JP2000077294A - Reticle - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress deformation of a reticle due to stress in a membrane by employing a octagonal membrane. SOLUTION: Four square windows 8 are patterned on a silicon nitride film 6 according to a membrane. The square window 8 inclines by 45 deg. with respect to the (011) orientation flat and it is smaller than a completed membrane 9. A silicon substrate 5 is etched vertically using a silicon oxide film 7 having the window 8 as a mask. Subsequently, wet etching is performed from the rear side up to a boron doped layer 4 thus completing the membrane 9. At that time, a reticle 1 having an octagonal membrane 3 is completed. The part where the silicon oxide film 7 is left serves as a supporting part 2 and the silicon nitride film 6 is removed by dry or wet etching after completing the membrane 3 thus suppressing deformation due to stress in the membrane.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はメンブレンを使用し
たレチクル（マスクと同義）に関するモノである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reticle (synonymous with a mask) using a membrane.

【０００２】[0002]

【従来技術】近年、集積回路の集積化に伴い、長年微細
パタンを形成する手段の主流であった光を用いたフォト
リソグラフィー技術に代わって、荷電粒子線（電子線、
イオンビーム等）やＸ線等を利用する新しい露光方式が
検討され、実用化されている。これらのレチクルは光リ
ソグラフィーで使用されているようなガラス基板の上に
クロムでパターニングしたものと異なり、例えば等倍Ｘ
線用で２μｍ、電子線用で数μｍから２０μｍ程度の厚
さのメンブレンを利用したものが多い。2. Description of the Related Art In recent years, with the integration of integrated circuits, instead of photolithography technology using light, which has been the mainstream of means for forming fine patterns for many years, charged particle beams (electron beams,
A new exposure method using an ion beam or the like or X-rays has been studied and put into practical use. These reticles are different from those patterned on a glass substrate such as those used in optical lithography with chromium, for example, at 1: 1 magnification.
In many cases, a membrane having a thickness of about 2 μm for a wire and a thickness of about several μm to 20 μm for an electron beam is used.

【０００３】例えば、図４はＸ線等倍リソグラフィーに
用いられるレチクル１００である。シリコン基板１０５
上には、窒化シリコン層１０４及びタンタル層１０３が
形成されている。図４（ｂ）に示すようにシリコン基板
１０５はエッチングされており、エッチングにより露出
した窒化シリコン層１０４が自立メンブレン１０１とな
る。メンブレン１０１上のタンタル層は所望のＩＣパタ
ーン１０２がパターニングされている。また、メンブレ
ン１０１の周囲はメンブレンを支持するための支持部１
０８となっている。For example, FIG. 4 shows a reticle 100 used for X-ray lithography. Silicon substrate 105
A silicon nitride layer 104 and a tantalum layer 103 are formed thereon. As shown in FIG. 4B, the silicon substrate 105 is etched, and the silicon nitride layer 104 exposed by the etching becomes the self-standing membrane 101. The desired IC pattern 102 is patterned on the tantalum layer on the membrane 101. Further, a support portion 1 for supporting the membrane is provided around the membrane 101.
08.

【０００４】また、イオンビームリソグラフィーやセル
プロ方式の電子線リソグラフィーは、図５に示すよう
に、シリコンのメンブレンに開口１０９を開けたステン
シルタイプのマスク１００を利用している。１０６，１
０７は共にシリコンからなり、開口１０９が所望のパタ
ーンとなる。また、最近は図６に示すように一つのレチ
クル１００上に複数のメンブレン１０１を設けたものも
ある。As shown in FIG. 5, a stencil type mask 100 having an opening 109 formed in a silicon membrane is used in ion beam lithography and cell pro lithography. 106, 1
07 are made of silicon, and the opening 109 has a desired pattern. Recently, as shown in FIG. 6, there is a type in which a plurality of membranes 101 are provided on one reticle 100.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなメンブレン構造を持ったレチクルはメンブレンの応
力が問題になってきている。特にこれらのメンブレンの
形状は図４（ａ）や図６に示すように四角形であるた
め、その角に応力が集中しやすく、レチクルの変形が大
きくなるという問題があった。However, in a reticle having such a membrane structure, the stress of the membrane has become a problem. In particular, since the shape of these membranes is quadrangular as shown in FIGS. 4A and 6, there is a problem that stress tends to concentrate on the corners and the deformation of the reticle increases.

