(57)【要約】【課題】パターンが微細化しても矩形形状を形成することができ、かつパターンの配置間隔が制約されないような荷電粒子露光用マスクおよびその製造方法を提供する。【解決手段】マスク１は円形状の薄膜５を有し、薄膜５には矩形の開口９が設けられている。  開口９の辺１７，１９のなす方向２１、２３は、薄膜５を構成する材料の特定の結晶方位と平行になっている。  特定の結晶方位とは、例えば材料が単結晶シリコン、ダイヤモンド、あるいはこれらにボロンやリンを添加したものである場合は、マスク面内に含まれる結晶方位はミラー指数表記で＜１１０＞もしくは＜２１１＞に該当する。このように開口９を設けることにより、パターンが微細化しても矩形形状を形成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線により転写される集積回路の各部に対応した矩形のパターン開口部を持つ薄膜を有する荷電粒子露光用マスクにおいて、
前記矩形をなす辺の方向が、前記薄膜を構成する結晶がもつ特定の結晶方位に対して平行であることを特徴とする荷電粒子露光用マスク。
【請求項２】
前記薄膜を構成する材料は、単結晶シリコン、ダイヤモンド、もしくはこれらに不純物を添加したものであることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子露光用マスク。
【請求項３】
前記結晶方位は＜１１０＞もしくは＜２１１＞のいずれかであることを特徴とする請求項２記載の荷電粒子露光用マスク。
【請求項４】
前記パターン開口部は、ドライエッチングにより加工され、
前記ドライエッチングに用いるガスは、臭化水素ガス、四塩化炭素ガス、またはいずれかを含む混合ガスであることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子露光用マスク。
【請求項５】
前記不純物はボロンまたはリンであることを特徴とする請求項２記載の荷電粒子露光用マスク。
【請求項６】
前記パターン開口部は、結晶方位により異方性を持つドライエッチングにより加工されたことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子露光用マスク。
【請求項７】
荷電粒子線により転写される集積回路の各部に対応した矩形のパターン開口部を薄膜上に加工する工程を有する荷電粒子露光用マスクの製造方法であって、
前記パターン開口部を薄膜上に加工する工程は、
異方性を持つドライエッチングにより、前記矩形をなす辺の方向が、前記薄膜を構成する結晶がもつ特定の結晶方位に対して平行になるように前記薄膜に前記パターン開口部を加工することを特徴とする荷電粒子露光用マスクの製造方法。
【請求項８】
前記薄膜を構成する材料は、単結晶シリコン、ダイヤモンド、もしくはこれらに不純物を添加したものであることを特徴とする請求項７記載の荷電粒子露光用マスクの製造方法。
【請求項９】
前記結晶方位は＜１１０＞もしくは＜２１１＞のいずれかであることを特徴とする請求項８記載の荷電粒子露光用マスクの製造方法。
【請求項１０】
前記ドライエッチングに用いるガスは、臭化水素ガス、四塩化炭素ガスまたはいずれかを含む混合ガスであることを特徴とする請求項７記載の荷電粒子露光用マスクの製造方法。
【請求項１１】
前記不純物はボロンまたはリンであることを特徴とする請求項８記載の荷電粒子露光用マスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線露光用マスクおよび製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の微細加工技術の進展に伴い、集積回路の転写方法として、電子線やイオンビームなどの荷電粒子線を用いた露光技術の開発がなされている。
【０００３】
荷電粒子線転写用マスクの主な例としてはイオンビームリソグラフィマスク、電子線投影リソグラフ（Electron Projection Lithography,EPL）マスク、低速電子線近接投影リソグラフ（Low-Energy
Electron-Beam Proximity-Projection Lithography,LEEPL（登録商標））マスク等の電子線マスクがある。
