JP2899542B2 - Method of manufacturing transfer mask - Google Patents

Method of manufacturing transfer mask

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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 and the like have attracted attention as a manufacturing technology for a next-generation sub-half micron or quarter micron ultra-miniaturized device. It is still unclear whether it will become the mainstream technology for mass production.

【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。
[0003] Among them, electron beam exposure using an electron beam has conventionally been performed by a direct writing method (so-called single-stroke writing method) in which an exposure pattern is scanned by an electron beam (thin beam spot) to perform writing. Although this method has been put to practical use, this method is capable of drawing an ultra-fine pattern, but is not suitable for the manufacture of mass-produced LSIs such as memories due to the extremely long exposure time and low throughput. However, it was not considered that LSI mass production technology could play a leading role.

【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。
In recent years, however, various elemental patterns that repeatedly appear in an exposure pattern can be partially and collectively exposed by a transfer method using a mask, and a desired pattern can be obtained by combining these various elementary pattern transfers. A drawing method called partial batch exposure (sometimes called block exposure or cell projection exposure) has been proposed, which enables rapid pattern exposure, and has a short writing time, is mass-producible, and can draw ultra-fine patterns. For this reason, it has rapidly emerged as a 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。
[0006] A charged particle beam exposure mask used for charged particle beam exposure such as partial batch exposure using an electron beam generally has a penetrating pattern through which a charged particle beam passes through a thin film portion supported by a support frame portion. (Opening), so-called perforated mask (stencil mask; Stenci)
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. Further, when the penetrating pattern is formed on a thick substrate or the like, the charged particle beam passing therethrough is affected by the side wall of the penetrating pattern, so that accurate transfer cannot be performed. ) 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】ここで、上述した転写マスクは貫通パター
ン(要素的パターン)で電子ビームを成形して転写を行
うので、転写マスクには、形状、サイズの全く異なる多
種の貫通パターンが寸法精度良く形成されていなければ
ならない。その精度は主用途である0.20μm以下の
配線加工等に対応するため、設計寸法に対して、0.1
μm以下の寸法精度が要求される。この寸法精度とは、
電子線がマスクの開口パターンを通過した寸法となるた
め、マスク中の開口パターン全体にわたる寸法精度とな
る。
Here, since the above-mentioned transfer mask forms and transfers an electron beam in a through pattern (elemental pattern), various kinds of through patterns having completely different shapes and sizes are formed on the transfer mask with high dimensional accuracy. Must have been. The precision is 0.1% smaller than the design dimension in order to cope with the main use such as wiring processing of 0.20 μm or less.
Dimensional accuracy of μm or less is required. This dimensional accuracy is
Since the size of the electron beam passes through the opening pattern of the mask, the dimensional accuracy over the entire opening pattern in the mask is obtained.

【0008】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.
In general, it is manufactured by processing a silicon substrate (a commercially available silicon wafer or the like) from the viewpoint of processability and strength. Specifically, 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,
A transfer mask is formed by forming a through hole in the thin film portion.

【0009】またこの場合、基板として、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(S
ilicon 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)
が主として使用されている。
Further, in this case, as a substrate, an SOI (S) having a structure in which two silicon plates are bonded via an SiO 2 layer is used.
A method of forming a silicon thin film portion using a silicon on insulator (SiO 2 ) layer as an etching stopper layer (etching stopper layer) using a substrate (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6-130655).
Are mainly used.

【0010】この場合、電子線がシリコン基板中に侵入
する飛程距離は出力(加速電圧)にもよるが、通常は1
0〜20μmの深さに到達する。このため、電子線を遮
蔽するにはシリコン薄膜部の厚さは20〜30μmとす
る必要がある。したがって、シリコン薄膜部に開口を高
精度に形成するためには、多種サイズ、形状の開口パタ
ーンをすべて垂直に数十ミクロンの深さにエッチングす
る必要がある。この深堀りエッチングをトレンチエッチ
ングという。
In this case, the range in which the electron beam penetrates into the silicon substrate depends on the output (acceleration voltage).
It reaches a depth of 0-20 μm. Therefore, in order to shield the electron beam, the thickness of the silicon thin film portion needs to be 20 to 30 μm. Therefore, in order to form openings in the silicon thin film portion with high precision, it is necessary to vertically etch all kinds of opening patterns of various sizes and shapes to a depth of several tens of microns. This deep etching is called trench etching.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、数ミク
ロンから百ミクロンを超える多種サイズの開口パターン
を同一条件による一括エッチングにてすべて90°の角
度で垂直にトレンチエッチングすることは非常に困難で
ある。
However, it is very difficult to vertically etch trench patterns of various sizes from several microns to over 100 microns all at a 90 ° angle by batch etching under the same conditions.

【0012】通常、このように極端にサイズの異なるパ
ターンをトレンチエッチングする場合、数ミクロンのパ
ターンが垂直エッチングされるようにエッチング条件を
合わせると、パターンサイズが大きくなるにしたがい、
開口底部が狭くなるテーパーエッチングや、逆に開口底
部が広くなる逆テーパーエッチングとなってしまう。
Normally, when trench etching is performed on a pattern having an extremely different size, if the etching conditions are adjusted so that a pattern of several microns is vertically etched, the pattern size increases as the pattern size increases.
This results in tapered etching in which the bottom of the opening is narrower, and reverse taper etching in which the bottom of the opening is wider.

