JP2006066771A - Substrate for stencil mask and stencil mask, and exposing method using it - Google Patents

Substrate for stencil mask and stencil mask, and exposing method using it Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a two-layer structured substrate for a stencil mask with a thin film being an independent film having a function as an etching stopper layer to a supporting substrate and with the stress of the thin film adjusted, in a method for manufacturing a stencil mask using a substrate having the thin film being the etching stopper layer, and to provide the stencil mask and a method for exposing using it. <P>SOLUTION: The method for obtaining the stencil mask 100 comprises steps of forming an indium oxide thin film 11 on the supporting substrate 1 comprising a silicon wafer to manufacture the substrate 10 for the stencil mask, forming an opening 31 in the supporting substrate 1 by pattern-processing the supporting substrate 1 and the indium oxide thin film 11, and forming a charged beam transmitting hole 12 in the indium oxide thin film 11. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は半導体素子製造に用いるステンシルマスクに関し、詳しくは、支持基板上に作製した薄膜の材料およびその製造方法に関し、形成された薄膜をエッチングストッパー層や荷電粒子線露光時における導電体として用いたステンシルマスク用基板及びステンシルマスク並びにそれを用いた露光方法に関する。   The present invention relates to a stencil mask used for manufacturing a semiconductor element, and more particularly, to a material for a thin film formed on a support substrate and a method for manufacturing the same, and the formed thin film is used as an etching stopper layer or a conductor during charged particle beam exposure. The present invention relates to a stencil mask substrate, a stencil mask, and an exposure method using the same.

近年、半導体集積回路の微細化に伴い、そ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等の研究開発が盛んにおこなわれており、詳しくは、係るリソグラフィ技術の中でも半導体の微細化に対応する方法として、電子線を用いたセルプロジェクション露光法やブロック露光法と呼ばれる方法、さらに高スループット化が可能なEPL(Electron Projection Lithography)法、LEEPL(Low Energy E−beam Proximity Projection Lithography)法と呼ばれる電子線投影露光法が開発されている。EPLやLEEPLに使用されるステンシルマスクは厚さ2μm以下の自立シリコン薄膜(メンブレン)に転写貫通パターンを形成したものが使われている。   In recent years, along with the miniaturization of semiconductor integrated circuits, research and development such as electron beam lithography and ion beam lithography have been actively conducted as manufacturing techniques thereof. Specifically, among the lithography techniques, a method corresponding to the miniaturization of semiconductors. As a method called a cell projection exposure method or a block exposure method using an electron beam, an EPL (Electron Projection Lithography) method capable of further increasing the throughput, or a LEEPL (Low Energy E-beam Proximity Projection Lithography) method. Projection exposure methods have been developed. A stencil mask used for EPL or LEEPL is formed by forming a transfer penetrating pattern on a free-standing silicon thin film (membrane) having a thickness of 2 μm or less.

これらのリソグラフィに使用されるステンシルマスクを製造する際に使用するステンシルマスク用基板としては、微細加工のし易さから、図5に示すようなSOI(Silicon On Insulator)基板200が用いられている。シリコン薄膜131は自立メンブレンとなる部分で、単結晶シリコン基板を研磨して所定の膜厚にし、次いでパターンを形成することによりこの部分にマスクパターンが形成されている。これを支えてマスクの平面性を維持するために、支持基板であるシリコン基板111が必要である。この支持基板111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中間層に酸化シリコン薄膜121を用いた積層構造がとられている。この時、この酸化シリコン薄膜121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間でエッチング選択比が比較的高く、酸化シリコン薄膜121の膜厚を薄くできるからである(例えば、特許文献1参照。)。   An SOI (Silicon On Insulator) substrate 200 as shown in FIG. 5 is used as a stencil mask substrate used when manufacturing a stencil mask used in these lithography because of the ease of fine processing. . The silicon thin film 131 is a portion that becomes a self-supporting membrane, and a single crystal silicon substrate is polished to a predetermined thickness, and then a pattern is formed to form a mask pattern in this portion. In order to support this and maintain the flatness of the mask, a silicon substrate 111 as a support substrate is necessary. As the support substrate 111, single crystal silicon is used from the viewpoint of processability and availability. In order to finely process the thin film by etching, a laminated structure using the silicon oxide thin film 121 as an intermediate layer is taken. At this time, the silicon oxide thin film 121 functions as an etching stopper when the mask pattern is processed. This is because the etching selectivity with respect to single crystal silicon is relatively high, and the thickness of the silicon oxide thin film 121 can be reduced (see, for example, Patent Document 1).