【０００４】
図１１は荷電粒子線を用いた露光技術で用いるマスク８１の形状を示す断面図である。
図１１に示すように、マスク８１は支持枠８３を有し、支持枠８３上には薄膜８５が保持されている。
支持枠８３と薄膜８５の間にはエッチング停止層８７が設けられている。
【０００５】
薄膜８５には開口８９を有するパターン開口部９３が設けられており、開口８９の下部にある支持枠８３には穴９１が設けられている。
このようなマスク８１を一般にステンシルマスクと呼ぶ。
【０００６】
開口８９は荷電粒子線により転写される集積回路の形状に対応したパターン形状を有している。
【０００７】
薄膜８５の材料として用いられるものはシリコン（Ｓｉ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、ダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等があり、これらに不純物が添加されたものや、これらを含む化合物も挙げられる。
特にシリコンは加工が平易であり、導電性を持つため用いられることが多い。
【０００８】
この場合にはエッチング停止層として使用することのできる酸化シリコン（ＳｉＯ２）を単結晶シリコンが挟み込む構造を持つＳＯＩ（Silicon On Insulator）ウェハを用いる例が多い。
【０００９】
パターンの描画は電子線露光装置やレーザー描画機のようなパターン描画機により薄膜８５上に行われる。
レジストを薄膜８５上に塗布し、現像を行うことで目的のパターン形状をレジスト上に得ることができる。
【００１０】
そして、レジスト上に得られたパターンを元に薄膜を加工することで転写パターン開口を得ることができる。
開口の方法としては、不要箇所をドライエッチングによって除去する方法が一般的である（特許文献１）。
また、ウェットエッチングを用いる場合もある（特許文献２）。
【特許文献１】特許３４６９８８５号公報
【特許文献２】特開２００４-２７３６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、パターン描画機が描画することが可能な最小寸法、及びレジストの解像度が設計寸法に対し誤差として無視できない要素として関与することになる。
これにより意図したパターン、特に矩形パターンの作製が困難となるという問題が発生する。
【００１２】
図１２は設計パターン１０１ａの形状を示す図であって、図１３は実際に作製される作製パターン１０１ｂの形状を示す図である。
図１２に示すように、パターン幅１０３ａ、パターン長さ１０５ａの矩形形状を有する設計パターン１０１ａに従ってパターンを形成したいとする。
【００１３】
この場合、パターン描画機を薄膜上、あるいはメンブレン上に塗布したレジストにパターンを描画し現像を行うという、デバイスに対応したパターンのリソグラフィのプロセス条件により、レジスト上に実際に作製される作製パターン１０１ｂは矩形ではなく、図１３に示すように、角が長さＲｘ、Ｒｙとなる曲線１０７となる。
【００１４】
ここで、設計パターン１０１ａのように矩形の形状を形成する場合、曲線１０７の、パターン幅１０３ｂ方向の長さＲｘとパターン幅１０３ｂの関係は、パターン幅１０３ｂをａで表すと、以下の式で表すことができる。
０≦Ｒｘ≦ａ／２
従って、以下の関係が成立する。
０≦Ｒｘ／ａ≦０．５
なお、曲線１０７の、パターン長さ１０５ｂ方向の長さＲｙとパターン長さ１０５ｂの関係は、パターン長さ１０５ｂをｂで表すと、以下の式で表すことができる。
０≦Ｒｙ／ｂ≦０．５
【００１５】
ここで、パターンの寸法が大きい場合、即ちパターンの持つ最小寸法がパターン描画機の最小寸法精度よりも十分に大きく、かつレジストの解像度が十分であれば、作製パターン１０１ｂにおいて、Ｒ長さ１０７、１０９は、パターン長さ１０５ｂおよびパターン幅１０３ｂと比べて十分小さいため、作製パターン１０１ｂを矩形とみなすことができる。具体的にはＲｘ／ａおよびＲｙ／ｂが０．１以下の場合である。
【００１６】