【0013】例えば、エッチング反応生成物(Si
x、SiNx等)で側壁のエッチングを防ぎつつトレン
チエッチングを行う側壁保護エッチング(ガス圧50m
Torr程度)においては、深さが深くなるにしたがい
側壁に付着する反応生成物による保護層が厚くなるので
テーパーエッチングとなる。低温(−130℃程度、ガ
ス圧20mTorr以下)で側壁のエッチングを防ぎつ
つトレンチエッチングを行う極低温エッチングにおいて
は、エッチング条件次第でテーパーエッチング、あるい
は逆テーパーエッチングとなる。数mTorrの極低圧
でトレンチエッチングを行う極低圧エッチング(ガス圧
10mTorr以下)においては、エッチング条件次第
でテーパーエッチング、あるいはテーパーエッチングと
なる。
For example, an etching reaction product (Si
F x, sidewall protection etching (gas pressure 50m performing trench etching while preventing the etching of the sidewalls in SiN x or the like)
At about Torr), as the depth increases, the thickness of the protective layer formed by the reaction product attached to the side wall increases, so that taper etching is performed. In a very low temperature etching in which trench etching is performed at a low temperature (about -130 ° C., gas pressure of 20 mTorr or less) while preventing side wall etching, taper etching or reverse taper etching is performed depending on etching conditions. In very low pressure etching (gas pressure of 10 mTorr or less) in which trench etching is performed at an extremely low pressure of several mTorr, taper etching or taper etching is performed depending on etching conditions.

【0014】ここで、開口パターンを形成するシリコン
薄膜部が十分に薄ければ(1μm以下)、寸法はばらつ
きの範囲に収まるが、上述したように電子線を遮蔽する
ためにはシリコン薄膜部を薄くすることはできない。シ
リコン薄膜部の厚さ(開口の深さ)は数十ミクロンと深
いのでわずかなテーパーであっても大きな寸法精度の狂
いが生じる。また、テーパー部分には直接電子線が照射
されるため、マスクの耐久性が低下するとともに、テー
パー部分で反射された電子が散乱して転写パターン精度
の低下を招く。
Here, if the silicon thin film portion forming the opening pattern is sufficiently thin (1 μm or less), the dimensions fall within the range of variation, but as described above, the silicon thin film portion is required to shield the electron beam. It cannot be thinned. Since the thickness (depth of the opening) of the silicon thin film portion is as deep as several tens of microns, even a slight taper causes a large deviation in dimensional accuracy. In addition, since the tapered portion is directly irradiated with the electron beam, the durability of the mask is reduced, and the electrons reflected on the tapered portion are scattered, thereby lowering the transfer pattern accuracy.

【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、パターンサイズにかかわらず垂直にト
レンチエッチングすることが可能であり、したがってマ
スク全面にわたり非常に高い寸法精度を有する転写マス
クを作製できる転写マスクの製造方法の提供を目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and enables a trench to be vertically etched regardless of a pattern size. Therefore, a transfer mask having a very high dimensional accuracy over the entire surface of the mask is manufactured. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a transfer mask that can be used.

【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の製造方法は、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の製造方
法であって、基板表面にエッチングマスク層を形成し、
このエッチングマスク層をリソグラフィー技術を用いて
所望の開口形状にパターンニングした後、このパターン
ニングされたエッチングマスク層をマスクとしてドライ
エッチング技術により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工程と、基板裏面をエッチングによ
り加工して支持枠部に支持された薄膜部を形成する工程
とを含む転写マスクの製造方法において、エッチングマ
スク層をリソグラフィー技術を用いてパターンニングす
る際に、一定エッチング条件下でテーパーエッチングま
たは逆テーパーエッチングされる開口のうち少なくとも
一部の開口内に孤立補助パターンを形成する構成として
ある。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a transfer mask according to the present invention is a method for manufacturing a transfer mask in which an opening is formed in a thin film portion supported by a support frame. To form an etching mask layer on the substrate surface,
After patterning the etching mask layer into a desired opening shape using lithography technology, the substrate surface is trench-etched to a predetermined depth by dry etching technology using the patterned etching mask layer as a mask to form a thin film. A step of forming an opening in a portion to be a part or a thin film part, and a step of processing the back surface of the substrate by etching to form a thin film part supported by the support frame part. When patterning is performed using a lithography technique, an isolated auxiliary pattern is formed in at least a part of the openings that are tapered or reverse tapered etched under a constant etching condition.

【0017】また、本発明の転写マスクの製造方法は、
上記転写マスクの製造方法において、エッチングマスク
層をリソグラフィー技術を用いてパターンニングする際
に、一定エッチング条件下で垂直エッチングされるサイ
ズ以上の開口のうち少なくとも一部の開口内に孤立補助
パターンを形成する構成、基板表面をトレンチエッチン
グ加工する際に、マイナス130℃以下の極低温または
10mTorr以下の低圧でドライエッチングする構
成、上記基板が、SOI基板、SIMOX基板またはシ
リコン基板のいずれかである構成、あるいは、上記転写
マスク表面に導電層を形成する構成としてある。
Further, the method for manufacturing a transfer mask according to the present invention comprises:
In the method of manufacturing a transfer mask, when patterning the etching mask layer using lithography technology, an isolation auxiliary pattern is formed in at least a part of openings which are equal to or larger than a size to be vertically etched under certain etching conditions. A configuration in which the substrate surface is subjected to dry etching at a very low temperature of −130 ° C. or lower or a low pressure of 10 mTorr or lower when trench etching is performed on the substrate surface; a configuration in which the substrate is any one of an SOI substrate, a SIMOX substrate, and a silicon substrate; Alternatively, the conductive layer is formed on the transfer mask surface.

