチングして基板
を除去したときに、自立膜（メンブレン）と基板との間
の応力歪が解放される。
【００５３】しかし、自立膜（メンブレン）となるシリ
コン薄膜層３の内部応力が小さくなるように成膜条件を
最適化して、シリコン薄膜層３を形成しているので、前
記応力歪みは特に問題とはならない。また、図６の工程
の場合には、工程の最後に自立膜を形成するので、途中
のプロセスが容易になる（自立膜を破壊しないように加
工を行う必要がない）というメリットがある。
コン薄膜層３の内部応力が小さくなるように成膜条件を
最適化して、シリコン薄膜層３を形成しているので、前
記応力歪みは特に問題とはならない。また、図６の工程
の場合には、工程の最後に自立膜を形成するので、途中
のプロセスが容易になる（自立膜を破壊しないように加
工を行う必要がない）というメリットがある。
【００５４】精度の高いステンシルマスクを製造するた
めには、図１の工程が優れているが、それほど精度を必
要としない用途のマスクを製造する場合には、図６の工
程でも充分である。即ち、用途に応じて適切な製造工程
を選択すればよい。以上のように、本発明のマスク作製
用部材及びマスクの製造方法によれば、サイズの大型
化、歪の発生、荷電粒子線の特定方向への回折のうち、
いずれかまたはすべての問題点について解決できる。
めには、図１の工程が優れているが、それほど精度を必
要としない用途のマスクを製造する場合には、図６の工
程でも充分である。即ち、用途に応じて適切な製造工程
を選択すればよい。以上のように、本発明のマスク作製
用部材及びマスクの製造方法によれば、サイズの大型
化、歪の発生、荷電粒子線の特定方向への回折のうち、
いずれかまたはすべての問題点について解決できる。
【００５５】以下、実施例により本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。
【００５６】
【実施例１】まず、厚さ３８０μｍのシリコン基板１の
表面を熱酸化して、厚さ１μｍの酸化シリコン層２を形
成する。図示していないが、裏面にも同様に熱酸化膜が
形成される（図１（１））。次に、高周波マグネトロン
スパッタリング法により、厚さ２μｍのシリコン薄膜層
３を形成する。形成されたシリコン薄膜層３は多結晶と
アモルファスが混在した構造をとる（図１（２））。
表面を熱酸化して、厚さ１μｍの酸化シリコン層２を形
成する。図示していないが、裏面にも同様に熱酸化膜が
形成される（図１（１））。次に、高周波マグネトロン
スパッタリング法により、厚さ２μｍのシリコン薄膜層
３を形成する。形成されたシリコン薄膜層３は多結晶と
アモルファスが混在した構造をとる（図１（２））。
【００５７】次に、裏面の酸化シリコン層をフォトレジ
ストをマスクとし、フッ酸（ＨＦ）とアンモニア水（Ｎ
Ｈ4 ＯＨ）の混合液によりエッチングして、裏面エッチ
ングマスク４を形成する（図１（３））。次に、この裏
面エッチングマスク４をマスクとして、Ｃｌ2 とＣＨＦ
3 の混合ガスを用いたＩＣＰ（Inductively Coupled Pl
asma）プラズマドライエッチングによりエッチングを行
う。
ストをマスクとし、フッ酸（ＨＦ）とアンモニア水（Ｎ
Ｈ4 ＯＨ）の混合液によりエッチングして、裏面エッチ
ングマスク４を形成する（図１（３））。次に、この裏
面エッチングマスク４をマスクとして、Ｃｌ2 とＣＨＦ
3 の混合ガスを用いたＩＣＰ（Inductively Coupled Pl
asma）プラズマドライエッチングによりエッチングを行
う。
【００５８】この際、ＣＨＦ3 ガスにより側壁保護膜が
形成されて、垂直なエッチングが行われる。また、エッ
チングは酸化シリコン層２で停止する（図１（４））。
その後、裏面エッチングマスク４に用いた酸化シリコン
層と、エッチング停止層に用いた酸化シリコン層２と
を、フッ酸（ＨＦ）とアンモニア水（ＮＨ4 ＯＨ）の混
合液によりエッチングして除去する。
形成されて、垂直なエッチングが行われる。また、エッ
チングは酸化シリコン層２で停止する（図１（４））。
その後、裏面エッチングマスク４に用いた酸化シリコン
層と、エッチング停止層に用いた酸化シリコン層２と
を、フッ酸（ＨＦ）とアンモニア水（ＮＨ4 ＯＨ）の混
合液によりエッチングして除去する。
【００５９】こうして、垂直な支柱６と厚さ２μｍのシ
リコン自立膜７を有するマスク作製用部材が完成する
（図１（５））。次に、シリコン自立膜７上に、電子線
描画によりフォトレジストパターン８を形成する（図１
（６））。パターンの露光は電子線描画に限らず、光リ
ソグラフィーで露光しても構わない。最後に、レジスト