しかし、パターンが微細になり幅１０３ｂ、長さ１０５ｂがパターン描画機の最小寸法精度およびレジストの解像限界に近い場合、作製パターン１０１ｂにおいて、曲線１０７はパターン長さ１０５ｂおよびパターン幅１０３ｂと比べて無視できない大きさになる。即ちＲｘ／ａ、Ｒｙ／ｂのいずれか、あるいは双方が０．１より大きい場合である。
従って、パターンが微細になると矩形のパターンを形成することが困難になる。
【００１７】
また、曲線１０７がパターン長さ１０５ｂおよびパターン幅１０３ｂと比べて無視できない大きさの場合、このようなレジストパターンを元にして従来用いられてきたドライエッチングを行った場合、薄膜に形成されるパターン形状もＲ長さがパターン長さおよびパターン幅と比べて無視できない大きさになるため、矩形を形成するのが困難になる。
【００１８】
さらに、ドライエッチングの場合、寸法の大きいパターンの方が小さいパターンよりもエッチング速度が速い。
そのため、マスク上に寸法の異なる複数のパターンを形成しようとすると、先に大きいパターンのエッチングが終了してしまうことになる。この場合、その後小さいパターンのエッチングが完了するまで、エッチングを続けることになり、大きいパターンはエッチングが過剰な状態、即ちオーバーエッチングされることとなり、レジストパターン通りの形状が得られない場合がある。
【００１９】
一方、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液やテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）水溶液などのアルカリ性溶液を用いたウェットエッチングを行うと、結晶方位によるエッチングレートの差から、異方性エッチングを行うことができる。これにより矩形のパターンを形成することができるが、この場合、ウェットエッチングによって現れるパターン側壁となるファセット面とマスク面のなす角および薄膜の膜厚によってパターンの配置間隔が制約されてしまうという問題が生じる。
また、ウェットエッチングに用いるのはアルカリ性の薬品であるため、レジストを浸食してしまうことも問題である。
【００２０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的はパターンが微細化しても、パターン長さとコーナーの曲線部長さの比、すなわちＲｘ／ａまたはＲｙ／ｂが、レジスト現像後において０以上０．５以下であれば、メンブレン加工後に０以上０．１以下となる矩形形状を形成することができ、かつパターンの配置間隔が制約されないような荷電粒子露光用マスクおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前述した目的を達成するために、本発明は、荷電粒子線により転写される集積回路の各部に対応した矩形のパターン開口部を持つ薄膜を有する荷電粒子露光用マスクにおいて、前記矩形をなす辺の方向が、前記薄膜を構成する結晶がもつ特定の結晶方位に対して平行であることを特徴とする荷電粒子露光用マスクである。
【００２２】
前記薄膜を構成する材料は、単結晶シリコン、ダイヤモンド、もしくはこれらに不純物を添加したものであり、この場合、マスク面内に含まれる前記結晶方位は＜１１０＞もしくは＜２１１＞のいずれかであってもよい。
前記パターン開口部は、ドライエッチングにより加工され、前記ドライエッチングに用いるガスは、臭化水素ガス、四塩化炭素ガス、またはいずれかを含む混合ガスであってもよい。
前記不純物はボロンまたはリンであってもよい。
前記パターン開口部は、結晶方位により異方性を持つドライエッチングにより加工される。
【００２３】
第２の発明は、荷電粒子線により転写される集積回路の各部に対応した矩形のパターン開口部を薄膜上に加工する工程を有する荷電粒子露光用マスクの製造方法であって、前記パターン開口部を薄膜上に加工する工程は、異方性を持つドライエッチングにより、前記矩形をなす辺の方向が、前記薄膜を構成する結晶がもつ特定の結晶方位に対して平行になるように前記薄膜に前記パターン開口部を加工することを特徴とする荷電粒子露光用マスクの製造方法である。
【００２４】
