(57)【要約】【課題】描画用ビームのスポット径に制限されずに形成されたビーム透過部を有するマスクおよびその作製方法を提供する。【解決手段】エッチング選択比の大きい２種類の第１および第２のマスク層１，２を積層し、積層方向に沿って切断することによりマスク基板を形成し、レジストパターンをエッチングマスクとして第１のマスク層１を選択的にエッチングすることで、第１のマスク層１の膜厚ｄ１によって決まるマスク開口（ビーム透過部）Ｃを有するマスクが形成される。ここで、積層膜の膜厚は現在、原理的には原子層程度まで薄くすることができることから、電子線等の描画用ビームの最小スポット径よりも小さい幅のマスク開口Ｃを有するマスクが作製される。【選択図】図１
2004101993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種のビーム遮断層の平面的な結合によって構成されたマスク基板と、
特定の前記ビーム遮断層の欠損部によって形成されたビーム透過部と
を有するマスク。
【請求項２】
前記ビーム透過部は、ビームの光軸に対して傾いて形成されている
請求項１記載のマスク。
【請求項３】
複数の前記マスク基板が重ねられており、
各マスク基板に形成された前記ビーム遮断層の欠損部の重なりにより形成され前記ビーム透過部を有する
請求項１記載のマスク。
【請求項４】
前記マスク基板に貼着された透明基板をさらに有する
請求項１記載のマスク。
【請求項５】
複数種のビーム遮断層を積層して積層基材を形成する工程と、
前記積層基材を積層方向に沿って切断してマスク基板を形成する工程と、
前記マスク基板の特定の前記ビーム遮断層を部分的に除去して、ビーム透過部を形成する工程と
を有するマスクの作製方法。
【請求項６】
前記積層基材を形成する工程において、エッチング耐性の異なる複数の前記ビーム遮断層を積層し、
前記ビーム透過部を形成する工程は、
前記マスク基板上に開口をもつレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜をマスクとして、前記マスク基板をエッチングして、前記開口に露出した複数種の前記ビーム遮断層のうち、所望の前記ビーム遮断層を選択的に除去して、前記ビーム透過部を形成する工程と
を有する請求項５記載のマスクの作製方法。
【請求項７】
前記積層基材を切断する工程において、前記ビーム遮断層の積層方向に対して傾斜をもって切断する
請求項５記載のマスクの作製方法。
【請求項８】
前記ビーム透過部を形成する工程の後に、前記ビーム透過部が形成された複数の前記マスク基板を重ねる工程をさらに有する
請求項５記載のマスクの作製方法。
【請求項９】
前記マスク基板を形成する工程の後、前記ビーム透過部を形成する工程の前に、
前記ビーム透過部を形成する際に除去する前記ビーム遮断層を全面的にエッチングして、膜厚を減少させる工程をさらに有する
請求項５記載のマスクの作製方法。
【請求項１０】
複数種の層が積層され、当該層の欠損部によりパターン開口が形成されたマスク層をビーム遮断層上に形成する工程と、
前記マスク層をエッチングマスクとして前記ビーム遮断層をエッチングすることにより、前記ビーム遮断層にビーム透過部を形成する工程と
を有するマスクの作製方法。
【請求項１１】
前記ビーム遮断層に前記ビーム透過部を形成する工程の後に、前記マスク層を除去する工程をさらに有する
請求項１０記載のマスクの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マスクおよびその作製方法に関し、例えば半導体装置の製造工程に使用されるマスクおよびその作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）　製造用のマスクのパターンは、石英板等からなる基材にクロム（Ｃｒ）等からなるマスク材を全面一様に成膜した後、レジストを塗り、エレクトロンビームで描画し、現像してエッチング用のレジストマスクを作り、そのレジストマスクを使ってクロム等からなるマスク材をエッチング加工することでマスクのパターンを形成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マスク作製においてエレクトロンビームを用いた描画では、描画されたパターンの最小線幅はほぼ、エレクトロンビームのスポット径で決まってしまい、スポット径以下の線や点などのパターンは描画できない。
【０００４】
