(57)【要約】本発明は、基板上にエッチング停止ポリマー構造を作製する方法に関するものである。重合してこの構造を形成できるステロール層をまず基板面上に堆積する。次いで、ステロール層の第１の領域を電子ビームに曝し、この層を局所的に重合し、エッチング停止ポリマー構造を形成する。電子ビームに曝されていなかったステロール層の第２の領域を、基板面上にエッチング停止ポリマー構造だけを残して除去する。最後に、エッチング停止ポリマー構造で被覆されていなかった基板面の領域をエッチングしてとり除き、このエッチングによってエッチング停止ポリマー構造の除去できる。
2005521082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にエッチング停止ポリマー構造を作製する方法であって：
（ａ）重合してエッチング停止ポリマー構造を形成できるステロール層を基板面上に堆積する段階と；
（ｂ）ステロール層を局所的に重合し、エッチング停止ポリマー構造を形成するために、ステロール層の第１の領域を電子ビームに曝す段階と；
（ｃ）基板面上にエッチング停止ポリマー構造だけを残すために、電子ビームに曝さなかったステロール層の第２の領域を除去する段階と；
を備えた方法。
【請求項２】
（ｄ）エッチング停止ポリマー構造によって被覆されなかった基板面の領域をエッチングする段階をさらに備えた請求項１に記載の方法。
【請求項３】
（ｅ）基板面のエッチングを実施するときに、エッチング停止ポリマー構造を除去する段階をさらに備えた請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ステロール層を：アグノステロール、アベナステロール、アブラナステロール、キャンペステロール、コレステロール、エルゴステロール、ラノステロール、ラソステロール、ルミステロール、シトステロール、スチグマステロール 及びこれらの組み合わせから成る群から選択する請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ステロール層を堆積する段階が、蒸着法、ラングミュア−ブロジット堆積法、スピンコーティング法、及び、ディップコーティング法から成る群から選択した手法を用いることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ステロール層の第１の領域を曝す段階が、電子ビームを合焦することを備えた請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ステロール層の第１の領域を曝す段階が、電子ビームの形状を調整することを備えた請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ステロール層の第１の領域を曝す段階が、エッチング停止ポリマー構造のパターンを形成するために、ステロール層の異なる領域を曝露することを備えた請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ステロール層の第２の領域を除去する段階が、ウェット溶剤溶液によって前記第２の領域を溶解することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ウェット溶液を：エーテル、アルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ベンゼン、クロロベンゼン、エチルベンゼン、キシレン、トルエン、トリクロロエチレン、クロロホルム、セロソルブ、エチルアセテート、ブチルアセテート、エチレンジアミン、及び、これらの組み合わせから成る群から選択する請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
基板面をエッチングする段階が、プラズマに対するエッチング停止ポリマー構造によっって被覆されていない基板面の前記領域を曝露することを備えた請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
基板面をエッチングする段階が、ウェット溶剤溶液に対するエッチング停止ポリマー構造によっって被覆されていない基板面の前記領域を曝露することを備えた請求項２に記載の方法。
【請求項１３】
エッチング停止ポリマー構造を除去するために酸素プラズマを用いることを備えた請求項３に記載の方法。
【請求項１４】
リソグラフィ用のマスクを基板上に作製する方法であって：