パターン８をマスクとして、ＳＦ6 とＣ3 Ｈ8 の混合ガ
スを用いたＩＣＰプラズマドライエッチングを行って貫
通孔を形成することにより、ステンシルマスクを完成す
る（図１（７））。
リコン自立膜７を有するマスク作製用部材が完成する
（図１（５））。次に、シリコン自立膜７上に、電子線
描画によりフォトレジストパターン８を形成する（図１
（６））。パターンの露光は電子線描画に限らず、光リ
ソグラフィーで露光しても構わない。最後に、レジスト
パターン８をマスクとして、ＳＦ6 とＣ3 Ｈ8 の混合ガ
スを用いたＩＣＰプラズマドライエッチングを行って貫
通孔を形成することにより、ステンシルマスクを完成す
る（図１（７））。
【００６０】
【実施例２】まず、厚さ３８０μｍのシリコン基板１の
表面および裏面に高周波マグネトロンスパッタリング法
により、厚さ１μｍの酸化シリコン層２を形成する（図
１（１）裏面は図示せず）。次に、高周波マグネトロン
スパッタリング法により、厚さ２μｍのシリコン薄膜層
３を形成する（図１（２）））。形成されたシリコン薄
膜層３は、多結晶とアモルファスが混在した構造をと
る。次に、裏面の酸化シリコン層をフォトレジストをマ
スクとし、フッ酸（ＨＦ）とアンモニア水（ＮＨ4 Ｏ
Ｈ）の混合液によりエッチングして、裏面エッチングマ
スク４を形成する（図１（３））。次に、この裏面エッ
チングマスク４をマスクとして、Ｃｌ2 とＣＨＦ3 の混
合ガスを用いたヘリコン波プラズマドライエッチングに
よりエッチングを行う。
表面および裏面に高周波マグネトロンスパッタリング法
により、厚さ１μｍの酸化シリコン層２を形成する（図
１（１）裏面は図示せず）。次に、高周波マグネトロン
スパッタリング法により、厚さ２μｍのシリコン薄膜層
３を形成する（図１（２）））。形成されたシリコン薄
膜層３は、多結晶とアモルファスが混在した構造をと
る。次に、裏面の酸化シリコン層をフォトレジストをマ
スクとし、フッ酸（ＨＦ）とアンモニア水（ＮＨ4 Ｏ
Ｈ）の混合液によりエッチングして、裏面エッチングマ
スク４を形成する（図１（３））。次に、この裏面エッ
チングマスク４をマスクとして、Ｃｌ2 とＣＨＦ3 の混
合ガスを用いたヘリコン波プラズマドライエッチングに
よりエッチングを行う。
【００６１】この際、ＣＨＦ3 ガスにより側壁保護膜が
形成されて、垂直なエッチングが行われる。また、エッ
チングは酸化シリコン層２で停止する（図１（４））。
その後、裏面エッチングマスク４に用いた酸化シリコン
層と、エッチング停止層に用いた酸化シリコン層２と
を、フッ酸（ＨＦ）とアンモニア水（ＮＨ4 ＯＨ）の混
合液によりエッチングして除去する。
形成されて、垂直なエッチングが行われる。また、エッ
チングは酸化シリコン層２で停止する（図１（４））。
その後、裏面エッチングマスク４に用いた酸化シリコン
層と、エッチング停止層に用いた酸化シリコン層２と
を、フッ酸（ＨＦ）とアンモニア水（ＮＨ4 ＯＨ）の混
合液によりエッチングして除去する。
【００６２】こうして、垂直な支柱６と厚さ２μｍのシ
リコン自立膜７を有するマスク作製用部材が完成する
（図１（５））。次に、シリコン自立膜７上に、電子線
描画によりフォトレジストパターン８を形成する（図１
（６））。パターンの露光は電子線描画に限らず、光リ
ソグラフィーで露光しても構わない。最後に、レジスト
パターン８をマスクとして、Ｃｌ2 とＣＨＦ3 の混合ガ
スを用いたヘリコン波プラズマドライエッチングにより
エッチングを行って、貫通孔を形成することにより、ス
テンシルマスクを完成する（図１（７））。
リコン自立膜７を有するマスク作製用部材が完成する
（図１（５））。次に、シリコン自立膜７上に、電子線
描画によりフォトレジストパターン８を形成する（図１
（６））。パターンの露光は電子線描画に限らず、光リ
ソグラフィーで露光しても構わない。最後に、レジスト
パターン８をマスクとして、Ｃｌ2 とＣＨＦ3 の混合ガ
スを用いたヘリコン波プラズマドライエッチングにより
エッチングを行って、貫通孔を形成することにより、ス
テンシルマスクを完成する（図１（７））。
【００６３】
【実施例３】まず、厚さ３８０μｍのシリコン基板１の
表面および裏面に電子ビーム蒸着法により、厚さ１μｍ
の酸化シリコン層２を形成する（図１（１）裏面は図示
せず）。次に、電子ビーム蒸着法により厚さ２μｍのシ
リコン薄膜層３を形成する。形成されたシリコン薄膜層
３は、多結晶とアモルファスが混在した構造をとる（図
１（２））。
表面および裏面に電子ビーム蒸着法により、厚さ１μｍ
の酸化シリコン層２を形成する（図１（１）裏面は図示
せず）。次に、電子ビーム蒸着法により厚さ２μｍのシ