このため、そのパターンを用いて露光するＬＳＩの回路パターンの最小線幅も限界が出てきてしまう。これは、等倍露光の場合に顕著であるが、縮小露光であっても、また、紫外線を含む光を用いた露光であっても電子線を用いた露光であっても同じである。また、Ｘ線露光においても同様なことが言える。
このためＬＳＩの回路線幅を狭くすることには限界が生じ、微細なＬＳＩを作ることができなくなってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、描画用ビームのスポット径に制限されずに形成されたビーム透過部を有するマスクおよびその作製方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のマスクは、複数種のビーム遮断層の平面的な結合によって構成されたマスク基板と、特定の前記ビーム遮断層の欠損部によって形成されたビーム透過部とを有する。
【０００７】
上記の本発明のマスクによれば、ビーム遮断層の欠損部によりビーム透過部が形成されていることから、ビーム透過部の幅は、ビーム遮断層の膜厚により規定される。
【０００８】
さらに、上記の目的を達成するため、本発明のマスクの作製方法は、複数種のビーム遮断層を積層して積層基材を形成する工程と、前記積層基材を積層方向に沿って切断してマスク基板を形成する工程と、前記マスク基板の特定の前記ビーム遮断層を部分的に除去して、ビーム透過部を形成する工程とを有する。
【０００９】
上記の本発明のマスクの作製方法では、複数種のビーム遮断層を積層して積層基材を形成し、積層基材を積層方向に沿って切断してマスク基板を形成し、マスク基板の特定のビーム遮断層を部分的に除去して、ビーム透過部を形成することから、ビーム遮断層の膜厚により幅が規定されたビーム透過部が形成される。
【００１０】
さらに、上記の目的を達成するため、本発明のマスクの作製方法は、複数種の層が積層され、当該層の欠損部によりパターン開口が形成されたマスク層をビーム遮断層上に形成する工程と、前記マスク層をエッチングマスクとして前記ビーム遮断層をエッチングすることにより、前記ビーム遮断層にビーム透過部を形成する工程とを有する。
【００１１】
上記の本発明のマスクの作製方法では、層の欠損部によりパターン開口が形成されたマスク層をエッチングマスクとしてビーム遮断層をエッチングすることにより、ビーム遮断層にビーム透過部が形成される。
マスク層のパターン開口は、取り除かれた層の膜厚により規定されることから、当該マスク層をエッチングマスクとしてエッチングすることによりビーム遮断層に形成されるビーム透過部の幅も、取り除かれた層の膜厚に規定される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のマスクおよびその作製方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係るマスクの斜視図である。
図１に示すように、本実施形態に係るマスクは、第１のマスク層１および第２のマスク層２が積層されて構成されており、第１のマスク層１の欠損部によりマスク開口（ビーム透過部）Ｃが形成されている。
【００１４】
第１のマスク層１および第２のマスク層２は、積層断面がビーム照射面となるように、照射面に沿って積層されている。すなわち、マスク基板は、第１のマスク層１および第２のマスク層２の平面的な結合によって構成されている。
ここで、本実施形態に係るマスクを用いて露光する際に用いる光、電子線、Ｘ線等のエネルギービームを露光用ビームと称し、本実施形態に係るマスクを用いてイオン注入する際に用いるイオンビームをイオン注入用ビームと称し、上記の露光用ビームおよびイオン注入用ビームを区別しない場合には、単にビームと称する。
さらに、本実施形態に係るマスクを作製する工程において、描画装置による描画の際に用いる光、電子線等のエネルギービームを描画用ビームと称する。
【００１５】
第１のマスク層１および第２のマスク層２は、露光用ビームやイオン注入用ビーム等のビームを遮断し得る材料により形成されている。例えば、電子線を用いた露光では、各マスク層１，２は、例えば、単結晶シリコン、モリブデン、窒化シリコン、酸化シリコン、炭化シリコン（ＳｉＣ）、ダイアモンド（ダイアモンドライクカーボンを含む）、アルミナにより形成される。なお、その他にも、金属、金属酸化物、金属化合物、有機物等により形成してもよい。ビームの照射方向におけるマスクの膜厚ｌは、例えば５０〜５００ｎｍ程度である。
