JP2003174030A - Wafer and manufacturing method therefor, and transfer mask using the wafer - Google Patents
Wafer and manufacturing method therefor, and transfer mask using the waferInfo
- Publication number
- JP2003174030A JP2003174030A JP2002282574A JP2002282574A JP2003174030A JP 2003174030 A JP2003174030 A JP 2003174030A JP 2002282574 A JP2002282574 A JP 2002282574A JP 2002282574 A JP2002282574 A JP 2002282574A JP 2003174030 A JP2003174030 A JP 2003174030A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- thin film
- silicon oxide
- substrate
- oxide thin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に形成した
酸化シリコン薄膜の応力制御に関するものであり、特に
は、それをエッチングのハードマスクやストッパーとし
て用いた時の転写マスクの製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to stress control of a silicon oxide thin film formed on a substrate, and more particularly to a method of manufacturing a transfer mask when it is used as a hard mask or a stopper for etching.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、半導体素子の微細化が急速に進ん
でいる。そのような微細パターンを有する素子の製造技
術として、様々な露光技術が開発されてきた。例えば、
電子線部分一括露光や電子線ステッパー露光のような電
子線を用いる露光法、イオンを用いる露光法、真空紫外
域の光を用いる露光法、極紫外域の光を用いる露光法等
がある。2. Description of the Related Art In recent years, miniaturization of semiconductor devices has been rapidly progressing. Various exposure techniques have been developed as a manufacturing technique of an element having such a fine pattern. For example,
There are an electron beam exposure method such as electron beam partial batch exposure and electron beam stepper exposure, an ion exposure method, an exposure method using light in the vacuum ultraviolet region, and an exposure method using light in the extreme ultraviolet region.
【０００３】これらに共通する要素技術としてエッチン
グがあり、とりわけドライエッチングによる超微細パタ
ーンの形成技術が、パターン形成などに広く用いられて
いるとともに、いかにして精密なパターン形成を行う
か、あるいはそれを維持するかが永遠のテーマとなって
いる。Etching is a common elemental technique to these, and in particular, a technique for forming an ultrafine pattern by dry etching is widely used for patterning, and how to form a precise pattern, or Keeping up is an eternal theme.
【０００４】例えば、電子線ステッパー露光用に用いら
れるステンシルマスクでは、マスクパターンの加工精度
が重要である。特に、マスクの膜厚とマスクパターンの
線幅（電子ビームの透過孔の径）との比であるアスペク
ト比が問題となる。マスクパターンは、ドライエッチン
グにより加工されるが、アスペクト比は、通常、１０程
度である。従って、例えば、線幅０．２μｍのパターン
（縮小露光で半導体基板上では０．０５μｍとなる）を
形成するには、マスクの膜厚は、２μｍ程度が限界とな
り、これ以上厚くはできないが、これをドライエッチン
グするには、エッチング選択比の高いパターン形成用の
エッチングマスクやエッチングストッパーが必要にな
る。For example, in a stencil mask used for electron beam stepper exposure, the mask pattern processing accuracy is important. In particular, the aspect ratio, which is the ratio of the film thickness of the mask to the line width of the mask pattern (diameter of the electron beam transmission hole), becomes a problem. The mask pattern is processed by dry etching, but the aspect ratio is usually about 10. Therefore, for example, in order to form a pattern having a line width of 0.2 μm (which is 0.05 μm on the semiconductor substrate by reduction exposure), the film thickness of the mask is limited to about 2 μm, and it cannot be made thicker than this. To dry-etch this, an etching mask or an etching stopper for forming a pattern having a high etching selection ratio is required.
【０００５】通常、ステンシルマスクを構成する薄膜の
材質として単結晶シリコンを用いる場合、薄膜を支えて
マスクの平面性を維持するために、基板が必要である。
この基板としては、加工性や入手容易性の点から、単結
晶シリコンが用いられている。そして、エッチングによ
り薄膜の微細加工を行うため、２枚の単結晶シリコン基
板により酸化シリコン薄膜を挟んだ構造のＳＯＩ（Sili
con On Insulator）基板を用い、マスクパターンは、
一方の単結晶シリコン基板を研磨して所定の膜厚にし、
次いでパターニングすることにより作製されている。こ
の時、ＳＯＩ基板の中間層である酸化シリコン薄膜は、
マスクパターンを加工する際のエッチングストッパーと
して機能する。これは、単結晶シリコンとのエッチング
選択比が高く、酸化シリコン薄膜の膜厚を薄くできるか
らである。（例えば、特許文献１参照。）Generally, when single crystal silicon is used as the material of the thin film forming the stencil mask, a substrate is required to support the thin film and maintain the flatness of the mask.
As this substrate, single crystal silicon is used in terms of workability and availability. Since the thin film is finely processed by etching, an SOI (Silicon) structure having a silicon oxide thin film sandwiched between two single crystal silicon substrates is used.
con On Insulator) substrate, the mask pattern is
One of the single crystal silicon substrates is polished to a predetermined film thickness,
Then, it is produced by patterning. At this time, the silicon oxide thin film which is the intermediate layer of the SOI substrate is
It functions as an etching stopper when processing the mask pattern. This is because the etching selectivity with respect to single crystal silicon is high and the thickness of the silicon oxide thin film can be reduced. (For example, refer to Patent Document 1.)
【０００６】[0006]
【特許文献１】特開平１１−５４４０９号公報（請求項
１）[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 11-54409 (Claim 1)
【０００７】しかし、この場合、ステンシルマスクの製
造工程において、酸化シリコン薄膜と基板たる単結晶シ
リコンとの応力差によって、薄膜化された単結晶シリコ
ン基板が反ったり、形成されるパターンによっては応力
集中により、パターンに亀裂が入るという現象が発生す
る。そのため、酸化シリコン薄膜を除去した後にパター
ニングを行わなければならず、パターニング順序の自由
度がなく、製造を難しいものにしている。In this case, however, in the process of manufacturing the stencil mask, the thinned single crystal silicon substrate warps due to the stress difference between the silicon oxide thin film and the single crystal silicon as the substrate, or stress concentration depending on the formed pattern. As a result, a phenomenon that a pattern is cracked occurs. Therefore, patterning must be performed after removing the silicon oxide thin film, and there is no degree of freedom in the patterning sequence, which makes manufacturing difficult.
【０００８】一方、酸化シリコン薄膜は、上述のように
単結晶シリコンとのエッチング選択比が高いため、酸化
シリコン薄膜の厚さを薄くでき、より高精細なパターニ
ングが可能であるという利点があり、エッチングマスク
としても利用を検討されているが、応力差が大きいた
め、反った状態でのパターニングになり、酸化シリコン
薄膜を除去した際にパターンの位置ズレが生じてしまう
問題があった。On the other hand, since the silicon oxide thin film has a high etching selection ratio with respect to single crystal silicon as described above, it has the advantage that the thickness of the silicon oxide thin film can be reduced and higher-definition patterning is possible. Although its use as an etching mask has also been studied, there is a problem in that patterning occurs in a warped state due to a large difference in stress, resulting in pattern misalignment when the silicon oxide thin film is removed.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来の
問題に鑑みなされたもので、その目的とするところは、
単結晶シリコンに対してエッチング選択比の高い酸化シ
リコン薄膜を、エッチングマスクやエッチングストッパ
ーとして自由度の高い性能を発揮できるように応力制御
した酸化シリコン薄膜を設けたウェハを提供することに
ある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and its object is to:
It is an object of the present invention to provide a wafer provided with a silicon oxide thin film having a high etching selection ratio with respect to single crystal silicon, and a stress-controlled silicon oxide thin film provided so as to exhibit a high degree of freedom as an etching mask or etching stopper.
【００１０】本発明の他の目的は、応力制御を施した酸
化シリコン薄膜を用いた転写マスクを提供することにあ
る。Another object of the present invention is to provide a transfer mask using a silicon oxide thin film whose stress is controlled.
【００１１】本発明の他の目的は、応力制御を施した酸
化シリコン薄膜を用いた転写マスクを用いた荷電粒子線
の露光方法を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a method for exposing a charged particle beam using a transfer mask using a stress-controlled silicon oxide thin film.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明において上記課題
を達成するために、先ず本発明の第１の発明は、酸化シ
リコン薄膜と基板からなるウェハであって、該酸化シリ
コン薄膜は、基板との間で応力の調整が行われているこ
とを特徴とするウェハである。このような構成にするこ
とで、基板全体の反りを防止することが可能になる。In order to achieve the above object in the present invention, a first invention of the present invention is a wafer comprising a silicon oxide thin film and a substrate, wherein the silicon oxide thin film is a substrate. The wafer is characterized in that the stress is adjusted between the two. With such a structure, it becomes possible to prevent warpage of the entire substrate.