（ａ）照射吸収層を基板面上に堆積する段階と；
（ｂ）重合できるステロール層を照射吸収層上に堆積する段階と；
（ｃ）ステロール層を局所的に重合し、エッチング停止ポリマー構造を形成するために、ステロール層の第１の領域を電子ビームに曝露する段階と；
（ｄ）照射吸収層上にエッチング停止ポリマー構造だけを残すために、電子ビームに曝露さなかったステロール層の第２の領域を除去する段階と；
（ｅ）エッチング停止ポリマー構造によって被覆されなかった照射吸収層の領域を基板面からエッチングする段階と；備えた方法。
【請求項１５】
（ｆ）エッチング停止ポリマー構造によって被覆されなかった照射吸収層の領域を除去するときに、エッチング停止ポリマー構造を除去するる段階、をさらに備えた請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
基板上にＸ線リソグラフィ用マスクを作製する方法であって：
（ａ）特定のエッチングプロセスに対する第１のバリアを形成するエッチング停止材料で成る第１の層を基板面上に堆積する段階と；
（ｂ）第１の層上にＸ線吸収材料で成る第２の層を堆積する段階と；
（ｃ）前記特定のエッチングプロセスに対する第２のバリアを形成するエッチング停止材料で成る第３の層を第２の層上に堆積する段階と；
（ｄ）第３の層上に重合可能なステロール層を堆積する段階と；
（ｅ）ステロール層を局所的に重合し、エッチング停止ポリマー構造を形成するために、ステロール層の第１の領域を電子ビームに曝す段階と；
（ｆ）第３の層上にエッチング停止ポリマー構造だけを残すために、電子ビームに曝されなかったステロール層の第２の領域を除去する段階と；
（ｇ）エッチング停止ポリマー構造によって被覆されなかった第３の層の領域をエッチングする段階と；
（ｈ）前記特定のエッチングプロセスによって、エッチング停止ポリマー構造によって被覆されなかった第２の層の領域を除去する段階と；
を備えた方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビームリソグラフィを用いて基板上にエッチング停止ポリマー構造を作製する方法に関するものである。さらに詳細には、本発明は、電子ビームを用いて、エッチング停止ポリマー構造を作製するために基板上にステロール層を局所的に重合して堆積する発明に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
極小スケール半導体装置の作製には、非常に高解像度のリソグラフィ技術が必要である。このような作製における最も使用される高解像度リソグラフィ技術は、いわゆる重合体レジストに基づくリソグラフィである。PMMA（ポリ（メチルメタクリル樹脂））は、電子ビームリソグラフィを用いてこのような装置の作製に現在用いられているポリマーである（“ナノメートルリソグラフィ用の材料と方法（Materials and processes for nanometer lithography）”、マッキー（S. Mackie）及びビューモント（S.P.Beaumont）、ソリッド・ステート・テクノロジー（Solid State Technology）、第２８巻、１９８５年８月、第117-122頁）。このポリマーは主に、電子ビームに曝された領域を選択的に消滅させ、他方、曝されていない領域をそのものに残すことができるポジティブトーンレジスト挙動のためのものであることが知られている。10nm程度の解像度を有する構造はPMMA（“GaAs上の10nmライン幅電子ビームリソグラフィ（10 nm linewidth electron beam lithography on GaAs”、クレイヘッド（H.G.Craighead），ハワード（R.E.Howard），ジャッケル（L.D.Jackel）及びマンキーウィッチ（P.M.Mankiewich）、アプライド・フィジクス・レターズ（Applied Physics Letters）、第４２巻、１９８３年１月、第38−40頁）及び他の匹敵するレジストを用いて証明されている。しかしながら、ある半導体装置の作製では負のトーン、すなわち、電子ビームに曝されていない領域を溶解し他方曝された領域をそのままに残すものが必要である。電子ビームに曝される領域は低密度パターンの場合は弱いので、ネガティブトーンレジストは、モノリシック集積回路のような大きなスケールの装置において又は電子ビームリソグラフィを用いたクリアフィールドフォトマスク作製の場合において主要な問題である露光時間を短縮する