リコン薄膜層３を形成する。形成されたシリコン薄膜層
３は、多結晶とアモルファスが混在した構造をとる（図
１（２））。
【００６４】次に、裏面の酸化シリコン層をフォトレジ
ストをマスクとし、フッ酸（ＨＦ）とアンモニア水（Ｎ
Ｈ4 ＯＨ）の混合液でエッチングすることにより、裏面
エッチングマスク４を形成する（図１（３））。次に、
この裏面エッチングマスク４をマスクとして、ＳＦ6 ガ
スを用いた平行平板型ＲＩＥ（Reactive Dry Etching）
より、極低温ドライエッチングを行う。
ストをマスクとし、フッ酸（ＨＦ）とアンモニア水（Ｎ
Ｈ4 ＯＨ）の混合液でエッチングすることにより、裏面
エッチングマスク４を形成する（図１（３））。次に、
この裏面エッチングマスク４をマスクとして、ＳＦ6 ガ
スを用いた平行平板型ＲＩＥ（Reactive Dry Etching）
より、極低温ドライエッチングを行う。
【００６５】この際、基板温度を−１２０℃に保つこと
により、側壁方向へのラジカル反応（エッチング）が抑
制されて、垂直なエッチングが行われる。また、エッチ
ングは酸化シリコン層２で停止する（図１（４））。そ
の後、裏面エッチングマスク４に用いた酸化シリコン層
と、エッチング停止層に用いた酸化シリコン層２とを、
フッ酸（ＨＦ）とアンモニア水（ＮＨ4 ＯＨ）の混合液
によりエッチングして除去する。
により、側壁方向へのラジカル反応（エッチング）が抑
制されて、垂直なエッチングが行われる。また、エッチ
ングは酸化シリコン層２で停止する（図１（４））。そ
の後、裏面エッチングマスク４に用いた酸化シリコン層
と、エッチング停止層に用いた酸化シリコン層２とを、
フッ酸（ＨＦ）とアンモニア水（ＮＨ4 ＯＨ）の混合液
によりエッチングして除去する。
【００６６】こうして、垂直な支柱６と厚さ２μｍのシ
リコン自立膜７を有するマスク作製用部材が完成する
（図１（５））。次に、シリコン自立膜７上に、電子線
描画によりフォトレジストパターン８を形成する（図１
（６））。パターンの露光は電子線描画に限らず、光リ
ソグラフィーで露光しても構わない。最後に、レジスト
パターン８をマスクとして、ＳＦ6 ガスを用いた平行平
板型ＲＩＥより極低温ドライエッチングを行って、貫通
孔を形成することにより、ステンシルマスクを完成する
（図１（７））。
リコン自立膜７を有するマスク作製用部材が完成する
（図１（５））。次に、シリコン自立膜７上に、電子線
描画によりフォトレジストパターン８を形成する（図１
（６））。パターンの露光は電子線描画に限らず、光リ
ソグラフィーで露光しても構わない。最後に、レジスト
パターン８をマスクとして、ＳＦ6 ガスを用いた平行平
板型ＲＩＥより極低温ドライエッチングを行って、貫通
孔を形成することにより、ステンシルマスクを完成する
（図１（７））。
【００６７】
【実施例４】まず、厚さ３８０μｍのシリコン基板１の
表面および裏面に、ＳｉＨ4 、Ｏ2、Ｈｅの混合ガスを
用いた減圧ＣＶＤ法により、厚さ１μｍの酸化シリコン
層２を形成する（図１（１）裏面は図示せず）。成膜中
の基板温度は３８０°Ｃとする。次に、ＳｉＨ4 とＨｅ
の混合ガスを用いた減圧ＣＶＤ法により、厚さ２μｍの
多結晶シリコン薄膜層３を形成する。成膜中の基板温度
は６００°Ｃとする（図１（２））。
表面および裏面に、ＳｉＨ4 、Ｏ2、Ｈｅの混合ガスを
用いた減圧ＣＶＤ法により、厚さ１μｍの酸化シリコン
層２を形成する（図１（１）裏面は図示せず）。成膜中
の基板温度は３８０°Ｃとする。次に、ＳｉＨ4 とＨｅ
の混合ガスを用いた減圧ＣＶＤ法により、厚さ２μｍの
多結晶シリコン薄膜層３を形成する。成膜中の基板温度
は６００°Ｃとする（図１（２））。
【００６８】次に、裏面の酸化シリコン層をフォトレジ
ストをマスクとし、フッ酸（ＨＦ）とアンモニア水（Ｎ
Ｈ4 ＯＨ）の混合液によりエッチングして、裏面エッチ
ングマスク４を形成する。（図１（３）） 次に、この裏面エッチングマスク４をマスクとして、Ｃ
ｌ2 とＣＨＦ3 の混合ガスを用いたＥＣＲ（電子サイク
ロトロン共鳴）プラズマドライエッチングを行う。
ストをマスクとし、フッ酸（ＨＦ）とアンモニア水（Ｎ
Ｈ4 ＯＨ）の混合液によりエッチングして、裏面エッチ
ングマスク４を形成する。（図１（３）） 次に、この裏面エッチングマスク４をマスクとして、Ｃ
ｌ2 とＣＨＦ3 の混合ガスを用いたＥＣＲ（電子サイク
ロトロン共鳴）プラズマドライエッチングを行う。
【００６９】この際、ＣＨＦ3 ガスにより側壁保護膜が
形成されて、垂直なエッチングが行われる。また、エッ
チングは酸化シリコン層２で停止する（図１（４））。