【００１３】また、本発明の第２の発明は、前記酸化シ
リコン薄膜は、酸素及びシリコン以外の元素として、ホ
ウ素、窒素、炭素、ゲルマニウム、リン、砒素、アンチ
モンから選ばれる１種又は２種以上の元素が含まれるこ
とを特徴とする請求項１に記載のウェハである。このよ
うな構成にすることで、基板全体の反りを防止すること
が可能になる。In a second aspect of the present invention, the silicon oxide thin film is one or more elements selected from boron, nitrogen, carbon, germanium, phosphorus, arsenic and antimony as elements other than oxygen and silicon. 2. The wafer according to claim 1, wherein the wafer contains the element. With such a structure, it becomes possible to prevent warpage of the entire substrate.
【００１４】また、本発明の第３の発明は、前記基板
が、Ｓｉウェハであることを特徴とする請求項１又は２
に記載のウェハである。このような構成にすることで、
基板全体の反りを防止することが可能になる。A third aspect of the present invention is characterized in that the substrate is a Si wafer.
The wafer described in 1. With this configuration,
It is possible to prevent warpage of the entire substrate.
【００１５】また、本発明の第４の発明は、前記基板
が、ＳＯＩウェハであって、該ＳＯＩウェハの支持基板
側の単結晶シリコンに開口部が形成されていることを特
徴とする請求項１又は２に記載のウェハである。このよ
うな構成にすることで、マスク母体に対するエッチング
選択比が高い酸化シリコン薄膜をハードマスクとして使
用する際にも基板全体の反りを防止することが可能にな
る。A fourth aspect of the present invention is characterized in that the substrate is an SOI wafer, and an opening is formed in single crystal silicon on the supporting substrate side of the SOI wafer. The wafer according to item 1 or 2. With such a configuration, it is possible to prevent warpage of the entire substrate even when using a silicon oxide thin film having a high etching selection ratio with respect to the mask base as a hard mask.
【００１６】また、本発明の第５の発明は、前記基板
が、ダイヤモンド膜、アモルファスＤＬＣ膜から選ばれ
る１種を設けたＳｉウェハ、もしくはガラス基板であっ
て、該Ｓｉウェハ、もしくはガラス基板に開口部が形成
されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のウ
ェハである。このような構成にすることで、マスク母体
に対するエッチング選択比が高い酸化シリコン薄膜をハ
ードマスクとして使用する際にも基板全体の反りを防止
することが可能になる。Further, in a fifth aspect of the present invention, the substrate is a Si wafer or a glass substrate provided with one kind selected from a diamond film and an amorphous DLC film. The wafer according to claim 1 or 2, wherein an opening is formed. With such a configuration, it is possible to prevent warpage of the entire substrate even when using a silicon oxide thin film having a high etching selection ratio with respect to the mask base as a hard mask.
【００１７】また、本発明の第６の発明は、請求項１〜
３の何れかのウェハを用いて、酸化シリコン薄膜側に、
非単結晶のシリコン膜、ダイヤモンド膜、アモルファス
ＤＬＣ膜から選ばれる１種を設けたことを特徴とするウ
ェハである。このような構成にすることで、エッチング
ストッパー層がシリコン系材料や炭素系の材料に対する
高いエッチング選択比を持ち、かつ応力制御が施されて
いることにより基板の反りが生じない。A sixth invention of the present invention is to claim 1
Using any of the wafers of No. 3, on the silicon oxide thin film side,
The wafer is provided with one kind selected from a non-single crystal silicon film, a diamond film, and an amorphous DLC film. With such a structure, the etching stopper layer has a high etching selection ratio with respect to the silicon-based material and the carbon-based material, and the stress is controlled, so that the substrate does not warp.
【００１８】また、本発明の第７の発明は、請求項１〜
６の何れかのウェハの製造方法であって、酸化シリコン
薄膜の成膜手段として、少なくともＴＥＯＳ（テトラエ
チルオルソシリケイト）を原料としたプラズマＣＶＤ法
を用い、添加したい元素を含む化合物の流量比を制御す
ることを特徴とするウェハの製造方法である。このよう
な構成にすることで、酸化シリコン薄膜の応力調整を成
膜の際の添加ガスの流量比で制御できるようになるた
め、応力制御が容易になる。このような構成にすること
で、マスク母体に対するエッチング選択比が高く、応力
による反りのない酸化シリコン膜をハードマスクとして
有する転写マスク用マスクブランクスを提供することが
できる。Further, a seventh invention of the present invention is as follows.
6. The method for manufacturing a wafer according to any one of 6 above, wherein a plasma CVD method using at least TEOS (tetraethyl orthosilicate) as a raw material is used as a film forming means of a silicon oxide thin film, and a flow rate ratio of a compound containing an element to be added is controlled. And a method for manufacturing a wafer. With such a configuration, the stress adjustment of the silicon oxide thin film can be controlled by the flow rate ratio of the added gas at the time of film formation, so that the stress control becomes easy. With such a configuration, it is possible to provide a mask blank for a transfer mask, which has a high etching selection ratio with respect to the mask base and has a silicon oxide film that does not warp due to stress as a hard mask.
【００１９】また、本発明の第８の発明は、請求項４〜
６の何れかに記載のウェハを用いて、シリコン系膜、又
は炭素系膜部分に転写パターンを形成したことを特徴と
する転写マスクである。このような構成にすることで、
基板に反りが無いため、転写パターンをパターニングす
る際の位置精度が良好であり、製造されたマスクも反り
の無い良好なマスクとなる。The eighth invention of the present invention is defined in claims 4 to 4.
A transfer mask characterized in that a transfer pattern is formed on a silicon-based film or a carbon-based film portion by using the wafer according to any one of 6 above. With this configuration,
Since the substrate has no warp, the positional accuracy when patterning the transfer pattern is good, and the manufactured mask also becomes a good mask without warp.
【００２０】また、本発明の第９の発明は、請求項８記
載の転写マスクに荷電粒子線を照射し、転写パターンの
形状に荷電粒子線を成形する工程を具備することを特徴
とする荷電粒子線の露光方法である。かかる露光方法に
よると、試料基板上に形成されたレジストに対し、精度
良いパターン露光が可能となり、その結果、半導体装置
等におけるパターンの形成を、高い歩留まりで行うこと
ができる。Further, a ninth aspect of the present invention comprises the step of irradiating the transfer mask according to claim 8 with a charged particle beam to form the charged particle beam into the shape of a transfer pattern. This is a particle beam exposure method. According to such an exposure method, the resist formed on the sample substrate can be subjected to pattern exposure with high accuracy, and as a result, formation of a pattern in a semiconductor device or the like can be performed with a high yield.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
一態様に係る酸化シリコン薄膜を設けたウェハについて
説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A wafer provided with a silicon oxide thin film according to one embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２２】図１は、本発明の酸化シリコン薄膜の状態
を説明する側面概略図である。図１のように、シリコン
基板２上に熱酸化膜などの酸化シリコン薄膜１を形成す
ると、その熱膨張係数の差から圧縮応力が働き、基板が
反るが、シリコン基板２上に応力制御を行って酸化シリ
コン薄膜１’を形成すると、基板の反りを抑えることが
できる。FIG. 1 is a schematic side view for explaining the state of the silicon oxide thin film of the present invention. As shown in FIG. 1, when a silicon oxide thin film 1 such as a thermal oxide film is formed on a silicon substrate 2, compressive stress acts due to the difference in the coefficient of thermal expansion and the substrate warps, but stress control on the silicon substrate 2 is performed. When the silicon oxide thin film 1'is formed by performing the above process, the warp of the substrate can be suppressed.
【００２３】酸化シリコン薄膜の応力調整方法は、ＣＶ
Ｄ法によって成膜することで調整することが可能であ
り、好ましくはプラズマＣＶＤ法が良い。これは、酸化
シリコンの成膜時に不純物を組み入れること、すなわち
添加ガスに不純物となるガスを用いてその流量比を変え
ることによって熱膨張係数を制御することができ、結果
として基板の反りを抑えられるというものである。The stress adjusting method of the silicon oxide thin film is as follows:
It can be adjusted by forming a film by the D method, and the plasma CVD method is preferable. This is because the coefficient of thermal expansion can be controlled by incorporating impurities during the film formation of silicon oxide, that is, by changing the flow rate ratio of the additive gas by using the gas that becomes impurities, and as a result, the warpage of the substrate can be suppressed. That is.
