JPH08240904A

JPH08240904A - 転写マスクおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH08240904A
Application number: JP6691295A
Authority: JP
Inventors: Isao Amamiya; 勲雨宮
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1995-03-01
Filing date: 1995-03-01
Publication date: 1996-09-17

Abstract

(57)【要約】【目的】膜剥がれや拡散反応による劣化がなく耐久性
に優れるとともに、電子伝導性や熱伝導性に優れ、高い
開口精度および転写精度を有する転写マスクを提供す
る。【構成】転写マスクを、支持枠部１１と、該支持枠部
に支持された金属薄膜部３と、該金属薄膜部に形成され
た開口１３とを有する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子線露光、イオンビ
ーム露光、Ｘ線露光などに用いられる転写マスクおよび
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、いずれが量産技術として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（貫通孔、開口）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；Stencil mask）が開発され一部実用化されつつあ
るが、作製が難しいため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（開口）を各種形成したマスクを用
い、この開口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近年提案され、次
世代ＬＳＩ技術として急浮上し脚光を浴びている。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ても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
写マスクは、従来より種々の方法で作製されているが、
加工性や強度の点からシリコン基板（市販のシリコンウ
エハ等）を加工して作製するのが一般的である。具体的
には、例えば、シリコン基板の裏面を支持枠部を残して
エッチング加工して、支持枠部とこの支持枠部に支持さ
れた薄膜部を形成し、この薄膜部に開口を形成して転写
マスクを作製する。さらに、シリコン基板裏面をエッチ
ング加工して支持枠部に支持された薄膜部を形成するに
際し、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）が知られており、均一なシリコ
ン薄膜部を形成する方法として効果的である。

【０００６】なお、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Ｓ
ｉＯ₂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知られている。

【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
行う方法や、エッチングストッパー層としてボロン層を
用いる方法（特開平２−７６２１６号等）も提案されて
いる。

【０００８】上述したシリコン等からなる転写マスクに
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いため、通常、シリコ
ン薄膜部の上に、金（Ａｕ）、タングステン（Ｗ）、白
金（Ｐｔ）等の金属層を形成し、電子線照射時のマスク
の耐久性の向上を図っている。また、これらの金属は、
良導体であり、電子伝導性や熱伝導性に優れているた
め、帯電（チャージアップ）によるビームずれの防止
や、発熱によるマスクの熱歪み防止効果に寄与してい
る。さらに、これらの金属は、電子線に対する遮蔽性に
優れ、エネルギー吸収体として作用するため、シリコン
薄膜部を薄く構成することができ、したがって、開口精
度の向上や、開口側壁による電子線への影響を低減でき
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には、次に示すような問題がある。

【００１０】すなわち、シリコン薄膜部の上に金属層を
形成した転写マスクにあっては、金属層の線膨脹係数が
下地であるシリコンと大きく異なるため、電子線照射時
の熱ストレスによってマスクが歪み転写精度が悪化した
り金属層の膜剥がれが生ずることがあり、マスクの安定
性や耐久性に欠けるという問題がある。また電子線照射
時に、金属層中の金属原子ががシリコン中に拡散する拡
散反応を起こしシリコン薄膜部や支持枠部が劣化すため
に、マスクの安定性や耐久性に欠けるという問題があ
る。

【００１１】また、シリコン薄膜部は通常２０μｍ程度
の厚さがあり、このシリコン薄膜部に開口を形成するた
めには、トレンチエッチング（深溝を掘る技術）を必要
とするが、このトレンチエッチングが実際上は難しいた
め、開口精度が損なわれるという問題がある。さらに、
開口の深さが深い（長い）ため、開口を通過する電子線
が開口側壁の影響を受けてビームずれを起こし転写精度
が悪化するするという問題がある。

