JPH095985A - Transfer mask - Google Patents

Transfer mask

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JPH095985A
JPH095985A JP17271195A JP17271195A JPH095985A JP H095985 A JPH095985 A JP H095985A JP 17271195 A JP17271195 A JP 17271195A JP 17271195 A JP17271195 A JP 17271195A JP H095985 A JPH095985 A JP H095985A
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substrate
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐久時間が長く実用化レベルの使用耐久性を
有する転写マスクを提供する。 【構成】 支持枠部12に支持された薄膜部13に開口
11を形成してなる転写マスクであって、転写マスク表
面上に導電層3を形成した転写マスクにおいて、転写マ
スク表面と導電層3との間に拡散防止層2を設ける。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a transfer mask having a long durability time and practical durability. A transfer mask in which an opening 11 is formed in a thin film portion 13 supported by a support frame portion 12, wherein a conductive layer 3 is formed on the surface of the transfer mask. And the diffusion prevention layer 2 is provided between them.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transfer mask used for electron beam exposure, ion beam exposure, X-ray exposure and the like.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art At present, electron beam lithography, ion beam lithography, X-ray lithography, etc. are attracting attention as a technology for manufacturing next-generation sub-half-micron or quarter-micron ultrafine elements and the like. It is still unclear whether it will become the mainstream of mass production technology.

【0003】この中で、電子ビームを用いた電子ビーム
露光については、従来から、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)と呼ばれる露光方法が実用化
されているが、この方法は、超微細パターンの描画が可
能であるが、露光時間が極端に長く低スループットであ
ることから、メモリーなどの量産のLSIの製造には不
向きであり、LSI量産技術としては主役になり得ない
とみられていた。
Among them, the electron beam exposure using an electron beam is conventionally called a direct writing method (so-called one-stroke writing method) in which an exposure pattern is scanned with an electron beam (a thin beam spot) to perform drawing. Although the method has been put to practical use, this method can draw an ultrafine pattern, but it is not suitable for mass-production LSI such as memory because the exposure time is extremely long and the throughput is low. It was considered that it could not play a leading role in LSI mass production technology.

【0004】ところが、近年、露光パターン中に繰り返
して現れる種々の要素的パターンを、マスクを用いた転
写方式で部分的に一括露光できるようにし、これら種々
の要素的パターン転写を組み合わせることによって所望
のパターンの露光を迅速に行えるようにした、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
という場合もある)と呼ばれる描画方式が提案され、描
画時間が短く量産性があり超微細パターンの描画が可能
であることから、次世代LSI技術として急浮上し脚光
を浴びている。
However, in recent years, various elemental patterns repeatedly appearing in an exposure pattern can be partially exposed by a transfer method using a mask, and a desired combination is obtained by combining these various elemental pattern transfer. A drawing method called partial batch exposure (sometimes referred to as block exposure or cell projection exposure) has been proposed that enables rapid pattern exposure, and it enables short drawing time and mass production, and enables the drawing of ultrafine patterns. Therefore, it is rapidly emerging as the next-generation LSI technology and is in the spotlight.

【0005】この方法に用いられるマスクは、通常、多
数の互いに異なる要素的パターンを1枚のマスクに形成
したものであり、このマスクを用いた露光は、要素的パ
ターン(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、一つの
要素的パターンの転写が終了すると、電子ビームを偏向
させるかもしくはマスクを移動させるかあるいはその双
方を行うなどして次の要素的パターンの転写を行い、こ
の操作を繰り返して描画を行うようにしている。
[0005] The mask used in this method is usually one in which a number of different elemental patterns are formed on a single mask, and the exposure using this mask involves applying an electron beam in an elemental pattern (opening). After molding and partially exposing a predetermined section (block or cell) at a time, when the transfer of one elementary pattern is completed, the electron beam is deflected and / or the mask is moved, or both are performed. Then, the next elementary pattern is transferred, and this operation is repeated to perform drawing.

【0006】ところで、上述の電子ビームによる部分一
括露光等の荷電粒子線露光に用いられる荷電粒子線露光
用マスクは、一般に、支持枠部に支持された薄膜部に荷
電粒子線を通過させる貫通パターン(開口)を形成し
た、いわゆる穴あきマスク(ステンシルマスク;Stenci
l mask)である。すなわち、荷電粒子線を良好に透過す
る物質は存在せず、荷電粒子線を通過させる部分にはい
かなる物質も介在させることができないので、この部分
は貫通されていなければならない。また、この貫通パタ
ーンを厚い基板等に形成すると、通過する荷電粒子線が
貫通パターンの側壁の影響を受けて正確な転写ができな
くなるので、貫通パターンを形成する部分(荷電粒子線
を遮蔽する部分)は薄膜としなければならない。また、
薄膜を平面精度を保って支持するためには所定の強度を
有する支持枠部が必要となる。
By the way, a charged particle beam exposure mask used for charged particle beam exposure such as partial batch exposure with an electron beam is generally a penetrating pattern that allows a charged particle beam to pass through a thin film portion supported by a support frame portion. A so-called perforated mask (stencil mask; Stenci) with (openings) formed
l mask). In other words, there is no material that transmits the charged particle beam well, and no material can be interposed in the portion that allows the charged particle beam to pass. Therefore, this portion must be penetrated. Also, if this through pattern is formed on a thick substrate or the like, the passing charged particle beam is affected by the side wall of the through pattern and accurate transfer cannot be performed. Therefore, the part where the through pattern is formed (the part that blocks the charged particle beam is blocked). ) Must be a thin film. Also,
In order to support the thin film while maintaining planar accuracy, a support frame having a predetermined strength is required.

【0007】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)をリソグラフィー技術やマイクロマシン加工技
術を利用して作製するのが一般的である。具体的には、
例えば、シリコン基板裏面を、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
薄膜部に貫通孔を形成して転写マスクを作製する。
A transfer mask used for such partial batch exposure and the like has been conventionally manufactured by various methods.
From the viewpoint of workability and strength, it is common to manufacture a silicon substrate (such as a commercially available silicon wafer) by using a lithography technique or a micromachining technique. In particular,
For example, the back surface of the silicon substrate is etched to form a support frame portion and a thin film portion supported by the support frame portion, and a through hole is formed in the thin film portion to manufacture a transfer mask.

【0008】このようなシリコン単体からなる転写マス
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、電子線によってビームエッチングされたり電子
線照射によって加熱されたりするため、電子線に対する
耐久性に乏しい。そこで、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
の導電層を形成し、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、電子線(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。
In such a transfer mask made of a simple substance of silicon, the silicon thin film portion in which the opening is formed is beam-etched by the electron beam or heated by the electron beam irradiation as it is, and thus the durability against the electron beam is poor. . Therefore, a conductive layer of gold (Au), tungsten (W), platinum (Pt), or the like is usually formed on the silicon thin film portion to improve the durability of the mask during electron beam irradiation. Further, since these metals are good conductors and are excellent in electron conductivity and thermal conductivity, they contribute to the prevention of beam shift due to charging (charge-up) and the thermal distortion prevention effect of the mask due to heat generation. Furthermore, since these metals have excellent shielding properties against electron beams and act as electron beam (energy) absorbers, the silicon thin film portion can be made thin, and therefore, the precision of the aperture can be improved and the electron generated by the side wall of the aperture can be improved. The influence on the line can be reduced.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たシリコン薄膜部上に導電層を形成した転写マスクに
は、次に示すような問題がある。
However, the transfer mask having a conductive layer formed on the silicon thin film portion has the following problems.