【００２４】添加するガスは、種々選択できるが、ホウ
素、炭素、窒素、ゲルマニウム、リン、砒素、アンチモ
ンを含んだガスが望ましい。また、原料ガスとしてＴＥ
ＯＳ（テトラエチルオルソシリケイト）を用いると、シ
ランを使用しなくて済むため、安全性が高く、また、設
備費用の面でも安価に済む点で良い。The gas to be added can be selected variously, but a gas containing boron, carbon, nitrogen, germanium, phosphorus, arsenic and antimony is desirable. In addition, as raw material gas, TE
When OS (tetraethyl orthosilicate) is used, silane is not required, and therefore, safety is high and facility cost is low.
【００２５】基板に用いる材料については、酸化シリコ
ン薄膜に対して、エッチング選択比が高くなるものが好
ましく、例えば、シリコン系では、単結晶シリコン、多
結晶シリコン、アモルファスシリコンが挙げられ、炭素
系材料としては、単結晶ダイヤモンド、多結晶ダイヤモ
ンド、アモルファスＤＬＣなどが挙げられる。The material used for the substrate is preferably one having a high etching selection ratio with respect to the silicon oxide thin film. For example, in the case of silicon, single crystal silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon can be cited, and carbon-based materials can be used. Examples thereof include single crystal diamond, polycrystalline diamond, and amorphous DLC.
【００２６】次に酸化シリコン薄膜をドライエッチング
用のハードマスクとして用いる場合の転写マスク用マス
クブランクスとしての本発明のウェハの一例を図２を用
いて説明する。図２は、本発明のウェハを用いた転写マ
スク用マスクブランクスの一例を示す断面図である。こ
こで言う転写マスク用マスクブランクスの基本構成とし
ては、マスクに加工した際に微細パターンが形成される
マスク母体と、それを支持するための基体、及び転写マ
スク用マスクブランクスに微細パターンを形成する際の
ドライエッチング用のハードマスクからなる。場合によ
ってはこれに加えてエッチングストッパー層、微細パタ
ーンを形成するためのレジスト、転写装置に固定するた
めの支持体等の他の構成要素があってもよい。Next, an example of the wafer of the present invention as a mask blank for a transfer mask when the silicon oxide thin film is used as a hard mask for dry etching will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a sectional view showing an example of a mask blank for a transfer mask using the wafer of the present invention. The basic structure of the mask blank for a transfer mask here is to form a fine pattern on a mask base on which a fine pattern is formed when processed into a mask, a substrate for supporting the same, and a mask blank for a transfer mask. It consists of a hard mask for dry etching. Depending on the case, other components such as an etching stopper layer, a resist for forming a fine pattern, and a support for fixing to a transfer device may be additionally provided.
【００２７】図２に示すように、基体となる単結晶シリ
コン基板３上に、マスク母体となる炭素を主成分とした
膜２ａ、及び応力調整済みの酸化シリコン薄膜１’が順
に積層された構造になっている。応力調整済みの酸化シ
リコン薄膜１’は転写マスクを作製する際、ハードマス
クとして、マスク母体である炭素を主成分とした膜２ａ
をエッチングすることにより転写パターンを形成するの
に用いられる。As shown in FIG. 2, a structure in which a film 2a containing carbon as a mask matrix as a main component and a stress-adjusted silicon oxide thin film 1'are sequentially stacked on a single crystal silicon substrate 3 as a base. It has become. The stress-adjusted silicon oxide thin film 1 ′ is used as a hard mask when manufacturing a transfer mask, and is a film 2 a containing carbon as a main component of a mask matrix.
Is used to form a transfer pattern by etching.
【００２８】マスク母体には炭素を主成分とした膜２ａ
としては、単結晶ダイヤモンド膜、多結晶ダイヤモンド
膜、アモルファスＤＬＣ膜などが挙げられる。この時の
基体の材料は単結晶シリコン基板やガラス基板などが使
えるが、エッチング選択比が高くなるものであれば構わ
ない。また、マスク母体として炭素を主成分とした膜２
ａの代わりに、例えば単結晶シリコン、多結晶シリコ
ン、アモルファスシリコンなどを用いることもできる。
またマスク母体は２層以上からなる多層構成になってい
てもよい。また基体は、２層以上の多層構成になってい
てもよい。また基体の一部に所望の開口部を設けてあっ
てもよい。A film 2a containing carbon as a main component is formed on the mask base.
Examples thereof include a single crystal diamond film, a polycrystalline diamond film, and an amorphous DLC film. At this time, the substrate material can be a single crystal silicon substrate or a glass substrate, but any material having a high etching selection ratio can be used. In addition, a film 2 containing carbon as a main component as a mask matrix
Instead of a, for example, single crystal silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, or the like can be used.
Further, the mask matrix may have a multi-layered structure composed of two or more layers. Further, the substrate may have a multilayer structure of two or more layers. A desired opening may be provided in a part of the base.
【００２９】次に酸化シリコン薄膜をドライエッチング
用のハードマスクとして用いる場合の転写マスクの製造
方法の一例を図３を用いて説明する。図３は、本発明の
ウェハを用いた転写マスクの製造工程の一例を示す工程
断面図である。Next, an example of a method of manufacturing a transfer mask when the silicon oxide thin film is used as a hard mask for dry etching will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a process cross-sectional view showing an example of a manufacturing process of a transfer mask using the wafer of the present invention.
【００３０】まず、図３（ａ）に示すように、単結晶シ
リコン基板３上に、プラズマＣＶＤ法により、炭素を主
成分とした膜２ａを形成する。First, as shown in FIG. 3A, a film 2a containing carbon as a main component is formed on a single crystal silicon substrate 3 by a plasma CVD method.
【００３１】次に、図３（ｂ）〜（ｃ）に示すように、
通常のフォトリソグラフィーによりレジストパターン４
を作成し、これをマスクとして単結晶シリコン基板３に
ドライエッチングにより開口部５を形成する。シリコン
基板３のドライエッチングは、フッ素系ガス（ＣＦ4、Ｃ
4Ｆ8、ＳＦ6等）を主体とした混合ガス、塩素系ガス
（Ｃｌ2、ＳｉＣｌ4等）を主体とした混合ガス、臭素系
ガス（ＨＢｒ等）を主体とした混合ガス等をエッチング
マスクの材料の耐性を考慮して用いることができる。ド
ライエッチング装置としては、公知のＲＩＥ、ＥＣＲ、
ＩＣＰ、マイクロ波、ヘリコン波、ＮＬＤ等の放電方式
を用いたものが挙げられる。Next, as shown in FIGS. 3 (b) to 3 (c),
Resist pattern 4 by ordinary photolithography
And the opening 5 is formed in the single crystal silicon substrate 3 by dry etching using this as a mask. The dry etching of the silicon substrate 3 is performed by using a fluorine-based gas (CF 4 , C
Etching mask for mixed gas mainly composed of 4 F 8 , SF 6 etc., mixed gas mainly composed of chlorine type gas (Cl 2 , SiCl 4 etc.), mixed gas mainly composed of bromine type gas (HBr etc.) It can be used in consideration of the resistance of the material. Known dry etching devices include RIE, ECR,
Examples thereof include those using a discharge method such as ICP, microwave, helicon wave, and NLD.
【００３２】次に、図３（ｄ）〜（ｇ）に示すように、
炭素を主成分とする膜２ａを応力調整済の酸化シリコン
薄膜パターン１”を用いてパターニングして、所定の透
過孔パターンを有するマスク母体を形成する。この透過
孔パターン形成プロセスは、炭素を主成分とする膜２ａ
上への応力調整済の酸化シリコン薄膜１’の形成工程
（図３（ｄ））、この酸化シリコン薄膜１’へのパター
ン形成行程（図３（ｅ））、この応力調整済の酸化シリ
コン薄膜パターン１”をマスクとして用いて炭素を主成
分とする薄膜２ａをドライエッチングする工程（図３
（ｆ））、酸化シリコン薄膜パターンの剥離工程という
工程（図３（ｇ））を順に経て行われる。Next, as shown in FIGS. 3 (d) to 3 (g),
The carbon-based film 2a is patterned using the stress-adjusted silicon oxide thin film pattern 1 "to form a mask matrix having a predetermined through-hole pattern. Membrane 2a as a component
A step of forming a stress-adjusted silicon oxide thin film 1'on the top (FIG. 3D), a pattern forming step on the silicon oxide thin film 1 '(FIG. 3E), this stress-adjusted silicon oxide thin film Step of dry etching the thin film 2a containing carbon as a main component using the pattern 1 "as a mask (FIG. 3).