【0018】以下、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0019】本発明では、基板を加工して、図4(e)
に示すような支持枠部11に支持された薄膜部12に開
口13を形成してなる転写マスクを製造する。
In the present invention, the substrate is processed to obtain the structure shown in FIG.
A transfer mask having openings 13 formed in a thin film section 12 supported by a support frame section 11 as shown in FIG.

【0020】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、SOI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(separation by implanted oxyge
n)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改良できる。
Here, the substrate material is Si, Mo,
From the viewpoints of chemical resistance, processing conditions, dimensional accuracy, etc., an SOI substrate, oxygen ions are implanted at a high concentration into a silicon substrate or the like, and a SIMOX (separation by implanted oxyge
n) It is preferable to use a substrate, a silicon substrate or the like. Note that when a silicon substrate doped with phosphorus or boron is used, electron conductivity and the like of the silicon substrate can be improved.

【0021】本発明の転写マスクの製造方法において
は、基板表面(薄膜部または薄膜部となるべき部分)に
エッチングマスク層を形成し、このエッチングマスク層
をリソグラフィー技術を用いて所望の開口形状と同じパ
ターンにパターンニングする際に、一定エッチング条件
下でテーパーエッチングまたは逆テーパーエッチングさ
れる開口あるいは一定エッチング条件下で垂直エッチン
グされるサイズ以上の開口のうち少なくとも一部の開口
内に、孤立補助パターンを形成することを特徴とする。
In the method of manufacturing a transfer mask according to the present invention, an etching mask layer is formed on a substrate surface (a thin film portion or a portion to be a thin film portion), and the etching mask layer is formed with a desired opening shape by lithography. When patterning into the same pattern, the isolated auxiliary pattern is formed in at least a part of the openings which are tapered or reverse tapered etched under certain etching conditions or the openings which are vertically etched under certain etching conditions. Is formed.

【0022】すなわち、本発明は開口パターン形成のた
めのエッチングマスク層のパターンに工夫を凝らしたも
のであり、開口全体をそのままエッチングするのではな
く、開口周縁部を垂直エッチング可能な線幅として、こ
れをエッチングするものである。
That is, in the present invention, the pattern of the etching mask layer for forming the opening pattern is devised. Instead of etching the entire opening as it is, the peripheral portion of the opening is defined as a line width which can be vertically etched. This is to be etched.

【0023】ここで、一定エッチング条件下で垂直エッ
チングされるサイズは、温度、使用ガス、圧力などのエ
ッチング条件によって決定される。例えば、2μm幅
(ライン状または矩形状)の開口が垂直エッチングされ
るようにエッチング条件を設定すると、それよりもサイ
ズの大きい開口は垂直エッチングされず、テーパ状ある
いは逆テーパー状となる(図1)。この程度は、サイズ
が大きくなるほど顕著である。そこで例えば、100μ
m□程度の大きな開口パターン内に90μm□程度の孤
立補助パターンを形成すると、実際にエッチングされる
部分は5ミクロンの幅となり、基本的に垂直エッチング
が可能となる(図2)。
Here, the size to be vertically etched under constant etching conditions is determined by etching conditions such as temperature, gas used, and pressure. For example, if the etching conditions are set so that an opening having a width of 2 μm (line shape or rectangular shape) is vertically etched, an opening having a size larger than that is not vertically etched and has a tapered or reverse tapered shape (FIG. 1). ). This degree becomes more significant as the size increases. So, for example, 100μ
When an isolated auxiliary pattern of about 90 μm □ is formed in a large opening pattern of about m □, the portion to be actually etched has a width of 5 μm, and basically vertical etching is possible (FIG. 2).

【0024】孤立補助パターンとは、他のエッチングマ
スク層とつながりのない部分を意味し、この部分のシリ
コン薄膜部はトレンチエッチングによって他のシリコン
薄膜部から孤立するため、加工終了時にはこの孤立シリ
コン薄膜部分が除去された目的とする開口を有する転写
マスクを得ることができる。得られる転写マスクは孤立
補助パターンを設けない場合と同様の開口パターンであ
り、除去に特別のプロセスを必要としない。
The isolation auxiliary pattern means a portion that is not connected to another etching mask layer, and the silicon thin film portion in this portion is isolated from the other silicon thin film portion by trench etching. A transfer mask having a target opening from which a portion has been removed can be obtained. The obtained transfer mask has the same opening pattern as that in the case where the isolation auxiliary pattern is not provided, and does not require a special process for removal.

【0025】なお、孤立補助パターンを設ける付随的効
果として、ローディング効果の制御やマイクロローディ
ング効果の低減により、プロセスの安定性が向上し垂直
エッチングの再現性(エッチング装置の安定性を含む)
が向上する効果が挙げられる。ローディング効果とは、
ドライエッチングにおける被エッチング面積の全体に対
する割合、被エッチング部分の部分的なパターン密度、
および被エッチング部分のパターン幅によって、エッチ
ング形状やエッチング速度が変化する現象をいう。ま
た、マイクロローディング効果とは、被エッチング部分
のパターン幅が狭くなり、アスペクト比(被エッチング
部分のパターン幅に対するエッチング深さの比)が高く
なると、エッチング速度が低下する現象をいう。
As an additional effect of providing the isolated auxiliary pattern, the control of the loading effect and the reduction of the microloading effect improve the stability of the process and the reproducibility of the vertical etching (including the stability of the etching apparatus).
Is improved. The loading effect is
The ratio of the area to be etched in dry etching to the entire area, the partial pattern density of the portion to be etched,
In addition, it refers to a phenomenon in which an etching shape or an etching rate changes depending on a pattern width of a portion to be etched. The microloading effect refers to a phenomenon in which the etching rate decreases as the pattern width of the portion to be etched becomes smaller and the aspect ratio (the ratio of the etching depth to the pattern width of the portion to be etched) increases.