【００１６】
また、第１のマスク層１および第２のマスク層２は、互いにエッチング耐性の異なる材料、すなわち、一方の層をエッチングする際に、他方の層に対して大きなエッチング選択比をもってエッチングすることができる材料により形成されている。例えば、第１のマスク層１をシリコンとし、第２のマスク層２を酸化シリコンとすると、エッチングガスとしてＸｅＦ２　ガスを用いるとシリコンが選択的にエッチングされるが、ＨＦガス等を用いると酸化シリコンが選択的に除去される等、基本的には材質が異なればエッチング方法を変えることで選択的に除去することが可能である。
【００１７】
本実施形態に係るマスクでは、第１のマスク層１の欠損部によりマスク開口Ｃが形成されていることから、マスク開口Ｃの幅は、第１のマスク層１の膜厚ｄ１により規定される。
【００１８】
次に、上記の本実施形態に係るマスクの作製方法について説明する。
【００１９】
まず、図２（ａ）に示すように、第１のマスク層１と第２のマスク層２を繰り返し積層することにより、多層の積層膜（積層基材）を形成する。本実施形態では、後のエッチングで除去する層を第１のマスク層１とする。この時、第１のマスク層１の膜厚は最終的にはマスク開口の最小線幅に相当し、第２のマスク層２の膜厚はその線の間隔に相当することから、形成するパターンにしたがって積層膜を構成する第１のマスク層１と第２のマスク層２の膜厚を制御する。
【００２０】
ここで、２種類の材料からなる層を積層させるとしたが、図２（ａ）のような構造を作製できる方法であれば、その作製方法を限定するものではない。例えば、シリコン基板上に酸化膜を形成し、その基板を積層させるようにしてもよい。
【００２１】
次に、図２（ａ）に示すように、積層膜を積層方向に沿って切断して、図２（ｂ）に示すようなマスクとして必要な厚さｌを有するマスク基板１０を得る。尚、マスク基板１０に必要な厚さ程度に切断した後、研磨等を用いて所望の厚さにしても良い。ここで、必要な厚さｌとは、露光用ビームやイオン注入用ビーム等のビームを透過させないマスクとしての必要な厚さや、構造部材としての必要強度を得るための厚さである。
【００２２】
次に、図３（ｃ）に示すように、マスク基板１０の表面にレジストを塗り、光や電子線などで描画した後、レジストを現像することによりパターン開口２０ａを有するレジストパターン２０を形成する。
【００２３】
ここで、レジストパターン２０のパターン開口２０ａと、第１および第２のマスク層１，２の膜厚との関係について説明する。図４は、レジストパターン２０を形成した後のマスク基板１０の断面図である。
【００２４】
パターン開口２０ａの幅Ｄは、光や電子線を用いた描画の最小スポット径と考えられる。このとき、光や電子線等の描画用ビームの最小スポット径よりも狭いマスク開口を得るためには、下記式（１）を満たす必要がある。
【００２５】
【数１】
Ｄ＞ｄ１　　　　　　　（１）
【００２６】
上記式（１）において、Ｄはレジストパターン２０のパターン開口２０ａの幅であり、ｄ１は除去する対象となる第１のマスク層１の膜厚である。
【００２７】
さらに、最小スポット径であるパターン開口２０ａ内に一つの第１のマスク層１のみが存在する必要があることから、下記式（２）を満たす必要がある。
【００２８】
【数２】
Ｄ≦２ｄ２＋ｄ１−ｚ　　（２）
【００２９】
上記式（２）において、ｄ２は第２のマスク層２の膜厚、ｚはパターン開口２０ａの中心と第１のマスク層１の中心との間の距離である。ｚは、パターンを開口（幅Ｄの描画）させる時の描画位置誤差のファクターである。
ここで、幾何学的には、Ｄ≦２ｄ２＋ｄ１であるが、描画位置合わせの際の誤差を考慮すると、上記式（２）のような関係となる。通常、上記のｚを含まない幾何学的な関係式（Ｄ≦２ｄ２＋ｄ１）に、描画精度、描画スポットの変動、積層膜厚誤差、描画後の現像プロセスによる変動等が入りこむことから、上記式（２）では、Ｄ≦２ｄ２＋ｄ１の式にｚを含ませて表現している。
【００３０】
上記の式（１），（２）を共に満たす範囲で、第１のマスク層１および第２のマスク層２の膜厚を調整することにより、描画用ビームのスポット径により決定されるパターン開口２０ａよりも狭いマスク開口が得られる。なお、マスク基板１０を構成する第１および第２のマスク１，２の各膜厚は、現在、原理的には原子層程度まで薄くすることができる。
【００３１】