【００１２】一方、ＳＯＩ基板を用いて作製した転写マ
スクにあっては、支持枠部とシリコン薄膜部の間にＳｉ
Ｏ₂層が介在しているので、金属層がＳｉＯ₂層で絶縁さ
れてしまいチャージアップが起こるという問題がある。
また、ＳｉＯ₂層は熱伝導性が悪いため、放熱特性に劣
り転写精度が悪化するという問題がある。なお、チャー
ジアップを防止するためのは、転写マスクとマスクホル
ダーとを接地するため、銀ペースト等で導通を図る必要
があり、作業が煩雑であるという問題がある。さらに、
ＳＯＩ基板はベアシリコンに比べ高価であり、これはＳ
ｉ薄膜部とＳｉＯ₂界面で気泡が生じやすくＳＯＩ基板
を作製するのに歩留まりが悪いためである。

【００１３】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、膜剥がれや拡散反応による劣化がなく
安定性や耐久性に優れるとともに、高い開口精度および
転写精度を有する転写マスクの提供を第一の目的とす
る。また、電子伝導性や熱伝導性に優れ、転写精度や耐
久性に優れた転写マスクの提供を第二の目的とする。さ
らに、従来に比べ、簡易かつ安価な転写マスクの製造方
法の提供を第三の目的とする。

【００１４】

【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は、支持枠部と、該支持枠部に支
持された金属薄膜部と、該金属薄膜部に形成された開口
とを有する構成、あるいは、支持枠部と、該支持枠部に
支持された金属薄膜部と、該金属薄膜部に形成された開
口と、前記支持枠部と金属薄膜部の間に介在させた他の
金属層とを有する構成としてある。

【００１５】また、本発明の転写マスクは、上記転写マ
スクにおいて、上記金属薄膜部が、Ｔａ、Ｒｅ、Ｗ、Ｉ
ｒ、Ｐｔ、Ｈｆ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎ
ｂ、Ｒｕ、Ｚｒのうちのいずれかの金属、これらの金属
を含む合金、あるいは、これらの金属を含む化合物から
なる構成、および／または、上記他の金属層が、Ｍｏ、
Ｗ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂのうちのいずれかのなどの
金属、これらの金属を含む合金、あるいはこれらの金属
を含む化合物からなる構成としてある。さらに、本発明
の転写マスクの製造方法は、基板上に金属層を形成する
工程と、基板裏面を支持枠部を残して金属層に到達する
までエッチング加工して支持枠部に支持された金属薄膜
部を形成する工程と、基板上の金属層または金属薄膜部
に開口を形成する工程とを含む構成、あるいは、基板上
にエッチングストッパー金属層を形成する工程と、該エ
ッチングストッパー金属層上に薄膜部金属層を形成する
工程と、基板裏面を支持枠部を残してエッチングストッ
パー金属層に到達するまでエッチング加工して支持枠部
に支持されたエッチングストッパー金属層／金属薄膜部
を形成する工程と、基板上の薄膜部金属層または金属薄
膜部に開口を形成する工程と、エッチングストッパー金
属層を除去する工程とを含む構成としてある。

【００１６】

【作用】本発明の転写マスクは、シリコン薄膜部がな
く、金属薄膜部だけでマスクの薄膜部を構成しているた
め、一般的に用いられている導電層形成工程を省略でき
ることや、中間ＳｉＯ₂層が存在しないため放熱特性に
優れる。また、金属薄膜部は密度がシリコンの１０倍程
度あるので、２〜３μｍとシリコン薄膜部（通常２０μ
ｍ程度）に比べ薄くすることができ、したがって、高い
開口精度および転写精度を有する。

【００１７】また、支持枠部と金属薄膜部の間にＳｉＯ
₂層が介在しないので、電子伝導性や熱伝導性に優れ、
転写精度や耐久性に優れる。

【００１８】さらに、本発明の転写マスクの製造方法
は、シリコン薄膜部の形成、シリコン薄膜部への開口形
成（難しい）、シリコン薄膜部上の金属導電層の形成等
の工程が必要なく、したがって、従来に比べ、簡易かつ
安価に転写マスクを製造できる。