【0026】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
用いられる。
The material and forming method of the etching mask layer are not particularly limited, and conventionally known various materials and forming methods are used.

【0027】具体的には、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用いられる。
Specifically, as the dry etching mask layer, in addition to the SiO 2 layer, inorganic layers such as a SiC layer, a Si 3 N 4 layer, a sialon (composite mixture of Si and Al) layer, a SiON layer, a resist, a photosensitive Organic layers such as films,
Metals such as metals such as tungsten, zirconium, titanium, chromium, and nickel, alloys containing these metals, and metal layers of these metals or alloys and metal compounds of oxygen, nitrogen, carbon, and the like are used.

【0028】また、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、CV
D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 sputtering method, an evaporation method, a thermal oxidation method, a CV
Examples of the method include a method of forming a thin film, such as a method D, a method using SOG (spin-on-glass), photosensitive glass, and photosensitive SOG.

【0029】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、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
ストパターンをエッチングマスク層に転写する。なお、
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。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/O2、C26/O2等)などが用いられ
る。
The patterning of the etching mask layer is performed as follows.
The patterning is performed using a lithography technique to form a desired shape. Specifically, for example, a resist is applied on the etching mask layer, a resist pattern is formed by exposure and development, and dry etching of the etching mask layer is performed using the resist pattern as a mask, and the resist pattern is transferred to the etching mask layer. I do. In addition,
Photosensitive glass or photosensitive SOG as an etching mask layer
When such a method is used, the resist process can be omitted. The resist is removed after the etching of the etching mask layer. As an etching gas for the etching mask layer (such as a SiO 2 layer), a fluorocarbon-based gas (SF 6
/ O 2 , CF 4 / O 2 , C 2 F 6 / O 2 and the like.

【0030】エッチングマスク層に孤立補助パターンを
形成するには、エッチングマスク層上のレジスト等を露
光するためのフォトマスク(レチクル等)または電子線
露光装置の描画データに、あらかじめ孤立補助パターン
を形成しておけばよい。
In order to form an isolation auxiliary pattern on an etching mask layer, an isolation auxiliary pattern is formed in advance on a photomask (reticle or the like) for exposing a resist or the like on the etching mask layer or drawing data of an electron beam exposure apparatus. You should keep it.

【0031】なお、孤立補助パターンは、開口周縁部を
垂直エッチング可能な線幅でエッチングしうるパターン
であれば良く、図3に示すようなパターンであっても良
い。
The isolated auxiliary pattern may be any pattern as long as the peripheral edge of the opening can be etched with a line width that allows vertical etching, and may be a pattern as shown in FIG.

【0032】また、孤立補助パターンは、垂直エッチン
グされるサイズ以上のすべての開口内に形成することも
できるが、サイズが大きくテーパエッチングの程度の大
きい開口内にのみ選択的に設けることもできる。
The isolated auxiliary pattern can be formed in all openings larger than the size to be vertically etched, or can be selectively provided only in an opening having a large size and a degree of taper etching.

【0033】本発明では、上記パターンニングされたエ
ッチングマスク層をマスクとしてドライエッチング技術
により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。
In the present invention, the substrate surface is subjected to trench etching to a predetermined depth by a dry etching technique using the patterned etching mask layer as a mask to form an opening in a thin film portion or a portion to be a thin film portion. .

【0034】ここで、ドライエッチング条件としては、
エッチング温度(基板温度)、使用ガス、ガス圧力、R
F出力などが挙げられ、これらの条件を調節することで
一定サイズの開口が垂直エッチングされる。
Here, the dry etching conditions include:
Etching temperature (substrate temperature), gas used, gas pressure, R
An opening of a certain size is vertically etched by adjusting these conditions.

【0035】シリコン基板のドライエッチングに用いる
エッチングガスとしては、例えば、HBrガス、Cl2
/O2混合ガス、SiCl4/N2混合ガス等が挙げられ
る。
As an etching gas used for dry etching of a silicon substrate, for example, HBr gas, Cl 2
/ O 2 mixed gas, SiCl 4 / N 2 mixed gas and the like.

【0036】基板温度は使用するエッチングガスにより
最適温度が大幅に異なるので一概には言えないが、例え
ば、エッチングガスがHBrである場合にあっては20
〜30℃程度、エッチングガスがSiCl4/SF6であ
る場合にあっては−10〜10℃程度が適当である。
The substrate temperature cannot be unequivocally determined because the optimum temperature greatly varies depending on the etching gas used. For example, when the etching gas is HBr, the substrate temperature is 20%.
When the etching gas is SiCl 4 / SF 6 , the temperature is preferably about -10 to 10 ° C.

【0037】ガス圧力も使用するエッチングガスにより
最適圧力が大幅に異なるので一概には言えないが、例え
ば、エッチングガスがHBrである場合にあっては20
mTorr程度、エッチングガスがSiCl4/SF6
ある場合にあっては50mTorr程度が適当である。
The gas pressure cannot be unconditionally determined because the optimum pressure greatly differs depending on the etching gas used. For example, when the etching gas is HBr, the gas pressure is 20%.
When the etching gas is SiCl 4 / SF 6 , about 50 mTorr is appropriate.