その後、裏面エッチングマスク４に用いた酸化シリコン
層と、エッチング停止層に用いた酸化シリコン層２と
を、フッ酸（ＨＦ）とアンモニア水（ＮＨ4 ＯＨ）の混
合液によりエッチングして除去する。
形成されて、垂直なエッチングが行われる。また、エッ
チングは酸化シリコン層２で停止する（図１（４））。
その後、裏面エッチングマスク４に用いた酸化シリコン
層と、エッチング停止層に用いた酸化シリコン層２と
を、フッ酸（ＨＦ）とアンモニア水（ＮＨ4 ＯＨ）の混
合液によりエッチングして除去する。
【００７０】こうして、垂直な支柱６と厚さ２μｍのシ
リコン自立膜７を有するマスク作製用部材が完成する
（図１（５））。次に、シリコン自立膜７上に、電子線
描画によりフォトレジストパターン８を形成する（図１
（６））。パターンの露光は電子線描画に限らず、光リ
ソグラフィーで露光しても構わない。最後に、レジスト
パターン８をマスクとして、ＳＦ6 とＣ3 Ｈ8 の混合ガ
スを用いたＥＣＲプラズマドライエッチングを行って貫
通孔を形成することにより、ステンシルマスクを完成す
る（図１（７））。
リコン自立膜７を有するマスク作製用部材が完成する
（図１（５））。次に、シリコン自立膜７上に、電子線
描画によりフォトレジストパターン８を形成する（図１
（６））。パターンの露光は電子線描画に限らず、光リ
ソグラフィーで露光しても構わない。最後に、レジスト
パターン８をマスクとして、ＳＦ6 とＣ3 Ｈ8 の混合ガ
スを用いたＥＣＲプラズマドライエッチングを行って貫
通孔を形成することにより、ステンシルマスクを完成す
る（図１（７））。
【００７１】
【実施例５】まず、厚さ３８０μｍのシリコン基板１の
表面および裏面に、イオンプレーティング法により、厚
さ１μｍの酸化シリコン層２を形成する（図６（１）裏
面は図示せず）。イオンプレーティング法は、電子ビー
ム蒸着装置にＲＦコイルを装着した高周波法を用いる。
表面および裏面に、イオンプレーティング法により、厚
さ１μｍの酸化シリコン層２を形成する（図６（１）裏
面は図示せず）。イオンプレーティング法は、電子ビー
ム蒸着装置にＲＦコイルを装着した高周波法を用いる。
【００７２】次に、同様のイオンプレーティング法によ
り厚さ２μｍのシリコン薄膜層３を形成する。形成され
たシリコン薄膜層３は、多結晶とアモルファスが混在し
た構造をとる（図６（２））。次に、シリコン薄膜層３
上に、電子線描画によりフォトレジストパターン８を形
成する（図６（３））。パターンの露光は電子線描画に
限らず、光リソグラフィーで露光しても構わない。この
レジストパターン８をマスクとして、ＳＦ6 とＣ3 Ｈ8
の混合ガスを用いたＩＣＰプラズマドライエッチングを
行い、シリコン薄膜層３にパターン９を形成する。
り厚さ２μｍのシリコン薄膜層３を形成する。形成され
たシリコン薄膜層３は、多結晶とアモルファスが混在し
た構造をとる（図６（２））。次に、シリコン薄膜層３
上に、電子線描画によりフォトレジストパターン８を形
成する（図６（３））。パターンの露光は電子線描画に
限らず、光リソグラフィーで露光しても構わない。この
レジストパターン８をマスクとして、ＳＦ6 とＣ3 Ｈ8
の混合ガスを用いたＩＣＰプラズマドライエッチングを
行い、シリコン薄膜層３にパターン９を形成する。
【００７３】この際、Ｃ3 Ｈ8 ガスにより側壁保護膜が
形成されて、垂直なエッチングが行われる。また、エッ
チングは酸化シリコン層２で停止する（図６（４））。
次に、裏面の酸化シリコン層をフォトレジストをマスク
とし、フッ酸（ＨＦ）とアンモニア水（ＮＨ4 ＯＨ）の
混合液でエッチングして、裏面エッチングマスク４を形
成する（図６（５））。次に、この裏面エッチングマス
ク４をマスクとして、Ｃｌ2 とＣＨＦ3 の混合ガスを用
いたＩＣＰプラズマドライエッチングを行う（図６
（６））。
形成されて、垂直なエッチングが行われる。また、エッ
チングは酸化シリコン層２で停止する（図６（４））。
次に、裏面の酸化シリコン層をフォトレジストをマスク
とし、フッ酸（ＨＦ）とアンモニア水（ＮＨ4 ＯＨ）の
混合液でエッチングして、裏面エッチングマスク４を形
成する（図６（５））。次に、この裏面エッチングマス
ク４をマスクとして、Ｃｌ2 とＣＨＦ3 の混合ガスを用
いたＩＣＰプラズマドライエッチングを行う（図６
（６））。
【００７４】最後に、裏面エッチングマスク４に用いた
酸化シリコン層と、エッチング停止層に用いた酸化シリ
コン層２とをフッ酸（ＨＦ）とアンモニア水（ＮＨ4 Ｏ
Ｈ）の混合液ででエッチングして除去する。このように
して、垂直な支柱６を有するステンシルマスクが完成す
