JP2001185481A

JP2001185481A - 転写マスク

Info

Publication number: JP2001185481A
Application number: JP2000323119A
Authority: JP
Inventors: Isao Amamiya; 勲雨宮
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2000-10-23
Filing date: 2000-10-23
Publication date: 2001-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】高精度の開口パターンを有する転写マスクを
容易かつ安定的に低コストで製造できる転写マスクの製
造方法を提供する。【解決手段】基板表面に形成された導電層２と、基板
裏面を加工して形成された支持枠部と該支持枠部に支持
された薄膜部と、該薄膜部に形成された貫通孔と、を含
む転写マスクにおいて、前記導電層２は、金属元素の実
密度が６ｇ／ｃｃより大きく、電気抵抗率が６０μΩ・
ｃｍ（ａｔ２５℃）より小さく、熱伝導度が０．０４ｃ
ａｌ／ｃｍ／ｃｍ²／ｓｅｃ／℃より大きく、かつ、磁
性を帯びておらず、ドライエッチングが可能な導電性材
料で構成されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転写マスク及びそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、次世代のサブハーフミクロン領域
またはクオーターミクロン領域の超微細化素子等の製造
技術として、電子線リソグラフィー、イオンビームリソ
グラフィー、Ｘ線リソグラフィー等が注目されている
が、いずれが主流となるかは未だ不透明な状況にある。

【０００３】このような状況下、電子線露光、イオンビ
ーム露光、Ｘ線露光用のマスクとして、Ｓｉ、Ｍｏ、Ａ
ｌ、Ａｕなどの金属箔に穴（開孔）をあけて露光すべき
パターンを形成した転写マスク（ステンシルマスク；St
encil mask）が開発され一部実用化されつつあるが、量
産的実用化には至っていない。

【０００４】特に、電子線を用いてパターンを描画する
電子線リソグラフィーにおいては、部分一括露光、ブロ
ック露光あるいはセルプロジェクション露光と称され
る、露光すべきパターンを分割して得られる各部分に対
応した透過型図形（開孔）を各種形成したマスクを用
い、この開孔で電子ビームを成形して、所定の区画（ブ
ロックまたはセル）を部分的に一括して露光し、この操
作を繰り返して描画を行う描画方式が提案されている。
この部分一括露光による描画方式は、すでに実用化され
ている電子線（細いビームスポット）で露光パターンを
走査して描画を行う直接描画方式（いわゆる一筆書き方
式）において問題であった描画時間が極端に長く低スル
ープットであることに対処すべく案出された方式であ
り、可変矩形による直描方式に比べ高速描画が可能であ
る。

【０００５】このような部分一括露光等に用いられる転
写マスクの製造方法が従来より種々検討されている。例
えば、二枚のシリコン板をＳｉＯ₂層を介して貼り合わ
せた構造のＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板を用
い、ＳｉＯ₂層をエッチング停止層（エッチングストッ
パー層）としてシリコン薄膜部を形成する方法（特開平
６−１３０６５５号等）や、シリコン基板を用いて開口
（開孔）パターン部分を放電加工によって形成する方法
（特開平５−２１７８７６号）、あるいは、シリコン基
板上に感光性ガラスを塗布しこの感光性ガラスをそのま
まマスク材料として用いレジストプロセスの省略を図る
方法（特開平４−２４０７１９号）等が提案されてい
る。

【０００６】これらの各種製造方法のうちでも、転写マ
スク製造時における薄膜部分の耐久性や、開口の加工精
度を考慮すると、基板としてＳＯＩ基板を用い、開口パ
ターン部分をドライエッチングにより高精度に加工し、
その開口部に対応した基板の裏面部分をウエットエッチ
ング（湿式エッチング）により加工する方法が一般的で
ある。より具体的には、例えば、Ｓｉ／ＳｉＯ₂／Ｓｉ
の多層構造からなるＳＯＩ基板を用い、このＳＯＩ基板
の開口パターン形成面側にＳｉＯ₂からなるドライエッ
チング（トレンチエッチング）マスク層を形成した後、
基板全体をシリコン窒化層で覆い、このシリコン窒化層
の裏面部分に開口を形成し基板裏面をウエットエッチン
グにより加工して薄膜部を形成し、シリコン窒化層を除
去した後、開口パターン側のドライエッチング加工を行
う方法が提案されている。

【０００７】また、これとは逆に工程順序を変えて、先
に開口パターンの加工を行い、その後基板の裏面加工を
行う方法も提案されている。さらに、エッチングストッ
パー層としてボロン層を用いた方法も提案されている
（特開平２−７６２１６号等）。