前記薄膜を構成する材料は、単結晶シリコン、ダイヤモンド、もしくはこれらに不純物を添加したものであり、この場合、前記結晶方位は＜１１０＞もしくは＜２１１＞のいずれかである。
前記ドライエッチングに用いるガスは、臭化水素ガス、四塩化炭素ガス、またはいずれかを含む混合ガスであってもよい。
前記不純物はボロンまたはリンであってもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、パターンが微細化しても、パターン長さとコーナーの曲線部長さの比、すなわちＲｘ／ａまたはＲｙ／ｂが、レジスト現像後において０以上０．５以下であれば、メンブレン加工後に０以上０．１以下となる矩形形状を形成することができ、かつパターンの配置間隔が制約されないような荷電粒子露光用マスクおよびその製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面に基づいて本発明に好適な実施形態を詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るマスク１を示す平面図であって、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
【００２７】
図１にマスク１の平面形状例を示す。ここでの平面形状は円形で示したが、マスク製造装置並びに製造されたマスクを用いる荷電粒子線露光装置の都合に合わせ多角形としてもよい。図２に示すように、マスク１は支持枠３を有し、支持枠３上には薄膜５が保持されている。
支持枠３と薄膜５の間にはエッチング停止層７が設けられている。
【００２８】
薄膜５には矩形の開口９を有するメンブレン１５が設けられており、メンブレン１５の直下のエッチング停止層７には開口部１１が設けられている。
また、メンブレン１５の直下の支持枠３には穴１３が設けられている。
【００２９】
支持枠３は、薄膜５を保持する。
【００３０】
薄膜５は、メンブレン１５を有することにより、露光時に荷電粒子線を選択的に通過させる。即ち、開口９を通過した荷電粒子線が、マスク１の直下にある基板等に開口９の形状を転写する。
【００３１】
薄膜５を構成する材料は例えば単結晶シリコン、ダイヤモンド、これらにボロンやリンを添加したもの等である。
エッチング停止層７は、後述するドライエッチングにより薄膜５にメンブレン１５を形成する際に、エッチングが支持枠３まで進行しないようにするためのものである。
あるいは同様に、後述するドライエッチングまたはウェットエッチングにより支持枠３に穴１３を形成する際に、エッチングが薄膜５まで進行しないようにするためのものである。
【００３２】
ここで、図１に示す開口９の辺１７，１９のなす方向２１、２３は薄膜５を構成する材料の特定の結晶方位と平行になっている。
【００３３】
特定の結晶方位とは、例えば材料が単結晶シリコン、ダイヤモンド、あるいはこれらにボロンやリンを添加したものである場合はミラー指数を用いて＜１１０＞もしくは＜２１１＞である。
【００３４】
また、図２に示す薄膜５に対して垂直な方向２５は薄膜５を構成する材料の特定の結晶方位と垂直になっている。
特定の結晶方位とは、例えば材料が単結晶シリコン、ダイヤモンド、あるいはこれらにボロンやリンを添加したものである場合は＜１００＞もしくは＜１１０＞である。
【００３５】
詳細は後述するが、開口９をこのような向きの条件に従って形成することにより、パターンを微細化してもＲｘ／ａおよびＲｙ／ｂを０以上０．１以下である矩形形状を形成することができ、かつ開口９の配置間隔が制約されない。
【００３６】
ここでミラー指数について図３を用いて説明する。図３は結晶軸と平面２７の関係を示す模式図である。
ミラー指数とは結晶の面や方向を記述する方法の一つであり、結晶面と結晶軸Ｘ、Ｙ、Ｚの交点との関係を示したものである。
具体的には以下のような手順で求められる。
【００３７】
例えば、図３に示す平面２７をミラー指数で記述したい場合、平面２７はＸ軸、Ｙ軸とは２で交わり、Ｚ軸とは３で交わっているため、ミラー指数はそれぞれの逆数を取って（１／２  １／２  １／３）となる。
【００３８】
ただし、ミラー指数は互いに素である整数で表すため、整数化して（３３２）と記述する。