【0010】すなわち、量産性やコストなどを考慮した
実用化レベルでは、転写マスクに1000時間レベルの
使用耐久性が要求される。導電層としては通常重金属が
使用され、その形成膜厚は、開口パターンの寸法精度を
低下させない観点からは、2μm程度が限界である。さ
らに、膜応力を考慮すると、1μm程度が形成膜厚の限
界となってしまう。
That is, at the practical level in which mass productivity and cost are taken into consideration, the transfer mask is required to have a service life of 1000 hours. A heavy metal is usually used as the conductive layer, and the film thickness thereof is limited to about 2 μm from the viewpoint of not reducing the dimensional accuracy of the opening pattern. Further, considering the film stress, the limit of the formed film thickness is about 1 μm.

【0011】ここで、表1に加速電圧50keVおよび
100keVの電子ビームの重金属層(密度19.3g
/ccの金)およびシリコン中への電子の侵入距離(飛
程距離)を示す。
Table 1 shows a heavy metal layer (density of 19.3 g) for electron beams with acceleration voltages of 50 keV and 100 keV.
/ Cc of gold) and the penetration distance (range) of electrons into silicon.

【0012】[0012]

【表1】 [Table 1]

【0013】表1に示すように、一般的には、Au等の
重金属層とシリコン薄膜部との双方で電子の透過を防い
でいる。したがって、重金属層のみで電子の吸収を完全
に行えない限り、シリコン中へ電子が侵入することにな
る。
As shown in Table 1, generally, both the heavy metal layer of Au or the like and the silicon thin film portion prevent the transmission of electrons. Therefore, unless the heavy metal layer alone can completely absorb the electrons, the electrons will penetrate into the silicon.

【0014】シリコン中へ電子が侵入すると、電子エネ
ルギーによりシリコン原子が活性な状態となり、重金属
層と拡散反応が生じてしまう。このような拡散反応は電
子線の照射時間の経過とともに進行し、この拡散反応に
よって重金属層が当初有していた熱的、電気的特性や、
膜密度の低下を招き、しいては、必要十分な耐久特性が
損なわれて、実用化レベル(1000時間程度)の使用
耐久性を達成できないという問題がある。
When electrons penetrate into silicon, electron energy activates silicon atoms, causing a diffusion reaction with the heavy metal layer. Such a diffusion reaction progresses with the passage of electron beam irradiation time, and due to this diffusion reaction, the thermal and electrical characteristics originally possessed by the heavy metal layer,
There is a problem in that the film density is reduced, and eventually the necessary and sufficient durability characteristics are impaired, and the practical durability (about 1000 hours) in use durability cannot be achieved.

【0015】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、耐久時間が長く実用化レベルの使用耐
久性を有する転写マスクの提供を目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a transfer mask which has a long durability time and has a practical durability.

【0016】[0016]

【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、支持枠部に支持された薄膜部
に開口を形成してなる転写マスクであって、転写マスク
表面上に導電層を形成した転写マスクにおいて、転写マ
スク表面と導電層との間に拡散防止層を設けた構成とし
てある。
In order to achieve the above object, a transfer mask of the present invention is a transfer mask in which an opening is formed in a thin film portion supported by a support frame portion, and the transfer mask is formed on the surface of the transfer mask. In a transfer mask having a conductive layer formed, a diffusion prevention layer is provided between the surface of the transfer mask and the conductive layer.

【0017】また、本発明の転写マスクは、上記本発明
の転写マスクにおいて、上記拡散防止層が、導電性材料
からなる構成、上記拡散防止層を構成する導電性材料
が、W、Zr、Ta、Mo、Ti、Nbから選ばれるい
ずれかの金属の金属炭化物、または、Zr、Ta、M
o、Ti、Nbから選ばれるいずれかの金属の金属窒化
物である構成、上記拡散防止層を構成する導電性材料
が、カーボンである構成、あるいは、上記拡散防止層を
加熱処理して拡散防止機能の高い緻密な膜とする構成と
してある。
In the transfer mask of the present invention, in the transfer mask of the present invention, the diffusion prevention layer is made of a conductive material, and the conductive material constituting the diffusion prevention layer is W, Zr, Ta. , A metal carbide of any metal selected from Mo, Ti, and Nb, or Zr, Ta, and M
o, Ti, Nb, a metal nitride of any metal, the conductive material forming the diffusion preventing layer is carbon, or the diffusion preventing layer is heat-treated to prevent diffusion. The structure is a dense film with high function.

【0018】さらに、本発明の転写マスクは、支持枠部
に支持された薄膜部に開口を形成してなる転写マスクで
あって、転写マスク表面上に導電層を形成した転写マス
クにおいて、転写マスク表面と導電層との間にこれらの
層間の応力緩和のための緩衝層を設けた構成、または、
拡散防止層と転写マスク表面および/または導電層との
間にこれらの層間の応力緩和のための緩衝層を設けた構
成としてある。
Further, the transfer mask of the present invention is a transfer mask formed by forming an opening in a thin film portion supported by a support frame portion, wherein the transfer mask has a conductive layer formed on the surface of the transfer mask. A structure in which a buffer layer for stress relaxation between these layers is provided between the surface and the conductive layer, or
A buffer layer is provided between the diffusion prevention layer and the surface of the transfer mask and / or the conductive layer to relax the stress between these layers.

【0019】以下、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0020】本発明の転写マスクは、例えば、図1
(b)および(c)に示すように、支持枠部12に支持
された薄膜部13に開口11を形成してなる転写マスク
であって、転写マスク表面上に導電層3を形成した転写
マスクにおいて、転写マスク表面と導電層3との間に拡
散防止層(バリア層)2を設けたことを特徴とする。
The transfer mask of the present invention is shown in FIG.
As shown in (b) and (c), a transfer mask in which an opening 11 is formed in a thin film portion 13 supported by a support frame portion 12, the transfer mask having a conductive layer 3 formed on the surface of the transfer mask. In the above, the diffusion preventing layer (barrier layer) 2 is provided between the transfer mask surface and the conductive layer 3.

【0021】ここで、拡散防止層の形成材料としては、
転写マスク表面と導電層との間の拡散反応を防止しうる
材料であれば特に制限されず、各種金属や合金、金属酸
化物などが使用できるが、チャージアップ防止の観点か
ら、導電性材料であることが好ましい。また、熱的に安
定な材料が好ましい。
Here, as the material for forming the diffusion prevention layer,
There is no particular limitation as long as it is a material that can prevent the diffusion reaction between the transfer mask surface and the conductive layer, and various metals, alloys, metal oxides and the like can be used, but from the viewpoint of charge-up prevention, a conductive material is used. Preferably there is. Also, a thermally stable material is preferable.

【0022】なお、拡散防止層の電子線の遮蔽性(アブ
ソーバー機能)は、必須の要件ではないが、導電層の必
要膜厚低減等のため電子線の遮蔽性が高い材料の方が好
ましい。
The electron beam shielding property (absorber function) of the diffusion prevention layer is not an essential requirement, but a material having a high electron beam shielding property is preferable in order to reduce the required film thickness of the conductive layer.