【０００３】
ネガティブレジストは、以下の特許及び文献において記載されているようなマイクロエレクトロニクス用途においては標準的なものである：
“高選択性のネガティブ電子レジスト（High sensitivity negative electron resist”、１９７３年１１月６日に特許が発行された米国特許第3,770,433号明細書（バートレフトら（Bartleft et al.））。
“プラズマ現像可能電子レジストプロセス（Plasma developable electron resist process）”、１９８３年５月３１日にジューイ（H.Lai）に特許付与された米国特許第4,386,152号明細書。
“低温におけるZEP-520を用いた高解像度電子ビームリソグラフィ及びKRSレジスト（High resolution electron beam lithography using ZEP-520 and KRS resist at low voltage”、タネンバウム（D.M.Tanenbaum），ロー（C.W.Lo），アイサクソン（M.Isaacson），クレイヘッド（H.G.Craighead），ロックス（M.J.Rocks），リー（K.Y.Lee），フアン（W.S.Huang）及びチャン（T.H.P.Chang）、ジャーナル・オブ・バキューム・サイエンス・アンド・テクノロジーＢ（Journal of Vacuum Science and Technology B）、第１４巻、１９９６年１１月／１２月、第3829−3833頁。
“電子ビームリソグラフィにおける超高解像度のカリカレンネガティブレジスト（Ultrahigh resolution of calixarene negative resist in electron beam lithography）”、フジタ（J.Fujita），オオニシ（Y.Ohnishi），オチアイ（Y.Ochiai）及びマツイ（S.Matsui）、アプライド・フィジクス・レターズ（Applied Physics Letters）、第６８巻、１９９６年２月、第1297−1299頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
いくつかのネガティブレジストにおいては、電子ビームを用いて重合（ポリマー）鎖の結合を切る。これはフリーラジカルを残して、鎖の間の架橋を形成し、電子ビームに曝される領域における不溶性有機化合物を生成する［“エポキシ−ポリマー電子ビームレジスト（Epoxy-polymer electron beam resists）”、１９７５年１０月２８日に特許が発行された米国特許第3,916,035号明細書（ブリューワー（Brewer））］。電子感受性（感電子性）層のポリマー的性質及び現像プロセスの分子的挙動により完全にポリマー鎖を除去するので、ポジティブ及びネガティブトーンレジストいずれの解像度も制限される。ポリマー鎖はランダムに絡まり（もつれ）、ポリマーのもつれ構造の寸法及び壊れてもつれてないポリマー鎖の寸法は通常、5nmのオーダーである（［“電子レジスト（Electron resist）”、１９８１年５月２６日に、カラル（J. Kalal），ベドナー（B.Bednar），ザコバル（J.Zachoval），ペト（J.Petr），ペルヒバウアー（Pelchbauer）及びスベック（F.Svec）に特許された米国特許第4,269,962号明細書］及び［“ナノ構造技術（Nanostructure technology）”、チャン（T.H.P.Chang），ケルン（D.P.Kern），クラッシュマー（E.Kratschmer），リー（K.Y.Lee），ルーン（H.E.Luhn），マコード（M.McCord），リシュウトン（S.A.Rishton）及びブラジミルスキー（Y.Vladiminirsky）、IBM ジャーナル・オブ・リサーチ・アンド・デベロップメント（IBM Journal of Research and Development）、第３２巻、１９８８年７月、第462−492頁］）。これは、より解像度が高く、より小さなラインエッジラフネスを有する構造の達成を損なう。
【０００５】