(F)) and a step of removing the silicon oxide thin film pattern (FIG. 3G) are sequentially performed.
【００３３】酸化シリコン薄膜１’の成膜は、炭素を主
成分とした膜２ａ上に、プラズマＣＶＤ法で、ホウ素を
含有した応力調整済の酸化シリコン薄膜１’を成膜す
る。この時酸化シリコン薄膜と炭素を主成分とした膜の
間で応力が調整されているため、膜の反りは無くなる。The silicon oxide thin film 1'is formed by forming a stress-adjusted silicon oxide thin film 1'containing boron by plasma CVD on the film 2a containing carbon as a main component. At this time, since the stress is adjusted between the silicon oxide thin film and the film containing carbon as a main component, the film is not warped.
【００３４】炭素を主成分とする薄膜２ａのドライエッ
チングには、エッチングガスとして酸素を用いて行うこ
とが出来る。酸素に二酸化硫黄を添加することも可能で
ある。酸素に二酸化硫黄を添加することにより、パター
ンのエッジラフネスを小さくできるという効果が得られ
る。なお、二酸化硫黄の添加量は、５〜３０％程度が好
ましい。Dry etching of the thin film 2a containing carbon as a main component can be performed by using oxygen as an etching gas. It is also possible to add sulfur dioxide to oxygen. By adding sulfur dioxide to oxygen, the effect of reducing the edge roughness of the pattern can be obtained. The amount of sulfur dioxide added is preferably about 5 to 30%.
【００３５】また、ドライエッチング装置としては、Ｒ
ＩＥ、マグネトロンＲＩＥ、ＥＣＲ、ＩＣＰ、マイクロ
波、ヘリコン波、ＮＬＤ等の放電方式を用いたドライエ
ッチング装置が挙げられる。As a dry etching apparatus, R
Examples of the dry etching apparatus include discharge methods such as IE, magnetron RIE, ECR, ICP, microwave, helicon wave, and NLD.
【００３６】以上、ここでは、炭素を主成分とする膜を
基板とした場合の転写マスクの製造方法について説明し
たが、ＳＯＩ基板を用いた転写マスクの製造におけるド
ライエッチング用のハードマスクとしても、前述と同様
に用いることができる。また、ここでは、先行バックエ
ッチングの例を記述したが、先にマスクパターンを形成
しても構わない。Heretofore, the method of manufacturing a transfer mask in which a film containing carbon as a main component is used as a substrate has been described above, but a hard mask for dry etching in manufacturing a transfer mask using an SOI substrate may also be used. It can be used as described above. Although the example of the preceding back etching is described here, the mask pattern may be formed first.
【００３７】次に酸化シリコン薄膜をドライエッチング
用のエッチングストッパーとして用いる場合の転写マス
ク用マスクブランクスとしての本発明のウェハの一例を
図４を用いて説明する。図４は、本発明のウェハを用い
た転写マスク用マスクブランクスの一例を示す断面図で
ある。本発明の転写マスク用マスクブランクスの基本構
成としては、マスクに加工した際に微細パターンが形成
されるマスク母体と、それを支持するための基体、及び
マスク母体と基体との間に設けられた酸化シリコン薄膜
からなるエッチングストッパー層からなる。場合によっ
てはこれに加えてマスク母体を加工するためのエッチン
グマスク、微細パターンを形成するためのレジスト、転
写装置へ固定するための支持体等の他の構成要素があっ
てもよい。Next, an example of the wafer of the present invention as a mask blank for a transfer mask when the silicon oxide thin film is used as an etching stopper for dry etching will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a sectional view showing an example of a mask blank for a transfer mask using the wafer of the present invention. The basic structure of the mask blank for a transfer mask of the present invention includes a mask base on which a fine pattern is formed when processed into a mask, a substrate for supporting the same, and a mask base provided between the base and the base. The etching stopper layer is made of a silicon oxide thin film. In addition to this, other components such as an etching mask for processing the mask base, a resist for forming a fine pattern, and a support for fixing to a transfer device may be additionally provided.
【００３８】図４に示すように、基体となる単結晶シリ
コン基板３上に応力調整済みの酸化シリコン薄膜１’及
びマスク母体となる非単結晶シリコン系膜２０が順に積
層された構造になっている。応力調整済みの酸化シリコ
ン薄膜１’は転写マスクを作製する際にマスク母体、又
は／及び基体をエッチング加工する際のエッチングスト
ッパー層となる。As shown in FIG. 4, a stress-adjusted silicon oxide thin film 1 ′ and a non-single-crystal silicon film 20 serving as a mask base are sequentially laminated on a single-crystal silicon substrate 3 serving as a base. There is. The stress-adjusted silicon oxide thin film 1 ′ serves as an etching stopper layer when etching the mask mother body and / or the substrate when manufacturing the transfer mask.
【００３９】マスク母体となる非単結晶シリコン基板２
０としては、多結晶シリコン、アモルファスシリコン
が、挙げられ、この他にも、炭素系材料としては単結晶
ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、アモルファスＤＬ
Ｃなどを用いることもできる。Non-single crystal silicon substrate 2 serving as a mask base
Examples of 0 include polycrystalline silicon and amorphous silicon. In addition to these, examples of carbon-based materials include single crystal diamond, polycrystalline diamond, and amorphous DL.
C or the like can also be used.
【００４０】単結晶シリコン基板３の代わりに、例えば
シリコン系では、多結晶シリコン、アモルファスシリコ
ン、炭素系材料としては単結晶ダイヤモンド、多結晶ダ
イヤモンド、アモルファスＤＬＣなどを用いることもで
きる。また、非単結晶シリコン系膜２０の代わりに、例
えばシリコン系では、単結晶シリコン膜、炭素系材料と
しては単結晶ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、アモ
ルファスＤＬＣなどを用いることもできる。また基体に
は所望の開口部を設けてあってもよい。Instead of the single crystal silicon substrate 3, for example, in the case of silicon, polycrystalline silicon or amorphous silicon, and as the carbon material, single crystal diamond, polycrystalline diamond, amorphous DLC or the like can be used. Further, instead of the non-single-crystal silicon-based film 20, for example, a silicon-based single-crystal silicon film, and a carbon-based material may be single-crystal diamond, polycrystalline diamond, amorphous DLC, or the like. Further, the base may be provided with a desired opening.
【００４１】次に本発明の酸化シリコン薄膜をドライエ
ッチング用のエッチングストッパーとして用いる場合の
転写マスクの製造方法の一例を図５を用いて説明する。
図５は、本発明のウェハを用いた転写マスクの製造工程
の一例を示す工程断面図である。Next, an example of a method of manufacturing a transfer mask when the silicon oxide thin film of the present invention is used as an etching stopper for dry etching will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a process cross-sectional view showing an example of a manufacturing process of a transfer mask using the wafer of the present invention.
【００４２】先ず、図５（ａ）に示すように、シリコン
基板３０に、ホウ素などを添加して応力調整済の酸化シ
リコン薄膜１０’をプラズマＣＶＤ法により成膜し、そ
の上に、図５（ｂ）に示すように非単結晶シリコン系膜
２０、例えばアモルファスシリコン薄膜をＣＶＤ法によ
り形成する。First, as shown in FIG. 5 (a), a silicon oxide thin film 10 'whose stress has been adjusted by adding boron or the like to the silicon substrate 30 is formed by the plasma CVD method, and then the silicon oxide thin film 10' is formed thereon. As shown in (b), a non-single crystal silicon based film 20, for example, an amorphous silicon thin film is formed by the CVD method.
【００４３】次に、図５（ｃ）及び（ｄ）に示すよう
に、通常のフォトリソグラフィーによって、非単結晶シ
リコン系膜２０をパターニングするためのレジストパタ
ーン４０を形成し、これをマスクとして、ドライエッチ
ングにより、非単結晶シリコン系膜パターン２０’を形
成する。Next, as shown in FIGS. 5C and 5D, a resist pattern 40 for patterning the non-single crystal silicon film 20 is formed by ordinary photolithography, and this is used as a mask. A non-single crystal silicon based film pattern 20 'is formed by dry etching.