また、平面２７と直交する方向は[３３２]と表す。
【００３９】
また、負の方向を示す場合は数字の上にハイフンをつけて（１(−)００）等のように表示する。
【００４０】
ここで、ミラー指数はどの軸をＸ軸とし、どの方向を正方向と定義するかによって、同じ面でも異なった指数となる。
【００４１】
例えば、（１００）、（０１０）、（００１）、（１(−)００）（０１(−)０）（００１(−)）はどの軸をＸ軸とし、どの方向を正方向とするかの違いがあるに過ぎず、面としては等価である。従ってこのような場合は上記の等価な面の全てを含んだ面を{１００}と表記する。
【００４２】
同様に、方向を表す場合も、[１００]、[０１０]、[００１]、[１(−)００]、[０１(−)０]、[００１(−)]は等価であるため、これらの方向全てを含む方向を＜１００＞と表記する。
【００４３】
次に、マスク１の製造方法について説明する。図４（ａ）〜図４（ｈ）はマスク１の製造工程を示す図であって、図５（ａ）〜図５（ｄ）は図４（ｄ）の工程の詳細図である。
【００４４】
また、図６は図５（ｂ）の拡大図であって、図７は図５（ｄ）の１例である。なお、図５（ａ）〜図５（ｄ）、図６および図７では支持枠３の表記を省略してある。
【００４５】
まず、図４（ａ）に示すように、支持枠３上にエッチング停止層７を設け、エッチング停止層の上に薄膜５を設ける。
ここで、薄膜５の表面（マスク面）は{１００}である。
次に、図４（ｂ）に示すように、薄膜５の表面にレジスト層３１を、塗布する。
【００４６】
次に、図４（ｃ）に示すように、電子線露光装置やレーザ−描画機を用い、レジスト層３１上に矩形のパターン形状を描画し、現像することによって開口部３３を形成する。なお、矩形パターンの辺の方向は＜１１０＞に平行になるようにする。
【００４７】
この時、後のエッチングで薄膜５に開口９を形成するために必要な時間内にエッチングによってレジスト膜３１が消失してしまう可能性がある場合は、薄膜５上に酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）やクロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）およびこれらを含む金属薄膜のように、レジスト層３１と比べ、薄膜５の材料に対してエッチング選択比が高い薄膜を形成しておく場合がある。
これらの薄膜はレジストの開口９を元にドライエッチングやウェットエッチングで加工され、後述する薄膜５への開口９を形成する際、レジスト同様エッチングマスクとして用いられる。なおこの場合、レジストは残しておいても除去してもよい。
【００４８】
次に、図４（ｄ）に示すように、薄膜５上をドライエッチングし、開口９を形成する。
ドライエッチングには臭化水素ガス（ＨＢｒ）または四塩化炭素ガス（ＣＣｌ４）またはいずれかを含む混合ガスが用いられる。
【００４９】
ここで、図４（ｄ）の工程を図５（ａ）〜図５（ｄ）、図６および図７を用いて詳細に説明する。
図５（ａ）に示す状態からエッチングを開始すると、図５（ｂ）および図６に示すように、開口９の側壁３５にはシリコン酸化膜からなる保護膜３７が形成される。
【００５０】
保護膜は実際には開口９の底面３９にも形成されるが、支持枠３側から電圧を印加してイオンを引き込むと、底面３９方向へのエッチング速度が側壁３５方向に比べてはるかに向上するため、保護膜が除去されエッチングは深さ方向に進む。
【００５１】
一方で、エッチング速度は面によって異なり、例えば{１００}は{１１０}や{１１１}よりもエッチング速度が速い。従って、エッチングが進むにつれて、底面３９の形状は結晶方位のエッチング速度差に影響を及ぼされ、最もエッチング速度の遅い結晶面により構成された形状となる。
【００５２】
例えば、本実施形態ではマスク面が{１００}であり、矩形パターンの方向は＜１１０＞であるため、マスク面よりも矩形パターンの方向に沿った面のエッチング速度が遅くなる。また底面３９においては{１００}に比べエッチング速度の遅い{１１１}が現れる。従って、矩形パターンの方向に沿った面には{１１０}が現れることになる。また底面３９においては{１１１}が現れることになる。