【0038】なお、マイナス130℃以下の極低温ある
いは1mTorr以下の極低圧で垂直エッチングを行う
技術と本発明を組み合わせると、これらの条件下におけ
るテーパ角の制御が可能となる。
When the present invention is combined with the technique of performing vertical etching at an extremely low temperature of −130 ° C. or less or an extremely low pressure of 1 mTorr or less, the taper angle can be controlled under these conditions.

【0039】本発明では、基板裏面をエッチングにより
加工して支持枠部に支持された薄膜部を形成する。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。
In the present invention, the back surface of the substrate is processed by etching to form a thin film portion supported by the support frame. Processing of the back surface of the silicon substrate is preferably performed by wet etching from the viewpoint of manufacturing cost and processing time.

【0040】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。
To etch 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.

【0041】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。
At this time, if the front and side surfaces of the substrate are affected by the etchant on the back surface of the substrate, an etching protection layer may be formed on the front and side surfaces of the substrate. The wet etching mask layer and the etching protection layer may be formed of the same material or different materials.

【0042】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 etchant for the back surface of the silicon substrate include an alkaline aqueous solution such as KOH and NaOH, an alkaline aqueous solution containing alcohol and the like, and an alkaline solution such as an organic alkali.

【0043】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 set to a low temperature of 150 ° C. or less, more preferably 110 ° C. or less, in order to avoid the influence of thermal stress.
Examples of the etching method include a dipping (dipping) method.

【0044】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
4. Sialon (composite mixture of Si and Al), SiON
Such an inorganic layer can be used.

【0045】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。
The wet etching mask layer may be made of a single metal such as tungsten, zirconium, titanium, chromium or nickel, an alloy containing these metals, or at least one of oxygen, nitrogen and carbon. A metal compound containing one or more elements can be used. These metals can be patterned by low-temperature wet etching,
Since the removal of these metals can also be performed by low-temperature wet etching at a temperature of 100 ° C. or less, breakage of the thin film portion does not occur during these processes.

【0046】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 a thin film forming method such as a sputtering method, a vapor deposition method, and a CVD method. However, if the film quality is poor, the etchant is soaked and etching holes (etch pits) are formed in the silicon substrate. It is preferable to control the film formation conditions and the like from the viewpoint of avoiding the occurrence of such a problem, and from the viewpoint of avoiding damage such as cracks due to thermal stress or the like in the case of high-temperature film formation.

【0047】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
Suitably, it is in the range of 0.1 to 1 μm. 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.

【0048】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。
Specifically, the patterning of the wet etching mask layer is performed by applying a resist on the wet etching mask layer, forming a resist pattern by lithography, and using the resist pattern as a mask.
The wet etching mask layer is wet-etched with an etchant to perform patterning.

【0049】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 etchant used for etching the wet etching mask layer is not particularly limited. For example, the SiO 2 etchant may be buffered hydrofluoric acid or the like.
As an etchant for SiN, hot phosphoric acid or the like is used. As an etchant for titanium, an aqueous solution of 4% diluted hydrofluoric nitric acid is used. As an etchant for chromium, an aqueous solution of ceric ammonium nitrate / perchloric acid is used. Examples of the liquid include ferric chloride and the like, and examples of the tungsten etching liquid include an aqueous solution of red blood salt (potassium ferricyanide).

【0050】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 side surfaces of the substrate, a metal layer or an inorganic layer used for the above-mentioned wet etching mask layer is used in addition to a resin layer.

【0051】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, it is preferable to use a resin that cures at a low temperature of 200 ° C. or less as the resin layer. When the curing temperature exceeds 200 ° C., distortion and breakage of the thin film portion and the like occur due to the influence of thermal stress during the curing process. In order to more completely avoid the influence of such thermal stress, it is more preferable to use a resin that cures at room temperature.

【0052】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 a resin containing at least one of a fluorine resin, an ethylene resin, a propylene resin, a silicon resin, a butadiene resin, and a styrene resin.

【0053】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。
Examples of the method for forming the resin layer on the surface and side surfaces of the substrate include a spin coating method, a dipping method, and a spraying method. The spin coating method is preferable in consideration of handling, work efficiency, and the like. The coating on the side surface of the substrate is performed, for example, by wrapping the resin around the side surface of the substrate during the initial low-speed rotation in the spin coating method.

【0054】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 appropriate that the thickness of the resin layer is 30 μm or more. If the thickness of the resin layer is less than 30 μm, the durability to the etchant and the function as a protective layer will be poor.

【0055】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 affecting other parts due to thermal stress when forming and removing the resin layer, has excellent step coverage at openings and the like, and is eroded by an etching solution. Can be completely prevented. Therefore, it contributes to stably and easily manufacturing the transfer mask.

【0056】最後に、不必要層を除去し転写マスクを得
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、樹脂層は有機溶剤等で除去する。
Finally, the unnecessary layer is removed to obtain a transfer mask. Here, the wet etching mask layer and the etching mask layer are respectively removed with various etching solutions and the like, and the resin layer is removed with an organic solvent and the like.

【0057】なお、本発明においては、シリコン基板上
面に開口を形成する工程と、シリコン基板裏面を加工す
る工程は、いずれを先に行ってもよい。強度的には開口
を先に形成するプロセスの方が安定である。ただし、本
願出願人が先に開発した基板裏面凹部(ウインド)にイ
ンジウム等の低融点金属を埋め込んだ後、開口を形成す
る技術(特願平7−84733号)を使用する場合に
は、先に裏面加工を行っても良い。
In the present invention, any of the step of forming an opening in the upper surface of the silicon substrate and the step of processing the rear surface of the silicon substrate may be performed first. In terms of strength, the process of forming the opening first is more stable. However, in the case of using a technique (Japanese Patent Application No. 7-84733) for forming an opening after embedding a low-melting-point metal such as indium into a concave portion (window) on the back surface of the substrate developed earlier by the present applicant. The back surface may be processed.