次に、図３（ｄ）に示すように、レジストパターン２０をエッチングマスクとして、マスク基板１０をエッチングする。この時、第１のマスク層１と第２のマスク層２のエッチング選択性が高く、異方性のあるエッチング方法を用いることが望ましいが、方法を限定するものではなく、ドライエッチングやウェットエッチング、スパッタなどでも良い。選択性の高いエッチングを行うことで、レジストパターン２０のパターン開口２０ａ内の第１のマスク層１のみがエッチングされ、図３（ｄ）に示すように、描画用ビームのスポット径よりも小さい幅ｄ１のマスク開口Ｃが形成される。
【００３２】
最後に、レジストパターン２０を有機溶剤を用いた洗浄や、アッシング等により除去することにより、図１に示す本実施形態に係るマスクが作製される。
【００３３】
本実施形態に係るマスクの作製方法によれば、後で行うエッチング処理に対してエッチング選択比の大きい２種類の第１および第２のマスク層１，２を積層し、積層方向に沿って切断することによりマスク基板１０を形成し、レジストパターン２０をエッチングマスクとして第１のマスク層１を選択的にエッチングすることで、第１のマスク層１の膜厚ｄ１によって決まるマスク開口Ｃを形成することができる。
ここで、積層膜の膜厚は現在、原理的には原子層程度まで薄くすることができることから、電子線等の描画用ビームの最小スポット径に制限されるパターン開口２０ａよりも小さい幅のマスク開口Ｃを有するマスクを作製することができる。
【００３４】
従って、上記のように形成された本実施形態に係るマスクは、描画用ビームより遥かに細い線幅のマスク開口Ｃを有することから、当該マスクを用いて露光することによる微細なパターンの形成や、当該マスクを用いてイオン注入することによる微細領域へのイオン注入を実現でき、微細なＬＳＩの製造に貢献することができる。
【００３５】
本実施形態に係るマスクは、特に、ＬＥＥＰＬ（Ｌｏｗ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｂｅａｍ　Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ　Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ　Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ：低加速電圧電子ビーム方式の等倍リソグラフィ）やＥＰＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｂｅａｍ　Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ　Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ：　電子線縮小投影リソグラフィ）、Ｘ線リソグラフィ用のマスクに有効である。また、マスク開口Ｃの内表面は、十分に選択性の高いエッチングをすることにより、積層膜堆積時の表面形状がそのまま維持されることから、マスク自体のパターンエッジの荒れ（エッジラフネス）を抑制でき、そのマスクを用いて形成されたパターンのパターンエッジの荒れ（エッジラフネス）も抑制できる。また、同様にして作製するマスクはステンシルマスクを用いたイオン注入用マスクに好適に用いることができる。
【００３６】
第２実施形態
図５は、本実施形態に係るマスクの断面図である。本実施形態では、ビーム照射面に対して、所定の傾斜をもってマスク開口Ｃが形成されているものである。すなわち、マスク開口Ｃは、ビームの光軸に対して傾いて形成されている。
【００３７】
本実施形態に係るマスクは、第１実施形態の図２（ａ）に示す第１および第２のマスク層１，２の積層膜を切断する工程において、積層方向に対して所定の角度をもって切断することにより、作製することができる。
【００３８】
上記の本実施形態に係るマスクによれば、図５に示すように、第１のマスク層１の膜厚ｄ１だけの幅を有するマスク開口Ｃが、ビーム照射面に対して傾いていることから、傾ける角度によって、上面からの投影開口領域としては第１のマスク層１の膜厚ｄ１よりも小さい幅ｄ１’をもつマスク開口Ｃを得ることができ、第１実施形態に比して、さらに微細なパターンの形成や微細領域へのイオン注入に寄与することができる。
【００３９】
第３実施形態
図６は、本実施形態に係るマスクの斜視図である。本実施形態に係るマスクでは、ビームの進行方向における第１のマスク層１ａの膜厚が、第２のマスク層２に比して薄膜化されているものである。