【００１９】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
転写マスクは、支持枠部と、この支持枠部に支持された
金属薄膜部と、この金属薄膜部に形成された開口と、必
要に応じ、前記支持枠部と金属薄膜部の間に介在させた
他の金属層とを有する構成としてある。

【００２０】ここで、支持枠部は、通常、シリコン基板
等の裏面を支持枠部を残してエッチング加工して形成す
る。基板材料としては、Ｓｉ、Ｍｏ、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、リンやボロンをドープした
シリコン基板等を用いることが好ましい。なお、リンや
ボロンをドープしたシリコン基板を用いると、シリコン
基板の電子伝導性等を改良できる。

【００２１】金属薄膜部の形成材料としては、Ｔａ（タ
ンタル）、Ｒｅ（レニウム）、Ｗ（タングステン）、Ｉ
ｒ（イリジウム）、Ｐｔ（白金）、Ｈｆ（ハフニウ
ム）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｍｏ
（モリブデン）、Ｃｕ（銅）、Ａｕ（金）、Ｎｂ（ニオ
ブ）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）等の
金属が挙げられる。金属薄膜部は、これらの金属を含む
合金（金属間化合物を含む）、あるいは、これらの金属
を含む化合物（例えば、酸化物、窒化物、炭化物など）
等で構成してもよい。また、金属薄膜部を多層構成と
し、表面の酸化防止や、基板との付着性の向上を図るよ
うにしてもよい。

【００２２】金属薄膜部の厚さは、電子線耐久性、膜ス
トレスの問題や製作期間等の観点から、０．５〜５μｍ
程度、より好ましくは２〜３μｍ程度が適当である。金
属薄膜部の厚さが、０．５μｍより薄いと電子線に対す
る耐久性や遮蔽性が乏しくなり、５μｍを越えると、形
成に長時間を要するとともに、膜ストレスのコントロー
ルが困難となる。

【００２３】金属薄膜の形成方法は、特に制限されず、
各種薄膜形成方法が使用できる。薄膜形成方法として
は、例えば、スパッタ法、真空蒸着法、イオンビーム蒸
着法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電着法、メ
ッキ法などの薄膜形成方法が挙げられる。金属薄膜の形
成方法は、膜質（膜の緻密性や結晶構造、無欠陥性な
ど）やコスト等を考慮して適宜選択される。

【００２４】なお、支持枠部に支持された金属薄膜部
は、通常、上記薄膜形成方法によって、基板上に金属薄
膜を形成した後、基板裏面を支持枠部を残してエッチン
グ加工して形成する。

【００２５】金属薄膜部に開口を形成する方法として
は、エッチング法あるいはリフトオフ法などが挙げられ
る。ここで、エッチング法には、ウエットエッチングと
ドライエッチングがあるが、高精度な開口を形成するた
めには、ドライエッチングが好ましく、エッチング物質
の再付着を防止するためには、リアクティブイオンエッ
チング（ＲＩＥ）やイオンビームエッチングなどを用い
ることが好ましい。なお、ドライエッチングを採用する
場合にあっては、金属薄膜部をＴａ、Ｒｅ、Ｗ、Ｉｒな
どのドライエッチング可能で、かつ、電子線遮蔽効果の
観点から比重が１５ｇ／ｃｃ以上の金属で構成すること
が好ましい。

【００２６】一方、リフトオフ法は、基板上の開口とな
るべき部分にリソグラフィー技術によりリフトオフ材料
でできた開口と同じ形状のリフトオフパターンを形成し
た後、基板上に金属薄膜層を形成し、その後リフトオフ
パターンを除去して開口を有する金属薄膜層を形成する
方法である。

【００２７】ここで、基板上に金属薄膜層を形成する方
法としては、例えば、スパッタ法、真空蒸着法、イオン
ビーム蒸着法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法など
の乾式薄膜形成方法、あるいは電着法、メッキ法などの
湿式薄膜形成方法等が挙げられる。