【0058】本発明では、上述した転写マスクの表面等
に導電層を形成することができる。これは、シリコン単
体からなる転写マスクは、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、シリコン薄膜部の上に、イリジウム(Ir)、タン
タル(Ta)、タングステン(W)、モリブデン(M
o)、金(Au)、白金(Pt),銀(Ag)等の金属
層を形成し、電子線照射時のマスクの耐久性を向上させ
るためである。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。
In the present invention, a conductive layer can be formed on the surface of the above-described transfer mask or the like. This is because, in a transfer mask made of silicon alone, the silicon thin film portion in which an opening is formed as it is has poor durability against an electron beam, so that iridium (Ir), tantalum (Ta), and tungsten ( W), molybdenum (M
o), a metal layer such as gold (Au), platinum (Pt), silver (Ag), etc. is formed to improve the durability of the mask during electron beam irradiation. In addition, these metals are good conductors,
Since it has excellent electron conductivity and thermal conductivity, it contributes to prevention of beam shift due to charging (charge-up) and prevention of thermal distortion of the mask due to heat generation. Furthermore, since these metals have excellent shielding properties against electron beams and act as energy absorbers, the silicon thin film portion can be made thinner, so that the opening accuracy is improved and the effect of the opening side walls on the electron beams is reduced. Can be reduced.

【0059】導電層の形成方法としては、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。
The conductive layer may be formed by sputtering,
Examples of the method include a thin film formation method such as a vacuum evaporation method, an ion beam evaporation method, a CVD method, an ion plating method, an electrodeposition method, and a plating method.

【0060】さらに、本発明では、先に基板上に導電層
形成しておき、導電層およびシリコン薄膜部を連続的に
ドライエッチングして開口を形成することもできる。こ
のように導電層およびシリコン薄膜部を連続的にドライ
エッチングして開口を形成すると、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。
Further, in the present invention, an opening can be formed by forming a conductive layer on the substrate first and then continuously dry-etching the conductive layer and the silicon thin film portion. When the opening is formed by continuously dry-etching the conductive layer and the silicon thin film portion in this manner, the opening including the conductive layer can be formed in a single step by continuous dry etching in a short time and at a high level. An accurate opening can be easily formed.

【0061】[0061]

【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 below in more detail with reference to examples.

【0062】実施例1 図4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。
Embodiment 1 FIG. 4 is a process explanatory view showing an example of a process for manufacturing a transfer mask of the present invention.

【0063】図4に示すように、SOI基板1全体(全
表面)に、CVD法により厚さ1.5μmのSiO2
2を形成した(図4(a))。
As shown in FIG. 4, a 1.5 μm thick SiO 2 layer 2 was formed on the entire SOI substrate 1 (entire surface) by the CVD method (FIG. 4A).

【0064】続いて、基板上面上のSiO2層2上にレ
ジストを塗布し、あらかじめ2μm以上の各サイズ
(5.0μm□、10.0μm□、15.0μm□、3
0.0μm□、50.0μm□、100.0μm□、1
50.0μm□、200.0μm□、250.0μm
□)の開口パターン内に孤立補助パターンを形成したレ
チクルを用いて露光を行い、これを現像して開口パター
ン内に孤立補助パターンを形成したレジストパターン
(図示せず)を形成した。なお、孤立補助パターンの形
成により各開口で実際にエッチングされる部分は2μm
の幅とした。
Subsequently, a resist is applied on the SiO 2 layer 2 on the upper surface of the substrate, and each size of 2 μm or more (5.0 μm □, 10.0 μm □, 15.0 μm □, 35.0 μm □,
0.0 μm □, 50.0 μm □, 100.0 μm □, 1
50.0 μm □, 200.0 μm □, 250.0 μm
□) Exposure was performed using a reticle in which an isolated auxiliary pattern was formed in the opening pattern, and this was developed to form a resist pattern (not shown) in which an isolated auxiliary pattern was formed in the opening pattern. The portion actually etched at each opening by the formation of the isolated auxiliary pattern is 2 μm.
Of width.

【0065】次いで、上記レジストパターンをマスクと
して、基板表面上のSiO2層2をドライエッチングし
て、パターン転写を行い、開口パターン内に孤立補助パ
ターン3を有するパターンニングされたSiO2層2
(エッチングマスク層)を形成した(図4(b))。な
お、ドライエッチングは、基板温度15℃、エッチング
ガスSiCl4/SF6/N2、ガス圧力30mTor
r、RF出力500Wの条件で行った。
Next, using the resist pattern as a mask, the SiO 2 layer 2 on the substrate surface is dry-etched to transfer the pattern, and the patterned SiO 2 layer 2 having the isolated auxiliary pattern 3 in the opening pattern is formed.
(Etching mask layer) was formed (FIG. 4B). In the dry etching, the substrate temperature was 15 ° C., the etching gas was SiCl 4 / SF 6 / N 2 , and the gas pressure was 30 mTorr.
r, RF output was 500 W.

【0066】レジストを除去した後、上記パターンニン
グされたSiO2層2をマスクとして、ドライエッチン
グにより、シリコン基板1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4(c))。
After removing the resist, the silicon substrate 1 was trench-etched by dry etching using the patterned SiO 2 layer 2 as a mask to form an opening pattern (FIG. 4C).