【００５３】
なお、マスク面が{１１０}の場合はこれよりもエッチング速度が遅い面は{２１１}であるため、矩形パターンの方向は＜２１１＞とするのが望ましい。
また側壁のエッチング面としては、エッチング速度の遅い{１１１}も現れる。
【００５４】
図５（ｃ）に示すように、エッチングがエッチング停止層７に達すると深さ方向のエッチングは進行しなくなり、側壁方向に残渣４１をエッチングしていく。
そして、側壁３５もしくは残渣４１はファセット面を形成し、エッチングがそれ以上進行しづらい状態となる。
【００５５】
図５（ｄ）に示すように、残渣４１を除去次第、エッチングを終了させることが望ましい。
ここで、さらにエッチングを続けた場合、つまりオーバーエッチングを行った場合、図７に示すように側壁３５がエッチングされてノッチ４３が形成されるが、本実施形態では保護膜３７およびファセット面の存在により、側壁３５方向のエッチング速度は遅く、オーバーエッチングによるパターンの崩れがおきにくい。
また、残渣４１に現れるファセット面はエッチング速度が遅いため、オーバーエッチングを行っても側壁に達するまでに時間を要することによる。
【００５６】
このように、矩形パターンの方向をエッチング速度が遅い面に合わせてエッチングを行うことにより、開口９の形状は、レジスト層３１に接する側はレジスト３１の開口部３３に合わせた形状になるが、エッチング停止層７に接する側の形状は、ファセット面が形成する矩形となる。
【００５７】
ここで、マスク１を用いた荷電粒子露光装置による転写を行った場合、開口９を通して転写されるパターンの形状は、開口９の最も狭い平面形状が転写されることになるため、断面形状は垂直であることが望ましいが、あるいは隣接するパターン同士が互いに上述した開口のエッチング方法によって侵食されない程度であれば、順テーパであってもかまわない。
【００５８】
開口のエッチングを終了したら、図４（ｅ）に示すように、レジスト層３１をマスク１の表面から除去する。
【００５９】
次に、支持枠３をエッチングする工程を行う。
まず、図４（ｆ）に示すように、マスク１の表面の内、エッチングしない部分をウェットエッチング用マスク４５で覆う。
ウェットエッチング用マスク４５を構成する材料は例えば窒化シリコンであり、これをＬＰ−ＣＶＤ（Low Pressure Chemical Vapor Deposition）などの方法を用いてマスク１の表面を覆う。
【００６０】
次に、図４（ｇ）に示すようにマスク１の表面のウェットエッチング用マスク４５で覆っていない部分をウェットエッチングし、穴１３を得る。
ウェットエッチングに用いる溶液は、エッチング停止層７との選択比が得られやすく、異方性エッチングを行えるものが好ましく、例えば水酸化カリウム溶液やテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）水溶液が用いられる。
【００６１】
なお、ウェットエッチングではなく、ドライエッチングを用いて穴１３を形成してもよい。
この場合はレジストまたはハードマスクを支持枠３に設けて開口部をパターン形成した後に、開口部をドライエッチングする。
【００６２】
穴１３の形成を完了した後、ウェットエッチング用マスク４５を除去する。
最後に、図４（ｈ）に示すように、穴１３直上のエッチング停止層７を除去して開口部１１を設ける。なお、ウェットエッチング用マスク４５の除去とエッチング停止層７の除去手順は逆でもよい。このようにしてマスク１を製造する。
このようにして、マスク１を製造する。
【００６３】
なお、上記の実施形態ではメンブレン１５を形成した後に穴１３を形成しているが、穴１３を先に形成する方法もあるため、簡単に説明する。
図８（ａ）〜図８（ｈ）はマスク１の製造工程の変形例を示す図である。
【００６４】
まず、図８（ａ）に示すように、支持枠３上にエッチング停止層７を設け、エッチング停止層の上に薄膜５を設ける。
【００６５】
次に、支持枠３をエッチングする工程を行う。
まず、図８（ｂ）に示すように、マスク１の表面の内、エッチングしない部分をウェットエッチング用マスク４５で覆う。
ウェットエッチング用マスク４５を構成する材料は先の実施形態と同様である。