【００４０】
上記の本実施形態に係るマスクの作製方法について説明する。
【００４１】
まず、第１実施形態と同様にして、第１のマスク層１と第２のマスク層２を繰り返し積層することにより、多層の積層膜を形成し、積層膜を積層方向に沿って切断して、図７（ａ）に示すようなマスク基板１０を得る。
【００４２】
次に、図７（ｂ）に示すように、後にレジスト塗布、露光、現像、エッチングを行うマスク基板１０の表面とは逆の裏面から、第１のマスク層１のみを選択的にエッチングすることにより、露光用ビームやイオン注入用ビーム等のビームを遮断し得る程度の膜厚まで第１のマスク層１を薄膜化して、薄膜化した第１のマスク層１ａとする。
【００４３】
次に、図８（ｃ）に示すように、マスク基板１０の表面にレジストを塗り、光や電子線などで描画した後、レジストを現像することによりパターン開口２０ａを有するレジストパターン２０を形成する。レジストパターン２０のパターン開口２０ａの幅Ｄと、マスク基板１０を構成する各マスク層１ａ，２の膜厚の関係については、第１実施形態と同様である。
【００４４】
次に、図８（ｄ）に示すように、レジストパターン２０をエッチングマスクとして、パターン開口２０ａ内の第１のマスク層１ａを選択的にエッチングすることにより、描画用ビームのスポット径よりも小さい幅ｄ１のマスク開口Ｃが形成される。
【００４５】
最後に、レジストパターン２０を有機溶剤を用いた洗浄や、アッシング等により除去することにより、図６に示す本実施形態に係るマスクが作製される。
【００４６】
本実施形態に係るマスクによれば、マスクの強度を確保するために、マスクの厚さｌを薄くできず、マスク開口Ｃを形成するために第１のマスク層１をエッチングしようとすると第２のマスク層２もエッチングされてしまいマスク開口Ｃの精度が得られない場合等においても、予め第１のマスク層１を薄膜化しておくことにより、マスク開口Ｃの精度を向上させることができる。また、第１のマスク層１と第２のマスク層２の選択比が大きく取れない場合などに有効である。その他、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００４７】
第４実施形態
図９は、本実施形態に係るマスクの斜視図である。第１〜第３実施形態では、第１および第２のマスク層１，２の２層が繰り返し積層されたマスク基板を用いる例について説明したが、本実施形態では３層が繰り返し積層されたマスク基板を用いる。なお、第１実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付しており、その説明は省略する。
【００４８】
図９に示すように、本実施形態に係るマスクは、第１のマスク層１、第２のマスク層２、第３のマスク層３が積層されて構成されており、第１のマスク層１の欠損部により第１のマスク開口Ｃ１が形成され、第３のマスク層３の欠損部により第３のマスク開口Ｃ３が形成され、第１のマスク開口Ｃ１および第３のマスク開口Ｃ３によりマスク開口（ビーム透過部）Ｃが形成されている。
【００４９】
第３のマスク層３は、露光用ビームやイオン注入用ビーム等のビームを遮断し、さらに、第１のマスク層１および第２のマスク層２とはエッチング耐性の異なる材料、すなわち、第３のマスク層３をエッチングする際に、第１および第２のマスク層２に対して大きなエッチング選択比をもってエッチングすることができる材料により形成されている。
【００５０】
本実施形態に係るマスクでは、第１のマスク層１の欠損部により第１のマスク開口Ｃ１が形成され、第３のマスク層３の欠損部により第３のマスク開口Ｃ３が形成されていることから、全体としてのマスク開口Ｃは、第１のマスク層１の膜厚ｄ１および第３のマスク層の膜厚ｄ３により規定される。
【００５１】
次に、上記の本実施形態に係るマスクの作製方法について、説明する。
【００５２】
まず、第１実施形態と同様して、第１のマスク層１、第２のマスク層２および第３のマスク層３を繰り返し積層することにより、多層の積層膜を形成し、積層膜を積層方向に沿って切断して、図１０（ａ）に示すようなマスク基板１０ａを得る。
【００５３】
次に、図１０（ｂ）に示すように、マスク基板１０ａの表面にレジストを塗り、光や電子線等の描画用ビームで描画した後、レジストを現像することにより第１のマスク層１を露出するパターン開口２１ａを有するレジストパターン２１を形成する。レジストパターン２１のパターン開口２１ａの幅Ｄ１と、マスク基板１０ａを構成するマスク層１〜３の膜厚との関係については、第１実施形態と同様の原理が適用できる。