しかし、一般的なSOI基板では、ステンシルマスクの製造工程において単結晶シリコン薄膜から成る自立メンブレンに形成されるパターンに反りを生じたり、パターンによっては応力集中により亀裂が入ったりする。   However, in a general SOI substrate, a pattern formed on a free-standing membrane made of a single crystal silicon thin film is warped in a stencil mask manufacturing process, or a crack is caused by stress concentration depending on the pattern.

このようなSOI基板において、単結晶シリコン薄膜131は、若干の引っ張り応力(0MPa以上20MPa以下が望ましい)を有するように、すなわち自立メンブレンが弛み無く張るように、シリコンより原子半径の小さいリンやホウ素などをドープするなどの応力調整を行う工程を導入することにより対処されてきた(例えば、特許文献2参照。)。
特開平11−54409号公報 特開平11−162823号公報
In such an SOI substrate, the single crystal silicon thin film 131 has a slight tensile stress (preferably 0 MPa or more and 20 MPa or less), that is, phosphorus or boron having an atomic radius smaller than that of silicon so that the self-supporting membrane is stretched without slack. It has been dealt with by introducing a process of adjusting the stress such as doping of the above (for example, see Patent Document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 11-54409 Japanese Patent Laid-Open No. 11-162823

しかし、中間層である酸化シリコン薄膜121が高い応力を有していることに変わりはない。また該酸化シリコン薄膜121は前述のとおりエッチングストッパー層としての役割があるほか、洗浄、現像、レジスト剥離などの工程で複数の薬液に曝されるためこれらの薬液に充分な耐性を有しておらねばならず、適切な代替材料が見つからないという理由から、これまで材料を変更することは困難であった。またこの中間層は導電性をもたないため、作製したステンシルマスクを用いて露光するとマスクが帯電し、荷電粒子線が偏向したり、また帯電の程度によっては試料基板交換時にメンブレンが破壊されることも問題であった。   However, the silicon oxide thin film 121 as the intermediate layer has a high stress. In addition, the silicon oxide thin film 121 serves as an etching stopper layer as described above, and since it is exposed to a plurality of chemicals in processes such as cleaning, development, and resist stripping, it does not have sufficient resistance to these chemicals. In the past, it was difficult to change the material because no suitable alternative material could be found. In addition, since this intermediate layer has no conductivity, the mask is charged when exposed using the produced stencil mask, the charged particle beam is deflected, and the membrane is destroyed when the sample substrate is replaced depending on the degree of charging. That was also a problem.

本発明は係る従来の問題に鑑みなされたもので、エッチングストッパー層となる薄膜を持つ基板を用いたステンシルマスクの製造において、自立メンブレンとなる薄膜が支持基板に対するエッチングストッパー層としての機能を兼ね備え、さらにその薄膜の応力が調整された2層構造を有するステンシルマスク用基板、ステンシルマスク及びそれを用いた露光方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the related problems, and in the manufacture of a stencil mask using a substrate having a thin film serving as an etching stopper layer, the thin film serving as a self-supporting membrane also has a function as an etching stopper layer for a support substrate, It is another object of the present invention to provide a stencil mask substrate having a two-layer structure in which the stress of the thin film is adjusted, a stencil mask, and an exposure method using the stencil mask.

本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項1においては、支持基板と、酸化インジウム薄膜とからなるステンシルマスク用基板としたもので、ハロゲン系の酸を除く一般的な酸及びアルカリに対する耐性の高い酸化インジウムを用いることで支持基板の加工性の向上が期待できる。   In order to achieve the above object in the present invention, first, in claim 1, a stencil mask substrate comprising a support substrate and an indium oxide thin film is used. By using indium oxide having high resistance to alkali, the workability of the support substrate can be expected to be improved.