現在手に入るポジティブ及びネガティブトーンレジストの両方の他の欠点は、このようなレジストが生物組織とは両立できないことである。当然、人工内耳、目の移植や痛み抑制移植のような人体に移植される装置は、人の組織に直接接触させるように構成されている。生体適合性装置を得るために、装置エレメントのパターニングのために用いる電子感受性層も生体適合性でなければならない。さもなければ、生体適合性材料の厚い密閉（封入）層を、非生体適合性材料のためのバリアを形成するために装置に堆積しなければならない［マクロ粒子分散とレーザー堆積アパタイトコーティング“Macroparticle distribution and chemical composition of laser deposited apatite coatings”、バグラタシュビリ（V.N.Bagratashvili），アントノフ（E.N.Antonov），ソボル（E.N.Sobol），ポポフ（V.K.Popov）及びホードル（S.M.Howdle）、アプライド・フィジクス・レターズ（Applied Physics Letters）、第６６巻、１９８５年５月、第2451−2453頁］。このような密閉層の存在は明らかにある装置の作製には制限となる。
【０００６】
最後に、最重要欠点は、このようなレジストのスピンコーティングが必要なことである。スピンコーティングは多くの場合、低い凹凸を有する平坦面を必要とする。基板面上の急峻でかつ高い構造は、平坦でないスピンレジストを発生する。これは、達成可能な解像度を低下させる。最近、直接書き込み電子ビーム照射を用いたエッチ停止金属／半導体化合物を作製する方法が開発された（［レジスト不要電子ビームリソグラフィを用いたシリコン上のサブミクロンシリサイド構造の作製“Fabrication of sub-micron silicide structure on silicon using resistless electron beam lithography”、ビーバイス（J.Beauvais），ドローイン（D.Drouin）及びレバリー（Levallee）に１９９９年６月２９日に特許された米国特許第5,918,143号明細書）］、［レジスト不要電子ビームリソグラフィプロセスを用いてシリコン上にサブミクロンシリサイド構造を作製する方法“Method for fabricating sub-micron silicide structures on silicon using resistless electron beam lithography process”、ドローイン（D.Drouin），ビーバイス（J.Beauvais），レマイアー（R.Lemire），レバリー（Levallee），ガウビン（R.Gauvin），及びキャロン（M.Caron））、アプライド・フィジクス・レターズ（Applied Physics Letters）、第７０巻、１９９７年５月、第3020−3023頁］。この方法に従うと、電子感受性層を、電子ビーム照射前に基板の最上部の上に蒸着することができる。同様な結果は、電子電子感受性無機物層を用いて達成されている［無機電子ビームレジストを用いた10nm領域における金属構造の作製“Fabrication of metallic structures in the 10 nm region using an inorganic electron beam resist”、ラングハインリッヒ（W.Langheinrich）及びベネキング（H.Beneking）、ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジクス（Japanese Journal of Applied Physics）、第３２巻、１９９３年１２月、第6218−6223頁］。しかしながら、このようなレジストの感度は低いままであり、従って、マスク作製のような低いスループットを要求する応用へのこのプロセスの使用は抑えられている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、基板上にエッチング停止ポリマー構造を作製する方法であって：
（ａ）エッチング停止ポリマー構造を形成するように重合することができるステロール層を基板面上に堆積する段階と；
（ｂ）ステロール層を局所的に重合し、エッチング停止ポリマー構造を形成するために、ステロール層の第１の領域を電子ビームに曝す段階と；
（ｃ）基板面上にエッチング停止ポリマー構造だけを残すために、電子ビームに曝されなかったステロール層の第２の領域を除去する段階と；
を備えた作製方法を提供する。
【０００８】
