(57)【要約】【課題】微細なパターンと粗大なパターンとが混在する場合において、１回の露光で適正なパターンが形成できるステンシルマスク及びその製法を提供する。【解決手段】膜上に複数のパターン状の描画用開口を形成する荷電粒子ビーム用ステンシルマスクの製法。パターン状の描画用開口の全てを所定幅ｔの線状の切り抜き処理により形成する。好ましくは、描画用開口の設計値パターンの周縁部境界の内側を輪郭状に切り抜き形成する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜上に複数のパターン状の描画用開口を形成する荷電粒子ビーム用ステンシルマスクの製法において、
前記パターン状の描画用開口の全てを所定幅ｔの線状の切り抜き処理により形成することを特徴とするステンシルマスクの製法。
【請求項２】
前記描画用開口の設計値パターンの周縁部境界の内側を輪郭状に切り抜く請求項１に記載のステンシルマスクの製法。
【請求項３】
膜上に複数のパターン状の描画用開口が形成されてなる荷電粒子ビーム用ステンシルマスクにおいて、
前記描画用開口の設計値のパターン幅が所定幅Ｔの３倍以上であった場合には、該描画用開口が前記所定幅Ｔの複数の線状の切り抜き、又は、前記所定幅Ｔを一辺とする複数の矩形状の切り抜きにより形成されていることを特徴とするステンシルマスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はステンシルマスク及びその製法に係り、特に、半導体集積回路を形成すべく、半導体基板上に形成されたレジスト層に電子ビーム等の荷電粒子ビームで描画するために使用されるステンシルマスク及びその製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体集積回路の集積度を向上させるべく、電子ビーム描画法が多用されている。この電子ビーム描画法に使用されるステンシルマスクについては、各種の改善がなされており、高精度化が志向されている。
【０００３】
たとえば、本願出願人により、電子ビーム照射時に反りが発生しない、高精度かつ長寿命なアパーチャ及びその製造方法が提案されている（特許文献１参照。）。
【０００４】
このような従来のステンシルマスクについて、図４によってその構成及び製法を説明する。同図（ａ）に示されるシリコンウェーハ１の表面に約０．１μｍ厚のＳｉＮｘ  層２と、更にその上に約０．５μｍ厚のＣ層３（ダイヤモンド膜）を形成する（同図（ｂ））。
【０００５】
次に、シリコンウェーハ１の裏面をエッチングにより窓状に除去し、裏面開口１ａを形成する（同図（ｃ））。そして、シリコンウェーハ１の表面に（Ｃ層３の上に）レジスト４を塗布、形成し、露光（以上、同図（ｄ））、現像し、所定のレジストパターンを形成する（同図（ｅ））。
【０００６】
そして、露出パターン部のＣ層３をドライエッチングにより除去する（同図（ｆ））。この際、ＳｉＮｘ  層２はエッチングされず、ストッパーの役割を果たす。次いで、ＳｉＮｘ  層２を除去し、レジストを剥離する（同図（ｇ））。その後、全面に導電層５である約０．０１μｍ厚の金を被着してステンシルマスクが完成する（同図（ｈ））。
【０００７】
これにより、図４（ｈ）に示されるようなパターンＰの形状の描画用開口が形成される。この描画用開口のパターンＰを平面図で示す１例は、図５で示されるようになる。
【０００８】
【特許文献１】
特許第２７９２４５３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のステンシルマスクにおいては、図５で示されるように、パターンＰが微小な矩形状（１辺の長さがｔ１）のものの集合からなるＰ１、微小なストライプ状（線幅がｔ１）のものの集合からなるＰ２、及び大サイズのパターン、たとえば矩形（Ｌ１×Ｌ２のサイズ）のパターンＰ３が混在するようなものが一般的である。
【００１０】
このような場合、露光（図４（ｄ）参照）の条件を全てのパターン（Ｐ１〜Ｐ３）に対して適性の条件とすることが困難であるという問題がある。すなわち、線幅ｔ１がたとえば５０ｎｍのパターンＰ１、Ｐ２と、１辺の長さＬ１、Ｌ２ががたとえば５０〜１００μｍのパターンＰ３とを同時に露光した場合、いずれかのパターンに欠陥を生じることとなる場合が多い。
【００１１】
たとえば、Ｐ１、Ｐ２のような微細なパターンに合致した露光条件を採用した場合、Ｐ３のような粗大なパターンの露光量がオーバーとなり、次工程のエッチング（図４（ｆ）参照）において、オーバーエッチングとなってしまう。
【００１２】
一方、Ｐ３のような粗大なパターンに合致した露光条件を採用した場合、Ｐ１、Ｐ２のような微細なパターンの露光量がアンダーとなり、線幅が不適正な値となってしまい、半導体集積回路等の欠陥となる。
【００１３】