【０００８】上述のようにして製造される従来の転写マ
スクにおいては、そのままでは開口を形成したシリコン
薄膜部が、電子線に対する耐久性に乏しく、放熱特性に
劣るため、通常、シリコン薄膜部の上に金属導電層を形
成し、電子線照射時のマスクの放熱特性や耐久性の向上
を図っている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の転写マスクの製造方法においては、一般に、開
口部を形成した後に、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法等
の真空薄膜形成法によって金属導電層を形成しているの
で、次に示すような問題がある。すなわち、開口部を形
成した後にスパッタ法で金属導電層を形成する方法にあ
っては、スパッタ法は成膜中の分子の平均自由行程が短
いため、開口エッジ部分の金属導電層の形状が下地であ
るシリコン薄膜に対してオーバーハング状態となってし
まい開口精度が損なわれるという問題がある。また、開
口部を形成した後に蒸着法やＣＶＤ法で金属導電層を形
成する方法にあっては、成膜された金属導電層の膜応力
の制御が難しくこの膜応力の影響とともに、ＣＶＤ法で
は一般的に２５０℃以上の成膜温度を必要としこの成膜
温度の影響のため、下地であるシリコン薄膜部が歪んだ
り破損したりするという問題がある。さらに、蒸着法や
ＣＶＤ法では成膜中の分子の平均自由行程が比較的長く
段差被覆性が良いため開口の側壁部分にも不均一な厚さ
の膜が堆積してしまい、あるいは、真空度５×１０^-5to
rr程度以下の条件では開口エッジ部分がオーバーハング
状態となってしまうため、開口精度が損なわれるという
問題がある。

【００１０】このような問題に対し、いくつかの対策が
提案されている。例えば、シリコン基板上に無機層パタ
ーンを形成後、この無機層パターンをマスクとして、シ
リコン基板上に選択的に金属タングステン（金属導電
層）を堆積し、無機層を除去するとともにシリコン基板
を裏面側から溶解除去して、金属タングステンをそのま
まマスク材料とする転写マスクの製造方法が提案されて
いる（特開平６−９７０２５号）。しかし、この方法で
は、そもそも選択的に金属タングステンを堆積させるこ
とが困難であり、仮に形成できたとしても開口パターン
の精度低下を免れ得ず、実用的でない。

【００１１】また他の方法として、シリコン基板の表面
に多量のボロンを打ち込みボロン注入層を形成し、この
ボロン注入層上にタングステン層（金属導電層）を形成
し、このタングステン層上に形成したレジストパターン
をマスクとしてドライエッチングによりボロン注入層上
およびタングステン層のトレンチ加工を行った後、シリ
コン基板を裏面側からアルカリ溶液を用いたウエットエ
ッチングにより溶解除去して、転写マスクを製造する方
法が提案されている（特開平４−１８８６４５号）。し
かし、この方法では、シリコン基板をアルカリ溶液でウ
エットエッチングする際に、アルカリ溶液中で高濃度の
ボロン注入層は溶解しないかあるいは溶解しにくい。こ
のようにアルカリ溶液に溶解しないかあるいは溶解しに
くい高ドーズ量のボロン注入層は、ドライエッチングに
おけるエッチングレートが非常に低いか、あるいはエッ
チングが困難である。したがって、この方法ではスルー
プットの低下は避けられず実用的でない。さらに、イオ
ン注入工程等の高コストプロセスを必要とするため、製
造コストの増加は避けられない。

【００１２】本発明は上述した問題点にかんがみてなさ
れたものであり、高精度の開口パターンを有する転写マ
スクを容易かつ安定的に低コストで製造できる転写マス
クの製造方法の提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の転写マスクの製造方法は、基板裏面をエッチ
ング加工して支持枠部と該支持枠部に支持された薄膜部
を形成する工程と、前記薄膜部に貫通孔を形成する工程
とを含む転写マスクの製造方法において、少なくとも、
基板表面に導電層を形成する工程と、前記導電層上に、
前記導電層のエッチングマスク層を形成する工程と、前
記導電層上に形成したエッチングマスク層をリソグラフ
ィー技術を用いて所望の形状にパターンニングする工程
と、前記パターンニングされたエッチングマスク層をマ
スクとしてドライエッチング技術により、導電層および
基板表面を所定の深さに連続的に加工する工程と、を含
む構成としてある。