また、請求項2においては、前記支持基板が、シリコンウェハーであることを特徴とする請求項1に記載のステンシルマスク用基板としたもの、支持基板にシリコンウェハを用いることで、支持基板をエッチングする際にエッチングストッパー層である酸化インジウム膜との間で43000以上の高い選択比を確保でき、エッチング速度に面内のばらつきが有る場合においてもエッチングストッパー層を貫通することなく均一にエッチングできるほか、エッチングストッパー層の膜厚を薄くすることが可能になる。このことは材料の使用量を削減することにも貢献する。   Further, in claim 2, the support substrate is a silicon wafer. The stencil mask substrate according to claim 1, wherein the support substrate is etched by using a silicon wafer as the support substrate. In addition, a high selection ratio of 43,000 or more can be secured with the indium oxide film as an etching stopper layer, and even when there is in-plane variation in the etching rate, etching can be performed uniformly without penetrating the etching stopper layer. The thickness of the etching stopper layer can be reduced. This also contributes to reducing the amount of material used.

また、請求項3においては、前記酸化インジウム薄膜には、酸素およびインジウム以外の元素として、錫、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、タングステン、ゲルマニウム、テルル、亜鉛、フッ素から選ばれる少なくとも1種または2種以上の元素が含まれていることを特徴とする請求項または2に記載のステンシルマスク用基板としたもので、このような構成にすることで酸化インジウム薄膜の導電性を高めることができ、基板に荷電粒子線を照射したときに酸化インジウム薄膜側または支持基板基板側に堆積した電荷を除去することが容易になる。   According to a third aspect of the present invention, the indium oxide thin film has at least one element selected from tin, titanium, zirconium, hafnium, niobium, tantalum, tungsten, germanium, tellurium, zinc, and fluorine as an element other than oxygen and indium. The stencil mask substrate according to claim 2, wherein the stencil mask substrate contains two or more elements, and the conductivity of the indium oxide thin film can be increased by using such a configuration. In addition, it is easy to remove charges accumulated on the indium oxide thin film side or the supporting substrate substrate side when the substrate is irradiated with a charged particle beam.

また、請求項4においては、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のステンシルマスク用基板を用いて、前記酸化インジウム薄膜に転写パターンを形成したことを特徴とするステンシルマスクとしたもので、ステンシルマスク用基板に反りが生じないため転写パターンを形成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ステンシルマスクとなる。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a stencil mask, wherein a transfer pattern is formed on the indium oxide thin film using the stencil mask substrate according to any one of the first to third aspects. Since the warp does not occur in the stencil mask substrate, the positional accuracy when forming the transfer pattern is good, and the manufactured mask becomes a good stencil mask without warp.

さらにまた、請求項5においては、前記ステンシル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して、被転写基板上に転写パターンを形成することを特徴とする荷電粒子線の露光方法としたもので、係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。   Furthermore, in claim 5, the charged particle beam is formed by irradiating the stencil mask with a charged particle beam, forming the charged particle beam into the shape of the transfer pattern, and forming a transfer pattern on the transfer substrate. According to the exposure method, the resist formed on the sample substrate can be exposed with high accuracy, and as a result, the pattern formation in the semiconductor device or the like can be performed with a high yield. Can do.

本発明のステンシルマスク用基板およびステンシルマスクによると、支持基板との間で応力の調整が行われているためマスク全体の反りを防止することが可能になり、また微細パターンの変形や位置ずれが起こりにくい。   According to the stencil mask substrate and the stencil mask of the present invention, since the stress is adjusted with the support substrate, it is possible to prevent the warp of the entire mask, and the deformation and displacement of the fine pattern are prevented. Hard to happen.

また、本発明のステンシルマスクを製造する工程において、酸化インジウム薄膜は支持基板との間で高いエッチング選択比を確保できることから支持基板のエッチングストッパー層として用いることができる。
また、酸化インジウム薄膜はステンシルマスクのメンブレンとして利用できるため、製造にかかる工程数を削減することができる。
Further, in the process of producing the stencil mask of the present invention, the indium oxide thin film can be used as an etching stopper layer of the support substrate because it can ensure a high etching selectivity with the support substrate.
In addition, since the indium oxide thin film can be used as a stencil mask membrane, the number of manufacturing steps can be reduced.

また、本発明のステンシルマスクを用いた露光方法によると、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、半導体回路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。   In addition, according to the exposure method using the stencil mask of the present invention, it is possible to perform pattern exposure with high accuracy on the resist formed on the sample substrate, and as a result, patterns such as semiconductor circuits are manufactured with high yield. be able to.