【0067】続いて、裏面SiO2層2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SiO2層2をマスクとし
て、エチレンジアミン/ピロカテコール(カテコール)
/水からなる混合水溶液により、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4(d))。その際、基板上面の開口
部分は樹脂層(図示せず)により保護した。
Subsequently, the back surface SiO 2 layer 2 is patterned by lithography using a resist, and using this patterned back surface SiO 2 layer 2 as a mask, ethylenediamine / pyrocatechol (catechol)
The back surface of the substrate 1 was etched into a predetermined size and shape with a mixed aqueous solution of / water to form a support frame portion and a thin film portion (FIG. 4D). At this time, the opening on the upper surface of the substrate was protected by a resin layer (not shown).

【0068】最後に、不必要となったSiO2層2およ
びSOI中のSiO2層5を緩衝フッ酸で除去して、支
持枠部11に支持された薄膜部12に開口13を形成し
てなる転写マスクを得た(図4(e))。なお、SOI
中のSiO2層5を除去する際に、シリコン薄膜部の孤
立補助パターン3部分も一緒に除去された。
Finally, the unnecessary SiO 2 layer 2 and the SiO 2 layer 5 in the SOI are removed with buffered hydrofluoric acid, and an opening 13 is formed in the thin film section 12 supported by the support frame section 11. (FIG. 4E). In addition, SOI
When the SiO 2 layer 5 was removed, the isolated auxiliary pattern 3 of the silicon thin film was also removed.

【0069】得られた転写マスクの開口部のテーパ角
を、表裏の開口寸法を測定して算出した。この結果を表
1に示す。
The taper angle of the opening of the obtained transfer mask was calculated by measuring the opening dimensions of the front and back sides. Table 1 shows the results.

【0070】[0070]

【表1】 [Table 1]

【0071】開口部のテーパ角は、パターンサイズにか
かわらずいずれも89.7°〜89.9°とほぼ垂直で
あった。なお、薄膜部の厚さは20μmであり、1°で
約0.5μm表裏の開口寸法がずれる対応関係であっ
た。
The taper angles of the openings were almost perpendicular to 89.7 ° to 89.9 ° regardless of the pattern size. In addition, the thickness of the thin film portion was 20 μm, and the opening size of the front and back sides was shifted by about 0.5 μm at 1 °.

【0072】実施例2 トレンチエッチングの深さを15μm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。
Example 2 A transfer mask was obtained in the same manner as in Example 1 except that the trench etching depth was changed to 15 μm.

【0073】得られた転写マスクの開口部のテーパ角
を、表裏の開口寸法を測定して算出したところ、パター
ンサイズにかかわらずいずれも89.8°〜89.9°
とほぼ垂直であった。
When the taper angle of the opening of the obtained transfer mask was calculated by measuring the opening dimensions of the front and back sides, all were 89.8 ° to 89.9 ° regardless of the pattern size.
And almost vertical.

【0074】比較例1 開口パターン内に孤立補助パターンを形成しなかったこ
と以外は実施例1と同様にして転写マスクを得た。
Comparative Example 1 A transfer mask was obtained in the same manner as in Example 1 except that no isolated auxiliary pattern was formed in the opening pattern.

【0075】得られた転写マスクの開口部のテーパ角
を、表裏の開口寸法を測定して算出した。この結果を表
1に示す。開口部のテーパ角は、パターンサイズが大き
くなるに従って、89.9°(ほぼ垂直)から86.8
°(テーパー状)へと大きく変化した。
The taper angle of the opening of the obtained transfer mask was calculated by measuring the opening dimensions of the front and back sides. Table 1 shows the results. The taper angle of the opening increases from 89.9 ° (almost vertical) to 86.8 as the pattern size increases.
° (tapered).

【0076】実施例3 実施例1において、250.0μm□の開口パターン内
にのみ230.0μm□の孤立補助パターンを形成し
た。なお、孤立補助パターンの形成により各開口で実際
にエッチングされる部分は10μmの幅とした。また、
ドライエッチング条件は、基板温度20℃、エッチング
ガスHBr、ガス圧力25mTorr、RF出力300
Wとした。上記以外は実施例1と同様にして転写マスク
を得た。
Example 3 In Example 1, an auxiliary auxiliary pattern of 230.0 μm square was formed only in the opening pattern of 250.0 μm square. The width of the portion to be actually etched at each opening by the formation of the isolation auxiliary pattern was 10 μm. Also,
Dry etching conditions include a substrate temperature of 20 ° C., an etching gas HBr, a gas pressure of 25 mTorr, and an RF output of 300.
W. Except for the above, a transfer mask was obtained in the same manner as in Example 1.

【0077】この結果を図5に示す。得られた転写マス
クの開口部のテーパ角は、89.3°であった。
FIG. 5 shows the results. The taper angle of the opening of the obtained transfer mask was 89.3 °.

【0078】比較例2 開口パターン内に孤立補助パターンを形成しなかったこ
と以外は実施例3と同様にして転写マスクを得た。
Comparative Example 2 A transfer mask was obtained in the same manner as in Example 3 except that no isolated auxiliary pattern was formed in the opening pattern.

【0079】この結果を図5に示す。250.0μm□
の開口パターンのテーパ角は、87.6°であり、表裏
で3μm開口寸法がずれた。
FIG. 5 shows the result. 250.0μm □
The taper angle of the opening pattern was 87.6 °, and the opening dimension was shifted by 3 μm on both sides.

【0080】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.