【００１４】また、本発明の転写マスクの製造方法は、
上記転写マスクの製造方法において、好ましくは、上記
導電層が、タングステン、タンタル、モリブデン、イリ
ジウムのうちのいずれかの金属、またはこれらの金属を
含む合金、あるいはこれらの金属の金属間化合物からな
る構成、上記導電層のエッチングマスク層が、ＳｉＯ₂
層、Ｓｉ3Ｎ4層、ＳｉＣ層、サイアロン層、ＳｉＯＮ層
のうちのいずれかの層である構成、上記転写マスクの製
造方法において、さらに、基板裏面にウエットエッチン
グマスク層を形成し、このウエットエッチングマスク層
をリソグラフィー技術によってパターンニングする工程
と、基板の表面および側面に低温硬化樹脂層を形成し、
これを硬化処理する工程と、前記低温硬化樹脂層を形成
した基板の裏面をエッチング液に浸し基板裏面のウエッ
トエッチング加工を行う工程と、を含む構成、前記低温
硬化樹脂が、２００℃以下の低温で硬化する樹脂である
構成、前記低温硬化樹脂が、フッ素系樹脂、エチレン系
樹脂、プロピレン系樹脂、シリコン系樹脂、ブタジエン
系樹脂、スチレン系樹脂のうちの少なくとも一種以上を
含む樹脂からなる構成、あるいは、前記ウエットエッチ
ングマスク層が、タングステン、ジルコニウム、チタ
ン、クロム、ニッケル、シリコンのうちのいずれかの金
属、またはこれらの金属を含む合金、あるいはこれらの
金属または合金と酸素、窒素、炭素のうちの少なくとも
一以上元素とを含む金属化合物からなる構成としてあ
る。

【００１５】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
転写マスクの製造方法においては、複数の工程が含まれ
これらの工程順序は目的に応じて任意に定めることがで
きるのであるが、説明の便宜上そのうちの一工程順序に
従い説明を行う。

【００１６】図１は本発明による転写マスクの製造工程
の一例を示す工程説明図である。本発明においては、図
１に示すように、まず基板１表面に導電層２を形成する
（図１（ａ））。ここで、基板材料としては、Ｓｉ、Ｍ
ｏ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕなどが挙げられるが、耐薬品性、
加工条件、寸法精度等の観点から、シリコン基板、ＳＯ
Ｉ基板等を用いることが好ましい。

【００１７】また、導電層２は、その金属元素の実密度
が６ｇ／ｃｃより大きく、電気抵抗率が６０μΩ・ｃｍ
（ａｔ２５℃）より小さく、熱伝導度が０．０４ｃａｌ
／ｃｍ／ｃｍ²／ｓｅｃ／℃より大きく、これらの条件
をすべて満たし、かつ、磁性を帯びておらず、ドライエ
ッチングが可能な導電性材料等で構成することが好まし
い。具体的には、導電層２は、タングステン、タンタ
ル、モリブデン、イリジウムなどの金属、またはこれら
の金属を含む合金、あるいはこれらの金属の金属間化合
物などの金属材料で構成することが好ましい。これは、
これらの金属系等はドライエッチングが可能であり、ま
た、これらの金属系等の線膨脹係数の値が、金系元素に
比べ、転写マスク材となるシリコンの線膨脹係数の値に
近いため、電子線照射時の熱歪み等によるパターンの位
置ずれを大幅に低減できるからである。

【００１８】導電層２の形成方法としては、スパッタ
法、蒸着法、ＣＶＤ法、電着法などの薄膜形成方法が挙
げられるが、高品位な膜レベル（膜の緻密性や結晶構
造、無欠陥性など）を必要とするため、スパッタ法また
はＣＶＤ法を用いることが好ましい。

【００１９】導電層２の厚さは、０．１〜３．０μの範
囲とするのが適当である。導電層２の厚さが、０．１μ
より薄いと電子線に対する耐久性が乏しくなり、３．０
μを越えると高精度なドライエッチング加工が困難とな
る。

【００２０】次に、導電層２上および基板１裏面にそれ
ぞれＳｉＯ₂層（導電層のエッチングマスク層）３、お
よびＳｉＯ₂層４を形成する（図１（ｂ））。ここで、
導電層２上にのみＳｉＯ₂層３を形成してもよいが、基
板１の反りを考慮すると基板の両面にバランスの良い厚
さ（例えば、０．５〜３．０μ）で形成することが好ま
しい。ＳｉＯ₂層の形成方法としては、スパッタ法、蒸
着法、熱酸化法、ＣＶＤ法などの薄膜形成方法が挙げら
れるが、導電層の表面酸化防止等の加熱に伴う導電層の
劣化を避けるため、室温スパッタ法、室温ＣＶＤ法など
の薄膜形成方法を用いることが好ましい。なお、ＳｉＯ
₂層３の代わりに、導電層２のエッチングマスク層とし
て、Ｓｉ3Ｎ4層、ＳｉＣ層、サイアロン（ＳｉとＡｌの
複合混合物）層、ＳｉＯＮ層などの層を形成してもよ
い。