以下、本発明の実施の形態につき説明する。
図1は本発明のステンシルマスク用基板の一実施例を、図2は本発明のステンシルマスクの一実施例をそれぞれ示す模式構成断面図である。
本発明のステンシルマスク用基板10は、支持基板1上に酸化インジウム薄膜11を形成したもので、ハロゲン系の酸を除く一般的な酸、及びアルカリに対する耐性の高い酸化インジウム薄膜を用いることで支持基板1の加工性を向上させたものである。
支持基板1に用いる材料は酸化インジウム薄膜11との間でエッチング選択比が特に高くなるものが好ましく、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からなるシリコンウェハーが挙げられる。導電性を高めるためリンやホウ素などをドープして比抵抗を低くしたものが好ましい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of the stencil mask substrate of the present invention, and FIG. 2 is a schematic sectional view showing an embodiment of the stencil mask of the present invention.
The stencil mask substrate 10 of the present invention is a substrate in which an indium oxide thin film 11 is formed on a support substrate 1 and is supported by using an indium oxide thin film having high resistance to general acids and alkalis other than halogen-based acids. This improves the workability of the substrate 1.
The material used for the support substrate 1 is preferably one that has a particularly high etching selectivity with the indium oxide thin film 11, and examples thereof include a silicon wafer made of single crystal silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, or the like. In order to increase conductivity, it is preferable to dope phosphorus, boron or the like to lower the specific resistance.

図3(a)〜(g)は、本発明のステンシルマスク用基板及びステンシルマスクの作製方法の一例を工程順に示す模式構成断面図である。
まず、シリコンウェハからなる支持基板1上に反応性スパッタリング等により酸化インジウム薄膜11を形成する(図3(a)参照)。
酸化インジウム薄膜11は成膜条件によっては熱膨張係数の差や膜中に取り込まれた不純物などの影響により応力が働き支持基板1に反りを発生させる(図4(a)及び(b)参照)。
3A to 3G are schematic cross-sectional views showing an example of a method for producing a stencil mask substrate and a stencil mask according to the present invention in the order of steps.
First, an indium oxide thin film 11 is formed on a support substrate 1 made of a silicon wafer by reactive sputtering or the like (see FIG. 3A).
The indium oxide thin film 11 is warped in the support substrate 1 due to the influence of the difference in thermal expansion coefficient or the influence of impurities incorporated into the film depending on the film forming conditions (see FIGS. 4A and 4B). .

本発明では、支持基板1の反りを防止するために酸化インジウム薄膜11の応力制御を行うようにすることが好ましい。
具体的には、この時の酸化インジウム薄膜11の応力を100MPa以下の引っ張りになるように調整する。膜が圧縮応力を有していると、支持基板が図4(a)のように反ったり、支持基板1に開口部31を形成した際にメンブレンがたわんだりする。また、酸化インジウム薄膜11の応力が100MPaを超えると基板が図4(b)のように反ったり、支持基板1に開口部31を形成した際にメンブレンが割れたり、あるいはメンブレンに転写パターンを形成した時にそのパターンの形状によってはパターン位置がずれたりする現象が顕著に観察されるようになる。
In the present invention, it is preferable to control the stress of the indium oxide thin film 11 in order to prevent the support substrate 1 from warping.
Specifically, the stress of the indium oxide thin film 11 at this time is adjusted so as to be a tension of 100 MPa or less. If the film has a compressive stress, the support substrate warps as shown in FIG. 4A, or the membrane bends when the opening 31 is formed in the support substrate 1. If the stress of the indium oxide thin film 11 exceeds 100 MPa, the substrate warps as shown in FIG. 4B, the membrane cracks when the opening 31 is formed in the support substrate 1, or a transfer pattern is formed on the membrane. In this case, depending on the shape of the pattern, a phenomenon that the pattern position is shifted becomes noticeable.

酸化インジウム薄膜11の成膜方法は、均一にコーティングでき付着力も高いスパッタ法が好ましい。応力調整方法は、スパッタ時の全圧を制御する方法、成膜時の基板温度を制御する方法、成膜後の焼成温度を制御する方法などいずれの方法でも可能である。純粋な酸化インジウムは絶縁体であるが、導電性を持たせるために結晶内に酸素空孔が生じるように成膜条件を整えるのがよい。具体的にはスパッタ成膜時のArとO2の流量比をプロセスに応じて変えることで対応できる。さらに導電性を高めるため酸化インジウム薄膜
に錫、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、タングステン、ゲルマニウム、テルル、亜鉛、フッ素などから選ばれる1種または2種以上の元素を不純物として添加することが望ましく、この中でも高い導電性が期待できる点から錫を用いる方がよい。
The indium oxide thin film 11 is preferably formed by a sputtering method that can be uniformly coated and has high adhesion. The stress adjustment method can be any method such as a method for controlling the total pressure during sputtering, a method for controlling the substrate temperature during film formation, or a method for controlling the baking temperature after film formation. Pure indium oxide is an insulator, but it is preferable to adjust the film forming conditions so that oxygen vacancies are generated in the crystal in order to provide conductivity. Specifically, this can be dealt with by changing the flow rate ratio of Ar and O 2 during sputtering film formation according to the process. In order to further increase the conductivity, one or more elements selected from tin, titanium, zirconium, hafnium, niobium, tantalum, tungsten, germanium, tellurium, zinc, fluorine, and the like may be added as impurities to the indium oxide thin film. Among these, it is preferable to use tin from the viewpoint that high conductivity can be expected.