【0023】拡散防止層の形成材料としては、例えば、
W、Zr、Ta、Mo、Ti、Nbなどの金属炭化物、
または、Zr、Ta、Mo、Ti、Nbなどの金属窒化
物等が挙げられる。これらの材料は、導電性があるとと
もに熱的に安定であるため、拡散防止層として十分に機
能する。また、付着特性も十分である。
As the material for forming the diffusion prevention layer, for example,
Metal carbides such as W, Zr, Ta, Mo, Ti, Nb,
Alternatively, metal nitrides such as Zr, Ta, Mo, Ti and Nb may be used. Since these materials have conductivity and are thermally stable, they sufficiently function as a diffusion preventing layer. Also, the adhesion property is sufficient.

【0024】拡散防止層としては、カーボンを用いるこ
ともできる。カーボンは、それ自体容易に電子ビームを
透過してしまうが、導電性があるとともに、電子エネル
ギーによって活性化されたシリコンがカーボンと反応し
てシリコン/カーボン界面でSiCが形成され、形成さ
れたSiCがそれ以上拡散反応が進行するのを防止でき
るため、拡散防止層として十分に機能する。
Carbon can also be used as the diffusion preventing layer. Carbon itself easily transmits an electron beam, but it is electrically conductive, and silicon activated by electron energy reacts with carbon to form SiC at the silicon / carbon interface, thus forming SiC. However, since it can prevent the diffusion reaction from further proceeding, it sufficiently functions as a diffusion preventing layer.

【0025】拡散防止層の形成方法は、特に制限されな
いが、例えば、スパッタ法、室温スパッタ法、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、メッキ法等の薄膜形成方法が挙げられ
る。
The method for forming the diffusion prevention layer is not particularly limited, but examples thereof include sputtering method, room temperature sputtering method, vacuum vapor deposition method, ion beam vapor deposition method, CVD method, ion plating method, electrodeposition method and plating method. A thin film forming method may be used.

【0026】拡散防止層の厚さは、厚いほどバリア効果
(遮蔽効果)は高くなるが、50〜100nm程度でも
十分である。
The thicker the diffusion preventing layer is, the higher the barrier effect (shielding effect) is, but about 50 to 100 nm is sufficient.

【0027】拡散防止層は、膜の緻密性を向上させ、バ
リア層としての膜質を改善するために、必要に応じ、熱
処理(アニール)することが好ましい。
The diffusion prevention layer is preferably subjected to a heat treatment (annealing), if necessary, in order to improve the denseness of the film and improve the film quality as the barrier layer.

【0028】導電層は、要求特性(密度、電気抵抗、熱
伝導度、線膨張係数等)をバランスよく満たし、材料特
性に優れた材料で形成することが好ましい。
The conductive layer is preferably formed of a material that satisfies the required characteristics (density, electric resistance, thermal conductivity, linear expansion coefficient, etc.) in a well-balanced manner and has excellent material characteristics.

【0029】このような材料としては、イリジウム(I
r)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、モリブ
デン(Mo)、金(Au)、白金(Pt),銀(A
g)、Ru(ルテニウム)、Re(レニウム)、Rh
(ロジウム)、Pd(パラジウム)、Nb(ニオブ)等
の金属や、これらの金属を含む合金、これらの金属を含
む金属間化合物(金属間化合物には、ホウ素、炭素、ケ
イ素、ゲルマニウム、アンチモン、セレンなどの非金属
を含む場合や侵入型化合物も含まれる)、これらの金属
と、酸素、窒素、炭素のうちの少なくとも一以上元素と
を含む金属化合物等が挙げられる。
As such a material, iridium (I
r), tantalum (Ta), tungsten (W), molybdenum (Mo), gold (Au), platinum (Pt), silver (A)
g), Ru (ruthenium), Re (rhenium), Rh
(Rhodium), Pd (palladium), Nb (niobium), and other metals, alloys containing these metals, intermetallic compounds containing these metals (intermetallic compounds include boron, carbon, silicon, germanium, antimony, Including non-metals such as selenium and interstitial compounds), and metal compounds containing these metals and at least one element of oxygen, nitrogen, and carbon.

【0030】このように導電層の組成やその割合、物性
等を調整することにより、導電層の材料特性や付着性等
を制御できる。
By adjusting the composition, the ratio, the physical properties, etc. of the conductive layer in this way, the material properties, adhesion, etc. of the conductive layer can be controlled.

【0031】導電層は、通常単層であるが、異なる材料
からなる積層層としてもよい。このような導電層として
は、例えば、イリジウム合金層/タングステン層/イリ
ジウム合金層や、タングステン層/イリジウム合金層等
が挙げられる。
The conductive layer is usually a single layer, but may be a laminated layer made of different materials. Examples of such a conductive layer include an iridium alloy layer / tungsten layer / iridium alloy layer, a tungsten layer / iridium alloy layer, and the like.

【0032】導電層が合金である場合には、基板界面か
ら堆積が進むにつれて合金成分の割合が変化するような
傾斜的な構造の導電層としてもよい。
When the conductive layer is an alloy, the conductive layer may have an inclined structure in which the ratio of alloy components changes as the deposition proceeds from the substrate interface.

【0033】導電層の形成方法は、特に制限されない
が、例えば、スパッタ法、室温スパッタ法、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、メッキ法等の薄膜形成方法が挙げられ
る。
The method of forming the conductive layer is not particularly limited, but is, for example, a thin film such as a sputtering method, a room temperature sputtering method, a vacuum evaporation method, an ion beam evaporation method, a CVD method, an ion plating method, an electrodeposition method, a plating method. The forming method may be mentioned.

【0034】導電層の厚さは、0.2〜2.0μm程度
とすることが好ましい。導電層の厚さが、0.2μmよ
り薄いと電子線に対する耐久性が乏しくなり、2.0μ
mを越えると、膜形成が困難になるとともに、膜応力の
コントロールが難しくなり、また、高精度なドライエッ
チング加工が困難となる。
The conductive layer preferably has a thickness of about 0.2 to 2.0 μm. If the thickness of the conductive layer is less than 0.2 μm, the durability against electron beams becomes poor, and the thickness is 2.0 μm.
When it exceeds m, it becomes difficult to form a film, it becomes difficult to control the film stress, and it becomes difficult to perform a highly accurate dry etching process.

【0035】導電層の形成位置は、転写マスク表面上に
加え、転写マスクの側面および/または裏面側(基板裏
面のテーパ状部分や薄膜部の裏面側を含む)や、開口側
壁部に形成してもよい。これにより、放熱特性や帯電防
止特性の向上が図られる。
The conductive layer is formed not only on the surface of the transfer mask but also on the side surface and / or the back surface side of the transfer mask (including the tapered portion of the back surface of the substrate and the back surface side of the thin film portion) and the side wall of the opening. May be. As a result, heat dissipation characteristics and antistatic characteristics can be improved.

【0036】本発明では、上記拡散防止層が、転写マス
ク表面(シリコン)および導電層に対して付着性が悪い
場合には、付着特性の向上を目的に、拡散防止層と、転
写マスク表面および/または導電層との間に金属層等の
緩衝層を形成してもよい。
In the present invention, when the diffusion preventing layer has poor adhesion to the transfer mask surface (silicon) and the conductive layer, the diffusion preventing layer, the transfer mask surface and the transfer mask surface are formed for the purpose of improving the adhesion property. A buffer layer such as a metal layer may be formed between the conductive layer and / or the conductive layer.