本発明はまた、基板上にリソグラフィ用マスクを作製する方法であって：
（ａ）照射吸収層を基板面上に堆積する段階と；
（ｂ）照射吸収層上に重合することができるステロール層を堆積する段階と；
（ｃ）ステロール層を局所的に重合し、エッチング停止ポリマー構造を形成するために、ステロール層の第１の領域を電子ビームに曝す段階と；
（ｄ）照射吸収層上にエッチング停止ポリマー構造だけを残すために、電子ビームに曝されなかったステロール層の第２の領域を除去する段階と；
（ｅ）エッチング停止ポリマー構造によって被覆されなかった領域を基板面上からエッチングする段階と；
を備えた作製方法を提供する。
【０００９】
本発明はまた、基板上にＸ線リソグラフィ用マスクを作製する方法であって：
（ａ）特別のエッチングプロセスに対する第１のバリアを形成するエッチング停止材料で成る第１の層を基板面上に堆積する段階と；
（ｂ）第１の層上にＸ線吸収材料で成る第２の層を堆積する段階と；
（ｃ）特別のエッチングプロセスに対する第２のバリアを形成するエッチング停止材料で第３の層を第２の層上に堆積する段階と；
（ｄ）第３の層上に重合可能な（重合性の）ステロール層を堆積する段階と；
（ｅ）ステロール層を局所的に重合し、エッチング停止ポリマー構造を形成するために、ステロール層の第１の領域を電子ビームに曝す段階と；
（ｆ）第３の層上にエッチング停止ポリマー構造だけを残すために、電子ビームに曝されなかったステロール層の第２の領域を除去する段階と；
（ｇ）エッチング停止ポリマー構造によって被覆されなかった第３の層の領域をエッチングする段階と；
（ｈ）前記特別のエッチングプロセスによって、エッチング停止ポリマー構造によって被覆されなかった第２の層の領域を除去する段階と；
を備えた作製方法に関するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の上述等の目的、利点及び特徴は、以下の概略的な実施形態についての限定的でない詳細な説明を、添付図面を参照して読むことによってさらに明らかになるだろう。
【００１１】
添付図面を通して同じ符号は同じエレメントに対応する。
【００１２】
添付図面を参照して、本発明の実施形態の概要を説明する。
【００１３】
図１，２，３及び４は、電子ビームリソグラフィを用いて基板上にエッチング停止ポリマー構造を作製する方法のいくつかの段階を示すものである。
【００１４】
図１を参照すると、エッチング停止ポリマー構造を形成するように重合可能なステロール層（又は、膜）１０を、基板１４の予め清浄にした面１２上に堆積する。
【００１５】
図２に戻ると、電子ビーム１６を生成し、ステロール層１０の所定の領域１８に照射して、ステロール分子における化学結合を局所的に切断し、分子間の結合を形成するようにフリーラジカルを残し、エッチング停止ポリマー２０を形成する。電子ビーム１６は合焦できるか、又は、ビーム形状を形作ることができる。
【００１６】
図３において、電子ビーム１６に曝された領域１８（曝露領域１８）は、ステロール分子同士の上述の重合によって、エッチング停止ポリマー構造２０に変換されている。
【００１７】
図４を参照すると、後で曝されていない領域２２（図２及び図３を参照されたい）と称される、電子ビーム１６に曝されていないステロール層１０の領域を除去する。
【００１８】
他の実施形態では、電子ビーム１６への曝露及びステロール層１０の非曝露領域２２の除去の後に、エッチング停止ポリマー構造２４（図４を参照されたい）によって保護される領域を除いて、プラズマ又はウェット溶液を用いて基板１４の面１２のエッチングを行うことができる。面１２のエッチングが完了すると、重合されたステロール構造２４を酸素プラズマを用いて除去することができる。
【００１９】
上述の実施形態について、上述の実施形態について、以下は、例示だけの目的で、いくつかの非限定的な例示的特徴の簡単な記載である。
【００２０】
ステロール層１０は、アグノステロール、アベナステロール、ブラシカステロール（brassicasterol）、キャンペステロール（campesterol）、コレステロール、エルゴステロール、ラノステロール、ラソステロール（lathosterol）、ルミステロール、シトステロール、スチグマステロール 及びこれらの組み合わせから成る群から選択することができる。
【００２１】
基板１４はシリコン、金属等から成ってもよい。
【００２２】