【００２８】なお、リフトオフ材料としては、レジス
ト、感光性ガラス、感光性ＳＯＧ（スピン・オングラ
ス）、感光性樹脂フィルムなどのパターンニング可能な
材料が挙げられる。

【００２９】リフトオフパターンの厚さは、金属薄膜層
の１．５倍程度の厚さとすることが好ましい。これは、
この厚さより薄いと回り込みによりパターン寸法精度が
低下してしまうためである。

【００３０】また、乾式薄膜形成方法採用する場合にあ
っては、密度、耐薬品性、成膜特性等の観点から、金属
薄膜部をＷ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｅ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｐｄ、Ｒ
ｈ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｂ、Ａｕなど金属で構成する
ことが好ましく、湿式薄膜形成方法採用する場合にあっ
ては、密度、堆積速度等の観点から、金属薄膜部をＰ
ｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｚｎ、Ａｕなど金属で構成する
ことが好ましい。

【００３１】本発明では、必要に応じ、他の金属層（エ
ッチングストッパー金属層）を設ける。この他の金属層
は、マスク形成プロセスにおいてはエッチングストッパ
ー層として機能し、マスク形成後は、支持枠部と金属薄
膜部の間に残存するが、マスクの電子伝導性や熱伝導性
を低下させない。また、他の金属層は、マスク形成後支
持枠部と金属薄膜部の間の拡散防止層として作用し、マ
スクの安定性や耐久性を向上させる。

【００３２】上記他の金属層（エッチングストッパー金
属層）は、金属薄膜部を構成する金属が熱アルカリ水溶
液（シリコン基板裏面のエッチング液）に対して優れた
耐薬品性を有するものであれば、必ずしも設ける必要が
ない。すなわち、金属薄膜部を構成する金属がＴａのよ
うに、電子線照射耐久性に優れるが熱アルカリに対する
耐久性に乏しくそのままでは浸蝕されてしまうような場
合に、ウエットエッチングストッパー金属層を形成す
る。なお、他の金属層は、ドライエッチングストッパー
層としても作用する。この場合、他の金属層は、金属薄
膜部をドライエッチングする際のドライエッチングスト
ッパー層としての役割を果たす（両者のエッチングレー
トが違うため）とともに、金属薄膜部のドライエッチン
グの終点検出の役割を果たす（他の金属層成分を検出し
てドライエッチングの終点検出ができるため）。

【００３３】他の金属層としては、金属薄膜部を構成す
る金属以外の金属であって、シリコンのエッチング液で
あるアルカリ溶液等に溶解せず、別のウエットエッチン
グ液で容易に除去できるとともに、電子伝導性や熱伝導
性が良好な非磁性金属であればよい。具体的には、例え
ば、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂなどの金属、こ
れらの金属を含む合金、あるいはこれらの金属を含む化
合物等が挙げられる。

【００３４】他の金属層の形成方法は、上述した金属薄
膜の形成方法と同様である。

【００３５】次に、本発明の転写マスクの製造方法につ
いて説明する。本発明の転写マスクの製造方法は、基板
上にエッチングストッパー金属層を形成する工程（任
意）と、このエッチングストッパー金属層上に薄膜部金
属層を形成する工程と、基板裏面を支持枠部を残してエ
ッチングストッパー金属層に到達するまでエッチング加
工して支持枠部に支持されたエッチングストッパー金属
層／金属薄膜部を形成する工程と、基板上の金属薄膜部
に開口を形成する工程と、エッチングストッパー金属層
を除去する工程とを含む構成としてある。

【００３６】図１は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１に示すように、まず基板１表面
にエッチングストッパー金属層２および薄膜部金属層３
を形成する（図１（ａ））。エッチングストッパー金属
層２および薄膜部金属層３の形成方法、材料については
上述した。

【００３７】なお、薄膜部金属層３を電着法やメッキ法
で形成する場合にあっては、エッチングストッパー金属
層上に電着またはメッキ用の電極層（Ａｌ，Ｃｕ，Ａｇ
など）を形成し、この電極層に通電して電極層上に薄膜
部金属層を形成すればよい。