【００４４】この場合のドライエッチングについては、
ドライエッチング方法やエッチング条件等は特に制限さ
れない。エッチングに使用するガスとしては、例えば、
ＳＦ 6ガス、ＣＦ4ガスといったフッ素系ガスを主体とし
た混合ガス、Ｃｌ2ガス、ＳｉＣｌ4ガスといった塩素系
ガスを主体とした混合ガス、ＨＢｒガスといった臭素系
ガスを主体とした混合ガス等が挙げられる。また、ドラ
イエッチング装置としては、ＲＩＥ、マグネトロンＲＩ
Ｅ、ＥＣＲ、ＩＣＰ、マイクロ波、ヘリコン波、ＮＬＤ
等の放電方式を用いたドライエッチング装置が挙げられ
る。Regarding dry etching in this case,
The dry etching method and etching conditions are not particularly limited.
I can't. As the gas used for etching, for example,
SF 6Gas, CFFourFluorine-based gas such as gas
Mixed gas, Cl2Gas, SiClFourChlorine-based gas
Bromine-based gas such as gas-based mixed gas or HBr gas
Examples of the mixed gas include gas. Also,
B etching equipments include RIE and magnetron RI
E, ECR, ICP, microwave, helicon wave, NLD
A dry etching device using a discharge method such as
It
【００４５】続いて、図５（ｅ）〜（ｆ）に示すよう
に、エッチング保護膜４０として、例えばシリコン窒化
膜を減圧ＣＶＤ法等により成膜して、通常のフォトリソ
グラフィにより開口部５０を形成するためのパターンを
形成し、このパターンをマスクにして、シリコン基板３
をＫＯＨ水溶液にてバックエッチングして、開口部５０
を形成する。その際、酸化シリコン薄膜はエッチングス
トッパーとして働く。ここでは、ウェットエッチングを
用いたが、適切なエッチングガスを用いたドライエッチ
ングで開口部５０を形成しても構わない。Subsequently, as shown in FIGS. 5E to 5F, a silicon nitride film, for example, is formed as the etching protection film 40 by a low pressure CVD method or the like, and the opening 50 is formed by ordinary photolithography. A pattern for forming is formed, and the silicon substrate 3 is formed using this pattern as a mask.
Back etching with KOH aqueous solution to form opening 50
To form. At that time, the silicon oxide thin film functions as an etching stopper. Although wet etching is used here, the opening 50 may be formed by dry etching using an appropriate etching gas.
【００４６】この後、開口部の酸化シリコン薄膜をフッ
酸等で除去して、貫通した荷電ビームの透過孔を有する
転写マスクが完成する（図５（ｇ））。この後に、必要
に応じて転写マスクの表裏両面に導電膜６０を形成し
て、導電膜付き転写マスクとしてもよい（図５
（ｈ））。After that, the silicon oxide thin film in the opening is removed with hydrofluoric acid or the like to complete a transfer mask having a penetrating hole for the charged beam (FIG. 5G). Thereafter, if necessary, conductive films 60 may be formed on both front and back surfaces of the transfer mask to form a transfer mask with a conductive film (FIG. 5).
(H)).
【００４７】以上、ここでは、先にマスクパターンを形
成する場合を例にとって説明したが、先行バックエッチ
ングすなわち先にシリコン基板３に開口部５０を形成し
ても構わない。Although the case where the mask pattern is formed first has been described above as an example, the back etching may be performed first, that is, the opening 50 may be formed in the silicon substrate 3 first.
【００４８】[0048]
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について、詳
細に説明する。EXAMPLES Specific examples of the present invention will be described in detail below.
【００４９】＜実施例１＞平行平板型プラズマＣＶＤ装
置を用いて、以下の条件のプラズマＣＶＤにより、酸化
シリコン薄膜を５００μｍ厚さの単結晶シリコン基板上
に形成した。
原料ガス：ＴＥＯＳ＋Ｂ（ＯＣ2Ｈ5）3＋Ｏ2（流量比は
７０：３０：１６００）
反応圧力：５０Ｐａ
高周波電力：２５０Ｗ
膜厚：５００ｎｍ。
これによってシリコン基板上に成膜された酸化シリコン
薄膜は、全体として反りの無い良好な基板が得られた。Example 1 A silicon oxide thin film was formed on a 500 μm thick single crystal silicon substrate by plasma CVD under the following conditions using a parallel plate type plasma CVD apparatus. Raw material gas: TEOS + B (OC 2 H 5 ) 3 + O 2 (flow ratio is 70: 30: 1600) Reaction pressure: 50 Pa High frequency power: 250 W Film thickness: 500 nm. As a result, the silicon oxide thin film formed on the silicon substrate was a good substrate without warpage as a whole.
【００５０】＜実施例２＞図３を参照して、本発明の一
実施例に係る転写マスク用マスクブランクスとしてのウ
ェハ、及び転写マスクの製造工程について説明する。厚
み５２５μｍの単結晶シリコン基板３上に、平行平板型
プラズマＣＶＤ装置を用いて、ダイヤモンド状カーボン
薄膜２ａを形成した。<Embodiment 2> With reference to FIG. 3, a wafer as a mask blank for a transfer mask and a manufacturing process of the transfer mask according to an embodiment of the present invention will be described. A diamond-like carbon thin film 2a was formed on a single crystal silicon substrate 3 having a thickness of 525 μm using a parallel plate plasma CVD apparatus.
【００５１】プラズマＣＶＤの条件は次の通りである。
原料ガス：メタン（２０ｓｃｃｍ）
ドープガス：窒素（１〜５０％）またはアンモニア（１
〜５０％）
反応圧力 ：０．０３Ｔｏｒｒ
Ｖｄｃ：０〜１５００Ｖ
膜厚 ：５００ｎｍ。The conditions of plasma CVD are as follows. Source gas: methane (20 sccm) Dope gas: nitrogen (1 to 50%) or ammonia (1
-50%) Reaction pressure: 0.03 Torr Vdc: 0 to 1500 V Film thickness: 500 nm.
【００５２】次に、シリコン基板３の表面上に通常のフ
ォトリソグラフィ法により、レジストパターン４を作製
し、フロロカーボン系混合ガスを用いたＩＣＰ方式のド
ライエッチング装置にてバックエッチングして開口部５
を形成した。（図３（ｂ）、（ｃ））。Next, a resist pattern 4 is formed on the surface of the silicon substrate 3 by an ordinary photolithography method, and back-etched by an ICP dry etching apparatus using a fluorocarbon mixed gas to form an opening 5.
Was formed. (FIGS. 3B and 3C).
【００５３】次いで、ダイヤモンド状カーボン薄膜２ａ
上に、プラズマＣＶＤ装置を用いて実施例１の条件で酸
化シリコン薄膜１’を形成した。こうして図３（ｄ）に
示す転写マスク用マスクブランクスが得られた。この
時、基板に反りは見られなかった。Next, the diamond-like carbon thin film 2a
A silicon oxide thin film 1'was formed under the conditions of Example 1 using a plasma CVD apparatus. Thus, the mask blanks for a transfer mask shown in FIG. 3D was obtained. At this time, the substrate was not warped.
【００５４】次に、酸化シリコン膜１’上に、電子線レ
ジストを０．５μｍの厚さに塗布し、これに加速電圧２
０ｋＶの電子線描画機を用いて描画し、その後専用のア
ルカリ現像液を用いて現像を行い、レジストパターン４
を形成し、これをマスクとして用いて、プラズマエッチ
ング装置を用い、エッチャントとしてＣＦ4を用いて、
酸化シリコン薄膜１’をドライエッチングして、図３
（ｅ）に示すように、パターン１”を形成した。Next, an electron beam resist having a thickness of 0.5 μm is applied on the silicon oxide film 1 ′, and an accelerating voltage of 2 is applied to this.
Draw with a 0 kV electron beam drawing machine, and then develop with a dedicated alkaline developer to obtain a resist pattern 4.
Is used as a mask, a plasma etching apparatus is used, CF 4 is used as an etchant,
The silicon oxide thin film 1'is dry-etched to obtain the structure shown in FIG.
As shown in (e), pattern 1 ″ was formed.
【００５５】次に、パターニングされた酸化シリコン薄
膜１”を利用して、プラズマエッチング装置を用い、エ
ッチングガスとして酸素を用いて、ダイヤモンド状カー
ボン薄膜２ａをドライエッチングして、図３（ｆ）に示
すように、マスク母体のパターニングを行った。Next, using the patterned silicon oxide thin film 1 ″, a diamond-like carbon thin film 2 a is dry-etched by using a plasma etching apparatus and oxygen as an etching gas, and as shown in FIG. As shown, the mask matrix was patterned.