ステロール層１０は、蒸着、ラングミュアー−ブロジット堆積、スピンコーティング、ディップコーティング又は他の適当な手法によって基板１４の面１２上に堆積してもよい。
【００２３】
電子ビーム１６は、試料の表面上に最小ビームサイズを実現するために電磁レンズ又は静電レンズの群によって合焦してもよい。代替として、それを、試料の表面上に対応する形状を投影するステンシルを通して投影によって形作ってもよい。合焦された又は形作られた電子ビーム１６の使用によって、特に、100nm以下、とりわけ50nm程度の小ささのライン幅を有するサブミクロンスケール解像度のエッチング停止ポリマー２０の構造２４の作製を可能となる。エッチング停止ポリマー構造２４を、基板１４の面１２上に、例えばエッチング停止ポリマーの超幅狭ラインから成ってもよい。電子ビーム１６を、例えば、所望のパターンを曝露するため、及び、この（これらの）パターンをステロール層１０に押印するためにコンピュータ制御の下で移動するものでもよい。
【００２４】
非曝露領域２２の除去は、ウェット溶剤溶液を介してこの（これらの）領域を溶解することによって実施してもよい。例えば、図３の試料は、ステロール１０の層を溶解できるが、エッチング停止ポリマー２０の構造２４を除去できない溶剤溶液に浸漬することができる。ウェット溶液は、以下の群から選択してもよい：エーテル、アルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ベンゼン、クロロベンゼン、エチルベンゼン、キシレン、トルエン、トリクロロエチレン、クロロホルム、セロソルブ、エチルアセテート、ブチルアセテート、エチレンジアミン、及び、これらの組み合わせから成る群。この溶解後、電子ビーム１６に曝したステロール層１０の領域（構造２４）だけは、基板１４の面１２上に残る。
【００２５】
本発明をさらに非限定的例によってさらに説明する：
【００２６】
例１
この第１の例では、本発明の方法をX線リソグラフィ用マスクの作製に適用する。
【００２７】
工業的用途用のX線マスクの作製には、高X線吸収係数で、300nm〜500nm厚の耐熱性金属膜のパターニングが必要である。工業的観点から、タンタル、タンタルシリサイド、タングステン及びタングステンシリサイドを通常選択して、このような吸収層を形成する。工業的要求を満足するために、100nmよりよい解像度を得るのに通常このパターンが必要である。この解像度を達成するために、電子ビームリソグラフィを用いて、吸収層上に付ける電子感受性層上にパターンを画定する。
【００２８】
次いで、パターンは、最上部のパターニングされたレジスト層とその下のX線吸収層との間の中間層に変換（転写）される。この中間層は通常、SiON、SiO2又は吸収層のエッチング化学とは異なるエッチング化学を伴った金属から成る；このような金属は例えば、ニッケル又はクロムを有してもよい。パターンは、レジストパターンによって保護されている領域を除いて、この層を除去するプラズマ又はウェットエッチング溶液を用いることによって、レジストから中間層に転写される。
【００２９】
パターンは最終的には、中間層のエッチングによって保護されないまま残った領域における吸収層を除去する反応性イオンエッチングプラズマによって、中間層から吸収層へ転写される。
【００３０】
特定の例として、2ミクロン厚窒化シリコン膜を、いずれもアルゴンスパッタリングによって、50nmクロム膜を被覆し、されにその上に300nmタンタル膜を堆積する。次いで、タンタル膜を熱蒸発によって堆積した20nmニッケル膜によって被覆する。
【００３１】
ディップコーティングを実施するために、イソプロピルアルコールに1％コレステロールを含有する溶液を準備する。次いで、マスクブランクを溶液にディップし、規則的な遅い速度で溶液から取り出し、乾燥した面上に60nm厚のコレステロール層を残す。3keVの非常に焦点を絞った電子ビームを用いてこのコレステロール上で電子ビームリソグラフィを実施する。500μC/cm2を越えた照射ドーズを用いて、分子を架橋するフリーラジカルを残すためにコレステロールにおける十分な量の化学結合を切断し、曝露領域にエッチング停止ポリマーを形成する。これらのポリマー構造は通常の溶媒及びほとんどのレジスト酸溶液では溶解できない。リソグラフィーは、ビームブランカーを備えたJEOL6300走査型電子顕微鏡を用いて実施する。ナビティ（J.C.Nabity）リソグラフィシステムによるナノメーター・パターン・ジェネレーション・システムによって外部から制御されたパターニングプロセス中のビーム位置は、コレステロール層上でのビームの移動によって所望のパターンの異なるエレメントを書き込む。パターンはX線マスクによって保護されるべきパターンに対応する。
