JP3193863B2

JP3193863B2 - 転写マスクの製造方法

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Publication number: JP3193863B2
Application number: JP3896596A
Authority: JP
Inventors: 勲雨宮
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1996-01-31
Filing date: 1996-01-31
Publication date: 2001-07-30
Anticipated expiration: 2016-01-31
Also published as: JPH09213620A; US5756237A; KR970060360A; KR100456931B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マスクの透過部を開口
とした転写マスクの製造方法に関し、特に一枚の基板か
ら複数の転写マスクを一括して製造する転写マスクの製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】

【０００３】近年、電子線を用いてパターン露光を行う
電子線リソグラフィーにおいて、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
（特開昭６０−８１７５０号公報等）。

【０００４】この部分一括露光においては、数十ミクロ
ン厚のＳｉ薄膜部に露光すべきパターン形状をした開口
（貫通孔）を各種形成した転写マスク（ステンシルマス
ク；Stencil mask）を用い、この開口で電子ビームを成
形して所定の区画（ブロックまたはセル）を部分的に一
括して露光し、開口形状を選択しつつ露光を繰り返し、
部分的なパターンをつなぎ合わせて所望するパターンの
描画を行う。

【０００５】この部分一括露光による描画方式は、すで
に実用化されている電子線の細いビームスポットで露光
パターンを走査して描画を行う直接描画方式（いわゆる
一筆書き方式）において問題であった描画時間が極端に
長く低スループットであることに対処すべく案出された
方式であり、可変矩形による直描方式に比べても高速描
画が可能である。

【０００６】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、
この薄膜部に開口を形成して転写マスクを作製する。こ
の場合、シリコン基板の裏面加工は無機系あるいは有機
系のアルカリ水溶液を用いたウエットエッチング加工と
し、開口の形成は高精度が要求されるためドライエッチ
ング加工とするのが一般的である。

【０００７】また、基板の表裏両面からエッチング加工
を行うため、加工安定性を考慮して、基板の所定深さの
位置にエッチング停止層（エッチングストッパー層）を
有する基板を用いるのが一般的である。このようなエッ
チングストッパー層を有する基板としては、例えば、厚
さの異なる二枚のシリコン基板をＳｉＯ2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（separationby imp
lanted oxygen）基板、シリコン基板の所定深さの位置
にエッチングストッパー層としてボロンリッチ層を形成
した多層型基板などが知られている。

【０００８】ここで、従来の転写マスクの一般的な製造
方法について図１１に基づき説明する。

【０００９】まず、Ｓｉ（厚さ２０μｍ）１／ＳｉＯ2
（厚さ２μｍ）２／Ｓｉ（厚さ５００μｍ）３の構成か
らなるＳＯＩ基板１０を用い、基板表面側に厚さ３μｍ
のＳｉＯ2層等のドライエッチングマスク層４を形成す
る（図１１（ａ））。

【００１０】続いて、ドライエッチングマスク層４上に
レジスト５を塗布し、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、レジスト５及びドライエッチ
ングマスク層４に所望のパターンニングを施す（図１１
（ｂ））。

【００１１】レジスト除去後、上記パターンニングされ
たドライエッチングマスク層４をマスクとして、エッチ
ングストッパー層となるＳｉＯ2層２までドライエッチ
ングによるトレンチエッチング（深溝加工）を施し、ビ
ームを成型しうる開口パターン１１を形成する（図１１
（ｃ））。

【００１２】続いて、ウエットエッチングマスク層６と
なるＳｉ3Ｎ4系等の保護層を全面に形成し、この保護層
のうち裏面側の裏面凹部形成部分をレジストを用いたリ
ソグラフィー法によって除去してＳｉを露出する（図１
１（ｄ））。

【００１３】次に、裏面のＳｉ露出部分を、７０〜１０
０℃に加熱したＫＯＨ水溶液等のエッチング液で、エッ
チングストッパー層となるＳｉＯ2層２まで異方的にエ
ッチング加工して、裏面凹部（ウインド）１２を形成す
ることで、支持枠部１３および支持枠部に支持された薄
膜部１４を形成する（図１１（ｅ））。

【００１４】次いで、エッチングストッパー層であるＳ
ｉＯ2層２を緩衝フッ酸等で除去して、貫通した開口パ
ターン１１を得る。このエッチングストッパー層である
ＳｉＯ2層２の除去の前後に、ドライエッチングマスク
（ＳｉＯ2）層４やウエットエッチングマスク（Ｓｉ3Ｎ
4）層６などの不必要層を除去し、シリコンからなる転
写マスクを作製する（図１１（ｆ））。