る（図６（７））。
酸化シリコン層と、エッチング停止層に用いた酸化シリ
コン層２とをフッ酸（ＨＦ）とアンモニア水（ＮＨ4 Ｏ
Ｈ）の混合液ででエッチングして除去する。このように
して、垂直な支柱６を有するステンシルマスクが完成す
る（図６（７））。
【００７５】
【実施例６】まず、厚さ３８０μｍのシリコン基板１の
表面および裏面に、ＳｉＨ4 とＮ2 Ｏの混合ガスを用い
たプラズマＣＶＤ法により、厚さ１μｍの酸化シリコン
層２を形成する（図６（１）裏面は図示せず）。成膜中
の基板温度は３５０℃とする。
表面および裏面に、ＳｉＨ4 とＮ2 Ｏの混合ガスを用い
たプラズマＣＶＤ法により、厚さ１μｍの酸化シリコン
層２を形成する（図６（１）裏面は図示せず）。成膜中
の基板温度は３５０℃とする。
【００７６】次に、高周波マグネトロンスパッタリング
法により、厚さ２μｍのシリコン薄膜層３を形成する。
形成されたシリコン薄膜層３は、多結晶とアモルファス
が混在した構造をとる（図６（２））。次に、シリコン
薄膜層３上に、電子線描画によりフォトレジストパター
ン８を形成する（図６（３））。パターンの露光は電子
線描画に限らず、光リソグラフィーで露光しても構わな
い。このレジストパターン８をマスクとして、Ｃｌ2 と
ＣＨＦ3 の混合ガスを用いたＩＣＰプラズマドライエッ
チングを行い、シリコン薄膜層３にパターン９を形成す
る。
法により、厚さ２μｍのシリコン薄膜層３を形成する。
形成されたシリコン薄膜層３は、多結晶とアモルファス
が混在した構造をとる（図６（２））。次に、シリコン
薄膜層３上に、電子線描画によりフォトレジストパター
ン８を形成する（図６（３））。パターンの露光は電子
線描画に限らず、光リソグラフィーで露光しても構わな
い。このレジストパターン８をマスクとして、Ｃｌ2 と
ＣＨＦ3 の混合ガスを用いたＩＣＰプラズマドライエッ
チングを行い、シリコン薄膜層３にパターン９を形成す
る。
【００７７】この際、ＣＨＦ3 ガスにより側壁保護膜が
形成されて、垂直なエッチングが行われる。また、エッ
チングは酸化シリコン層２で停止する（図６（４））。
次に、裏面の酸化シリコン層をフォトレジストをマスク
とし、フッ酸（ＨＦ）とアンモニア水（ＮＨ4 ＯＨ）の
混合液によりエッチングして、裏面エッチングマスク４
を形成する（図６（５））。次に、この裏面エッチング
マスク４をマスクとして、Ｃｌ2 とＣＨＦ3 の混合ガス
を用いたＩＣＰプラズマドライエッチングを行う（図６
（６））。
形成されて、垂直なエッチングが行われる。また、エッ
チングは酸化シリコン層２で停止する（図６（４））。
次に、裏面の酸化シリコン層をフォトレジストをマスク
とし、フッ酸（ＨＦ）とアンモニア水（ＮＨ4 ＯＨ）の
混合液によりエッチングして、裏面エッチングマスク４
を形成する（図６（５））。次に、この裏面エッチング
マスク４をマスクとして、Ｃｌ2 とＣＨＦ3 の混合ガス
を用いたＩＣＰプラズマドライエッチングを行う（図６
（６））。
【００７８】最後に、裏面エッチングマスク４に用いた
酸化シリコン層と、エッチング停止層に用いた酸化シリ
コン層２とを、フッ酸（ＨＦ）とアンモニア水（ＮＨ4
ＯＨ）の混合液によりエッチングして除去する。このよ
うにして、垂直な支柱６を有するステンシルマスクが完
成する（図６（７））。
酸化シリコン層と、エッチング停止層に用いた酸化シリ
コン層２とを、フッ酸（ＨＦ）とアンモニア水（ＮＨ4
ＯＨ）の混合液によりエッチングして除去する。このよ
うにして、垂直な支柱６を有するステンシルマスクが完
成する（図６（７））。
【００７９】
【実施例７】まず、厚さ３８０μｍのシリコン基板１の
表面および裏面に、直流マグネトロンスパッタリング法
により、厚さ１μｍのアルミニウム層２を形成する（図
６（１）裏面は図示せず）。成膜中の基板温度は３５０
℃とする。次に、電子ビーム蒸着法により厚さ２μｍの
シリコン薄膜層３を形成する。形成されたシリコン薄膜
層３は、多結晶とアモルファスが混在した構造をとる
（図６（２））。
表面および裏面に、直流マグネトロンスパッタリング法
により、厚さ１μｍのアルミニウム層２を形成する（図
６（１）裏面は図示せず）。成膜中の基板温度は３５０
℃とする。次に、電子ビーム蒸着法により厚さ２μｍの
シリコン薄膜層３を形成する。形成されたシリコン薄膜
層３は、多結晶とアモルファスが混在した構造をとる
（図６（２））。
【００８０】次に、シリコン薄膜層３上に、電子線描画
によりフォトレジストパターン８を形成する（図６
（３））。パターンの露光は電子線描画に限らず、光リ
ソグラフィーで露光しても構わない。このレジストパタ