次に、支持基板1上にレジストを塗布し感光層を形成し、通常のフォトリソグラフィーによりパターン露光、現像等の一連のパターンニング処理を行ってレジストパターン21を作成する(図3(b)参照)。
さらに、ドライエッチング装置にてレジストパターン21をマスクとし支持基板1をドライエッチングして、開口部31を形成する(図3(c)参照)。
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。ドライエッチング用のエッチングガスとしては、支持基板1にシリコンウェハーを用いた場合、フッ素系ガス(CF4、C48、SF6等)を主体とした混合ガスが使用できる。このとき酸化インジウム薄膜11がエッチングストッパー層として働き、その選択比はシリコンとの間で43000以上が期待できる。ここでエッチングストッパー層として従来の酸化シリコンを用いた場合はその選択比は400程度である。
さらに、レジスト剥離液もしくはアッシングによってレジストパターン21を除去し、ステンシルマスクブランク20を得る(図3(d)参照)。
Next, a resist is applied on the support substrate 1 to form a photosensitive layer, and a series of patterning processes such as pattern exposure and development are performed by ordinary photolithography to create a resist pattern 21 (see FIG. 3B). ).
Further, the support substrate 1 is dry-etched using the resist pattern 21 as a mask in a dry etching apparatus to form an opening 31 (see FIG. 3C).
Examples of the dry etching apparatus include those using a known discharge method such as RIE, ECR, ICP, microwave, helicon wave, and NLD. As an etching gas for dry etching, when a silicon wafer is used as the support substrate 1, a mixed gas mainly composed of fluorine-based gas (CF 4 , C 4 F 8 , SF 6, etc.) can be used. At this time, the indium oxide thin film 11 functions as an etching stopper layer, and the selectivity can be expected to be 43,000 or more with respect to silicon. Here, when conventional silicon oxide is used as the etching stopper layer, the selection ratio is about 400.
Further, the resist pattern 21 is removed by a resist stripping solution or ashing to obtain a stencil mask blank 20 (see FIG. 3D).

次に、ステンシルマスクブランク20の酸化インジウム薄膜11上にレジストを塗布し感光層を形成し、通常のフォトリソグラフィーまたはEBリソグラフィーによりパターン露光、現像等の一連のパターンニング処理を行ってレジストパターン22を形成する(図3(e)参照)。
さらに、ドライエッチング装置にてレジストパターン22をマスクとし酸化インジウム薄膜11をドライエッチングし、荷電ビーム透過孔12を形成する(図3(f)参照)。
ドライエッチング装置としては、RIE、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。
ドライエッチング用のエッチングガスとしては、CH4ガスや、HClガス、HBrガスといったハロゲン系ガスまたはそれらの混合ガス等が挙げられる。
Next, a resist is applied on the indium oxide thin film 11 of the stencil mask blank 20 to form a photosensitive layer, and a series of patterning processes such as pattern exposure and development are performed by ordinary photolithography or EB lithography to form a resist pattern 22. It forms (refer FIG.3 (e)).
Further, the indium oxide thin film 11 is dry etched using the resist pattern 22 as a mask in a dry etching apparatus to form a charged beam transmission hole 12 (see FIG. 3F).
Examples of the dry etching apparatus include dry etching apparatuses using discharge methods such as RIE, magnetron RIE, ECR, ICP, microwave, helicon wave, and NLD.
Examples of the etching gas for dry etching include CH 4 gas, halogen gas such as HCl gas and HBr gas, or a mixed gas thereof.