【００１５】最後に、必要に応じ、得られた転写マスク
表面上に、重金属層等の金属良導体層１５を形成する
（図１１（ｆ））。

【００１６】上記転写マスクは部分一括露光用の電子ビ
ーム描画装置に搭載する都合上、そのマスクサイズは５
ｍｍ〜５０ｍｍ程度であって、上記転写マスク製造工程
で使用される描画装置の描画可能領域に比べ小さい。し
たがって、通常、上記製造工程において、大サイズの基
板を用い、基板上に複数の転写マスクを一度にパターン
ニングし一括加工して、製造効率の向上を図っている。

【００１７】この場合、一枚の基板から各転写マスクを
分離して取り出すために、ダイシング加工が必要とな
る。

【００１８】転写マスクのダイシング方法としては、主
として次に示す二通りの方法がある。

【００１９】第一の方法は、円形ブレードを用いたダイ
シングソウによる機械的切断分離方法である。第二の方
法は、酸、アルカリ等を用いたケミカルエッチングによ
る分離方法である。なお、その他のダイシング方法とし
ては、レーザービームによる分離方法等があるが、スル
ープット、清浄性に問題があり、一般的でない。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のダ
イシング方法を用いた転写マスクの製造方法には以下に
示す問題がある。

【００２１】第一の方法では、まず、基板をパラフィン
系ワックス等を介して固定台の上にセットした後、所定
部分を円形ブレードにより機械的に切断分離する。続い
て、加熱により固定用ワックスを溶融し、固定台から基
板を取り外し、酸、アルコール等を用いた洗浄を行うこ
とにより、所望サイズの複数の転写マスクを得る。

【００２２】この方法は、半導体ウエハーから多数のＬ
ＳＩチップを機械的に切断分離する方法と同様である
が、このプロセスを転写マスクのダイシングに適用する
場合には、いくつかの問題を生じる。

【００２３】まず、図１１（ｆ）に示したように、転写
マスクの開口パターン形成領域はメンブレン（薄膜）で
あるため、基板を固定台にセットする際や固定台から取
り外す際に、ワックスの固化や加熱に起因する収縮率の
差異による歪みによって転写マスクが破損したり、切断
の際の機械的ストレスによって転写マスクが破損する恐
れが強いという問題がある。

【００２４】この問題の対策として、先にダイシングを
行い、後から個々の転写マスク毎に裏面凹部の加工（ウ
インド加工）を行う方法が考えられる。この場合、メン
ブレン（薄膜）部分が破損する等の恐れはないが、個々
の転写マスク毎に加工が必要であるため製造効率が極端
に低下してしまう。また、切断した転写マスクの外周側
壁を裏面ウインド加工の際のエッチング液から保護する
ため各転写マスクの外周側壁に保護層を形成する必要が
あり、実用レベルの加工としては適さない。

【００２５】また、固定用ワックスを用いるプロセスの
構築（条件の選定等）が必要となる上、製造期間の短縮
が要求される状況下での工程数の増加は好ましくないと
いう問題がある。

【００２６】さらに、ダイシング装置が必要となる上
に、ダイシング時に発生する切りくず（ダスト）等が転
写マスクに付着し、コンタミネーションによる歩留まり
の低下を招くという問題がある。

【００２７】第二の方法は、特開平７−１３５１２９号
公報に記載の方法であり、まず、図１２（ａ）に示すよ
うに、面方位（１００）のＳＯＩ基板の表面側にエッチ
ングにより開口パターン１１を形成する際に、同時に各
転写マスクの境界にエッチングを施し所定の深さの溝１
６を基板表面に形成する。続いて、基板の裏面側をウエ
ットエッチングによりウインド加工する際に、同時に、
各転写マスクの境界であって基板表面側に形成した溝と
対向する位置にエッチングを施し基板裏面に溝１６を形
成する（図１２（ｂ））。そして、基板裏面側の溝がエ
ッチングストッパーＳｉＯ2層に達したときに、マスク
の自重により剪断破壊し、各転写マスクが基板から分離
される。また、裏面加工の際に、エッチング液からの保
護等を目的として、ガラス基板等にワックスなどを介し
てＳＯＩ基板を接着する手法を採用している。