【0037】この場合、それぞれの層の格子定数や線膨
張係数を考慮して緩衝層の材料を選択し、応力を緩和す
るとともに付着特性を確保することが好ましい。
In this case, it is preferable to select the material of the buffer layer in consideration of the lattice constant and the linear expansion coefficient of each layer to relieve the stress and secure the adhesive property.

【0038】緩衝層の形成材料としては、Ti、Wなど
の金属や、Ti、Ta、W、Moなどのシリサイド化合
物等が挙げられる。
Examples of the material for forming the buffer layer include metals such as Ti and W, silicide compounds such as Ti, Ta, W and Mo.

【0039】なお、転写マスク表面と導電層との間の応
力を緩和するだけの目的で、転写マスク表面と導電層と
の間に緩衝層を形成することもできる。また、緩衝層の
形成材料を選択することによって、緩衝層に拡散防止層
としての機能を持たせることも可能である。この場合、
緩衝層と拡散防止層は同一の層となる。
A buffer layer may be formed between the transfer mask surface and the conductive layer for the purpose of only relieving the stress between the transfer mask surface and the conductive layer. Further, by selecting the material for forming the buffer layer, it is possible to give the buffer layer a function as a diffusion preventing layer. in this case,
The buffer layer and the diffusion prevention layer are the same layer.

【0040】緩衝層の形成方法は、特に制限されない
が、例えば、スパッタ法、室温スパッタ法、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、メッキ法等の薄膜形成方法が挙げられ
る。
The method of forming the buffer layer is not particularly limited, but is, for example, a thin film such as a sputtering method, a room temperature sputtering method, a vacuum evaporation method, an ion beam evaporation method, a CVD method, an ion plating method, an electrodeposition method, a plating method. The forming method may be mentioned.

【0041】緩衝層の厚さは、応力バランスの調整を目
的とするため一概には言えないが、通常は、20〜50
0nmの範囲とする。
The thickness of the buffer layer cannot be generally stated because it is intended to adjust the stress balance, but it is usually 20 to 50.
The range is 0 nm.

【0042】なお、緩衝層、拡散防止層、導電層は、同
一の方法で形成してもよく、異なる方法で形成してもよ
い。また、これらの層の形成方法は、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
選択できる。
The buffer layer, the diffusion preventing layer and the conductive layer may be formed by the same method or different methods. The method for forming these layers can be appropriately selected in consideration of film quality (film denseness, crystal structure, defect-free property, etc.) and cost.

【0043】緩衝層、拡散防止層、導電層の好ましい組
合せとしては、例えば、Ti(緩衝層)/TiN(拡散
防止層)/Au(導電層)等が挙げられる。
A preferable combination of the buffer layer, the diffusion prevention layer and the conductive layer is, for example, Ti (buffer layer) / TiN (diffusion prevention layer) / Au (conductive layer).

【0044】次に、本発明の転写マスクの製造方法につ
いて説明する。
Next, a method of manufacturing the transfer mask of the present invention will be described.

【0045】本発明の転写マスクは、従来より公知の各
種方法でシリコン基板等を加工して、支持枠部に支持さ
れた薄膜部に開口を形成したシリコン等からなる転写マ
スクを作製後、この転写マスクの表面上に薄膜形成法に
よって、緩衝層(必要に応じ介在させる)、拡散防止
層、緩衝層(必要に応じ介在させる)、導電層を順次形
成して得ることができる(第一方法)。
The transfer mask of the present invention is produced by processing a silicon substrate or the like by various conventionally known methods to prepare a transfer mask made of silicon or the like in which an opening is formed in a thin film portion supported by a support frame, and It can be obtained by sequentially forming a buffer layer (intervening if necessary), a diffusion preventing layer, a buffer layer (interposing as necessary), and a conductive layer on the surface of the transfer mask by a thin film forming method (first method). ).

【0046】また、本発明の転写マスクは、開口形成前
の基板上に緩衝層(必要に応じ介在させる)、拡散防止
層、緩衝層(必要に応じ介在させる)、導電層を順次形
成した後、これら層および基板(薄膜部または薄膜部と
なるべき部分)に連続一体的に開口を形成しても得るこ
とができる(第二方法)。
In the transfer mask of the present invention, after a buffer layer (which is interposed if necessary), a diffusion prevention layer, a buffer layer (which is interposed as necessary), and a conductive layer are sequentially formed on the substrate before forming the openings. Alternatively, it is possible to form the layer and the substrate (the thin film portion or a portion to be the thin film portion) by forming the opening continuously and integrally (second method).

【0047】第一方法において、支持枠部に支持された
薄膜部に開口を形成してなる転写マスクは、従来より公
知の各種方法で作製された転写マスクであればよく、転
写マスクの製造方法、材料、構成等については特に制限
されない。
In the first method, the transfer mask formed by forming openings in the thin film portion supported by the support frame may be a transfer mask produced by various conventionally known methods. The material, composition, etc. are not particularly limited.

【0048】上記転写マスクは、一般的には、基板の表
面部分をドライエッチングにより高精度に加工して開口
パターンを形成するとともに、基板の裏面部分を支持枠
部を残してウエットエッチング(湿式エッチング)して
薄膜部を形成して作製する。この場合、開口パターンの
加工と、裏面加工は、いずれを先に行ってもよい。
In general, the transfer mask is processed by dry etching the surface of the substrate with high accuracy to form an opening pattern, and the back surface of the substrate is wet-etched (wet etching) while leaving a supporting frame. ) To form a thin film portion. In this case, either the opening pattern processing or the back surface processing may be performed first.

【0049】基板の表裏を所定のパターンにエッチング
加工するには、一般にリソグラフィー技術が利用され、
エッチングマスク層を所定のパターンにエッチング加工
し、このエッチングマスク層のパターンを基板に転写し
て基板の表裏の加工を行う。
Lithography is generally used to etch the front and back of the substrate into a predetermined pattern.
The etching mask layer is etched into a predetermined pattern, and the pattern of the etching mask layer is transferred to the substrate to process the front and back surfaces of the substrate.

【0050】なお、上記方法以外には、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)や、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)、あるいは、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)等を利用することもできる。
In addition to the above method, a method of forming an opening (opening) pattern portion by electric discharge machining using a silicon substrate (Japanese Patent Laid-Open No. 217876/1993), or coating a photosensitive glass on the silicon substrate. A method of using the photosensitive glass as it is as a mask material to omit the resist process (JP-A-4-240719) or a method of using a boron layer as an etching stopper layer (JP-A-2-76216) is used. You can also

【0051】第二方法では、上述したように、開口形成
前の基板上に緩衝層(必要に応じ介在させる)、拡散防
止層、導電層を順次形成した後、これら層および基板
(薄膜部または薄膜部となるべき部分)に連続一体的に
開口を形成する。
In the second method, as described above, a buffer layer (which is interposed if necessary), a diffusion prevention layer, and a conductive layer are sequentially formed on the substrate before the opening is formed, and then these layers and the substrate (the thin film portion or An opening is continuously and integrally formed in a portion to be a thin film portion).

【0052】このように連続一体的にドライエッチング
して開口を形成すると、緩衝層、拡散防止層および導電
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
精度な開口部を容易に形成することができる。
When the opening is formed by continuously and integrally dry etching as described above, the opening including the buffer layer, the diffusion prevention layer and the conductive layer can be formed by continuous dry etching in one step and in a short time. In addition to this, it is possible to easily form a highly accurate opening.