この現象は、一般的には次のように理解されている。Ｐ１、Ｐ２のような微細なパターンの場合には、露光時のビームのぼけが少ない。これに対し、Ｐ３のような粗大なパターン場合には、露光時に電子同士が反発し合いビームのぼけとなる、いわゆるクーロン効果によりビームのぼけが大きくなる。
【００１４】
なお、以上の説明は、ポジタイプのレジストにより処理した場合であるが、ネガタイプのレジストにより処理した場合も同様の問題点を生じることは同様である。
【００１５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、微細なパターンと粗大なパターンとが混在する場合において、１回の露光で適正なパターンが形成できるステンシルマスク及びその製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】
前記目的を達成するために、本発明は膜上に複数のパターン状の描画用開口を形成する荷電粒子ビーム用ステンシルマスクの製法において、前記パターン状の描画用開口の全てを所定幅ｔの線状の切り抜き処理により形成することを特徴とするステンシルマスクの製法を提供する。
【００１７】
本発明によれば、パターン状の描画用開口の全てを所定幅ｔの線状の切り抜き処理により形成する。したがって、露光条件は、微細なパターン（所定幅ｔの線状のパターン）に合せればよく、微細なパターンと粗大なパターンとが混在する場合においても、１回の露光で適正なパターンが形成できる。
【００１８】
本発明において、前記描画用開口の設計値パターンの周縁部境界の内側を輪郭状に切り抜くことが好ましい。このように、パターン状の描画用開口の周縁部境界の内側を所定幅ｔの線状のパターンにより輪郭状に切り抜けば、輪郭状に切り抜いた更に内側の膜は、周辺からの支持がなくなって落下する。その結果、設計値と同一のパターン状の描画用開口が形成できる。この場合も、露光条件は、微細なパターン（所定幅ｔの線状のパターン）に合せればよく、微細なパターンと粗大なパターンとが混在する場合においても、１回の露光で適正なパターンが形成できる。
【００１９】
また、本発明は、膜上に複数のパターン状の描画用開口が形成されてなる荷電粒子ビーム用ステンシルマスクにおいて、前記描画用開口の設計値のパターン幅が所定幅Ｔの３倍以上であった場合には、該描画用開口が前記所定幅Ｔの複数の線状の切り抜き、又は、前記所定幅Ｔを一辺とする複数の矩形状の切り抜きにより形成されていることを特徴とするステンシルマスクを提供する。
【００２０】
本発明によれば、描画用開口を所定幅Ｔの複数の線状の切り抜き又は所定幅Ｔを一辺とする複数の矩形状の切り抜きにより形成する。したがって、露光条件は、微細なパターン（所定幅Ｔの線状のパターン等）に合せればよく、微細なパターンと粗大なパターンとが混在する場合においても、１回の露光で適正なパターンが形成できる。なお、本発明の場合に、粗大なパターンは設計形状とはならず、所定幅Ｔの複数の線の集合、又は、所定幅Ｔを一辺とするの複数の矩形の集合となるが、ボンディングパッドのような用途であれば、このようなパターンでも設計形状と同様に適用できる。
【００２１】
なお、所定幅ｔ及び所定幅Ｔは、ステンシルマスクの製造に使用される露光装置（描画装置）の解像度の限界値近傍とすることが、本発明の目的より好ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係るステンシルマスク及びその製法の好ましい実施の形態について説明する。図１は、本発明が適用されるステンシルマスクのパターン状の描画用開口を示す平面図であり、本発明の第１の実施態様を示す。本発明が適用されるステンシルマスクの製造工程は、図４に示される従来の製造フローと同様であることより、以降において詳細な説明を省略する。
【００２３】
図１に示される描画用開口のパターンＰの設計形状は、既述の従来例を示す図５に示されるパターンＰと同一である。この場合、図１の所定幅ｔは、図５のｔ１に対応する。
【００２４】
図１に示される描画用開口のパターンＰのうち、微細パターンであるＰ１及びＰ２は図５の従来例のＰ１及びＰ２と同一である。これに対し、粗大パターンであるＰ１３は図５の従来例のＰ３とは異なっている。
【００２５】
すなわち、本発明によれば、図１のパターンＰ１３は、設計値のパターン状の描画用開口である図５のＰ３の周縁部境界の内側を所定幅ｔの線状のパターンにより輪郭状に切り抜くパターンである。このパターンＰ１３によりステンシルマスクを製造した場合、輪郭状に切り抜いた更に内側の膜は、周辺からの支持がなくなって落下する。その結果、設計値である図５のＰ３と同一のパターン状の描画用開口が形成できる。
【００２６】
この場合、露光条件は、微細なパターン（所定幅ｔの線状のパターン）であるＰ１及びＰ２に合せればよく、微細なパターン（Ｐ１及びＰ２）と粗大なパターン（図５のＰ３）とが混在する場合においても、１回の露光で適正なパターンが形成できる。
【００２７】