【００２８】上記特開平７−１３５１２９号公報記載の
方法は、ダイシング時に発塵することがないため、切り
くず付着によるコンタミネーションの問題は生じない。
また、基板の表裏に形成する溝は、いずれも転写マスク
の加工に不可欠な表裏のエッチング加工と同時に形成す
るため、溝形成による工程数の増加はない。

【００２９】さらに、特開平７−１３５１２９号公報に
は上記方法の改良技術が開示されている。これは、裏面
側の溝はウエットエッチングのため幅が広がり、このた
め表裏からの各エッチング溝の位置にずれが生じ、エッ
チングストッパーＳｉＯ2層より上部のシリコン表面外
周部分が薄膜として突出し、この突出部分は構造的に弱
いので、破損による断片がマスクに付着しコンタミネー
ションの原因となる。そこで、表面側のエッチング溝の
位置を内側にずらして突出部分が生じないように工夫し
ている。

【００３０】しかしながら、これらの公報に記載の方法
は、実用的な製造面での問題を数多く残している。

【００３１】例えば、特開平７−１３５１２９号公報に
記載の方法にあっては、開口パターンを保護するため、
開口パターン形成面側（表面側）にウエットエッチング
マスク層を形成するだけでなく、さらに安定化を図るた
め、ワックス等の接着剤を介してガラス基板にシリコン
基板を固着し、さらに基板外周部をエッチング液のしみ
込みを防ぐため、シール剤で保護する手法を採用してい
る。

【００３２】この方法は、シリコン基板の片面がガラス
基板に固着しているため、ウエットエッチングの終了時
点、すなわち各転写マスクがシリコン基板から分離され
た時点で、エッチング液中に転写マスクが浮遊分散する
ようなことはなく、ガラス基板を取り出すことで転写マ
スクを一括して取り出すことができ、取り扱いが容易で
ある。

【００３３】しかしながら、この方法では次に示す問題
を生じる。

【００３４】まず、公報に記載されているように、ウエ
ットエッチングが終了し各転写マスクがシリコン基板か
ら分離された時点で、マスクを分離するための溝の部分
に残存するシリコン酸化膜（脆弱部）がマスクの重みに
耐えられなくなり、剪断破壊する。その結果、この剪断
破壊によりその部分からエッチング液がしみ込み、マス
クの側壁及び開口部が浸食される恐れがある。

【００３５】また、公報記載のガラス基板にシリコン基
板を固着するための材料（接着剤、ワックス等）は、熱
ＫＯＨやＥＰＷ（エチレンヘキサジアミンとピロカテコ
ールと水の混合液）等の有機アルカリ水溶液に対する耐
性がないため、保護すべきマスク表面を浸食してしまう
可能性が高い。

【００３６】また、固着剤として使用する接着剤、ワッ
クス等は、いずれも固化時に収縮するため、これらのス
トレスにより開口パターンの部分にクラック等の破損を
生じる恐れがあり、ワックスに関しては加熱溶融して流
体化するプロセスでさらにストレスが加わる。

【００３７】さらに、マスクに付着した固着剤を取り除
くためには、溶剤等を用いて接着剤やワックスを除去し
なければならない。しかし、ガラス基板とシリコン基板
との固着は、プロセスの安定化のために空気等を抱き込
まぬようになされ、またアルカリエッチング液のしみ込
みを抑えるためにできるだけしっかりと固定されてい
る。したがって、エッチング液のしみ込みを困難にすべ
く設けられた固着部分に、除去用の液をしみ込ませるこ
とは難しく、仮に溶解速度の速い除去液を使用したとし
ても固着剤除去に時間を要し、結果的にマスク作製のプ
ロセス時間が長くなってしまう。

【００３８】この場合、ワックスを使用すれば、加熱溶
融によりワックスを流体化させ、固着部分からマスクを
取り外してワックスの除去液に浸すことは可能である
が、その場合にも問題を生じる。なぜならば、軟化点の
低いパラフィン系のワックスでは、有機アルカリ水溶液
に対する耐性がなく保護すべきマスク表面を浸食してし
まう可能性が高いという問題があり、この問題に対して
熱アルカリ水溶液に多少の耐性があるタール系ワックス
を使用した場合、タール系ワックスを除去するためには
脱脂効果の高い塩化メチレンやトリクレン等の使用が規
制されているかあるいは規制されつつある有機塩素系の
溶剤を使用しなければならず、量産に適した方法ではな
い。