【００２１】次いで、ＳｉＯ₂層３をリソグラフィー技
術を用いて所望の形状にパターンニングする。具体的に
は、例えば、ＳｉＯ₂層３上にレジストを塗布し、露
光、現像によってレジストパターン（図示せず）を形成
し、このレジストパターンをマスクとしてＳｉＯ₂層３
のエッチングを行い、レジストパターンをＳｉＯ₂層３
に転写する（図１（ｂ））。この場合、パターン精度を
考慮すると、ＳｉＯ₂層３のエッチングは、フロロカー
ボン系ガスをエッチングガスとするドライエッチングに
より行うことが好ましい。

【００２２】次に、レジストを除去した後、パターンニ
ングされたＳｉＯ₂層３をマスクとしてドライエッチン
グにより導電層２および基板１表面のトレンチエッチン
グ（溝状にエッチング加工すること）を行い、ＳｉＯ₂
パターンをこれらに転写する（図１（ｃ））。

【００２３】この場合、基板１表面のトレンチエッチン
グの深さは、所定の厚さの薄膜部を形成すべく所定の深
さ（例えば、５〜３０μ）とする。

【００２４】また、ドライエッチングに用いるエッチン
グガスは特に制限されないが、例えば、タングステンの
エッチングガスとしてはＣＢｒＦ₃ガスや、ＣＦ₄／Ｏ₂
混合ガス等が、タンタルのエッチングガスとしてはＣｌ
₄ガス等が、シリコン基板のエッチングガスとしてはＨ
Ｂｒガス、Ｃｌ₂／Ｏ₂混合ガス、ＳｉＣｌ₄／Ｎ₂混合ガ
ス等が挙げられる。なお、ＳＦ₆ガス等を用いて導電層
とシリコン基板とを同一エッチングガスで連続的にエッ
チングしてもよい。このように、同一エッチングガスで
連続的にエッチングを行うと、エッチングの異方性と等
方性の差が発生せず、高いスループットが得られるとい
う点で有利である。

【００２５】本発明では、従来に比べ、導電層を含めた
開口部の形成を、連続ドライエッチングにより一工程で
しかも短時間で行うことができる。すなわち、従来一般
的に行われてきた開口部形成後に金属導電層を形成する
方法に比べ工程の簡略化が図られるとともに、ボロン注
入層を用いる技術等に比べ短時間で導電層を含めた開口
部の形成を行うことができる。また、本発明では、従来
に比べ、導電層を含めた開口部の形成を、高精度かつ容
易に行うことができる。すなわち、従来一般的に行われ
てきた開口部形成後に金属導電層を形成する方法に比
べ、導電層を含めた開口部の高精度化が図られるととも
に、ボロン注入層を用いる技術等に比べ容易に導電層を
含めた開口部の形成を行うことができる。

【００２６】次に、不必要層となったＳｉＯ₂層３、４
を剥離液（緩衝弗酸、希弗酸等）で除去した後、基板裏
面にウエットエッチングマスク層５を形成し（図１
（ｄ））、このウエットエッチングマスク層５をリソグ
ラフィー技術によってパターンニングする（図１
（ｅ））。ただし、ウエットエッチング液の種類によっ
ては、ＳｉＯ₂層４をそのままウエットエッチングマス
ク層５として使用可能であるので、この場合は、ＳｉＯ
₂層を除去せずにそのまま用いてもよい。

【００２７】ここで、ウエットエッチングマスク層５
は、タングステン、ジルコニウム、チタン、クロム、ニ
ッケル、シリコンなどの金属単体、またはこれらの金属
を含む合金、あるいはこれらの金属または合金と酸素、
窒素、炭素のうちの少なくとも一以上元素とを含む金属
化合物で構成することが好ましい。これは、これらの金
属系は低温ウエットエッチングによるパターンニングが
可能であるとともに、これらの金属系の除去も１００℃
以下の低温ウエットエッチングで行うことができるの
で、これらの処理中に薄膜部の破損等が生じないからで
ある。

【００２８】ウエットエッチングマスク層５の形成方法
としては、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法などの薄膜形
成方法が挙げられるが、膜質が悪いとエッチング液がし
み込みシリコン基板に食孔（エッチピット）が生じるの
でこれを避けるために高品位の膜質が要求されるという
観点、および高温成膜では熱ストレス等によりクラック
等のダメージが入ることがあるのでこれを避けるという
観点から、３５０℃以下のスパッタ法またはＣＶＤ法が
好ましい。