【００５４】
次に、図１１（ｃ）に示すように、レジストパターン２１をエッチングマスクとして、パターン開口２１ａ内の第１のマスク層１を選択的にエッチングすることにより、第１のマスク層１の膜厚ｄ１と同程度の幅の第１のマスク開口Ｃ１が形成される。その後、レジストパターン２１を有機溶剤を用いた洗浄や、アッシング等により除去する。
【００５５】
次に、図１１（ｄ）に示すように、マスク基板１０ａの表面にレジストを塗り、光や電子線等の描画用ビームで描画した後、レジストを現像することにより、第３のマスク層３を露出するパターン開口２２ａを有するレジストパターン２２を形成する。レジストパターン２２のパターン開口２２ａの幅Ｄ２と、マスク基板１０ａを構成するマスク層１〜３の膜厚との関係については、第１実施形態と同様の原理が適用できる。
続いて、レジストパターン２２をエッチングマスクとして、パターン開口２２ａ内の第３のマスク層３を選択的にエッチングすることにより、第３のマスク層３の膜厚ｄ３と同程度の幅の第３のマスク開口Ｃ３が形成される。
【００５６】
最後に、レジストパターン２２を有機溶剤を用いた洗浄や、アッシング等により除去することにより、図９に示す本実施形態に係るマスクが作製される。
【００５７】
本実施形態に係るマスクによれば、第１実施形態の効果に加えて、エッチング耐性の異なる３つのマスク層１〜３を多層に積層させたマスク基板１０ａを用いることにより、幅の異なるマスク開口Ｃ１，Ｃ３を組み合わせた種々の幅をもつマスク開口Ｃを形成することができる。
【００５８】
従って、上記のように形成された本実施形態に係るマスクは、種々の幅をもつマスク開口Ｃを有することから、ＬＳＩの製造におけるエッチングパターンやイオン注入パターンの自由度を向上させることができる。
【００５９】
第５実施形態
図１２は、本実施形態に係るマスクの配置図である。本実施形態に係るマスクは、積層方向が異なる２種のマスク基板１１，１２を重ね合わせて形成されるものである。なお、第１実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付しており、その説明は省略する。
【００６０】
第１のマスク基板１１は、第１実施形態と同様に、第１のマスク層１および第２のマスク層２が積層されて構成されており、第１のマスク層１の欠損部により第１のマスク開口Ｃ１１が形成されている。
【００６１】
第２のマスク基板１２も、第１実施形態と同様に、第１のマスク層１および第２のマスク層２が積層されて構成されており、第１のマスク層１の欠損部により第２のマスク開口Ｃ１２が形成されている。
【００６２】
本実施形態に係るマスクでは、第１のマスク基板１１のマスク層１，２の積層方向と、第２のマスク基板１２のマスク層１，２の積層方向とが異なるように重ね合わせられて構成されている。本実施形態では、各マスク基板１１，１２のマスク層１，２の積層方向が直交するように重ね合わせている。
【００６３】
次に、上記の本実施形態のマスクの作製方法について説明する。
【００６４】
まず、第１実施形態と同様して、第１のマスク層１と第２のマスク層２を繰り返し積層することにより、多層の積層膜を形成し、積層膜を積層方向に沿って切断して、図１３（ａ）に示すような第１のマスク基板１１を得る。
【００６５】
次に、図１３（ｂ）に示すように、第１実施形態と同様にして、第１のマスク基板１１の表面にレジストを塗り、光や電子線等の描画用ビームで描画した後、レジストを現像することによりパターン開口２１ａを有するレジストパターン２１を形成する。
【００６６】
そして、当該レジストパターン２１をエッチングマスクとして、パターン開口２１ａ内の第１のマスク層１を選択的にエッチングした後に、レジストパターン２１を除去することにより、図１５に示すような第１のマスク開口Ｃ１１が形成された第１のマスク基板１１が得られる。
【００６７】
一方、第１実施形態と同様して、第１のマスク層１と第２のマスク層２を繰り返し積層することにより、多層の積層膜を形成し、積層膜を積層方向に沿って切断して、図１４（ａ）に示すような第２のマスク基板１２を得る。
【００６８】
次に、図１４（ｂ）に示すように、第１実施形態と同様にして、第２のマスク基板１２の表面にレジストを塗り、光や電子線等の描画用ビームで描画した後、レジストを現像することによりパターン開口２２ａを有するレジストパターン２２を形成する。