【0081】例えば、基板表面上に導電層(Ir層等)
を形成した後、この上に孤立補助パターンを有するエッ
チングマスク層を形成し、導電層およびシリコン薄膜部
を連続的にドライエッチングして開口を形成した場合で
あっても、導電層を含めた開口部の垂直エッチングが可
能であった。
For example, a conductive layer (such as an Ir layer) is formed on the substrate surface.
Is formed, an etching mask layer having an isolated auxiliary pattern is formed thereon, and the conductive layer and the silicon thin film portion are continuously dry-etched to form an opening including the conductive layer. Vertical etching of the portion was possible.

【0082】また、先に裏面加工を行い、あとから開口
の加工を行った場合も同様の結果が得られた。
Similar results were obtained when the back surface was processed first and the opening was processed later.

【0083】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 not only as an electron beam exposure mask but also as an ion beam exposure mask or an X-ray exposure mask.

【0084】[0084]

【発明の効果】以上説明したように本発明の転写マスク
の製造方法によれば、パターンサイズにかかわらず垂直
にトレンチエッチングすることが可能であり、したがっ
てマスク全面にわたり非常に高い寸法精度を有する転写
マスクを作製できる。
As described above, according to the transfer mask manufacturing method of the present invention, it is possible to perform vertical trench etching irrespective of the pattern size, and therefore, transfer having extremely high dimensional accuracy over the entire surface of the mask. A mask can be made.

【0085】また、本発明によれば、孤立補助パターン
の形成により、プロセスの安定性が向上し垂直エッチン
グの再現性が向上する。
According to the present invention, the formation of the isolated auxiliary pattern improves the stability of the process and the reproducibility of the vertical etching.

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

【図1】テーパーエッチングを説明するための部分拡大
断面図である。
FIG. 1 is a partially enlarged cross-sectional view for explaining taper etching.

【図2】垂直エッチングを説明するための部分拡大断面
図である。
FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view for explaining vertical etching.

【図3】孤立補助パターンの態様を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view illustrating an aspect of an isolated auxiliary pattern.

【図4】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。
FIG. 4 is a process explanatory view showing an example of a process for manufacturing a transfer mask according to the present invention.

【図5】テーパー角の線幅依存性を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a line width dependency of a taper angle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 SOI基板 2 SiO2層 3 孤立補助パターン 4 中間SiO2層 11 支持枠部 12 薄膜部 13 開口1 SOI substrate 2 SiO 2 layer 3 isolated auxiliary pattern 4 intermediate SiO 2 layer 11 the support frame portion 12 thin portion 13 opening

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/027 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 21/027

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [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の製造方法であって、 基板表面にエッチングマスク層を形成し、このエッチン
グマスク層をリソグラフィー技術を用いて所望の開口形
状にパターンニングした後、このパターンニングされた
エッチングマスク層をマスクとしてドライエッチング技
術により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
成する工程と、 基板裏面をエッチングにより加工して支持枠部に支持さ
れた薄膜部を形成する工程とを含む転写マスクの製造方
法において、 エッチングマスク層をリソグラフィー技術を用いてパタ
ーンニングする際に、一定エッチング条件下でテーパー
エッチングまたは逆テーパーエッチングされる開口のう
ち少なくとも一部の開口内に孤立補助パターンを形成す
ることを特徴とする転写マスクの製造方法。
1. A method of manufacturing a transfer mask, comprising forming an opening in a thin film portion supported by a support frame portion, comprising: forming an etching mask layer on a substrate surface; and etching the etching mask layer using a lithography technique. After patterning to a desired opening shape, the substrate surface is trench-etched to a predetermined depth by dry etching using the patterned etching mask layer as a mask, and an opening is formed in a thin film portion or a portion to be a thin film portion. Forming a thin film portion supported by the support frame by etching the back surface of the substrate to form a thin film portion supported by the support frame portion. At the same time, the opening is tapered or reverse tapered etched under constant etching conditions. A method of manufacturing a transfer mask, wherein an isolation auxiliary pattern is formed in at least a part of the opening.
【請求項2】 エッチングマスク層をリソグラフィー技
術を用いてパターンニングする際に、一定エッチング条
件下で垂直エッチングされるサイズ以上の開口のうち少
なくとも一部の開口内に孤立補助パターンを形成するこ
とを特徴とする請求項1記載の転写マスクの製造方法。
2. When an etching mask layer is patterned by a lithography technique, an isolated auxiliary pattern is formed in at least a part of openings which are equal to or larger than a size to be vertically etched under a predetermined etching condition. The method for manufacturing a transfer mask according to claim 1, wherein:
【請求項3】 基板表面をトレンチエッチング加工する
際に、マイナス13℃以下の極低温または10mTor
r以下の低圧でドライエッチングすることを特徴とする
請求項1または2記載の転写マスクの製造方法。
3. When the substrate surface is subjected to trench etching, a cryogenic temperature of −13 ° C. or less or 10 mTorr or less.
3. The method according to claim 1, wherein dry etching is performed at a low pressure of r or less.
【請求項4】 前記基板が、SOI基板、SIMOX基
板またはシリコン基板のいずれかである請求項1ないし
3記載の転写マスクの製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the substrate is any one of an SOI substrate, a SIMOX substrate, and a silicon substrate.
【請求項5】 前記転写マスク表面に導電層を形成する
ことを特徴とする請求項1ないし4記載の転写マスクの
製造方法。
5. The method for manufacturing a transfer mask according to claim 1, wherein a conductive layer is formed on the surface of the transfer mask.
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