【００５６】次に、酸化シリコン薄膜１”をフッ酸によ
りエッチング除去して図３（ｇ）に示す転写マスクを完
成した。Next, the silicon oxide thin film 1 "was removed by etching with hydrofluoric acid to complete the transfer mask shown in FIG. 3 (g).
【００５７】以上のように製造された転写マスクでは、
酸化シリコン膜１’は膜厚が５００ｎｍと非常に薄く、
かつ基板との応力が調整されているため、製造過程での
基板の反りが無く、パターニング終了後もパターンズレ
などない良好な転写マスクができた。In the transfer mask manufactured as described above,
The silicon oxide film 1 ′ has a very thin film thickness of 500 nm,
In addition, since the stress with the substrate is adjusted, there is no warp of the substrate in the manufacturing process, and a good transfer mask without pattern deviation even after the patterning is completed.
【００５８】＜実施例３＞図３を参照して、本発明の一
実施例に係る転写マスク用マスクブランクスとしてのウ
ェハ、及び転写マスクの製造工程について説明する。厚
み５２５μｍの単結晶シリコン基板３上に、中間酸化膜
（図示せず）を挟み、単結晶シリコン薄膜２ａを形成し
てなるＳＯＩウェハを用意した（図３（ａ））。<Embodiment 3> With reference to FIG. 3, a wafer as a mask blank for a transfer mask and a manufacturing process of the transfer mask according to an embodiment of the present invention will be described. An SOI wafer was prepared in which a single crystal silicon thin film 2a was formed by sandwiching an intermediate oxide film (not shown) on a single crystal silicon substrate 3 having a thickness of 525 μm (FIG. 3A).
【００５９】次に、シリコン基板３の表面上に通常のフ
ォトリソグラフィ法により、レジストパターン４を作製
し、フロロカーボン系混合ガスを用いたＩＣＰ方式のド
ライエッチング装置にてバックエッチングして開口部５
を形成した。（図３（ｂ）、（ｃ））。Next, a resist pattern 4 is formed on the surface of the silicon substrate 3 by an ordinary photolithography method, and back-etched by an ICP type dry etching apparatus using a fluorocarbon mixed gas to form an opening 5.
Was formed. (FIGS. 3B and 3C).
【００６０】次いで、単結晶シリコン薄膜２ａ上に、減
圧ＣＶＤ装置を用いて不純物として窒素を含む酸化シリ
コン薄膜１’を形成した。減圧ＣＶＤの条件は次の通り
である。
こうして図３（ｄ）に示す転写マスク用マスクブランク
スが得られた。この時、基板に反りは見られなかった。Then, a silicon oxide thin film 1'containing nitrogen as an impurity was formed on the single crystal silicon thin film 2a by using a low pressure CVD apparatus. The conditions of low pressure CVD are as follows. Thus, the mask blanks for a transfer mask shown in FIG. 3D was obtained. At this time, the substrate was not warped.
【００６１】次に、酸化シリコン膜１’上に、電子線レ
ジストを０．５μｍの厚さに塗布し、これに加速電圧２
０ｋＶの電子線描画機を用いて描画し、その後専用のア
ルカリ現像液を用いて現像を行い、レジストパターン４
を形成し、これをマスクとして用いて、プラズマエッチ
ング装置を用い、エッチャントとしてＣＦ4を用いて、
酸化シリコン薄膜１’をドライエッチングして、図３
（ｅ）に示すように、パターン１”を形成した。Next, an electron beam resist having a thickness of 0.5 μm is applied on the silicon oxide film 1 ′, and an accelerating voltage of 2 is applied to this.
Draw with a 0 kV electron beam drawing machine, and then develop with a dedicated alkaline developer to obtain a resist pattern 4.
Is used as a mask, a plasma etching apparatus is used, CF 4 is used as an etchant,
The silicon oxide thin film 1'is dry-etched to obtain the structure shown in FIG.
As shown in (e), pattern 1 ″ was formed.
【００６２】次に、パターニングされた酸化シリコン薄
膜１”を利用して、プラズマエッチング装置を用い、エ
ッチングガスとして酸素を用いて、単結晶シリコン薄膜
２ａをドライエッチングして、図３（ｆ）に示すよう
に、マスク母体のパターニングを行った。Next, using the patterned silicon oxide thin film 1 ″, a plasma etching apparatus is used, and oxygen is used as an etching gas to dry-etch the single crystal silicon thin film 2 a. As shown, the mask matrix was patterned.
【００６３】次に、酸化シリコン薄膜１”をフッ酸によ
りエッチング除去して図３（ｇ）に示す転写マスクを完
成した。Then, the silicon oxide thin film 1 "was removed by etching with hydrofluoric acid to complete the transfer mask shown in FIG. 3 (g).
【００６４】以上のように製造された転写マスクでは、
酸化シリコン膜１’は膜厚が５００ｎｍと非常に薄く、
かつ基板との応力が調整されているため、製造過程での
基板の反りが無く、パターニング終了後もパターンズレ
などない良好な転写マスクができた。In the transfer mask manufactured as described above,
The silicon oxide film 1 ′ has a very thin film thickness of 500 nm,
In addition, since the stress with the substrate is adjusted, there is no warp of the substrate in the manufacturing process, and a good transfer mask without pattern deviation even after the patterning is completed.
【００６５】＜実施例４＞図５を参照して、本発明の一
実施例に係る転写マスクの製造工程について説明する。
厚み５２５μｍの単結晶シリコン基板３上に、プラズマ
ＣＶＤ装置を用いて実施例１の条件で酸化シリコン薄膜
１０’を形成した（図５（ａ））。この時、基板に反り
は見られなかった。<Embodiment 4> With reference to FIG. 5, a process of manufacturing a transfer mask according to an embodiment of the present invention will be described.
A silicon oxide thin film 10 'was formed under the conditions of Example 1 on a single crystal silicon substrate 3 having a thickness of 525 μm using a plasma CVD apparatus (FIG. 5 (a)). At this time, the substrate was not warped.
【００６６】次いで、このシリコン酸化膜１０’上に、
プラズマＣＶＤにより、硼素または燐をドープした水素
化非晶質シリコン膜２０を形成した（図５（ｂ））。プ
ラズマＣＶＤの条件は次の通りである。
原料ガス：ＳｉＨ４ ３０ｓｃｃｍ
希釈ガス：Ｈ２ ２７０〜５６０ｓｃｃｍ
ドープガス：Ｂ２Ｈ６ ５００ｐｐｍ〜１％またはＰＨ
３ ５００ｐｐｍ〜１％９
反応圧力 ：０．５〜１．５Ｔｏｒｒ
高周波電力：６０Ｗ
膜厚 ：５００ｎｍ。
このようにして図５（ｂ）に示す転写マスク用マスクブ
ランクスが得られた。Then, on the silicon oxide film 10 ',
A hydrogenated amorphous silicon film 20 doped with boron or phosphorus was formed by plasma CVD (FIG. 5B). The conditions of plasma CVD are as follows. Raw material gas: SiH4 30 sccm Diluting gas: H2 270-560 sccm Doping gas: B2H6 500 ppm-1% or PH
3 500 ppm-1% 9 Reaction pressure: 0.5-1.5 Torr High frequency power: 60 W Film thickness: 500 nm. Thus, the mask blanks for a transfer mask shown in FIG. 5B was obtained.
【００６７】次いで、硼素または燐ドープの水素化非晶
質シリコン膜２０上に、電子線レジストを０．５μｍの
厚さに塗布し、これに加速電圧２０ｋＶの電子線描画機
を用いて描画し、その後専用のアルカリ現像液を用いて
現像を行い、レジストパターン４０を形成した（図５
（ｃ））。Next, an electron beam resist having a thickness of 0.5 μm is applied on the boron- or phosphorus-doped hydrogenated amorphous silicon film 20, and an electron beam drawing machine having an accelerating voltage of 20 kV is used for drawing. Then, development was performed using a dedicated alkali developing solution to form a resist pattern 40 (see FIG. 5).
(C)).
【００６８】次に、レジストパターン４０をマスクとし
て用いて、プラズマエッチング装置を用い、エッチャン
トとしてＳＦ6を用いて、水素化非晶質シリコン膜２０
を酸化シリコン薄膜１０’に到達する深さまでドライエ
ッチングして、図５（ｄ）に示すように、パターン２
０’を形成した。Next, using the resist pattern 40 as a mask, a plasma etching apparatus is used, SF 6 is used as an etchant, and the hydrogenated amorphous silicon film 20 is used.
Is dry-etched to a depth reaching the silicon oxide thin film 10 ', and as shown in FIG.
Formed 0 '.