【００３８】次に、基板１裏面を支持枠部を残してエッ
チングストッパー金属層２に到達するまでエッチング加
工して支持枠部に支持されたエッチングストッパー金属
層／金属薄膜部を形成する（図１（ｂ））。

【００３９】ここで、基板裏面を支持枠部を残してエッ
チング加工するには、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し、基板裏面
をエッチング液に浸し、基板裏面のエッチング加工を行
なえばよい。この際、基板表面および側面が、基板裏面
のエッチング液に侵される場合には、基板表面および側
面にエッチング保護層を形成してもよい。ウエットエッ
チングマスク層およびエッチング保護層は同一の材料で
形成してもよく、違う材料で形成してもよい。

【００４０】基板裏面のエッチング液としては、ＫＯ
Ｈ、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、有機アルカリ等のアルカリ系溶液が
挙げられる。

【００４１】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。

【００４２】上記製造方法において、基板裏面に形成す
るウエットエッチングマスク層としては、タングステ
ン、ジルコニウム、チタン、クロム、ニッケルなどの金
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を用いるとよい。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。

【００４３】なお、ウエットエッチングマスク層とし
て、ＳｉＯ₂、ＳｉＣ、ＳｉＮ、Ｓｉ3Ｎ4、サイアロン
（ＳｉとＡｌの複合混合物）、ＳｉＯＮなどの無機層を
用いることもできる。

【００４４】ウエットエッチングマスク層の形成方法と
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蝕孔（エッチピット）が生じるので
これを避けるという観点、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℃以下スパッタ法
またはＣＶＤ法などが好ましい。

【００４５】ウエットエッチングマスク層の厚さは、
０．１〜１μｍ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の厚さが、０．１μｍより薄いとシ
リコン基板を完全に被覆できず、１μｍ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。

【００４６】ウエットエッチングマスク層のパターンニ
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をウエッ
トエッチングして、パターンニングする。

【００４７】また、ウエットエッチングマスク層のエッ
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、ＳｉＯ₂のエッチング液としては緩衝弗酸
等が、ＳｉＮのエッチング液としては熱リン酸等が挙げ
られる。

【００４８】基板表面および側面に形成されるエッチン
グ保護層としては、樹脂層他、上述したウエットエッチ
ングマスク層に用いられる金属層や無機層が用いられ
る。

【００４９】ここで、樹脂層としては、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。

【００５０】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。

【００５１】基板の表面および側面に樹脂層を形成する
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。

【００５２】樹脂層の厚さは、３０μｍ以上とするのが
適当である。樹脂層の厚さが、３０μｍ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
なる。

【００５３】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。

【００５４】次に、金属薄膜部に開口を形成する。開口
の形成方法としては、上述したような膜部金属層のエッ
チングあるいはリフトオフ法などが挙げられる。ドライ
エッチングにより金属薄膜部に開口を形成する場合は、
まず、薄膜部金属層３上にＳｉＯ₂層（ドライエッチン
グマスク層）４を形成する（図１（ｃ））。

【００５５】ＳｉＯ₂層４の形成方法としては、スパッ
タ法、蒸着法、熱酸化法、ＣＶＤ法や、ＳＯＧ（スピン
・オングラス）、感光性ガラス、感光性ＳＯＧなどを用
いる方法等の薄膜形成方法が挙げられる。

【００５６】なお、ＳｉＯ₂層４の代わりに、薄膜部金
属層３のエッチングマスク層として、ＳｉＣ層、Ｓｉ3
Ｎ4層、サイアロン（ＳｉとＡｌの複合混合物）層、Ｓ
ｉＯＮ層などの無機層や、タングステン、ジルコニウ
ム、チタン、クロム、ニッケルなどの金属、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、炭素等との金属化合物などの金属層を用いて
もよい。