【００３２】
照射後、コレステロール層の非曝露領域を除去するために、マスクをイソプロピルアルコール溶液にディップする。曝露領域は重合されるが、この溶液において溶解できず、従って、そのままに残る。マスクを窒素を用いて乾燥する。
【００３３】
次いで、重合コレステロールによって保護されない領域を除いて、ニッケル薄膜を除去するために、マスクを硝酸溶液にディップする。次いで試料を清浄にし、乾燥する。
【００３４】
次いで、マスクを、80ワットのＲＦパワーでSF6及びCH4の混合系で反応性イオンエッチングシステムにおいて処理する。タンタル膜を、ニッケルで保護された領域を除いて、底部までエッチングする。エッチング条件は、このプラズマエッチングによって画定したタンタル構造が垂直側壁を有するように決められる。マスクは、膜の割れや変形を避けるためにエッチングプロセス中は水冷する。クロム層はエッチングプラズマに対するバリアとして作用する。次いで、必要なら、硝酸セリウムアンモニウム及び過塩素酸溶液を用いてウェットエッチングによって、クロム層を除去してもよい。
【００３５】
図６に、この方法を用いて作製したＸ線マスクのエレメント示す。
【００３６】
このようなマスクの作製ついての電子ビーム感受性レジストとしてのステロールの興味は、ステロール及びステロールポリマーのプロトン性溶媒、例えば、レジストポリマーパターンから下の中間層（ニッケル）へのパターンを転写するために用いられる酸溶液に対する優れた耐性に基づく。脂質の一部としてのステロールは一般には、パターニングされたステロールポリマーが中間層のウェットエッチング中の溶解又は損傷を受けるのを防止するプロトン性溶媒には溶解しない。また、Ｘ線マスクの場合には、基板を2μm厚のオーダーの膜（メンブレン）である。スピンコーティングは高速回転を含み、膜の材料の割れ（壊れ）を引き起こし、パターンの像移動におけるエラーを引き起こす機械的応力を発生しやすい振動を誘起する。これは、産業におけるこの技術の使用に関する極めて重要な問題である。スピンコートされることが要求される従来のレジストに対して、ステロールは、蒸発されるか又はスピンコートされるかいずれかをすることができ、これらの問題を排除する。
【００３７】
同様に、電子投影リソグラフィ用マスクと極紫外線リソグラフィ用マスクを、タンタル層と所定の技術に適して吸収特性を有する他の種類の層とを置換することによって作製することができる。
【００３８】
例２
この第２の実施形態では、本発明の方法を、遠紫外線リソグラフィ用のマスクの作製に適用する。
【００３９】
遠紫外線リソグラフィ（ＤＵＶ）用のマスクの作製では、特に、ＤＵＶリソグラフィシステムの解像度を改善するのに用いられる光学的近接補正パターンのために、クロムのような吸収層の高解像度パターニングが必要となる。
【００４０】
この第２の実施例によるＤＵＶマスクの作製のために、80nm厚クロム吸収層又は膜をクオーツプレートの最上面に蒸着によって堆積する。
【００４１】
メチルエチルケトンにコレステロール1％が溶解した溶液を準備する。この溶液を用いて、従来のスピンコーティング装置を用いてクロム層の最上面に、5000rpmで、電子感受性レジストコレステロール層をスピンコートする。従来のレジストに対して、この層をスピンした後、電子感受性コレステロール層のベーキングは必要ない。サブ500nm解像度を実現するために、電子ビームリソグラフィを用いて、吸収層の最上面で電子感受性レジスト層を画定する。コレステロール層の全厚みをエッチング停止ポリマー構造に転写するのに十分な深さに電子を注入するために、2keVを越えるエネルギーで電子ビームリソグラフィを実施する。エネルギーに応じて照射ドーズを増加して、典型的には3〜5keVのエネルギーを選択する。
【００４２】
照射後、コレステロール層の非曝露領域を除去するために、マスクをメチルエチルケトン溶液にディップする。曝露領域は重合されるが、この溶液には溶解できないので、そのまま残る。
【００４３】
次いで、試料を、水に溶解した硝酸セリウムアンモニウム及び過塩素酸のクロムエッチング溶液にディップする。この溶液は、レジストパターンで保護された領域を除いて、クロム層を完全に除去する。従って、電子ビームの非曝露領域はマスクにおいてクリアなフィールドとなる。
【００４４】