【００６９】次いで、エッチング保護膜となるシリコン
窒化膜を減圧ＣＶＤ法等により成膜して、通常のフォト
リソグラフィにより開口部パターンを形成した（図５
（ｅ））。Next, a silicon nitride film serving as an etching protection film is formed by a low pressure CVD method or the like, and an opening pattern is formed by ordinary photolithography (FIG. 5).
(E)).
【００７０】次に、約９０℃に加熱したＫＯＨ水溶液の
エッチング液に収容し、事前に形成した保護膜４０をマ
スクとして、単結晶シリコン基板３０をエッチングスト
ッパーの役割をする酸化シリコン薄膜１０’まで、面方
位に沿った異方性エッチングを行い、開口部５０を形成
した（図５（ｆ））。保護膜は約１７０℃の熱リン酸で
エッチング除去した。Next, the single crystal silicon substrate 30 is housed in an etching solution of a KOH aqueous solution heated to about 90 ° C., and the single crystal silicon substrate 30 is used as a mask to form the silicon oxide thin film 10 ′ serving as an etching stopper. Then, anisotropic etching along the plane orientation was performed to form the opening 50 (FIG. 5F). The protective film was removed by etching with hot phosphoric acid at about 170 ° C.
【００７１】次に、酸化シリコン薄膜１０’の開口部５
０に露出している部分をフッ酸によりエッチング除去し
て図５（ｇ）に示す転写マスクを得た。Next, the opening 5 of the silicon oxide thin film 10 '.
The portion exposed at 0 was removed by etching with hydrofluoric acid to obtain a transfer mask shown in FIG.
【００７２】その後、電気伝導性や熱伝導性を高めるた
めに、図５（ｇ）に示した転写マスクの表裏両面に、Ｄ
Ｃマグネトロンスパッタ法により、付着力強化層として
２００オングストローム厚さのチタン膜を下地に成膜
し、続いて１０００オングストローム（０．１μｍ）の
厚さの白金を成膜して導電膜６０を形成し、本発明の導
電膜付きの転写マスクが完成した（図５（ｈ））。After that, in order to improve electric conductivity and thermal conductivity, D was formed on both surfaces of the transfer mask shown in FIG. 5 (g).
By a C magnetron sputtering method, a titanium film having a thickness of 200 angstrom is formed on the base as an adhesion enhancing layer, and subsequently, a platinum film having a thickness of 1000 angstrom (0.1 μm) is formed to form a conductive film 60. The transfer mask with the conductive film of the present invention was completed (FIG. 5 (h)).
【００７３】以上のように製造された転写マスクでは、
酸化シリコン膜１０’は膜厚が５００ｎｍと非常に薄
く、かつ基板との応力が調整されているため、製造過程
での基板の反りが無く、エッチングストッパーとしての
十分な機能を果たして、パターニング終了後もパターン
ズレなどない良好な転写マスクができた。In the transfer mask manufactured as described above,
Since the silicon oxide film 10 ′ has a very thin film thickness of 500 nm and the stress with the substrate is adjusted, it does not warp the substrate during the manufacturing process, fulfills a sufficient function as an etching stopper, and after the patterning is completed. As a result, a good transfer mask without pattern displacement was created.
【００７４】＜比較例＞平行平板型プラズマＣＶＤ装置
を用いて、原料ガスにＳｉＨ4＋Ｏ2を用いて酸化シリコ
ン薄膜を５００μｍ厚さの単結晶シリコン基板上に酸化
シリコン薄膜を形成したが、シリコン基板上に成膜され
た酸化シリコン薄膜は、全体として反りが生じていた。Comparative Example A silicon oxide thin film was formed on a single crystal silicon substrate having a thickness of 500 μm using SiH 4 + O 2 as a source gas using a parallel plate plasma CVD apparatus. The silicon oxide thin film formed on the substrate was warped as a whole.
【００７５】[0075]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のウ
ェハによると、基板との間で応力の調整が行われている
ため、ウェハ全体の反りを防止することが可能になる。
また、その応力の調整方法として、不純物組成ガスを添
加するＣＶＤ法による酸化シリコンの成膜を行うこと
で、応力の制御を不純物組成ガスの流量比で行うことが
可能になり、容易に応力制御できる。As described in detail above, according to the wafer of the present invention, since the stress is adjusted between the wafer and the substrate, it is possible to prevent the warp of the entire wafer.
As a method of adjusting the stress, by forming a silicon oxide film by a CVD method in which an impurity composition gas is added, the stress can be controlled by the flow rate ratio of the impurity composition gas, and the stress can be easily controlled. it can.
【００７６】また、応力制御された酸化シリコン薄膜を
エッチング用ハードマスクとして有する転写マスク用マ
スクブランクスとしての本発明のウェハによると、応力
の影響による基板の反りがない。また、実際に転写マス
クを作製する際、応力が制御されているため、微細パタ
ーンの変形や位置ずれが起こりにくい。Further, according to the wafer of the present invention as a mask blank for a transfer mask having a stress-controlled silicon oxide thin film as a hard mask for etching, the substrate is not warped due to the influence of stress. Further, when the transfer mask is actually manufactured, the stress is controlled, so that the deformation and the positional displacement of the fine pattern are unlikely to occur.
【００７７】また、酸化シリコン薄膜は、転写マスクの
材料に用いられるシリコンや炭素系材料とのエッチング
選択比が高く、レジストなどに比べて薄いハードマスク
にできるため、より微細かつ応力による反りのない転写
マスクを容易に製造することが可能になる。Further, the silicon oxide thin film has a high etching selection ratio with respect to silicon and carbon-based materials used for the material of the transfer mask, and can be made into a hard mask thinner than resists, so that it is finer and does not warp due to stress. The transfer mask can be easily manufactured.
【００７８】また、応力制御された酸化シリコン薄膜を
エッチングストッパーとして有する転写マスク用マスク
ブランクスとしての本発明のウェハによると、エッチン
グストッパーである酸化シリコン薄膜と転写マスクの材
料に用いられるシリコンや炭素系材料とのエッチング選
択比が高く、かつ応力の影響による基板全体の反りを防
止することが可能である。総じて、転写マスクの製造工
程の設計の自由度が上がる効果を奏する。Further, according to the wafer of the present invention as a mask blank for a transfer mask having a stress-controlled silicon oxide thin film as an etching stopper, the silicon oxide thin film which is an etching stopper and a silicon or carbon-based material used for the material of the transfer mask are used. It is possible to prevent the warpage of the entire substrate due to the influence of stress because the etching selectivity to the material is high. In general, the degree of freedom in designing the manufacturing process of the transfer mask is increased.
【００７９】また、本発明の露光方法によると、試料基
板上に形成されたレジストに対し、精度の高いパターン
露光が可能となり、その結果、半導体等のパターンの製
造を高い歩留まりで行うことができる。Further, according to the exposure method of the present invention, the resist formed on the sample substrate can be subjected to highly accurate pattern exposure, and as a result, the pattern of a semiconductor or the like can be manufactured with a high yield. .
【図１】本発明のウェハの状態を説明する側面概略図で
ある。FIG. 1 is a schematic side view illustrating a state of a wafer according to the present invention.
【図２】本発明の転写マスクブランクス用ウェハの一例
を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a transfer mask blank wafer of the present invention.
【図３】本発明のウェハを用いた転写マスクの製造工程
の一例を示す工程断面図である。FIG. 3 is a process sectional view showing an example of a manufacturing process of a transfer mask using the wafer of the present invention.
【図４】本発明の転写マスクブランクス用ウェハの一例
を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a transfer mask blank wafer of the present invention.
【図５】本発明のウェハを用いた転写マスクの製造工程
の一例を示す工程断面図である。FIG. 5 is a process sectional view showing an example of a manufacturing process of a transfer mask using the wafer of the present invention.