ーン８をマスクとして、ＳＦ6 とＣ3 Ｈ8 の混合ガスを
用いたヘリコン波プラズマドライエッチングを行い、シ
リコン薄膜層３にパターンを形成する。
によりフォトレジストパターン８を形成する（図６
（３））。パターンの露光は電子線描画に限らず、光リ
ソグラフィーで露光しても構わない。このレジストパタ
ーン８をマスクとして、ＳＦ6 とＣ3 Ｈ8 の混合ガスを
用いたヘリコン波プラズマドライエッチングを行い、シ
リコン薄膜層３にパターンを形成する。
【００８１】この際、Ｃ3 Ｈ8 ガスにより側壁保護膜が
形成されて、垂直なエッチングが行われる。アルミニウ
ムは、フッ素ラジカルにエッチングされないので、エッ
チングはアルミニウム層２で停止する（図６（４））。
次に、裏面のアルミニウム層をフォトレジストをマスク
とし、希リン酸（Ｈ3 ＰＯ4 ）水溶液でエッチングし
て、裏面エッチングマスク４を形成する（図６
（５））。次に、この裏面エッチングマスク４をマスク
として、Ｃｌ2 とＣＨＦ3 の混合ガスを用いたヘリコン
波プラズマドライエッチングを行う（図６（６））。
形成されて、垂直なエッチングが行われる。アルミニウ
ムは、フッ素ラジカルにエッチングされないので、エッ
チングはアルミニウム層２で停止する（図６（４））。
次に、裏面のアルミニウム層をフォトレジストをマスク
とし、希リン酸（Ｈ3 ＰＯ4 ）水溶液でエッチングし
て、裏面エッチングマスク４を形成する（図６
（５））。次に、この裏面エッチングマスク４をマスク
として、Ｃｌ2 とＣＨＦ3 の混合ガスを用いたヘリコン
波プラズマドライエッチングを行う（図６（６））。
【００８２】最後に、裏面エッチングマスク４に用いた
アルミニウム層と、エッチング停止層に用いたアルミニ
ウム層２とを希リン酸（Ｈ3 ＰＯ4 ）水溶液でエッチン
グして除去する。このようにして、垂直な支柱６を有す
るステンシルマスクが完成する（図６（７））。
アルミニウム層と、エッチング停止層に用いたアルミニ
ウム層２とを希リン酸（Ｈ3 ＰＯ4 ）水溶液でエッチン
グして除去する。このようにして、垂直な支柱６を有す
るステンシルマスクが完成する（図６（７））。
【００８３】
【発明の効果】以上のように、本発明のマスク作製用部
材及びマスクの製造方法によれば、サイズの大型化、歪
の発生、荷電粒子線の特定方向への回折のうち、いずれ
かまたはすべての問題点について解決できる。本発明に
よれば、ボロンドープ法やＳＯＩウェハを用いることな
く、垂直な支柱に支持されたシリコン自立膜（マスク作
製用部材）及びステンシルマスクを作製することができ
る。
材及びマスクの製造方法によれば、サイズの大型化、歪
の発生、荷電粒子線の特定方向への回折のうち、いずれ
かまたはすべての問題点について解決できる。本発明に
よれば、ボロンドープ法やＳＯＩウェハを用いることな
く、垂直な支柱に支持されたシリコン自立膜（マスク作
製用部材）及びステンシルマスクを作製することができ
る。
【００８４】本発明にかかる製造方法を用いれば、自立
膜の歪発生を抑制することが可能であり、また自立膜を
アモルファスもしくは多結晶とすることにより、荷電粒
子を特定の方向に回折するという問題点も解決される。
精密なステンシルマスクでは、自立膜の内部応力による
パターンの位置歪みが懸念され、これを予測するために
は自立膜の内部応力を知る必要がある。
膜の歪発生を抑制することが可能であり、また自立膜を
アモルファスもしくは多結晶とすることにより、荷電粒
子を特定の方向に回折するという問題点も解決される。
精密なステンシルマスクでは、自立膜の内部応力による
パターンの位置歪みが懸念され、これを予測するために
は自立膜の内部応力を知る必要がある。
【００８５】ところが、従来のボロンドープ法やＳＯＩ
ウェハを用いた方法で作製した自立膜の内部応力測定
は、容易ではなかった。これに対して、本発明の製造方
法によれば、シリコン薄膜層の成膜前後における基板の
反り量の変化を測定すれば、容易に自立膜の内部応力を
求めることができるという利点もある。
ウェハを用いた方法で作製した自立膜の内部応力測定
は、容易ではなかった。これに対して、本発明の製造方
法によれば、シリコン薄膜層の成膜前後における基板の
反り量の変化を測定すれば、容易に自立膜の内部応力を
求めることができるという利点もある。
【図１】は、本発明にかかるマスク作製用部材及びマス
クを製造する工程の一例を示す図である。
クを製造する工程の一例を示す図である。
【図２】は、荷電粒子線リソグラフィーに用いられるス
テンシルマスク（一例）の断面図である。
テンシルマスク（一例）の断面図である。