マスクは最終的に、下のクロム層を損傷することなく、重合コレステロール構造を除去する酸素プラズマエッチングシステムを用いてクリーンにすることができる。
【００４５】
例３
この第３の例では、本発明の方法は、直接電子ビームリソグラフィによってトランジスタのゲートの作製に適用される。
【００４６】
本テクノロジーを用いた、例えば、ＭＯＳＦＥＴトランジスタゲートの作製のために、多結晶シリコン（ポリ−Ｓｉ）層を、シリコン基板上の酸化物層の最上面にＬＰＣＶＤ（低圧化学的気相堆積法）によって堆積する。酸化物層におけるパターンは、トランジスタのソースとドレインとの間のトランジスタチャネルを画定するために前に用いた。
【００４７】
次いで、均一さとモルフォルジー欠陥なしの両方をコレステロール層で実現するために最適化されたコントロールされた堆積パラメータ（堆積速度、温度、圧力）を有する真空下での従来のジュール効果蒸発を用いて、50nm厚のコレステロール層をポリＳｉ層の最上面に蒸着する。形状を整えたビームリソグラフィシステムを用いてリソグラフィを実施する。このようなシステムにおいて、マスクのオープン領域（孔）を除いて、電子を吸収するステンシルマスクを介して大きく合焦されていない電子ビームを投影する。
【００４８】
次いで、これらの孔で画定されるパターンをコレステロール層上に投影する。このように電子が投影された領域において、電子がコレステロール分子の結合を切断し、分子を架橋するフリーラジカルを残し、エッチング停止ポリマー構造を形成する。パターンの異なるエレメントを含む複雑なステンシルマスク全体を大きな電子ビームで走査することによって、又は、ウェーハの異なる領域上に簡単なマスクを介してビームを投影することによって、全パターンを形成することができる。
【００４９】
一旦、リソグラフィを完了すると、コレステロール層の非曝露領域を完全に除去するために、数分間イソプロピルアルコール溶液にウェーハをディップする。
【００５０】
次いで、ウェーハを水でそそぎ、窒素で乾燥し、水で希釈されたHF及びHNO3の溶液にディップする。これによって、重合したコレステロール構造によって保護された領域を除いてポリ−Ｓｉを完全に除去して、トランジスタのゲートを画定する。
【００５１】
最後に、エッチング停止ポリマーを酸素プラズマを用いて除去することができ、また、ウェットエッチング溶液から残留物からウェーハを清浄にする。
【００５２】
本発明は、添付図面及び上述の記載によって示した詳細な構成及び部分への適用に制限されないことは理解されたい。本発明は他の実施形態も可能であるし、種々の他の態様で実施される。また、ここに使用された表現や用語は説明のためであって、限定的なものではないことも理解されたい。従って、本発明を実施形態及びその例示によって上述したが、特許請求の範囲の範囲内で、本発明の精神及び本質を逸脱することなく変形可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】堆積されるステロール層（又は、膜）が堆積された基板の断面図である。
【図２】電子ビームによってステロール層内にポリマー構造を形成することを示す、図１の基板及びステロール層の断面図である。
【図３】基板上に形成されたポリマー構造を示す、図１の基板及びステロール層の断面図である。
【図４】ステロール層の曝されてない領域が例えば、基板上にポリマー構造だけを残すためにウェットな溶液によって溶解されている、図１の基板及びステロール層の断面図である。
【図５】コレステロール層の曝されていない領域の溶解後、ニッケル基板の最上面上にコレステロール層から形成されたポリマー構造の顕微鏡写真である。
【図６】ニッケル層をパターニングするためにコレステロール層を用い、次いで、タンタル吸収体をパターニングするためにこのニッケル層を用いて作製したＸ線マスク原型のエレメントを示す顕微鏡写真であって、垂直軸から７０°の角度で撮った顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  ステロール層
１２  基板の面
１４  基板  
１６  電子ビーム  
１８  曝露領域
２０  エッチング停止ポリマー
２２  非曝露領域
２４  エッチング停止ポリマー構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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