最後に、レジスト剥離液もしくはアッシングによってレジストパターン22を除去して、酸化インジウム薄膜11に荷電ビーム透過孔12が形成されたステンシルマスク100を得る(図3(g)参照)。
ここで、支持基板1をエッチングした後のレジストパターン21はレジストパターン22を除去する際に同時に行ってもよい。
Finally, the resist pattern 22 is removed by a resist stripping solution or ashing to obtain a stencil mask 100 in which the charged beam transmission hole 12 is formed in the indium oxide thin film 11 (see FIG. 3G).
Here, the resist pattern 21 after etching the support substrate 1 may be performed simultaneously with the removal of the resist pattern 22.

まず、250℃に加熱されたリンをドープした低比抵抗の単結晶シリコンウェハーからなる支持基板1上に、錫をドープした酸化インジウム(ITO)ターゲットを用いて、スパッタガス圧0.5Pa、Arに対するO2流量比3.0%、投入電力300Wで直流マグネトロンスパッタ装置により、2μm厚の酸化インジウム薄膜11を成膜した(図3(a)参照)。この時、基板の反りは1μm未満であった。 First, a sputtering gas pressure of 0.5 Pa, Ar using a tin-doped indium oxide (ITO) target on a support substrate 1 composed of a low resistivity single crystal silicon wafer doped with phosphorus heated to 250 ° C. An indium oxide thin film 11 having a thickness of 2 μm was formed by a DC magnetron sputtering apparatus at an O 2 flow rate ratio of 3.0% and an input power of 300 W (see FIG. 3A). At this time, the warpage of the substrate was less than 1 μm.

次に、スピンコーターを用いて支持基板1上にフォトレジストを塗布して感光層を形成した。続いて、フォトマスクを用いてコンタクト露光にてパターン露光し、アルカリ現像液により現像して、レジストパターン21を形成した(図3(b)参照)。
さらに、レジストパターン21をマスクにして、SF6ガスを用いたドライエッチング装置によってエッチングを行い(図3(c)参照)、酸素プラズマアッシング装置によりレジストパターン21を除去して支持基板1に開口部31を形成されたステンシルマスクブ
ランク20を得た(図3(d)参照)。
Next, a photoresist was applied on the support substrate 1 using a spin coater to form a photosensitive layer. Subsequently, pattern exposure was performed by contact exposure using a photomask, and development was performed with an alkaline developer to form a resist pattern 21 (see FIG. 3B).
Further, using the resist pattern 21 as a mask, etching is performed by a dry etching apparatus using SF 6 gas (see FIG. 3C), the resist pattern 21 is removed by an oxygen plasma ashing apparatus, and an opening is formed in the support substrate 1. A stencil mask blank 20 having 31 formed thereon was obtained (see FIG. 3D).

次に、ステンシルマスクブランク20の酸化インジウム薄膜11上に電子線レジストをスピンコータにて塗布して感光層を形成し、電子線描画機にてパターン描画、現像等の一連のパターンニング処理を行ってレジストパターン22を形成した(図3(e)参照)。さらに、レジストパターン22をマスクとしてフロロカーボン系混合ガスを用いたドライエッチング装置により酸化インジウム薄膜11をエッチングして荷電ビーム透過孔12を形成し(図3(f)参照)、レジストパターン22を有機溶剤により除去して、酸化インジウム薄膜11に荷電ビーム透過孔12が形成された本発明のステンシルマスク100を得た(図3(g)参照)。   Next, an electron beam resist is applied on the indium oxide thin film 11 of the stencil mask blank 20 by a spin coater to form a photosensitive layer, and a series of patterning processes such as pattern drawing and development are performed by an electron beam drawing machine. A resist pattern 22 was formed (see FIG. 3E). Further, the indium oxide thin film 11 is etched by a dry etching apparatus using a fluorocarbon-based mixed gas with the resist pattern 22 as a mask to form a charged beam transmission hole 12 (see FIG. 3F), and the resist pattern 22 is formed with an organic solvent. The stencil mask 100 of the present invention in which the charged beam transmission hole 12 was formed in the indium oxide thin film 11 was obtained (see FIG. 3G).

以上、製造されたステンシルマスクには、転写パターンが形成された後においても、面内でのパターン変形を抑制することができ、良好なステンシルマスクを得ることができた。   As described above, the manufactured stencil mask can suppress in-plane pattern deformation even after the transfer pattern is formed, and a good stencil mask can be obtained.