【００６９】
そして、当該レジストパターン２２をエッチングマスクとして、パターン開口２２ａ内の第１のマスク層１を選択的にエッチングした後に、レジストパターン２２を除去することにより、図１５に示すような第２のマスク開口Ｃ１２が形成された第２のマスク基板１２が得られる。
【００７０】
図１５に示すように、第１のマスク開口Ｃ１１を有する第１のマスク基板１１、および第２のマスク開口１２を有する第２のマスク基板１２をそれぞれ形成した後、各マスク基板１１，１２のマスク層１，２の積層方向が異なるように、マスク基板１１，１２を重ね合わせることにより、本実施形態に係るマスクが作製される。
【００７１】
上記の本実施形態に係るマスクによれば、各マスク基板１１，１２のマスク層１，２の積層方向が異なるように、マスク基板１１，１２が重ね合わせられて構成されていることから、第１実施形態では、一方向のみ第１のマスク層１の膜厚程度の微細な幅をもつマスク開口Ｃが得られるのに対し、本実施形態では、２方向に対して第１のマスク層１の膜厚程度の微細な幅をもつマスク開口Ｃが得られる。すなわち、各マスク基板に形成された第１および第２のマスク開口Ｃ１１，Ｃ１２の重なりにより、ビーム透過部となるマスク開口Ｃが規定される。
【００７２】
従って、上記のように形成された本実施形態に係るマスクは、第１実施形態に比して、さらに微細なパターンの形成や微細領域へのイオン注入に寄与することができ、微細なＬＳＩの製造に貢献することができる。
【００７３】
第６実施形態
図１６は、本実施形態に係るマスクの斜視図である。
第１〜第５実施形態では、積層されたマスク層１，２からなるマスク基板自体でマスクが構成されている例について説明したが、本実施形態のマスクは、マスク層１，２が積層されて形成されたマスク基板に、別の透明基板４が張り付けられて構成されているものである。本実施形態によっても、マスク基板の第１のマスク層１の欠損部により、ビーム透過部が形成される。
【００７４】
第１〜第５実施形態では、主として、電子線用のマスクとして電子線の透過率を高めるために開口部を持つ構造としたが、本実施形態では、紫外線などの光を用いる場合に好適に用いることができる。また、本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００７５】
第７実施形態
図１７（ａ）および図１７（ｂ）は、本実施形態に係るマスクの斜視図である。
第１〜第６実施形態に係るマスクでは、ビーム照射面に沿って積層された２種類以上のマスク層１〜３が、露光用ビームやイオン注入用ビーム等のビームを遮断するマスクとなる例について説明したが、本実施形態では、別の透明基板５上に形成されたマスク材６をエッチングするためのエッチングマスクとして使用するものである。
【００７６】
この場合、エッチングマスクとして使用した後に、マスク層１，２を図１７（ａ）に示すように残しておいても、また、図１７（ｂ）に示すように除去してしまっても良い。
【００７７】
図１７（ａ）に示すようにマスク層１，２を残す場合には、第１のマスク層およびマスク材６の欠損部によりビーム透過部が形成され、図１７（ｂ）に示すようにマスク層１，２を除去する場合には、加工後のマスク材６の欠損部によりビーム透過部が形成される。
【００７８】
本実施形態によっても、第１のマスク層１の膜厚によって決まるマスク開口Ｃを有するマスク材６を形成することができることから、描画の最小スポット径よりも小さい幅のマスク開口Ｃを有するマスクを作製することができる。従って、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００７９】
本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。
例えば、マスク層１〜３の膜厚については、マスク開口形成後のマスクの強度確保や必要なパターン間隔、さらに、相補マスクを用いる場合にはマスクそれぞれの関係に合わせて、マスク層１〜３の膜厚を違った厚さにしてもよいことはもちろんのこと、必要であれば同一の材料からなるマスク層であっても層毎に膜厚を変化させてもよい。
【００８０】