【００２９】ウエットエッチングマスク層５の厚さは、
１０００〜１００００オングストロームの範囲とするの
が適当である。ウエットエッチングマスク層５の厚さ
が、１０００オングストロームより薄いとシリコン基板
を完全に被覆できず、１００００オングストロームを越
えると成膜に長時間を要するとともに膜応力の影響も増
大する。

【００３０】ウエットエッチングマスク層５のパターン
ニングは、具体的には、ウエットエッチングマスク層５
上にレジストを塗布しリソグラフィー法によってレジス
トパターン（図示せず）を形成し、このレジストパター
ンをマスクとし、エッチング液にてウエットエッチング
マスク層５をウエットエッチングして、パターンニング
する（図１（ｅ））。

【００３１】また、ウエットエッチングに用いるエッチ
ング液は特に制限されないが、例えば、チタンのエッチ
ング液としては４％希弗硝酸水溶液等が、クロムのエッ
チング液としては硝酸第二セリウム・アンモニウム／過
塩素酸水溶液等が、ニッケルのエッチング液としては塩
化第二鉄等が、タングステンのエッチング液としては赤
血塩（フェリシアン化カリウム）水溶液等が挙げられ
る。

【００３２】次に、基板の表面および側面に低温硬化樹
脂層６を形成し、これを加熱あるいは室温放置して硬化
処理する（図１（ｅ））。この低温硬化樹脂層６は基板
裏面をウエットエッチング加工する際の基板裏面以外の
部分の保護層としての役割を果たす。

【００３３】ここで、低温硬化樹脂は、２００℃以下の
低温で硬化する樹脂を用いることが好ましい。硬化温度
が２００℃を越えると、硬化処理時の熱ストレスによる
影響で薄膜部等の歪みや破損が生じる。このような熱ス
トレスによる影響をより完全に避けるためには、室温で
硬化する樹脂を用いることがより好ましい。

【００３４】このような低温硬化樹脂としては、フッ素
系樹脂、エチレン系樹脂、プロピレン系樹脂、シリコン
系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン系樹脂のうちの少
なくとも一種以上を含む樹脂等が挙げられる。

【００３５】基板の表面および側面に低温硬化樹脂層６
を形成する方法としては、スピンコート法、ディッピン
グ法、スプレイ法などが挙げられが、ハンドリングや作
業効率等を考慮するとスピンコート法が好ましい。基板
側面の被覆はスピンコート法における初期低速回転時等
に基板側面に樹脂を回り込ませて行う。

【００３６】低温硬化樹脂層６の厚さは、３０〜１００
０ミクロンとするのが適当である。低温硬化樹脂層６の
厚さが、３０ミクロンより薄いとエッチング液に対する
耐久性や保護層としての機能が乏しくなり、１０００ミ
クロンを越えると硬化処理や除去処理に時間がかかる。

【００３７】低温硬化樹脂層は、その形成、除去に際し
他の部分に熱ストレスによる影響を与えることがなく、
スピンコーティング法等で簡単に形成でき、段差被覆性
に優れ、エッチング液の液浸食を完全に防ぐことができ
る。したがって、安定的かつ容易に転写マスクを製造す
ることに寄与する。

【００３８】次に、低温硬化樹脂層６を形成した基板の
裏面をエッチング液に浸し、基板裏面のエッチング加工
を行う（図１（ｆ））。ここで、エッチング液として
は、ＫＯＨ、ＮａＯＨ等のアルカリ水溶液や、アルコー
ル等を含むアルカリ水溶液、有機アルカリ等が挙げられ
る。

【００３９】エッチングの温度は、熱ストレスによる影
響を避けるため、１５０℃以下の低温とすることが好ま
しく、１１０℃以下の低温とすることがより好ましい。
エッチング方法としては、浸漬（ディッピング）法等が
挙げられる。

【００４０】なお、本発明では、エッチング時間をコン
トロールすることで基板裏面のエッチング量（深さ）を
制御できるので、ＳＯＩ基板などにおけるエッチングス
トッパー層（ＳｉＯ₂、ボロンなど）が不要となり、し
たがってベアシリコン（普通のシリコン基板）が使用で
き、低コスト化に寄与できる。

【００４１】最後に、不必要層となった低温硬化樹脂層
６を有機溶剤等で除去し、同じくウエットエッチングマ
スク層５をエッチング液等にて除去して、転写マスクを
得る（図１（ｇ））。この際、これらの層の除去温度
は、熱ストレスによる影響を避けるため、１００℃以下
の低温とすることが好ましく、室温とすることがより好
ましい。