【0053】なお、連続一体的に開口を形成する場合に
は、緩衝層、拡散防止層および導電層を、ドライエッチ
ング可能な材料で形成することが好ましい。また、これ
らの層は、酸に対する耐薬品性が高く真空装置中で汚染
物として付着するカーボンなどの有機物の酸洗浄による
除去が可能な材料で形成することが好ましい。
When the openings are formed continuously and integrally, it is preferable that the buffer layer, the diffusion preventing layer and the conductive layer are formed of a dry-etchable material. Further, these layers are preferably formed of a material having a high chemical resistance to an acid and capable of removing an organic substance such as carbon attached as a contaminant in a vacuum apparatus by acid cleaning.

【0054】なお、第二方法におけるその他の工程に関
しては第一方法と同様である。
The other steps in the second method are the same as those in the first method.

【0055】上述したように第一方法および第二方法で
は、一般的に、基板の表面部分をドライエッチングによ
り高精度に加工して開口パターンを形成するとともに、
基板の裏面部分を支持枠部を残してウエットエッチング
(湿式エッチング)して薄膜部を形成して転写マスクを
作製する。
As described above, in the first method and the second method, in general, the surface portion of the substrate is processed with high precision by dry etching to form the opening pattern, and
The back surface of the substrate is wet-etched (wet etching) leaving the support frame portion to form a thin film portion, and a transfer mask is manufactured.

【0056】ここで、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、二枚のシリコン板をSi
2層を介して貼り合わせた構造のSOI(Silicon on
Insulator)基板、酸素イオンをシリコン基板等に高濃
度で打ち込み熱処理で酸化膜を形成したSIMOX(se
paration by implanted oxygen)基板、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
性等を調整できる。
Here, as the substrate material, Si, Mo,
Al, Au, Cu, etc. may be mentioned. However, from the viewpoint of chemical resistance, processing conditions, dimensional accuracy, etc., two silicon plates are made into Si.
SOI (Silicon on) with a structure that is bonded via an O 2 layer
Insulator) substrate, oxygen ions are implanted into a silicon substrate at a high concentration to form an oxide film by heat treatment, SIMOX (se
It is preferable to use a paration by implanted oxygen) substrate, a silicon substrate, or the like. When a silicon substrate doped with phosphorus or boron is used, the electronic conductivity of the silicon substrate can be adjusted.

【0057】基板として、SOI基板やSIMOX基板
を用いると、SiO2層をエッチング停止層(エッチン
グストッパー層)として基板の表裏の加工を行うことが
でき、薄膜部の形成等の加工が容易である(特開平6−
130655号等)。
When an SOI substrate or a SIMOX substrate is used as the substrate, the front and back of the substrate can be processed by using the SiO 2 layer as an etching stop layer (etching stopper layer), and the processing such as the formation of a thin film portion is easy. (JP-A-6-
130655, etc.).

【0058】エッチングマスク層の材質、形成方法等は
特に制限されず、従来より公知の各種材質、形成方法が
使用できる。
The material and forming method of the etching mask layer are not particularly limited, and various conventionally known materials and forming methods can be used.

【0059】具体的には、開口の形成等に用いるドライ
エッチングマスク層としては、SiO2層の他、SiC
層、Si3N4層、サイアロン(SiとAlの複合混合
物)層、SiON層などの無機層や、レジスト、感光性
フィルムなどの有機層、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等が使用でき
る。
Specifically, as the dry etching mask layer used for forming the openings, etc., in addition to the SiO 2 layer, SiC is used.
Layer, Si3N4 layer, sialon (composite mixture of Si and Al) layer, inorganic layer such as SiON layer, organic layer such as resist and photosensitive film, tungsten, zirconium,
Metals such as metals such as titanium, chromium and nickel, alloys containing these metals, and metal layers such as metal compounds of these metals or alloys with oxygen, nitrogen, carbon and the like can be used.

【0060】ドライエッチングマスク層は各種薄膜形成
法によって形成できる。例えば、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
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などが挙
げられる。
The dry etching mask layer can be formed by various thin film forming methods. For example, as a method for forming the SiO 2 layer, a thin film forming method such as a method using a sputtering method, an evaporation method, a thermal oxidation method, a CVD method, a method using SOG (spin-on-glass), photosensitive glass, photosensitive SOG, or the like. Is mentioned.

【0061】ドライエッチングマスク層のパターンニン
グは、リソグラフィー技術を用いて行い、所望の形状に
パターンニングする。具体的には、例えば、ドライエッ
チングマスク層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マスク層のドライエッ
チングを行い、レジストパターンをドライエッチングマ
スク層に転写する。なお、ドライエッチングマスク層と
して感光性ガラスや感光性SOGなどを用いる場合に
は、レジストプロセスを省略できる。レジストは、エッ
チングマスク層のエッチング後除去される。ドライエッ
チングマスク層(SiO2層など)のエッチングガスと
しては、フロロカーボン系ガス(SF6/O2、CF4
2、C26/O2等)などが用いられる。
The patterning of the dry etching mask layer is performed by using a lithographic technique, and is patterned into a desired shape. Specifically, for example, a resist is applied on the dry etching mask layer, a resist pattern is formed by exposure and development, and the dry etching mask layer is dry-etched using this resist pattern as a mask. Transfer to a layer. The resist process can be omitted when using photosensitive glass or photosensitive SOG as the dry etching mask layer. The resist is removed after the etching of the etching mask layer. As an etching gas for the dry etching mask layer (SiO 2 layer, etc.), a fluorocarbon-based gas (SF 6 / O 2 , CF 4 /
O 2 , C 2 F 6 / O 2 and the like are used.

【0062】次に、上記パターンニングされたドライエ
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
により基板表面を所定の深さにトレンチエッチング加工
して、薄膜部または薄膜部となるべき部分に開口を形成
する。
Next, using the patterned dry etching mask layer as a mask, the substrate surface is subjected to trench etching by a dry etching technique to a predetermined depth to form an opening in the thin film portion or a portion to be the thin film portion. .

【0063】ここで、ドライエッチング条件としては、
エッチング温度、使用ガス、ガス圧力、RF出力などが
挙げられ、これらの条件を調節して垂直な開口が形成さ
れるようにすることが好ましい。
The dry etching conditions are as follows.
Etching temperature, used gas, gas pressure, RF output and the like are mentioned, and it is preferable to adjust these conditions so that a vertical opening is formed.

【0064】基板裏面は、エッチングにより加工され、
支持枠部に支持された薄膜部が形成される。シリコン基
板裏面の加工は、製造コストおよび加工時間等の観点か
らウエットエッチングにより行うことが好ましい。
The back surface of the substrate is processed by etching,
The thin film portion supported by the support frame portion is formed. It is preferable to process the back surface of the silicon substrate by wet etching from the viewpoint of manufacturing cost and processing time.

【0065】シリコン基板裏面を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た後、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。
For etching the back surface of the silicon substrate, a wet etching mask layer is formed on the back surface of the substrate,
After patterning the wet etching mask layer by lithography, the back surface of the substrate may be immersed in an etchant to perform the etching process on the back surface of the substrate.

【0066】この際、基板表面および側面等が、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、異なる材料で形成してもよい。
At this time, when the front surface and the side surface of the substrate are attacked by the etching liquid on the back surface of the substrate, an etching protection layer may be formed on the front surface and the side surface of the substrate. The wet etching mask layer and the etching protection layer may be formed of the same material or different materials.