１・・・応力調整無しの酸化シリコン薄膜 １’、１０’・・・応力調整済の酸化シリコン薄膜 １”・・・応力調整済の酸化シリコン薄膜パターン １０”・・・開口部の形成された酸化シリコン薄膜 ２・・・シリコン基板 ２ａ・・・炭素を主成分とする膜 ２ａ’・・・炭素を主成分とする膜パターン ２０・・・非単結晶シリコン系膜 ２０’・・・非単結晶シリコン系膜パターン ３、３０・・・シリコン基板 ３’、３０’・・・開口部の形成されたシリコン基板 ４、４０・・・レジストパターン ５、５０・・・開口部 ６０・・・導電膜 1 ... Silicon oxide thin film without stress adjustment 1 ', 10' ... Stress-adjusted silicon oxide thin film 1 "... Silicon oxide thin film pattern with stress adjustment 10 "... Silicon oxide thin film with openings formed 2 ... Silicon substrate 2a ... A film containing carbon as a main component 2a '... A film pattern containing carbon as a main component 20 ... Non-single crystal silicon film 20 '... Non-single crystal silicon-based film pattern 3, 30 ... Silicon substrate 3 ', 30' ... Silicon substrate with openings formed 4, 40 ... Resist pattern 5,50 ... Opening 60 ... Conductive film
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H095 BA08 BB28 BB37 BC24 BC27 5F056 AA22 FA10 5F058 BA20 BB10 BC02 BD06 BF07 BF25 Continued front page F term (reference) 2H095 BA08 BB28 BB37 BC24 BC27 5F056 AA22 FA10 5F058 BA20 BB10 BC02 BD06 BF07 BF25
Claims (9)
あって、該酸化シリコン薄膜は、基板との間で応力の調
整が行われていることを特徴とするウェハ。1. A wafer comprising a silicon oxide thin film and a substrate, wherein the silicon oxide thin film has a stress adjusted between the substrate and the wafer.
ン以外の元素として、ホウ素、窒素、炭素、ゲルマニウ
ム、リン、砒素、アンチモンから選ばれる１種又は２種
以上の元素が含まれることを特徴とする請求項１に記載
のウェハ。2. The silicon oxide thin film contains, as an element other than oxygen and silicon, one or more elements selected from boron, nitrogen, carbon, germanium, phosphorus, arsenic and antimony. The wafer according to claim 1, wherein
とする請求項１又は２に記載のウェハ。3. The wafer according to claim 1, wherein the substrate is a Si wafer.
ＯＩウェハの支持基板側の単結晶シリコンに開口部が形
成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の
ウェハ。4. The substrate is an SOI wafer and the S
The wafer according to claim 1 or 2, wherein an opening is formed in single crystal silicon on the supporting substrate side of the OI wafer.
スＤＬＣ膜から選ばれる１種を設けたＳｉウェハ、もし
くはガラス基板であって、該Ｓｉウェハ、もしくはガラ
ス基板に開口部が形成されていることを特徴とする請求
項１又は２に記載のウェハ。5. The substrate is a Si wafer provided with one kind selected from a diamond film and an amorphous DLC film, or a glass substrate, and an opening is formed in the Si wafer or the glass substrate. The wafer according to claim 1, wherein the wafer is a wafer.
酸化シリコン薄膜側に、非単結晶のシリコン膜、ダイヤ
モンド膜、アモルファスＤＬＣ膜から選ばれる１種を設
けたことを特徴とするウェハ。6. The wafer according to claim 1, wherein
A wafer characterized in that one kind selected from a non-single crystal silicon film, a diamond film and an amorphous DLC film is provided on the silicon oxide thin film side.
であって、酸化シリコン薄膜の成膜手段として、少なく
ともＴＥＯＳ（テトラエチルオルソシリケイト）を原料
としたプラズマＣＶＤ法を用い、添加したい元素を含む
化合物の流量比を制御することを特徴とするウェハの製
造方法。7. The method for manufacturing a wafer according to claim 1, wherein a plasma CVD method using at least TEOS (tetraethyl orthosilicate) as a raw material is used as a film forming means of the silicon oxide thin film, and the addition is desired. A method for manufacturing a wafer, comprising controlling a flow rate ratio of a compound containing an element.
いて、シリコン系膜、又は炭素系膜部分に転写パターン
を形成したことを特徴とする転写マスク。8. A transfer mask, wherein a transfer pattern is formed on a silicon-based film or a carbon-based film using the wafer according to any one of claims 4 to 6.
照射し、転写パターンの形状に荷電粒子線を成形する工
程を具備することを特徴とする荷電粒子線の露光方法。9. A charged particle beam exposure method comprising the step of irradiating the transfer mask according to claim 8 with a charged particle beam to form the charged particle beam into a shape of a transfer pattern.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002282574A JP2003174030A (en) | 2001-09-28 | 2002-09-27 | Wafer and manufacturing method therefor, and transfer mask using the wafer |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-299774 | 2001-09-28 | ||
| JP2001299774 | 2001-09-28 | ||
| JP2002282574A JP2003174030A (en) | 2001-09-28 | 2002-09-27 | Wafer and manufacturing method therefor, and transfer mask using the wafer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003174030A true JP2003174030A (en) | 2003-06-20 |
Family
ID=26623240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002282574A Pending JP2003174030A (en) | 2001-09-28 | 2002-09-27 | Wafer and manufacturing method therefor, and transfer mask using the wafer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003174030A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005150591A (en) * | 2003-11-19 | 2005-06-09 | Dainippon Printing Co Ltd | Method for manufacturing transfer mask for charged particle beam, and transfer mask for charged particle beam |
| KR100751960B1 (en) | 2004-08-12 | 2007-08-24 | 실트로닉 아게 | Process for producing doped semiconductor wafers from silicon and the semiconductor wafers |
| JP2008218673A (en) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Toppan Printing Co Ltd | Transfer mask and its manufacturing method |
| KR101276317B1 (en) | 2006-12-29 | 2013-06-18 | 주식회사 엘지실트론 | Method of controlling wafer warpage by SiGe layer deposition and Wafer manufactured thereof |
| CN103489896A (en) * | 2012-06-12 | 2014-01-01 | 三星电子株式会社 | Gallium nitride based semiconductor device and method of manufacturing the same |
-
2002
- 2002-09-27 JP JP2002282574A patent/JP2003174030A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005150591A (en) * | 2003-11-19 | 2005-06-09 | Dainippon Printing Co Ltd | Method for manufacturing transfer mask for charged particle beam, and transfer mask for charged particle beam |
| JP4601941B2 (en) * | 2003-11-19 | 2010-12-22 | 大日本印刷株式会社 | Method for manufacturing transfer mask for charged particle beam and transfer mask for charged particle beam |
| KR100751960B1 (en) | 2004-08-12 | 2007-08-24 | 실트로닉 아게 | Process for producing doped semiconductor wafers from silicon and the semiconductor wafers |
| KR101276317B1 (en) | 2006-12-29 | 2013-06-18 | 주식회사 엘지실트론 | Method of controlling wafer warpage by SiGe layer deposition and Wafer manufactured thereof |
| JP2008218673A (en) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Toppan Printing Co Ltd | Transfer mask and its manufacturing method |
| CN103489896A (en) * | 2012-06-12 | 2014-01-01 | 三星电子株式会社 | Gallium nitride based semiconductor device and method of manufacturing the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9378975B2 (en) | Etching method to form spacers having multiple film layers | |
| KR100763538B1 (en) | Method of forming mask pattern and method of forming fine pattern using the same in a semiconductor device fabricating | |
| KR20060130680A (en) | Methods of forming trench isolation regions | |
| US7547914B2 (en) | Single-crystal layer on a dielectric layer | |
| US20110037142A1 (en) | Soi wafer and method for forming the same | |
| US11158506B2 (en) | Self-aligned, over etched hard mask fabrication method and structure | |
| US8158522B2 (en) | Method of forming a deep trench in a substrate | |
| JP4220229B2 (en) | Mask blank for charged particle beam exposure and method for manufacturing mask for charged particle beam exposure | |
| US20050130409A1 (en) | Controlled dry etch of a film | |
| US7749817B2 (en) | Single-crystal layer on a dielectric layer | |
| JP2003174030A (en) | Wafer and manufacturing method therefor, and transfer mask using the wafer | |
| JPH04251925A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| US20190027556A1 (en) | Shallow trench isolation (sti) gap fill | |
| US7091081B2 (en) | Method for patterning a semiconductor region | |
| JP4499623B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
| JP4686914B2 (en) | Manufacturing method of stencil mask | |
| JP2000150379A (en) | Manufacture of stack having crystalline semiconductor layer | |
| JP2013135175A (en) | Composite substrate and method for manufacturing the same | |
| US7358197B2 (en) | Method for avoiding polysilicon film over etch abnormal | |
| JP2004152965A (en) | Manufacturing method of semiconductor device and semiconductor device | |
| JP2003007588A (en) | Stencil mask, its manufacturing method and exposing method | |
| JP2004111828A (en) | Transfer mask and exposure method | |
| TW586175B (en) | Critical dimension control wafer and method of making the same | |
| JP2003007589A (en) | Stencil mask, its manufacturing method and exposing method | |
| JP2005303238A (en) | Mask for charged particle beam exposure and its manufacturing method |