第１〜第５実施形態におけるマスクに対して、特に電子リソグラフィに用い、かつ、マスク材料が導電性ではない場合（マスク材料は２種類以上の材料を用いているため、その中の一種の材質の導電性が悪い場合も含む）、マスクの電荷チャージアップによる影響を避けるために、導電膜をマスク表面や裏面、あるいは両面、さらには露出している表面全域（開口部分の内壁も含む）に形成することで、マスクの帯電を防ぐようにする。この場合の導電性膜として、金属膜（特に貴金属類）、炭素（カーボン）等があり、スパッタや蒸着、ＣＶＤにより形成する。また、マスク材料の開口部分以外の部分の電子遮断性、Ｘ線遮断性、遮光性を高めるために金属膜（特に貴金属類）、炭素（カーボン）等の膜をスパッタや蒸着、ＣＶＤにより形成してもよい。
【００８１】
第１〜第３実施形態において、レジスト塗布、露光、現像、エッチングを１回行い、第１のマスク層１のみエッチングする例について説明したが、レジスト塗布、露光、現像、エッチングを２回以上行って作製しても良い。また、第１のマスク層１を加工した後、同様なことを第２のマスク層２にも行う様にしてもよい。ただし、この場合は、第２のマスク層２をエッチングできるが第１のマスク層１をエッチングしないような選択比の高いエッチング処理を行う。
【００８２】
また、各実施形態において、大きな開口部分が必要な場合には、第１のマスク層１をエッチングする前あるいは後に、必要なレジストパターンを形成した後、マスク層１〜３に対して選択性の無いエッチング方法を用いてエッチングすることで大きな開口部分を得ることができる。さらに、上記の各マスク層毎のエッチングと、また、大きな開口部分の形成のためのエッチングとを組み合わせてもよい。
【００８３】
第５実施形態において、マスク開口を有する２つのマスク基板１１，１２をそれぞれ形成した後に重ね合わせた例について説明したが、重ね合わせた後に露光、エッチング処理を行ってもよい。
【００８４】
第６あるいは第７実施形態において、マスク開口を形成したマスク基板を別の透明基板等に貼り付ける例について説明したが、透明基板等にマスク基板を張り付けた後に、マスク基板にマスク開口を形成してもよい。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【００８５】
【発明の効果】
本発明のマスクによれば、描画用ビームのスポット径に制限されないビーム透過部を有することから、本発明のマスクを用いることにより、描画用ビームのスポット径に制限されない領域にビームを照射することができる。
本発明のマスクの作製方法によれば、描画用ビームのスポット径に制限されないビーム透過部を有するマスクを作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るマスクの斜視図である。
【図２】第１実施形態に係るマスクの作製における工程図である。
【図３】図２に続く、第１実施形態に係るマスクの作製における工程図である。
【図４】第１実施形態に係るマスクの各マスク層の膜厚について説明するための断面図である。
【図５】第２実施形態に係るマスクの断面図である。
【図６】第３実施形態に係るマスクの斜視図である。
【図７】第３実施形態に係るマスクの作製における工程図である。
【図８】図７に続く、第３実施形態に係るマスクの作製における工程図である。
【図９】第４実施形態に係るマスクの斜視図である。
【図１０】第４実施形態に係るマスクの作製における工程図である。
【図１１】図１０に続く、第４実施形態に係るマスクの作製における断面図である。
【図１２】第５実施形態に係るマスクの配置図である。
【図１３】第５実施形態に係るマスクの作製における工程図である。
【図１４】第５実施形態に係るマスクの作製における工程図である。
【図１５】第５実施形態に係るマスクの作製における工程図である。
【図１６】第６実施形態に係るマスクの斜視図である。
【図１７】第７実施形態に係るマスクの斜視図である。
【符号の説明】
１，１ａ…第１のマスク層、２…第２のマスク層、３…第３のマスク層、４…透明基板、５…透明基板、６…マスク材、１０，１０ａ…マスク基板、１１…第１のマスク基板、１２…第２のマスク基板、２０…レジストパターン、２０ａ…パターン開口、２１…レジストパターン、２１ａ…パターン開口、２２…レジストパターン、２２ａ…パターン開口、Ｃ…マスク開口、Ｃ１１…第１のマスク開口、Ｃ１２…第２のマスク開口。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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