【００５７】次いで、ＳｉＯ₂層４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４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４
のエッチングを行い、レジストパターンをＳｉＯ₂層４
に転写する（図１（ｃ））。この場合、パターン精度を
考慮すると、ＳｉＯ₂層４のエッチングは、フロロカー
ボン系ガス（ＳＦ₆／Ｏ₂、ＣＦ₄／Ｏ₂、Ｃ₂Ｆ₆／Ｏ
₂等）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。

【００５８】次に、レジストを除去した後、パターンニ
ングされたＳｉＯ₂層４をマスクとしてドライエッチン
グにより薄膜部金属層３のドライエッチングを行い、Ｓ
ｉＯ₂パターンをこれらに転写して開口を形成する（図
１（ｄ））。

【００５９】ここで、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、Ｔａのエッチ
ングガスとしては、Ｃｌ₂ガスやＣｌ₂／ＳｉＣｌ₄／Ｎ₂
混合ガス等が、ＷのエッチングガスとしてはＣＦ₄／Ｏ₂
混合ガス等が、ＭｏのエッチングガスとしてはＣＦ₄／
Ｏ₂混合ガス等が挙げられる。

【００６０】一方、リフトオフ法により金属薄膜部に開
口を形成する場合には、図２（ｃ）に示すように、薄膜
部金属層３の開口形成位置にあらかじめリフトオフ材料
からなるリフトオフパターン（像）５を形成しておき、
薄膜部金属層３の開口部分のリフトオフパターン５を除
去して開口を形成する。

【００６１】最後に、不必要層を除去し転写マスクを得
る。ここで、エッチングストッパー金属層、リフトオフ
材料からなるリフトオフパターン、ウエットエッチング
マスク層およびドライエッチングマスク層はそれぞれ各
種エッチング液等にて除去し、樹脂層は有機溶剤等で除
去する。

【００６２】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、自由度が高い。例えば、先
に開口を形成し、あとから裏面加工を行なうこともでき
る。

【００６３】

【実施例】以下、実施例にもとづき本発明をさらに詳細
に説明する。

【００６４】実施例１図１は本発明の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１に示すように、厚さ５００μｍのシ
リコン基板１表面上に、スパッタ法により厚さ０．２μ
ｍのＺｒ層（エッチングストッパー層）２を形成し、そ
の上にスパッタ法により厚さ３μｍのＴａ層３を形成
し、さらに、Ｔａ層３上にスパッタ法により厚さ３μｍ
のＳｉＯ2層４を形成した（図１（ａ））。

【００６５】次いで、基板裏面にＳｉＮ層を形成し（図
示せず）、このＳｉＮ層をレジストを用いたリソグラフ
ィー法によってパターンニングし、このパターンニング
された裏面ＳｉＮ層をマスクとして、ＫＯＨ水溶液によ
り、基板１の裏面を所定の大きさ、形状にエッチング加
工して支持枠部１１および薄膜部１２を形成した（図１
（ｂ））。なお、この場合、Ｚｒ層はＫＯＨ水溶液に対
するエッチングストッパー層として作用している。

【００６６】続いて、表面ＳｉＯ₂層４にレジストを用
いたリソグラフィー技術およびドライエッチング技術を
用いてパターンニングを施した（図１（ｃ））。

【００６７】レジストを除去後、上記パターンニングさ
れたＳｉＯ₂層４をマスクとして、マグネトロンリアク
ティブイオンエッチング（ＲＩＥ）により、Ｔａ層３の
垂直エッチング加工を行って、開口パターン１３を形成
した（図１（ｄ））。なお、エッチングガスとしてＣｌ
₂ガスを使用した。

【００６８】最後に、不必要となった薄膜部領域のＺｒ
層２を塩化第二銅水溶液で除去し、ＳｉＯ₂層４を緩衝
フッ酸で除去し、裏面ＳｉＮ層を熱リン酸で除去して、
転写マスクを得た（図１（ｅ））。