【0067】シリコン基板裏面の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、有機アルカリ等のアルカリ
系溶液が挙げられる。
Examples of the etching solution for the back surface of the silicon substrate include alkaline aqueous solutions such as KOH and NaOH, alkaline aqueous solutions containing alcohol and the like, and alkaline solutions such as organic alkalis.

【0068】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。
The etching temperature is preferably a low temperature of 150 ° C. or lower, more preferably a low temperature of 110 ° C. or lower in order to avoid the influence of thermal stress.
Examples of the etching method include a dipping (dipping) method.

【0069】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、SiO2、SiC、SiN、Si3N
4、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ができる。
As the wet etching mask layer formed on the back surface of the substrate, SiO 2 , SiC, SiN, Si 3 N is used.
4, Sialon (composite mixture of Si and Al), SiON
Inorganic layers such as

【0070】また、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
用いることができる。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。
As the wet etching mask layer, simple metals such as tungsten, zirconium, titanium, chromium and nickel, alloys containing these metals, or at least these metals or alloys and oxygen, nitrogen and carbon are used. A metal compound containing one or more elements can be used. These metal systems can be patterned by low temperature wet etching,
Since the removal of these metal-based materials can also be performed by low temperature wet etching at 100 ° C. or lower, damage to the thin film portion does not occur during these treatments.

【0071】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、成膜条件等を制御するこ
とが好ましい。
Examples of the method for forming the wet etching mask layer include thin film forming methods such as a sputtering method, a vapor deposition method and a CVD method. However, if the film quality is poor, the etching solution permeates into the silicon substrate to form a pit (etch pit). It is preferable to control the film forming conditions and the like from the viewpoint of avoiding this, and from the viewpoint of avoiding this because damage such as cracks may occur due to thermal stress and the like during high temperature film formation.

【0072】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。
The thickness of the wet etching mask layer is
A range of 0.1 to 1 μm is suitable. If the thickness of the wet etching mask layer is less than 0.1 μm, the silicon substrate cannot be completely covered. If it exceeds 1 μm, it takes a long time to form the film and the influence of the film stress increases.

【0073】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。
To pattern the wet etching mask layer, specifically, a resist is applied on the wet etching mask layer, a resist pattern is formed by a lithographic method, and the resist pattern is used as a mask.
The wet etching mask layer is wet-etched with an etching solution and patterned.

【0074】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、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、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。
The etching solution used for etching the wet etching mask layer is not particularly limited. For example, buffer hydrofluoric acid or the like is used as the etching solution for SiO 2 .
The etching solution for SiN is hot phosphoric acid, the etching solution for titanium is 4% dilute fluorinated nitric acid aqueous solution, the etching solution for chromium is cerium nitrate / ammonium nitrate / perchloric acid aqueous solution, and the etching of nickel. Examples of the liquid include ferric chloride, and examples of the tungsten etching liquid include an aqueous solution of red blood salt (potassium ferricyanide).

【0075】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。
As the etching protection layer formed on the surface and the side surface of the substrate, a metal layer or an inorganic layer used for the above-mentioned wet etching mask layer is used in addition to the resin layer.

【0076】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。
Here, for the resin layer, it is preferable to use a resin which is cured at a low temperature of 200 ° C. or lower. If the curing temperature exceeds 200 ° C., the thin film portion may be distorted or damaged due to the thermal stress during the curing process. In order to completely avoid the influence of such heat stress, it is more preferable to use a resin that cures at room temperature.

【0077】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。
Examples of the resin include resins containing at least one of fluorine resin, ethylene resin, propylene resin, silicon resin, butadiene resin and styrene resin.

【0078】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
は例えば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。
As a method for forming the resin layer on the surface and the side surface of the substrate, a spin coating method, a dipping method, a spraying method and the like can be mentioned, but the spin coating method is preferable in consideration of handling and working efficiency. The coating of the side surface of the substrate is performed, for example, by wrapping the resin around the side surface of the substrate during initial low-speed rotation in the spin coating method.

【0079】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。
It is suitable that the thickness of the resin layer is 30 μm or more. When the thickness of the resin layer is less than 30 μm, the durability against the etching solution and the function as the protective layer become poor.

【0080】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、開口等の段差被覆性
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。
The resin layer can be easily formed by a spin coating method or the like without being affected by heat stress on other portions at the time of forming and removing the resin layer, has excellent step coverage of openings and the like, and is eroded by the etching solution. Can be completely prevented. Therefore, it contributes to manufacturing a transfer mask stably and easily.

【0081】ドライエッチングマスク層、ウエットエッ
チングマスク層、保護層などの不必要層は、最後に除去
され、転写マスクが得られる。ここで、ウエットエッチ
ングマスク層および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、樹脂層等は有機溶剤等で除
去する。
Unnecessary layers such as the dry etching mask layer, the wet etching mask layer and the protective layer are finally removed to obtain a transfer mask. Here, each of the wet etching mask layer and the etching mask layer is removed with various etching solutions or the like, and the resin layer or the like is removed with an organic solvent or the like.

【0082】[0082]

【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。
The present invention will be described in more detail based on the following examples.

【0083】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、SOI基板1(図1
(a))の両面に無機層(SiO2層等)を形成し(図
示せず)、リソグラフィー技術によって無機層をパター
ンニングし、表面側からドライエッチング加工を施して
開口11を形成し、裏面側からウエットエッチング加工
を施して支持枠部12に支持された薄膜部13を形成
し、さらに不用となった無機層を緩衝フッ酸等で除去し
て、シリコンからなる転写マスクを得た(図1
(b))。
Embodiment 1 FIG. 1 is a process explanatory view showing an example of a manufacturing process of a transfer mask of the present invention. As shown in FIG. 1, the SOI substrate 1 (see FIG.
An inorganic layer (SiO 2 layer or the like) is formed on both surfaces of (a)) (not shown), the inorganic layer is patterned by a lithography technique, and dry etching is performed from the front surface side to form an opening 11, and the back surface is formed. Wet etching is applied from the side to form the thin film portion 13 supported by the support frame portion 12, and the unnecessary inorganic layer is removed with buffer hydrofluoric acid or the like to obtain a transfer mask made of silicon (Fig. 1
(B)).

【0084】次いで、得られた転写マスク表面上に,反
応性スパッタ法により、TiNからなる拡散防止層2を
0.2μmの厚さで形成し、この上に、Auからなる導
電層3を1μmの厚さで形成して転写マスクを得た。な
お、拡散防止層の膜の緻密化を図る目的で、TiNから
なる拡散防止層を形成した時点で、700℃で30分間
真空熱処理を行った。
Then, a diffusion preventing layer 2 made of TiN is formed to a thickness of 0.2 μm on the surface of the obtained transfer mask by a reactive sputtering method, and a conductive layer 3 made of Au is formed thereon to a thickness of 1 μm. To obtain a transfer mask. For the purpose of densifying the diffusion prevention layer, vacuum heat treatment was performed at 700 ° C. for 30 minutes when the diffusion prevention layer made of TiN was formed.

【0085】得られた転写マスクを電子線部分一括露光
装置に装着し、描画テストを行ったところ、1000時
間程度と実用化レベルの使用耐久性があることが確認さ
れた。
The transfer mask thus obtained was mounted on an electron beam partial batch exposure apparatus, and a drawing test was carried out. As a result, it was confirmed that the transfer mask had a practical durability of about 1,000 hours.