【０００６】本発明はメンブレンの応力によるレチクル
の変形を小さくすることが可能なレチクルを提供するこ
とを目的とする。[0006] It is an object of the present invention to provide a reticle capable of reducing the deformation of the reticle due to the stress of the membrane.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明はメンブレンを使用したレチクルにおいて、
メンブレンの形状を８角形にする（請求項１）。このよ
うにすることによってメンブレンの形状が四角形の時、
角に集中していた応力を緩和することができる。また、
形状が８角形であるため四角形の角をとるだけで作製す
ることができるので作製も簡単である。In order to solve the above problems, the present invention provides a reticle using a membrane,
The shape of the membrane is octagonal (claim 1). By doing so, when the shape of the membrane is square,
The stress concentrated at the corner can be reduced. Also,
Since the shape is octagonal, it can be produced simply by taking the corners of a quadrangle, so that the production is simple.

【０００８】[0008]

【発明の実施の形態】図１、２を用いて本発明の第１の
実施形態について説明する。図２（ａ）に示すように、
シリコン基板５上に深さ２μｍでボロン濃度１×１０²⁰
ａｔｏｍ／ｃｍ³になるようにボロンをドープしてボロ
ン拡散層４を形成する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG.
Boron concentration 1 × 10 ²⁰ at a depth of 2 μm on a silicon substrate 5
The boron diffusion layer 4 is formed by doping boron so as to have an atom / cm ³ .

【０００９】次に、図２（ｂ）に示すように、ボロンド
ープ層４の面を窒化シリコン膜６で保護し、エッチング
する面には酸化シリコン膜７を成膜する。このとき、窒
化シリコン膜６はウエットエッチング時のＫＯＨに対す
る保護膜であり、酸化シリコン膜７はドライエッチング
及びウエットエッチングに対する保護膜となる。次に、
図２（ｃ）に示すように、窒化シリコン膜６にメンブレ
ンに合わせて四角形の窓８をパターニングする。この
時、四角形の窓８は（０１）面オリフラに対して４５
度傾いた形状でさらに最終的に完成するメンブレン形状
９に対して図２（ｄ）のような大きさ及び配置で作製す
る。尚、は１の上にバーがついたものを指す。そして
この窓８がパターニングされた酸化シリコン膜７をマス
クとしてシリコン基板５をドライエッチング法で垂直に
エッチングする。このときエッチング深さは、ボロン濃
度が１×１０²⁰ａｔｏｍ／ｃｍ³になる深さ（ボロンド
ープ層４）から２０μｍ程度の所で停止させる。Next, as shown in FIG. 2B, the surface of the boron-doped layer 4 is protected by a silicon nitride film 6, and a silicon oxide film 7 is formed on the surface to be etched. At this time, the silicon nitride film 6 is a protective film against KOH during wet etching, and the silicon oxide film 7 is a protective film against dry etching and wet etching. next,
As shown in FIG. 2C, a rectangular window 8 is patterned on the silicon nitride film 6 according to the membrane. At this time, the square window 8 is set at 45 degrees with respect to the (01) plane orientation flat.
2 (d) is produced with respect to the membrane shape 9 which is finally inclined and finally completed. In addition, indicates the one with a bar on top. The silicon substrate 5 is vertically etched by a dry etching method using the silicon oxide film 7 having the windows 8 patterned as a mask. At this time, the etching depth is stopped at about 20 μm from the depth at which the boron concentration becomes 1 × 10 ²⁰ atoms / cm ³ (boron doped layer 4).

【００１０】次に、図２（ｆ）に示すように、水酸化カ
リウム水溶液を使ったウエットエッチングで裏面よりボ
ロン濃度が１×１０²⁰ａｔｏｍ／ｃｍ³の部分（ボロン
ドープ層４）までエッチングをしてエッチング速度が遅
くなり水素が発生しなくなった時点でエッチングを終了
させ、メンブレンを完成させる。このとき、面方位の関
係で図２（ｄ）、（ｇ）のように８角形のメンブレン３
を有するレチクル１が完成する。図２（ｆ）で酸化シリ
コン膜７が残った部分が支持部２となる。尚、窒化シリ
コン膜６はメンブレンが完成した後、ＣＦ4等を用いた
ドライエッチング又は熱リン酸等のウエットエッチング
により除去される。Next, as shown in FIG. 2 (f), etching is performed from the back surface to a portion having a boron concentration of 1 × 10 ²⁰ atoms / cm ³ (boron doped layer 4) by wet etching using an aqueous solution of potassium hydroxide. The etching is terminated at the point when the etching rate is reduced and hydrogen is no longer generated, thereby completing the membrane. At this time, an octagonal membrane 3 as shown in FIGS.
Is completed. The portion where the silicon oxide film 7 remains in FIG. After the completion of the membrane, the silicon nitride film 6 is removed by dry etching using CF4 or the like or wet etching such as hot phosphoric acid.