【００６９】得られた転写マスクを電子線一括露光装置
に装着し、描画テストを行ったところ、膜剥がれや拡散
反応による劣化がなく安定性や耐久性に優れ、電子伝導
性や熱伝導性に優れとともに、高い開口精度および転写
精度を有し、実用性が高いことが確認された。

【００７０】実施例２図２は本発明の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２に示すように、厚さ５００μｍの
シリコン基板１表面上に、スパッタ法により厚さ０．２
μｍのＴｉ層（エッチングストッパー層）２を形成し、
その上にスパッタ法により厚さ５μｍのＳｉＯ2層４を
形成した（図２（ａ））。

【００７１】続いて、ＳｉＯ₂層４上にレジスト層を形
成し、リソグラフィー技術によってレジスト（ネガ）パ
ターンを形成し（図示せず）、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４
のエッチングを行って、リフトオフパターン５を形成し
た（図２（ｂ））。なお、ＳｉＯ₂層４のエッチングガ
スとしてＣＦ₄／Ｈ₂混合ガスを使用した。

【００７２】レジストを除去後、真空蒸着法により厚さ
４μｍのＰｔ層（薄膜部金属層）３を形成した（図２
（ｃ））。

【００７３】次いで、基板１裏面に厚さ０．５μｍのＮ
ｉ層（エッチングマスク層）６を形成するとともに、基
板の表面および側面にエッチングに対する保護層として
ゴム系樹脂（エチレン−プロピレン系樹脂等）を３００
μｍの厚さで塗布して樹脂層７を形成し、１５０℃で加
熱して樹脂層７の硬化処理を行った（図２（ｄ））。

【００７４】次いで、Ｎｉ層６をレジストを用いたリソ
グラフィー法および塩化第二水溶液を用いたウエットエ
ッチングによってパターンニングし、このパターンニン
グされた裏面Ｎｉ層６をマスクとして、９０℃に加熱し
たＫＯＨ水溶液により、基板１の裏面を所定の大きさ、
形状にエッチング加工して支持枠部および薄膜部を形成
した（図２（ｅ））。なお、この場合、Ｔｉ層２はＫＯ
Ｈ水溶液に対するエッチングストッパー層として作用し
ている。

【００７５】最後に、不必要となった露出した薄膜部領
域のＴｉ層２を熱硫酸で除去し、Ｎｉ層６を塩化第二水
溶液で除去し、樹脂層７を溶剤で除去し、リフトオフパ
ターン５（ＳｉＯ₂）を緩衝フッ酸で除去（リフトオ
フ）して、転写マスクを得た（図２（ｆ））。

【００７６】なお、樹脂層７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
止できた。また、全工程を通じて、熱ストレスの影響を
回避でき、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た。

【００７７】得られた転写マスクを電子線一括露光装置
に装着し、描画テストを行ったところ、膜剥がれや拡散
反応による劣化がなく安定性や耐久性に優れ、電子伝導
性や熱伝導性に優れとともに、高い開口精度および転写
精度を有し、実用性が高いことが確認された。

【００７８】実施例３図３は本発明の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に示すように、厚さ５００μｍの
シリコン基板１表面上に、スパッタ法により厚さ０．０
５μｍのＡｇ層（電極層）２を形成し、その上にスピン
コートにより厚さ１０μｍの感光性ガラス層４を形成し
た（図３（ａ））。

【００７９】続いて、感光性ガラス層４をリソグラフィ
ー技術によってパターンニングし、リフトオフパターン
５を形成した（図３（ｄ））。

【００８０】次に、電解メッキ法により厚さ７μｍのＡ
ｕ層（薄膜部金属層）３をＡｇ層（電極層）上に形成し
た（図３（ｃ））。

【００８１】次いで、基板１全体（基板表面、裏面およ
び側面）にエッチングに対する保護層としてＳｉＮ層６
を１．０μｍの厚さで形成した（図３（ｄ））。

【００８２】次いで、裏面ＳｉＮ層６をレジストを用い
たリソグラフィー法および熱リン酸を用いたウエットエ
ッチングによってパターンニングし、このパターンニン
グされた裏面ＳｉＮ層６をマスクとして、９０℃に加熱
したＫＯＨ水溶液により、基板１の裏面を所定の大き
さ、形状にエッチング加工して支持枠部および薄膜部を
形成した（図３（ｅ））。なお、この場合、薄膜部領域
のＡｇ層２はＫＯＨ水溶液によって同時に除去される。