図２及び図３は、本発明に係るステンシルマスクのパターン状の描画用開口を示す平面図であり、本発明の第２の実施態様を示す。このうち図２（ａ）は、粗大パターンであり、図５のＰ３と同一レベルのサイズである。また、図２（ｂ）は、本発明の実施態様のパターンである。
【００２８】
図２に示されるように、この状態は、描画用開口の設計値のパターン幅が所定幅Ｔの３倍以上である場合に該当する。すなわち、同図（ａ）の粗大パターンは、一辺がＬ３の正方形パターンである。なお、Ｌ３は同図（ｂ）に示される所定幅Ｔの９倍に該当する。
【００２９】
本実施態様においては、この描画用開口を、図２（ｂ）に示されるように、所定幅Ｔを一辺とする複数の矩形状の切り抜きにより形成している。そして、この複数の矩形で形成される図形の外周のサイズは、図２（ａ）と同様の一辺がＬ３の正方形パターンとなっている。このような複数の矩形で形成される図形のパターンであっても、ボンディングパッド等のような用途であれば、図２（ａ）の設計形状と同様に適用できる。したがって、本発明の第１の実施態様と同様に、１回の露光で適正なパターンが形成できるという効果が得られる。
【００３０】
図３は、本発明を適用する下限のサイズの例である。同図（ａ）は、描画用開口の設計値のパターン幅Ｌ４が所定幅Ｔの丁度３倍である場合に該当する。すなわち、所定幅Ｔをステンシルマスクの製造に使用される露光装置（描画装置）の解像度の限界値近傍とした場合、設計値のパターン幅Ｌ４が所定幅Ｔの３倍未満であると、所定幅Ｔの２本の線、又は、所定幅Ｔを一辺とする複数の矩形により形成できないからである。
【００３１】
図３（ｂ）及び図３（ｃ）は、本発明の実施態様のパターンである。このうち、同図（ｂ）は、描画用開口が所定幅Ｔの２本の線状の切り抜きにより形成されている例であり、同図（ｃ）は、描画用開口が所定幅Ｔを一辺とする複数の矩形状の切り抜きにより形成されている例である。
【００３２】
このような２本の線又は複数の矩形で形成される図形のパターンであっても、ボンディングパッド等のような用途であれば、図３（ａ）の設計形状と同様に適用できる。したがって、本発明の第１の実施態様と同様に、１回の露光で適正なパターンが形成できるという効果が得られる。
【００３３】
以上、本発明に係るステンシルマスク及びその製法ついて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。たとえば、本発明は電子ビーム露光用の等倍ステンシルマスクを前提になされているが、４倍のステンシルマスク、又は、２５倍、６０倍のステンシルマスクにも同様に適用できる。
【００３４】
また、マスクの構成として、シリコンウェーハ、ＳｉＮｘ  層、Ｃ層（ダイヤモンド膜）等を使用しているが、他のマスク構成も適用可能である。
【００３５】
また、ステンシルマスクの製造に使用される露光（描画）方法は、直接描画であっても、レチクルを使用した露光であっても適用できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、パターン状の描画用開口の全てを所定幅ｔの線状の切り抜き処理により形成する。したがって、露光条件は、微細なパターン（所定幅ｔの線状のパターン）に合せればよく、微細なパターンと粗大なパターンとが混在する場合においても、１回の露光で適正なパターンが形成できる。
【００３７】
また、本発明によれば、描画用開口を所定幅Ｔの複数の線状の切り抜き又は所定幅Ｔを一辺とする複数の矩形状の切り抜きにより形成する。したがって、露光条件は、微細なパターン（所定幅Ｔの線状のパターン等）に合せればよく、微細なパターンと粗大なパターンとが混在する場合においても、１回の露光で適正なパターンが形成できる。なお、本発明の場合に、粗大なパターンは設計形状とはならず、所定幅Ｔの複数の線の集合、又は、所定幅Ｔを一辺とするの複数の矩形の集合となるが、ボンディングパッドのような用途であれば、このようなパターンでも設計形状と同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるステンシルマスクのパターン状の描画用開口を示す平面図である。
【図２】本発明に係るステンシルマスクのパターン状の描画用開口を示す平面図である。
【図３】本発明に係るステンシルマスクのパターン状の描画用開口を示す平面図である。
【図４】従来例のステンシルマスクの製造工程におけるステンシルマスクの要部断面図である。
【図５】従来例のステンシルマスクのパターン状の描画用開口を示す平面図である。
【符号の説明】
１０…ステンシルマスク、１２…ＳＯＩウェーハ、１４…シリコン層、１６…酸化シリコン膜、１８…シリコン膜、２０…導電性膜、２４…描画用開口、Ｐ…パターン
【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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