【図３】は、荷電粒子線リソグラフィーに用いられるス
テンシルマスク（一例）によるウェハ上への露光を示す
図である。
テンシルマスク（一例）によるウェハ上への露光を示す
図である。
【図４】は、ボロンドープ法により作製されたシリコン
自立膜（一例）の断面図である。
自立膜（一例）の断面図である。
【図５】は、ＳＯＩウェハを用いて作製されたシリコン
自立膜（一例）の断面図である。
自立膜（一例）の断面図である。
【図６】は、本発明にかかるステンシルマスクを製造す
る工程の一例を示す図である。
る工程の一例を示す図である。
１・・・シリコン基板 ２・・・シリコンエッチング阻止層 ３・・・シリコン薄膜層 ４・・・裏面エッチングマスク ５・・・凹部（開口部） ６・・・支柱 ７・・・シリコン自立膜（メンブレン） ８・・・表面エッチングマスク ９・・・ステンシルマスクパターン １０ａ・・・薄い自立膜からなる小領域 ４０・・・ボロンがドープされたシリコン層 ４１・・・シリコン自立膜（メンブレン） ４２・・・支柱 ５０・・・上部シリコン単結晶層 ５１・・・シリコン自立膜（メンブレン） ５２・・・支柱 以上
Claims (9)
- 【請求項１】 マスクパターンが形成される多数のメン
ブレン上の小領域がマスクパターンが形成されない境界
領域により区分されたマスク作製用部材であり、前記境
界領域に対応する部分に支柱が設けられたマスク作製用
部材を製造する方法において、 シリコン基板の表面にシリコンエッチングに対するエッ
チング阻止層を形成する工程と、 前記エッチング阻止層の上にシリコン薄膜層を形成する
工程と、 前記Ｓｉ基板の裏面上に、前記小領域の各設定箇所に対
応する開口部分をそれぞれ有するエッチングマスクパタ
ーンを形成する工程と、 前記エッチングマスクパターンを使用して、前記シリコ
ン基板の裏面を垂直または略垂直にエッチングすること
により、前記エッチング阻止層に対して垂直または略垂
直な壁面を有する複数の支柱を前記境界領域の設定箇所
に対応させて形成するとともに、前記小領域の各設定箇
所に対応する各支柱間の開口部をそれぞれ形成する工程
と、 前記各開口部において露出したエッチング阻止層を除去
することにより、各開口部に前記シリコン薄膜層からな
るメンブレンを露出させる工程と、を有することを特徴
とするマスク作製用部材の製造方法。 - 【請求項２】 感応基板に転写すべきパターンをメンブ
レン上にそれぞれ備えた多数の小領域が前記パターンが
存在しない境界領域により区分されたマスクであり、前
記境界領域に対応する部分に支柱が設けられたマスクを
製造する方法において、 シリコン基板の表面にシリコンエッチングに対するエッ
チング阻止層を形成する工程と、 前記エッチング阻止層の上にシリコン薄膜層を形成する
工程と、 前記Ｓｉ基板の裏面上に、前記小領域の各設定箇所に対
応する開口部分をそれぞれ有するエッチングマスクパタ
ーンを形成する工程と、 前記エッチングマスクパターンを使用して、前記シリコ
ン基板の裏面を垂直または略垂直にエッチングすること
により、前記エッチング阻止層に対して垂直または略垂
直な壁面を有する複数の支柱を前記境界領域の設定箇所
に対応させて形成するとともに、前記小領域の各設定箇
所に対応する各支柱間の開口部をそれぞれ形成する工程
と、 前記各開口部において露出したエッチング阻止層を除去
することにより、各開口部に前記シリコン薄膜層からな
るメンブレンを露出させる工程と、 前記メンブレン上における前記小領域の各設定箇所に、
前記転写すべきパターンをそれぞれ形成することによ
り、前記多数の小領域及び境界領域を設ける工程と、 を有することを特徴とするマスクの製造方法。 - 【請求項３】 感応基板に転写すべきパターンをメンブ
レン上にそれぞれ備えた多数の小領域が前記パターンが
存在しない境界領域により区分されたマスクであり、前
記境界領域に対応する部分に支柱が設けられたマスクを
製造する方法において、 シリコン基板の表面にシリコンエッチングに対するエッ
チング阻止層を形成する工程と、 前記エッチング阻止層の上にシリコン薄膜層を形成する
工程と、 前記シリコン薄膜層上における前記小領域の各設定箇所
に、前記転写すべきパターンをそれぞれ形成することに
より、前記多数の小領域及び境界領域を設ける工程と、 前記Ｓｉ基板の裏面上に、前記各小領域に対応する開口
部分をそれぞれ有するエッチングマスクパターンを形成
する工程と、 前記エッチングマスクパターンを使用して、前記シリコ
ン基板の裏面を垂直または略垂直にエッチングすること
により、前記エッチング阻止層に対して垂直または略垂
直な壁面を有する複数の支柱を前記境界領域に対応させ