【００１１】次に、本発明の第２の実施形態を図３を用
いて説明する。基板として、活性層が所望の厚さをなし
たＳＯＩウエハを使用する。ＳＯＩウエハは図３（ａ）
に示すように絶縁層１１、酸化シリコン層１２、シリコ
ン層１３とからなる。図３（ｂ）に示すように、上記ウ
エハの裏面（シリコン層１３側）に酸化シリコン１４を
成膜し、ドライエッチングの保護膜とする。そして、最
終的に必要とするメンブレンと同形上のパタンを酸化シ
リコン１４にパターニングする。この時のパターン形状
は図３（ｃ）に示す。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. An SOI wafer having an active layer having a desired thickness is used as a substrate. The SOI wafer is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the insulating layer 11 includes a silicon oxide layer 12 and a silicon layer 13. As shown in FIG. 3B, a silicon oxide film 14 is formed on the back surface of the wafer (on the side of the silicon layer 13) to be used as a protective film for dry etching. Then, a pattern having the same shape as the finally required membrane is patterned on the silicon oxide 14. The pattern shape at this time is shown in FIG.

【００１２】そして、図３（ｄ）に示すように酸化シリ
コンパターンをマスクとして、中間層の酸化シリコン１
２までドライエッチングを行う。酸化シリコンはエッチ
ストップ層となる。つづいて、図３（ｅ）に示すよう
に、中間層の酸化シリコンを、ウエットエッチングで除
去し、メンブレンが完成する。Then, as shown in FIG. 3 (d), using the silicon oxide pattern as a mask,
Perform dry etching up to 2. Silicon oxide serves as an etch stop layer. Subsequently, as shown in FIG. 3E, the silicon oxide in the intermediate layer is removed by wet etching, and the membrane is completed.

【００１３】本実施の形態は第１のものに比して、ドラ
イエッチングのみを用いて作製することができるため、
シリコン基板等を用いた場合の面方位の問題が無く所望
の方向にメンブレンを配置することができる。尚、本発
明のレチクルは透過型、反射型の両者に適用することが
できる。This embodiment can be manufactured using only dry etching as compared with the first embodiment.
The membrane can be arranged in a desired direction without the problem of the plane orientation when using a silicon substrate or the like. The reticle of the present invention can be applied to both transmission type and reflection type.

【００１４】[0014]

【発明の効果】以上のように、メンブレン形状を８角形
にすることで、メンブレンの応力による変形を小さくす
ることができ、良好なレチクル（マスク）を提供するこ
とが可能となる。As described above, by forming the membrane into an octagonal shape, deformation of the membrane due to stress can be reduced, and a good reticle (mask) can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の実施の形態で作製したマスクを示す概
念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a mask manufactured in an embodiment of the present invention.

【図２】本発明の実施の形態によるマスクの作製方法を
示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a method for manufacturing a mask according to an embodiment of the present invention.

【図３】本発明の実施の形態によるマスクの作製方法を
示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a method for manufacturing a mask according to an embodiment of the present invention.

【図４】従来の等倍Ｘ線マスクを示す概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram showing a conventional 1: 1 X-ray mask.

【図５】従来のステンシルマスクを示す概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram showing a conventional stencil mask.

【図６】従来のステンシルマスクを示す概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram showing a conventional stencil mask.

【主要部分の符号の説明】[Explanation of Signs of Main Parts]

１・・・レチクル（マスク） ２・・・・支持部 ３・・・・メンブレン ４・・・・窒化シリコン膜にボロンドープした層 ５・・・・シリコン基板 ６・・・・窒化シリコン膜 ７・・・・酸化シリコン膜 ８・・・・窓パターン ９・・・・完成すべきメンブレンの形状 １１・・・絶縁層 １２・・・酸化シリコン層 １３・・・シリコン層 １４・・・酸化シリコン １００・・・レチクル（マスク） １０１・・・メンブレン １０２・・・パターン １０３・・・タンタル層 １０４・・・窒化シリコン層 １０５・・・シリコン基板 １０６、１０７・・・シリコン １０８・・・支持部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reticle (mask) 2 ... Support part 3 ... Membrane 4 ... Layer doped with boron in silicon nitride film 5 ... Silicon substrate 6 ... Silicon nitride film 7 ... ... silicon oxide film 8 ... window pattern 9 ... shape of membrane to be completed 11 ... insulating layer 12 ... silicon oxide layer 13 ... silicon layer 14 ... silicon oxide 100 ... Reticle (mask) 101 ... Membrane 102 ... Pattern 103 ... Tantalum layer 104 ... Silicon nitride layer 105 ... Silicon substrate 106,107 ... Silicon 108 ... Support

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】メンブレンを使用したレチクルにおいて、
メンブレンの形状を８角形にしたことを特徴とするレチ
クル。1. A reticle using a membrane,
A reticle characterized in that the membrane has an octagonal shape.