以上のようにして作製したステンシルマスク100を荷電粒子線露光装置に搭載して露光を行った。ここでの荷電粒子線は、電子線を用いた。電子銃から射出された電子線を、所定の位置に配置されたステージ上のステンシルマスクに照射して、転写パターンの形状に電子線を成形し、この電子線を電子レンズで縮小し、試料として予めレジストを塗布したステージ上の感応基板の所望の位置に転写パターンを投影結像させて、電子線露光を行った。この結果、試料上のパターンは設計値通りに高精度なパターン露光ができていることを確認した。   The stencil mask 100 produced as described above was mounted on a charged particle beam exposure apparatus for exposure. An electron beam was used as the charged particle beam here. An electron beam emitted from an electron gun is irradiated onto a stencil mask on a stage placed at a predetermined position to form an electron beam in the shape of a transfer pattern, and this electron beam is reduced by an electron lens as a sample. A transfer pattern was projected and imaged at a desired position on a sensitive substrate on a stage coated with a resist in advance, and electron beam exposure was performed. As a result, it was confirmed that the pattern on the sample was subjected to high-accuracy pattern exposure as designed.

本発明のステンシルマスク用基板の一実施例を示す模式構成断面図である。It is a schematic structure sectional view showing one example of a substrate for stencil masks of the present invention. 本発明のステンシルマスクの一実施例を示す模式構成断面図である。It is a typical composition sectional view showing one example of the stencil mask of the present invention. (a)〜(g)は、本発明のステンシルマスク用基板及びステンシルマスクの製造方法の一例を工程順に示す説明図である。(A)-(g) is explanatory drawing which shows an example of the manufacturing method of the board | substrate for stencil masks of this invention, and a stencil mask in order of a process. (a)及び(b)は、ステンシルマスク用基板の反りの状態を示す説明図である。(A) And (b) is explanatory drawing which shows the state of the curvature of the board | substrate for stencil masks. SOI基板の一例を示す模式構成断面図である。It is a schematic cross section showing an example of an SOI substrate.

符号の説明Explanation of symbols

1……支持基板
10、10a、10b……ステンシルマスク用基板
11……酸化インジウム薄膜
12……荷電ビーム透過孔
20……ステンシルマスクブランク
21、22……レジストパターン
31……開口部
100……ステンシルマスク
111……シリコン基板
121……酸化シリコン薄膜
131……シリコン薄膜
200……SOI基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Support substrate 10, 10a, 10b ... Stencil mask substrate 11 ... Indium oxide thin film 12 ... Charge beam transmission hole 20 ... Stencil mask blank 21, 22 ... Resist pattern 31 ... Opening 100 ... Stencil mask 111 ... Silicon substrate 121 ... Silicon oxide thin film 131 ... Silicon thin film 200 ... SOI substrate

Claims (5)

支持基板と、酸化インジウム薄膜とからなるステンシルマスク用基板。   A stencil mask substrate comprising a support substrate and an indium oxide thin film. 前記支持基板が、シリコンウェハーであることを特徴とする請求項1に記載のステンシルマスク用基板。   The stencil mask substrate according to claim 1, wherein the support substrate is a silicon wafer. 前記酸化インジウム薄膜には、酸素およびインジウム以外の元素として、錫、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、タングステン、ゲルマニウム、テルル、亜鉛、フッ素から選ばれる少なくとも1種または2種以上の元素が含まれていることを特徴とする請求項1または2に記載のステンシルマスク用基板。   The indium oxide thin film contains at least one element selected from tin, titanium, zirconium, hafnium, niobium, tantalum, tungsten, germanium, tellurium, zinc, and fluorine as elements other than oxygen and indium. The stencil mask substrate according to claim 1, wherein the stencil mask substrate is provided. 請求項1乃至3のいずれか一項に記載のステンシルマスク用基板を用いて、前記酸化インジウム薄膜に転写パターンを形成したことを特徴とするステンシルマスク。   A stencil mask, wherein a transfer pattern is formed on the indium oxide thin film using the stencil mask substrate according to any one of claims 1 to 3. 請求項4に記載のステンシル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して、被転写基板上に転写パターンを形成することを特徴とする荷電粒子線の露光方法。   A charged particle beam exposure method comprising: irradiating a stencil mask according to claim 4 with a charged particle beam, forming the charged particle beam into a transfer pattern shape, and forming a transfer pattern on a substrate to be transferred. .
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