て形成するとともに、前記各小領域に対応する各支柱間
の開口部をそれぞれ形成する工程と、 前記各開口部において露出したエッチング阻止層を除去
することにより、各開口部に前記シリコン薄膜層からな
り、前記転写すべきパターンがそれぞれ形成されたメン
ブレンを露出させる工程と、を有することを特徴とする
マスクの製造方法。 - 【請求項４】 前記エッチング阻止層は、シリコンの熱
酸化膜であることを特徴とする請求項１〜３記載の製造
方法。 - 【請求項５】 前記エッチング阻止層をＣＶＤ法、スパ
ッタリング法、真空蒸着法、またはイオンプレーティン
グ法により形成することを特徴とする請求項１〜３記載
の製造方法。 - 【請求項６】 前記シリコン薄膜層は、アモルファス、
多結晶、またはアモルファスと多結晶の混合物からなる
薄膜層であることを特徴とする請求項１〜５記載の製造
方法。 - 【請求項７】 前記シリコン薄膜層をスパッタリング
法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、またはＣＶ
Ｄ法により形成することを特徴とする請求項６記載の製
造方法。 - 【請求項８】 前記シリコン基板の裏面のエッチング及
び／または前記転写すべきパターンであるステンシルパ
ターンの形成をドライエッチング法により行うことを特
徴とする請求項１〜７記載の製造方法。 - 【請求項９】 前記ドライエッチング法が側壁保護プラ
ズマエッチングまたは極低温反応性イオンエッチング等
の異方性エッチングであることを特徴とする請求項８記
載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21106097A JPH1154409A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | マスク作製用部材及びマスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21106097A JPH1154409A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | マスク作製用部材及びマスクの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154409A true JPH1154409A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16599740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21106097A Pending JPH1154409A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | マスク作製用部材及びマスクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1154409A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002343710A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-11-29 | Sony Corp | マスクおよびその製造方法と半導体装置の製造方法 |
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| US6916582B2 (en) | 2001-05-16 | 2005-07-12 | Sony Corporation | Mask for fabrication of semiconductor devices, process for production of the same, and process for fabrication of semiconductor devices |
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| CN109427560A (zh) * | 2017-09-03 | 2019-03-05 | 南亚科技股份有限公司 | 半导体元件的精细岛状图案形成方法 |
-
1997
- 1997-08-05 JP JP21106097A patent/JPH1154409A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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