【0086】実施例2 TiNの代わりにTaNからなる拡散防止層2を形成し
たこと以外は実施例1と同様にして転写マスクを得た。
得られた転写マスクの使用耐久性は、800時間程度と
実用化レベルであった。
Example 2 A transfer mask was obtained in the same manner as in Example 1 except that the diffusion preventing layer 2 made of TaN was formed instead of TiN.
The use durability of the obtained transfer mask was about 800 hours, which was a practical level.

【0087】実施例3〜6 Auの代わりにWまたはTaからなる導電層3を形成し
たこと以外は実施例1〜2と同様にして、Si/TiN
/W(実施例3)、Si/TiN/Ta(実施例4)、
Si/TaN/W(実施例5)、Si/TaN/Ta
(実施例6)の構成の転写マスクを得た。得られた転写
マスクの使用耐久性は、500〜1000時間程度と実
用化レベルであった。
Examples 3 to 6 Si / TiN was prepared in the same manner as in Examples 1 and 2 except that the conductive layer 3 made of W or Ta was formed instead of Au.
/ W (Example 3), Si / TiN / Ta (Example 4),
Si / TaN / W (Example 5), Si / TaN / Ta
A transfer mask having the configuration of (Example 6) was obtained. The use durability of the obtained transfer mask was about 500 to 1000 hours, which was a practical level.

【0088】比較例1〜4 拡散防止層2を形成しなかったこと以外は実施例1、
3、4、7と同様にして転写マスクを得た。得られた転
写マスクの使用耐久性は、いずれも5〜100時間程度
と実用化レベルには至らなかった。
Comparative Examples 1 to 4 Example 1, except that the diffusion preventing layer 2 was not formed,
Transfer masks were obtained in the same manner as 3, 4, and 7. The use durability of each of the obtained transfer masks was about 5 to 100 hours, which was not a practical level.

【0089】実施例7〜8 TiNの代わりにTiC(実施例7)、C(カーボン)
(実施例8)からなる拡散防止層2を形成し、Auの代
わりにPtからなる導電層3を形成たこと以外は実施例
1と同様にして転写マスクを得た。得られた転写マスク
の使用耐久性は、いずれも500時間以上と実用化レベ
ルであった。
Examples 7 to 8 Instead of TiN, TiC (Example 7), C (carbon)
A transfer mask was obtained in the same manner as in Example 1 except that the diffusion prevention layer 2 made of (Example 8) was formed and the conductive layer 3 made of Pt was formed instead of Au. The use durability of each of the obtained transfer masks was 500 hours or more, which was a practical level.

【0090】実施例9 SOI基板の代わりにリン(P)ドープシリコン基板を
用いたこと以外は実施例1と同様にして転写マスクを得
た。得られた転写マスクの使用耐久性は、1500時間
程度と実用化レベルであった。
Example 9 A transfer mask was obtained in the same manner as in Example 1 except that a phosphorus (P) -doped silicon substrate was used instead of the SOI substrate. The use durability of the obtained transfer mask was about 1,500 hours, which was a practical level.

【0091】実施例10 拡散防止層の加熱処理温度を500℃としたこと以外は
実施例1と同様にして転写マスクを得た。得られた転写
マスクの使用耐久性は、400時間程度であった。
Example 10 A transfer mask was obtained in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment temperature of the diffusion prevention layer was 500 ° C. The use durability of the obtained transfer mask was about 400 hours.

【0092】実施例11 シリコン基板とTiN層の間に、スパッタ法により、T
iからなる0.02μm厚の緩衝層を形成したこと以外
は実施例1と同様にして転写マスクを得た。得られた転
写マスクの使用耐久性は、1000時間程度と実用化レ
ベルであった。
Example 11 T was deposited between a silicon substrate and a TiN layer by sputtering.
A transfer mask was obtained in the same manner as in Example 1 except that a buffer layer made of i and having a thickness of 0.02 μm was formed. The use durability of the obtained transfer mask was about 1000 hours, which was a practical level.

【0093】実施例12 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、ボロン(B)ドー
プシリコン基板1(図2(a))の表面上に、スパッタ
法により、TiNからなる拡散防止層2を0.1μmの
厚さで形成し、この上に、スパッタ法により、Wからな
る導電層3を0.8μmの厚さで順次形成した(図2
(b))。なお、拡散防止層および導電層の膜の緻密化
を図る目的で、導電層形成の段階で600℃で60分間
加熱処理を行った。
Embodiment 12 FIG. 2 is a process explanatory view showing another example of the manufacturing process of the transfer mask of the present invention. As shown in FIG. 2, a diffusion preventive layer 2 made of TiN is formed to a thickness of 0.1 μm on the surface of a boron (B) -doped silicon substrate 1 (FIG. 2A) by a sputtering method. A conductive layer 3 made of W was sequentially formed on the upper surface of the substrate to a thickness of 0.8 μm by sputtering (FIG. 2).
(B)). For the purpose of densifying the diffusion prevention layer and the conductive layer, heat treatment was performed at 600 ° C. for 60 minutes at the stage of forming the conductive layer.

【0094】続いて、上記導電層3の上に、SiO2
4を形成し、このSiO2層4を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2(c))。
[0094] Then, on the conductive layer 3 to form a SiO 2 layer 4 was subjected to patterning by lithography and a dry etching technique using the SiO 2 layer 4 a resist (FIG. 2 ( c)).

【0095】その後、パターンニングされたSiO2
4をマスクとして、ドライエッチングにより、W導電層
3、TiN拡散防止層2のエッチングを順次行い、続け
てシリコン基板1表面のトレンチエッチングを行って、
開口パターンを形成した(図2(d))。なお、W導電
層3のエッチングガスとしてフロロカーボン系ガス(C
4/O2)を使用し、TiN拡散防止層2のエッチング
ガスとして塩素系ガス(Cl2/O2)を使用し、シリコ
ン基板1表面のエッチングガスとしてCl2/SF6混合
ガスを使用した。
Then, using the patterned SiO 2 layer 4 as a mask, the W conductive layer 3 and the TiN diffusion preventing layer 2 are sequentially etched by dry etching, and then the surface of the silicon substrate 1 is trench-etched.
An opening pattern was formed (FIG. 2 (d)). As an etching gas for the W conductive layer 3, a fluorocarbon-based gas (C
F 4 / O 2 ) is used, chlorine-based gas (Cl 2 / O 2 ) is used as an etching gas for the TiN diffusion prevention layer 2, and Cl 2 / SF 6 mixed gas is used as an etching gas for the surface of the silicon substrate 1. did.

【0096】次に、基板1裏面に厚さ2000オングス
トロームのSiC層(ウエットエッチングマスク層)5
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
レン等)を300μmの厚さで塗布して樹脂層6を形成
し、100℃で加熱して樹脂層6の硬化処理を行った
(図2(e))。基板1裏面に形成したSiC層5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2
(e))。
Next, a 2000 angstrom thick SiC layer (wet etching mask layer) 5 is formed on the back surface of the substrate 1.
And a rubber-based resin (ethylene / propylene or the like) having a thickness of 300 μm is applied as a protective layer against etching to the surface and side surfaces of the substrate to form a resin layer 6, and the resin layer 6 is heated at 100 ° C. Was cured (FIG. 2 (e)). On the SiC layer 5 formed on the back surface of the substrate 1,
Patterning was performed using a lithography technique using a resist and a dry etching technique (see FIG. 2).
(E)).