【００４２】なお、本発明の転写マスクの製造方法にお
いては、上述したように複数の工程が含まれるが、これ
らの工程順序には制限がなく、目的にあわせて任意に工
程順序を定めることができる点も特徴であり、自由度が
高い。

【００４３】

【実施例】以下、実施例にもとづき本発明をさらに具体
的に説明する。

【００４４】実施例１図２は本発明による転写マスクの製造工程の一例を示す
工程説明図である。図２に示すように、まずシリコン基
板１１上に、スパッタ法により厚さ１μのタングステン
層１２を形成し（図２（ａ））、さらに、タングステン
層１２上およびシリコン基板１１裏面にそれぞれスパッ
タ法により厚さ２μのＳｉＯ₂層１３、１４を形成し
た。

【００４５】次いで、ＳｉＯ₂層１３上にレジストを塗
布しリソグラフィー法によってレジストパターン（図示
せず）を形成し、このレジストパターンをマスクとして
ドライエッチングによりＳｉＯ₂層１３のエッチングを
行い、レジストパターンをＳｉＯ₂層３に転写した（図
２（ｂ））。

【００４６】レジストを除去した後、パターンニングさ
れたＳｉＯ₂層１３をマスクとしてドライエッチングに
よりタングステン層１２およびシリコン基板１１表面の
トレンチエッチングを行い、ＳｉＯ₂パターンをこれら
に転写した（図２（ｃ））。なお、タングステン層１２
のエッチングガスとしてＣＢｒＦ₃を使用し、シリコン
基板１１表面のエッチングガスとしてＨＢｒを使用し
た。

【００４７】次に、ＳｉＯ2層１３、１４を緩衝弗酸で
除去した後、基板１１裏面に室温スパッタ法にて厚さ３
０００オングストロームの金属チタン層１５を形成した
（図２（ｄ））。

【００４８】この金属チタン層１５上にレジストを塗布
しリソグラフィー法によってレジストパターン（図示せ
ず）を形成し、このレジストパターンをマスクとし、４
％希弗硝酸水溶液にて金属チタン層１５をウエットエッ
チングして、金属チタン層１５をパターンニングした
（図２（ｅ））。

【００４９】次いで、基板の表面および側面にフッ素樹
脂を塗布してフッ素樹脂層１６を形成し、１５０℃で加
熱してフッ素樹脂層１６の硬化処理を行った（図２
（ｅ））。

【００５０】この基板を１００℃に加熱したＫＯＨ水溶
液に浸漬し、シリコン基板１１裏面のエッチング加工を
行なった（図２（ｆ））。

【００５１】最後に、フッ素樹脂層１６を有機溶剤で除
去し、金属チタン層１５を４％希弗硝酸水溶液にて除去
して、転写マスクを得た（図２（ｇ））。

【００５２】実施例２図３は本発明による転写マスクの製造工程の一例を示す
工程説明図である。図３に示すように、まずＳＯＩ基板
３１上に、スパッタ法により厚さ１μのタンタル層３２
を形成し（図３（ａ））、さらに、ＳＯＩ基板３１裏面
に室温スパッタ法により厚さ３０００オングストローム
の窒化クロム層３５を形成した（図３（ｂ））。

【００５３】この窒化クロム層３５上にレジストを塗布
しリソグラフィー法によってレジストパターン（図示せ
ず）を形成し、このレジストパターンをマスクとし、硝
酸第二セリウム・アンモニウム／過塩素酸水溶液にて窒
化クロム層３５をウエットエッチングして、窒化クロム
層３５をパターンニングした（図３（ｂ））。

【００５４】次いで、基板の表面および側面にエチレン
−プロピレン系樹脂を３００μの厚さで塗布してエチレ
ン−プロピレン系樹脂層３６を形成し、９０℃で加熱し
て硬化処理を行った（図３（ｃ））。

【００５５】この基板を７０℃に加熱したＩＰＡ（イソフ゜
ロヒ゜ルアルコール）を１０％添加したＫＯＨ水溶液に浸漬し、
ＳＯＩ基板３１裏面のエッチング加工を行なって薄膜部
分を形成した（図３（ｄ））。

【００５６】次いで、エチレン−プロピレン系樹脂層３
６を有機溶剤で除去し、金属クロム層３５を上記と同じ
硝酸第二セリウム・アンモニウム／過塩素酸水溶液にて
除去した（図３（ｅ））。