【００８３】最後に、不必要となったＳｉＮ層６を熱リ
ン酸で除去し、リフトオフパターン５（感光性ガラス）
を緩衝フッ酸で除去（リフトオフ）して、転写マスクを
得た（図３（ｆ））。

【００８４】得られた転写マスクを電子線一括露光装置
に装着し、描画テストを行ったところ、膜剥がれや拡散
反応による劣化がなく安定性や耐久性に優れ、電子伝導
性や熱伝導性に優れとともに、高い開口精度および転写
精度を有し、実用性が高いことが確認された。

【００８５】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、シリコン基板の代わりにＰまたはＢ
ドープシリコン基板を用いても同様の結果が得られた。

【００８６】なお、本発明の転写マスクは、電子線露光
マスクの他、イオンビーム露光用マスクやＸ線露光用マ
スク等としても利用できる。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の転写マスク
は、一般的に用いられている導電層形成工程を省略でき
ることや、中間ＳｉＯ₂層が存在しないため放熱特性に
優れるとともに、高い開口精度および転写精度を有す
る。

【００８８】また、本発明の転写マスクは、電子伝導性
や熱伝導性に優れ、転写精度や耐久性に優れる。

【００８９】さらに、本発明の転写マスクの製造方法
は、従来に比べ、簡易かつ安価に転写マスクを製造でき
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。

【符号の説明】

１基板２エッチングストッパー金属層３薄膜部金属層４ＳｉＯ₂層５リフトオフパターン６エッチングマスク層７樹脂層１１支持枠部１２薄膜部１３開口パターン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持枠部と、該支持枠部に支持された金
属薄膜部と、該金属薄膜部に形成された開口とを有する
ことを特徴とする転写マスク。
【請求項２】支持枠部と、該支持枠部に支持された金
属薄膜部と、該金属薄膜部に形成された開口と、前記支
持枠部と金属薄膜部の間に介在させた他の金属層とを有
することを特徴とする転写マスク。
【請求項３】前記金属薄膜部が、Ｔａ、Ｒｅ、Ｗ、Ｉ
ｒ、Ｐｔ、Ｈｆ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎ
ｂ、Ｒｕ、Ｚｒのうちのいずれかの金属、これらの金属
を含む合金、あるいは、これらの金属を含む化合物から
なることを特徴とする請求項１または２記載の転写マス
ク。
【請求項４】前記他の金属層が、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｎ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｎｂのうちのいずれかのなどの金属、これら
の金属を含む合金、あるいはこれらの金属を含む化合物
からなることを特徴とする請求項２または３記載の転写
マスク。
【請求項５】基板上に金属層を形成する工程と、基板
裏面を支持枠部を残して金属層に到達するまでエッチン
グ加工して支持枠部に支持された金属薄膜部を形成する
工程と、基板上の金属層または金属薄膜部に開口を形成
する工程とを含む特徴とする転写マスクの製造方法。
【請求項６】基板上にエッチングストッパー金属層を
形成する工程と、該エッチングストッパー金属層上に薄
膜部金属層を形成する工程と、基板裏面を支持枠部を残
してエッチングストッパー金属層に到達するまでエッチ
ング加工して支持枠部に支持されたエッチングストッパ
ー金属層／金属薄膜部を形成する工程と、基板上の薄膜
部金属層または金属薄膜部に開口を形成する工程と、エ
ッチングストッパー金属層を除去する工程とを含む特徴
とする転写マスクの製造方法。