【００６６】
次に、図８（ｃ）に示すように、マスク１の表面のウェットエッチング用マスク３５で覆っていない部分をウェットエッチングし、穴１３を得る。
ウェットエッチングに用いる溶液は、先の実施形態と同様である。
なお、ウェットエッチングではなく、ドライエッチングを用いてもよい。
【００６７】
穴１３が形成されると、穴１３直上のエッチング停止層７を除去して開口部１１を設ける。
次に、図８（ｄ）に示すように、ウェットエッチング用マスク４５を除去する。
なお、エッチング停止層７については、後に述べる開口９を形成した後に除去してもよい。
【００６８】
次に、図８（ｅ）に示すように、薄膜５の表面にレジスト層３１を、塗布する。
【００６９】
次に、図８（ｆ）に示すように、電子線露光装置やレーザ−描画機を用い、レジスト層３１上に矩形のパターン形状を描画し、現像することによって開口部３３を形成する。
【００７０】
次に、図８（ｇ）に示すように、薄膜５をドライエッチングし、薄膜５に開口９を形成する。
【００７１】
最後に、図８（ｈ）に示すように、レジスト層３１をマスク１の表面から除去する。
このようにして、マスク１を製造する。
【００７２】
このように、本実施の形態によれば、マスク１の薄膜５が矩形の開口９を有しており、開口９の辺１７，１９のなす方向２１、２３は、薄膜５を構成する材料の特定の結晶方位と平行になっている。
従って、パターンが微細化してもメンブレン１５を矩形形状に形成することができ、かつメンブレン１５の配置間隔が制約されない。
【００７３】
また、本実施の形態によれば、開口９の側壁３５方向のエッチング速度が深さ方向のエッチング速度よりも遅いため、オーバーエッチングによるパターンの崩れが起りにくい。
【実施例１】
【００７４】
次に、実施形態に従ってマスクを作成し、結晶方位に対するパターン方向との関連性について検討を行った結果について説明する。
【００７５】
マスク面が（００１）であり、メンブレンの内部応力が１３ＭＰａとなるようにボロンをドープした単結晶シリコンをＳＯＩ層として持つＳＯＩウェハを用意し、これにレジスト層を塗布し、レジスト層上に２００ｎｍ角の矩形のパターン開口を描画したマスクを２種類作製した。
【００７６】
ここで、２種類のマスクの内、第１のマスクは、矩形をなす辺に＜１１０＞方向が一致するようにパターン開口を描画し、第２のマスクは矩形をなす辺に＜１００＞方向が一致するようにパターン開口を描画した。
即ち、第２のマスクは、矩形をなす辺が、第１のマスクの矩形をなす辺に対して４５°傾いている。
【００７７】
これらを図４にて示した工程に従ってマスクとして作製し、ウェハに形成されたパターン開口部の形状を比較した。
なお、エッチングに用いたガスはＨＢｒとＯ２の混合ガスであり、形状の比較は走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により撮影した画像を用いて行った。
【００７８】
図９は第１のマスクのパターン開口形状５１を示す図であって、図１０は第２のマスクのパターン開口形状６１を示す図である。
【００７９】
図９に示すように、第１のマスクのパターン開口形状５１は矩形となり、パターン幅５３、パターン長さ５５は１９６ｎｍであった。またコーナー部分の曲線を示す長さであるコーナー曲線長さ５７は４ｎｍとなった。これにより、Ｒｘ／ａは０．０２となる。
【００８０】
一方、第２のマスクのパターン開口形状６１は図１０に示すように８角形であり、パターン幅６３、パターン長さ６５は１４３ｎｍ、コーナー長さ６７は１９ｎｍとなった。
またコーナーにおいて直線となっている箇所の長さであるコーナー直線長さ６９は２６ｎｍであり、パターン長さ６５となる辺とコーナー直線長さ６９となる辺のなす角は８２°であった。この角度は{１１０}と{１００}のなす角である８２．３°とほぼ一致する。
【００８１】
従って、パターン開口の形状は結晶方位により異方性があり、矩形をなす辺に＜１１０＞方向が一致するようにパターン開口を描画することにより、矩形の形状が得られることがわかる。
【００８２】