【0097】上記パターンニングされたSiC層5をマ
スクとして、シリコン基板1裏面を開口パターンに達す
るまでウエットエッチングした(図2(f))。
Using the patterned SiC layer 5 as a mask, the back surface of the silicon substrate 1 was wet-etched until reaching the opening pattern (FIG. 2 (f)).

【0098】最後に、不必要となったSiC層5、Si
2層4および樹脂層6をそれぞれ除去して、転写マス
クを得た(図2(f))。
Finally, the unnecessary SiC layer 5, Si
The O 2 layer 4 and the resin layer 6 were removed to obtain a transfer mask (FIG. 2 (f)).

【0099】上記転写マスクは、導電層および拡散防止
層を含めた開口部の形成を、連続ドライエッチングによ
り形成しているので、開口形成後に導電層および拡散防
止層を形成する場合に比べ高精度な開口を有する転写マ
スクを得ることができた。得られた転写マスクの使用耐
久性は、700時間程度と実用化レベルであった。
In the above transfer mask, the opening including the conductive layer and the diffusion prevention layer is formed by continuous dry etching. Therefore, it is more accurate than the case where the conductive layer and the diffusion prevention layer are formed after the opening is formed. A transfer mask having various openings could be obtained. The use durability of the obtained transfer mask was about 700 hours, which was a practical level.

【0100】実施例13 TiN拡散防止層の代わりにWCからなる拡散防止層2
を形成し、Wの代わりにIrからなる導電層3を形成た
こと以外は実施例12と同様にして転写マスクを得た。
なお、イリジウム層のエッチングガスとして塩素ガス
(Cl2)を使用し、WC拡散防止層のエッチングガス
として塩素系ガス(Cl2/O2)を使用し、シリコン基
板表面のエッチングガスとしてSiCl4/SF6/N2
混合ガスを使用した。得られた転写マスクの使用耐久性
は、いずれも1000時間程度と実用化レベルであっ
た。
Example 13 Diffusion prevention layer 2 made of WC instead of the TiN diffusion prevention layer 2
Was formed, and a transfer mask was obtained in the same manner as in Example 12 except that the conductive layer 3 made of Ir was formed instead of W.
Note that chlorine gas (Cl 2 ) was used as the etching gas for the iridium layer, chlorine-based gas (Cl 2 / O 2 ) was used as the etching gas for the WC diffusion prevention layer, and SiCl 4 / was used as the etching gas for the silicon substrate surface. SF 6 / N 2
A mixed gas was used. The use durability of each of the obtained transfer masks was about 1,000 hours, which was a practical level.

【0101】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。
Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, the present invention is not necessarily limited to the above embodiments.

【0102】例えば、SOI基板の代わりにSIMOX
基板を用いても同様の結果が得られた。また、導電層等
をマスク表面に加えマスク側面および裏面に形成した場
合には、優れたチャージアップ防止効果を示した。
For example, instead of the SOI substrate, SIMOX
Similar results were obtained using the substrate. Further, when a conductive layer and the like were formed on the mask side surface and the mask back surface in addition to the mask surface, an excellent effect of preventing charge-up was shown.

【0103】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。
The transfer mask of the present invention can be used as an electron beam exposure mask, an ion beam exposure mask, an X-ray exposure mask, and the like.

【0104】[0104]

【発明の効果】以上説明したように本発明の転写マスク
は、耐久時間が長く実用化レベルの使用耐久性を有す
る。
As described above, the transfer mask of the present invention has a long durability and has a practical level of service durability.

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

【図1】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。
FIG. 1 is a process explanatory view showing an example of a manufacturing process of a transfer mask of the present invention.

【図2】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。
FIG. 2 is a process explanatory view showing another example of the manufacturing process of the transfer mask of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 拡散防止層 3 導電層 4 SiO2層(ドライエッチングマスク層) 5 ウエットエッチングマスク層 6 樹脂層 11 開口 12 支持枠部 13 薄膜部DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Diffusion prevention layer 3 Conductive layer 4 SiO 2 layer (dry etching mask layer) 5 Wet etching mask layer 6 Resin layer 11 Opening 12 Support frame part 13 Thin film part

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 支持枠部に支持された薄膜部に開口を形
成してなる転写マスクであって、転写マスク表面上に導
電層を形成した転写マスクにおいて、 転写マスク表面と導電層との間に拡散防止層を設けたこ
とを特徴とする転写マスク。
1. A transfer mask having an opening formed in a thin film portion supported by a support frame portion, wherein a conductive layer is formed on a surface of the transfer mask, wherein the transfer mask has a surface between the surface and the conductive layer. A transfer mask, wherein a diffusion prevention layer is provided on the.
【請求項2】 拡散防止層が、導電性材料からなること
を特徴とする請求項1記載の転写マスク。
2. The transfer mask according to claim 1, wherein the diffusion prevention layer is made of a conductive material.
【請求項3】 拡散防止層を構成する導電性材料が、
W、Zr、Ta、Mo、Ti、Nbから選ばれるいずれ
かの金属の金属炭化物、または、Zr、Ta、Mo、T
i、Nbから選ばれるいずれかの金属の金属窒化物であ
ることを特徴とする請求項2記載の転写マスク。
3. The conductive material forming the diffusion prevention layer,
Metal carbide of any metal selected from W, Zr, Ta, Mo, Ti, Nb, or Zr, Ta, Mo, T
The transfer mask according to claim 2, which is a metal nitride of any metal selected from i and Nb.
【請求項4】 拡散防止層を構成する導電性材料が、カ
ーボンであることを特徴とする請求項2記載の転写マス
ク。
4. The transfer mask according to claim 2, wherein the conductive material forming the diffusion prevention layer is carbon.
【請求項5】 拡散防止層を加熱処理して拡散防止機能
の高い緻密な膜とすることを特徴とする請求項1ないし
4記載の転写マスク。
5. The transfer mask according to claim 1, wherein the diffusion preventing layer is heat-treated to form a dense film having a high diffusion preventing function.
【請求項6】 支持枠部に支持された薄膜部に開口を形
成してなる転写マスクであって、転写マスク表面上に導
電層を形成した転写マスクにおいて、 転写マスク表面と導電層との間にこれらの層間の応力緩
和のための緩衝層を設けたこと、または、拡散防止層と
転写マスク表面および/または導電層との間にこれらの
層間の応力緩和のための緩衝層を設けたことを特徴とす
る転写マスク。
6. A transfer mask in which an opening is formed in a thin film portion supported by a support frame portion, wherein a conductive layer is formed on a surface of the transfer mask, wherein the transfer mask has a surface between the surface and the conductive layer. A buffer layer for relaxing stress between these layers, or a buffer layer for relaxing stress between these layers between the diffusion prevention layer and the transfer mask surface and / or the conductive layer. Transfer mask.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100313423B1 (en) * 1998-04-08 2001-11-05 루센트 테크놀러지스 인크 Membrane mask for projection lithographic
EP1531361A3 (en) * 2003-11-12 2005-12-21 Sony Corporation Stencil mask and method of producing the same
JP2023111336A (en) * 2022-01-31 2023-08-10 株式会社トッパンフォトマスク Tungsten blank for producing tungsten through-worked product, and method for manufacturing tungsten through-worked product using tungsten blank

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