【００３９】なお、工程順位の変更により、ウエットエ
ッチングプロセスを先行工程とし、その後、表面側の開
口パターン形成時に、マスクを分離するための溝を同時
にエッチッグして形成し、マスクを基板から分離する方
法が考えられる。しかしながら、開口パターン形成のた
めのドライエッチングプロセスでは、シリコンを垂直に
深く、安定的にトレンチエッチング加工する必要がある
ため、エッチング中に基板温度を一定に保つことが要求
される。このための冷却方法としては、冷媒ガスをエッ
チング中に常時基板に吹き付けたり、熱媒体として基板
裏面側に部分的にＨｅ等のガスを導入する必要がある。
または、静電吸着により電極と密着させ、基板温度を一
定に保つことが考えられる。しかし、これら場合、エッ
チング中に基板の表裏で圧力差が生じたり、強制的な吸
着のため基板にストレスがかかり、構造的に弱い分離部
分（裏面の溝は形成されている）がエッチング中に割れ
てしまう可能性がある。

【００４０】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、上述した従来の問題点を解消し、高歩
留まりで、製造時間が短く、高精度な外径寸法及び外周
側壁を有する転写マスクの製造方法の提供を目的とす
る。

【００４１】

【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を一枚の基
板上に複数配列形成し、各転写マスクをエッチング加工
によって基板から分離して複数の転写マスクを一括して
製造する転写マスクの製造方法において、基板裏面側か
ら転写マスクを分離するための溝をウエットエッチング
により形成し、基板裏面側からのウエットエッチングだ
けで各転写マスクの分離を行う構成としてある。

【００４２】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、基板として表面
及び裏面の面方位が（１００）のシリコン基板、張り合
わせシリコン基板又は多層型シリコン基板を用い、支持
枠部及び溝のエッチング傾斜角を５４〜５６°の範囲と
した構成、裏面側からのウエットエッチングが終了し各
転写マスクに分離される時点より前の工程で、各転写マ
スクの離散を防ぐための拘束膜を設ける構成、前記拘束
膜が、フッ素系、エチレン系、プロピレン系、ブタジエ
ン系、シリコン系又はスチレン系のうちの少なくとも一
種以上の樹脂を含む樹脂、あるいはこれらの樹脂を固化
させたゴム、又は無機膜形成材料からなる構成、基板裏
面に転写マスクを分離するための溝をウエットエッチン
グにより所定深さまで形成する工程と、ウエットエッチ
ングにより転写マスクの裏面に凹部を形成し支持枠部及
び薄膜部を形成する工程とを、同一のエッチング液で同
時に行う構成、基板裏面に転写マスクを分離するための
溝をウエットエッチングにより所定深さまで形成した
後、転写マスクの裏面凹部における薄膜部の下部を保護
材で保護し、その後、ウエットエッチングにより残りの
溝加工をウエットエッチング終了まで行う構成、転写マ
スクを分離するための溝及び転写マスクの裏面凹部に露
出したエッチングストッパー層をエッチングにより除去
した後、転写マスクの裏面凹部に露出した薄膜部の下部
を保護材で保護し、次いでウエットエッチングにより残
りの溝加工をウエットエッチング終了まで行う構成、前
記保護材が、フッ素系、エチレン系、プロピレン系、ブ
タジエン系、シリコン系又はスチレン系のうちの少なく
とも一種以上の樹脂を含む樹脂、あるいはこれらの樹脂
を固化させたゴム、又は無機膜形成材料からなる構成、
転写マスクを分離するための溝の幅が、基板の全厚さの
１．３倍以上である構成、あるいは、転写マスク分離後
の基板において転写マスク間の基板部分が格子状に残存
するように、転写マスク間に所定の間隔を開けて基板上
に複数の転写マスクを配置する構成としてある。

【００４３】さらに、本発明の他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
る転写マスクを一枚の基板上に複数配列形成し、エッチ
ング加工で形成した溝を介して各転写マスクに分割して
複数の転写マスクを一括して製造する転写マスクの製造
方法であって、基板として少なくとも基板裏面の面方位
が（１００）であるシリコン基板、張り合わせシリコン
基板又は多層型シリコン基板を用い、基板裏面に形成す
る分割のための縦方向及び横方向の溝がシリコン基板裏
面の結晶軸に対しそれぞれ平行又は垂直となり、かつ、
格子状となるように溝を形成し、これらの溝を介して各
転写マスクに分割する構成としてある。