以上、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】マスク１を示す平面図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【図３】結晶軸と平面２７の関係を示す模式図
【図４（ａ）】マスク１の製造工程を示す図
【図４（ｂ）】マスク１の製造工程を示す図
【図４（ｃ）】マスク１の製造工程を示す図
【図４（ｄ）】マスク１の製造工程を示す図
【図４（ｅ）】マスク１の製造工程を示す図
【図４（ｆ）】マスク１の製造工程を示す図
【図４（ｇ）】マスク１の製造工程を示す図
【図４（ｈ）】マスク１の製造工程を示す図
【図５（ａ）】図４（ｄ）の工程の詳細図
【図５（ｂ）】図４（ｄ）の工程の詳細図
【図５（ｃ）】図４（ｄ）の工程の詳細図
【図５（ｄ）】図４（ｄ）の工程の詳細図
【図６】図５（ｂ）の拡大図
【図７】図５（ｄ）の１例
【図８（ａ）】マスク１の製造工程の変形例を示す図
【図８（ｂ）】マスク１の製造工程の変形例を示す図
【図８（ｃ）】マスク１の製造工程の変形例を示す図
【図８（ｄ）】マスク１の製造工程の変形例を示す図
【図８（ｅ）】マスク１の製造工程の変形例を示す図
【図８（ｆ）】マスク１の製造工程の変形例を示す図
【図８（ｇ）】マスク１の製造工程の変形例を示す図
【図８（ｈ）】マスク１の製造工程の変形例を示す図
【図９】開口形状５１を示す図
【図１０】開口形状６１を示す図
【図１１】マスク８１の形状を示す断面図
【図１２】設計パターン９１ａの形状を示す図
【図１３】作製パターン９１ｂの形状を示す図
【符号の説明】
【００８４】
１…………マスク
３…………支持枠
５…………薄膜
７…………エッチング停止層
９…………開口
１１………開口部
１３………穴
１５………パターン開口部
３１………レジスト層
３３………開口部
３５………側壁
３７………保護膜
３９………底面
４５………ウェットエッチング用マスク
【図１】
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【図２】
2007201064.tif 000004
【図３】
2007201064.tif 000005
【図４（ａ）】
2007201064.tif 000006
【図４（ｂ）】
2007201064.tif 000007
【図４（ｃ）】
2007201064.tif 000008
【図４（ｄ）】
2007201064.tif 000009
【図４（ｅ）】
2007201064.tif 000010
【図４（ｆ）】
2007201064.tif 000011
【図４（ｇ）】
2007201064.tif 000012
【図４（ｈ）】
2007201064.tif 000013
【図５（ａ）】
2007201064.tif 000014
【図５（ｂ）】
2007201064.tif 000015
【図５（ｃ）】
2007201064.tif 000016
【図５（ｄ）】
2007201064.tif 000017
【図６】
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【図７】
2007201064.tif 000019
【図８（ａ）】
2007201064.tif 000020
【図８（ｂ）】
2007201064.tif 000021
【図８（ｃ）】
2007201064.tif 000022
【図８（ｄ）】
2007201064.tif 000023
【図８（ｅ）】
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【図８（ｆ）】
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【図８（ｇ）】
2007201064.tif 000026
【図８（ｈ）】
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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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