【００５７】次に、タンタル層３２上にＣＶＤ法により
厚さ１．８μのＳｉＯ2層３３を形成した。次いで、Ｓ
ｉＯ₂層３３上にレジストを塗布しリソグラフィー法に
よってレジストパターン（図示せず）を形成し、このレ
ジストパターンをマスクとしてドライエッチングにより
ＳｉＯ₂層３３のエッチングを行い、レジストパターン
をＳｉＯ₂層３３に転写した（図３（ｅ））。

【００５８】レジストを除去した後、パターンニングさ
れたＳｉＯ₂層３３をマスクとしてドライエッチングに
よりタンタル層３２およびＳＯＩ基板３１表面のトレン
チエッチングを行い、開口部（透過孔）を形成した（図
３（ｆ））。なお、タンタル層３２のエッチングガスと
してＣｌ2を使用し、ＳＯＩ基板３１表面のエッチング
ガスとしてＣｌ₂／ＳＦ₆／ＳｉＣｌ₄混合ガスを使用し
た。

【００５９】最後に、ＳｉＯ₂層３３および中間ＳｉＯ₂
層を緩衝弗酸で除去して、転写マスクを得た（図３
（ｇ））。

【００６０】実施例３図４は本発明による転写マスクの製造工程の一例を示す
工程説明図である。図４に示すように、まずＳＯＩ基板
４１上に、スパッタ法により厚さ１μのタングステン層
４２を形成し（図４（ａ））、さらに、ＳＯＩ基板４１
裏面に室温スパッタ法により厚さ２０００オングストロ
ームのニッケル層４５を形成した（図４（ｂ））。

【００６１】このニッケル層４５上にレジストを塗布し
リソグラフィー法によってレジストパターン（図示せ
ず）を形成し、このレジストパターンをマスクとし、塩
化第二鉄溶液にてニッケル層４５をウエットエッチング
して、ニッケル層４５をパターンニングした（図４
（ｂ））。

【００６２】次いで、タングステン層４２上に、スピン
コート法により厚さ２．０μの感光性ＳＯＧ（スピン・
オングラス）層４３を形成し、この感光性ＳＯＧ層４３
を電子線リソグラフィー法によってパターンニングした
後２００℃でベーキング処理を施して、パターンニング
されたＳｉＯ₂層４３を得た（図４（ｃ））。

【００６３】続いて、パターンニングされたＳｉＯ₂層
４３をマスクとしてドライエッチングによりタングステ
ン層４２およびＳＯＩ基板４１表面のトレンチエッチン
グを行い、ＳｉＯ₂パターンをこれらに転写した（図４
（ｄ））。なお、タングステン層４２のエッチングガス
およびＳＯＩ基板４１表面のシリコン層のエッチングガ
スとして、同じＣｌ₂／ＳＦ₆混合ガスを使用し連続的に
エッチングした。

【００６４】次に、基板の表面および側面にシリコン樹
脂を２００μの厚さで塗布してシリコン樹脂層４６を形
成し、１００℃で加熱してシリコン樹脂層４６の硬化処
理を行った（図４（ｅ））。

【００６５】この基板を、シリコン樹脂層４６を保護層
としニッケル層４５をエッチングマスク層として、９０
℃に加熱したＮａＯＨ水溶液に浸漬し、ＳＯＩ基板４１
裏面のエッチング加工を行い、薄膜部を形成した（図４
（ｆ））。

【００６６】最後に、シリコン樹脂層４６を有機溶剤で
除去し、ニッケル層４５を塩化第二鉄溶液で除去し、Ｓ
ｉＯ₂層４３および中間ＳｉＯ₂層を緩衝弗酸にて除去し
て、転写マスクを得た（図４（ｇ））。

【００６７】なお、上記実施例１〜３において、低温硬
化樹脂層によって、基板裏面のウエットエッチング時に
おけるエッチング液の浸食を完全に防止できることが確
認された。また、全工程を通じて、熱ストレスの影響を
回避できることが確認され、工程途中で破損等が全く生
じず、安定的に転写マスクを製造できることが確認され
た。

【００６８】以上好ましい実施例をあげて本発明を説明
したが、本発明は必ずしも上記実施例に限定されるもの
ではない。例えば、ウエットエッチングマスク層とし
て、ジルコニウム、タングステン等を採用しても同様の
結果が得られた。また、低温硬化樹脂としては、ブタジ
エン系樹脂、スチレン系樹脂や、実施例で使用した樹脂
を含め混合系樹脂を使用しても同様の結果が得られた。
また、本発明の転写マスクの製造方法は、電子線露光マ
スクの他、イオンビーム露光用マスク等の製造方法にも
利用できる。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の転写マスク
の製造方法によれば、導電層を含めた開口部の形成を、
連続ドライエッチングにより一工程でしかも短時間で行
うことができるとともに、高精度かつ容易に行うことが
できる。

【００７０】また、低温で形成、除去が可能な低温硬化
樹脂層およびウエットエッチングマスク層を採用するこ
とで、熱ストレスによる影響を回避できるとともに、ウ
エットエッチングプロセスを多く採用することで簡易プ
ロセス化および低コスト化を図ることができる。

【００７１】さらに、低温硬化樹脂層は、簡単に形成で
き、段差被覆性に優れ、エッチング液の液浸食を完全に
防ぐことができる。

【００７２】また、本発明では、基板のエッチングスト
ッパー層が不要であり、ベアシリコンを使用できる。

【００７３】このように本発明によれば、高精度の開口
パターンを有する転写マスクを容易かつ安定的に低コス
トで製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による転写マスクの製造工程の一例を
示す工程説明図である。

【図２】本発明による転写マスクの製造工程の他の例
を示す工程説明図である。

【図３】本発明による転写マスクの製造工程の他の例
を示す工程説明図である。

【図４】本発明による転写マスクの製造工程の他の例
を示す工程説明図である。

【符号の説明】１基板２導電層３ＳｉＯ₂層４ＳｉＯ₂層５ウエットエッチングマスク層６低温硬化樹脂層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子線照射時のマスクの放熱特性や耐久
性の向上を図る目的で転写マスク上に形成される金属導
電層に関し、前記導電層は、金属元素の実密度が６ｇ／
ｃｃより大きく、電気抵抗率が６０μΩ・ｃｍ（ａｔ２
５℃）より小さく、熱伝導度が０．０４ｃａｌ／ｃｍ／
ｃｍ²／ｓｅｃ／℃より大きく、かつ、磁性を帯びてお
らず、ドライエッチングが可能な導電性材料で構成され
ていることを特徴とする転写マスク。
【請求項２】基板表面に形成された導電層と、基板裏
面を加工して形成された支持枠部と該支持枠部に支持さ
れた薄膜部と、該薄膜部に形成された貫通孔と、を含む
転写マスクにおいて、前記導電層は、金属元素の実密度が６ｇ／ｃｃより大き
く、電気抵抗率が６０μΩ・ｃｍ（ａｔ２５℃）より小
さく、熱伝導度が０．０４ｃａｌ／ｃｍ／ｃｍ ²／ｓｅ
ｃ／℃より大きく、かつ、磁性を帯びておらず、ドライ
エッチングが可能な導電性材料で構成されていることを
特徴とする転写マスク。
【請求項３】基板裏面をエッチング加工して支持枠部
と該支持枠部に支持された薄膜部を形成する工程と、前
記薄膜部に貫通孔を形成する工程とを含む転写マスクの
製造方法において、少なくとも、基板表面に導電層を形
成する工程と、前記導電層上に、前記導電層のエッチン
グマスク層を形成する工程と、前記導電層上に形成した
エッチングマスク層をリソグラフィー技術を用いて所望
の形状にパターンニングする工程と、前記パターンニン
グされたエッチングマスク層をマスクとしてドライエッ
チング技術により、導電層および基板表面を所定の深さ
に連続的に加工する工程と、を含む転写マスクの製造方
法、を経て得られた転写マスクにおいて、前記導電層は、金属元素の実密度が６ｇ／ｃｃより大き
く、電気抵抗率が６０μΩ・ｃｍ（ａｔ２５℃）より小
さく、熱伝導度が０．０４ｃａｌ／ｃｍ／ｃｍ ²／ｓｅ
ｃ／℃より大きく、かつ、磁性を帯びておらず、ドライ
エッチングが可能な導電性材料で構成されていることを
特徴とする転写マスク。
【請求項４】前記導電層が、タングステン、タンタ
ル、モリブデン、イリジウムのうちのいずれかの金属、
またはこれらの金属を含む合金、あるいはこれらの金属
の金属間化合物からなることを特徴とする請求項１乃至
３のいずれかに記載の転写マスク。
【請求項５】前記導電層は、スパッタ法又はＣＶＤ法
によって形成されたものであることを特徴とする請求項
１乃至４のいずれかに記載の転写マスク。
【請求項６】前記支持枠部及び前記薄膜部は、シリコ
ン基板を加工して得られたものであることを特徴とする
請求項２乃至５のいずれかに記載の転写マスク。
【請求項７】前記基板はシリコン基板であって、前記
導電層とシリコン基板とを同一エッチングガスで連続的
にエッチングして得られた転写マスクであることを特徴
とする請求項１乃至６のいずれかに記載の転写マスク。