【００４４】また、本発明の転写マスクの製造方法は、
上記他の転写マスクの製造方法において、基板裏面に形
成する分割のための溝を、全基板の厚さの２／３より浅
い深さの溝とする構成、支持枠部及び溝のエッチング傾
斜角を５４〜５６°の範囲とした構成、基板裏面に形成
する分割のための溝を、基板外周部を避けて形成する構
成、溝に沿って破断による分割を行う際に、流水中ある
いは流動している溶媒中で分割を行う構成、あるいは、
ウエットエッチングにより溝及び／又は転写マスクの裏
面凹部を形成する際に、被エッチング部分以外の部分を
保護するためのウエットエッチングマスク層として、タ
ングステン、ジルコニウム、ニッケル、クロム、チタン
などの金属単体、またはこれらの金属を一種以上含む合
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の元素とを含む金属化合物
を用いる構成としてある。

【００４５】以下、本発明を詳細に説明する。

【００４６】まず、第一発明について説明する。

【００４７】第一発明では、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を製造する。その
際、一枚の基板上に転写マスクを複数配列形成し、各転
写マスクをエッチング加工によって基板から分離して複
数の転写マスクを一括製造する。

【００４８】ここで、各転写マスクをエッチング加工に
よって基板から分離するには、基板裏面に転写マスクを
分離するための溝をウエットエッチングにより形成し、
基板裏面側から基板表面側に溝が達するまでウエットエ
ッチングすることで各転写マスクの分離を行う。すなわ
ち本発明は、基板裏面側からのウエットエッチングだけ
で各転写マスクの分離を行うことを特徴とする。

【００４９】基板裏面側からのウエットエッチングだけ
で各転写マスクの分離を行う理由は、従来技術の問題点
を解消するためである。すなわち、基板の表裏両面から
エッチング加工を施して各転写マスクの分離を行う方法
（特開平７−１３５１２９号公報）では、表裏の溝の位
置ずれの問題が生じる。特開平７−２８８２２３号公報
に記載の方法では、その位置ずれ対策が提案されている
が、トレンチエッチングされる面積が極端に増すことに
なり、そのためトレンチエッチングのコントロール性が
低下してしまうという問題がある。

【００５０】一方、本発明では、同一方向からのみ各転
写マスクを分離するための溝加工を行うため、位置ずれ
の問題が全く生じない。また、転写マスク全体において
構造的に弱い部分が形成されない。さらに、簡易なプロ
セスで高精度な外径寸法及び外周側壁を有する転写マス
クを製造できる。

【００５１】本発明では、基板として表面及び裏面の面
方位が（１００）のシリコン基板、張り合わせシリコン
基板又は多層型シリコン基板を用い、支持枠部及び溝の
エッチング傾斜角を５４〜５６°の範囲とすることが好
ましい。

【００５２】基板として少なくとも基板裏面の面方位が
（１００）であるシリコン基板、張り合わせシリコン基
板又は多層型シリコン基板を用い、基板裏面に形成する
分離のための縦方向及び横方向の溝がシリコン基板裏面
の結晶軸に対しそれぞれ平行又は垂直となるように溝を
形成することによって、アルカリ水溶液等を用いたウエ
ットエッチングにより溝のエッチング傾斜角（テーパ
角）をＴａｎ^-1２^1/2＝Ｔａｎ^-1√2＝５４．７３°付近
の値に制御できる（図１）。この理由は、面方位（１０
０）／（１１１）面で不対電子の数が異なるため、アル
カリ水溶液に対して溶解速度差が生じるためである。

【００５３】上記のように、溝のエッチング傾斜角を一
定値に制御することで、高精度な外径寸法及び外周側壁
（壁面の状態など）を有する転写マスクが得られる。

【００５４】なお参考のため、基板裏面の面方位が（１
１０）である基板を使用した場合を図２に示す。同図に
示すように、結晶軸方向に対してＴａｎ^-1√2のローテ
ーションが生じ、かつ、所定深さからテーパーを生じる
エッチングとなる。

【００５５】本発明では、裏面側からの溝のウエットエ
ッチングが終了し各転写マスクに分離される時点より前
の工程で、各転写マスクの離散を防ぐための拘束膜を設
けることが好ましい。

【００５６】これは裏面側からの溝のウエットエッチン
グが終了し各転写マスクに分離されると、各転写マスク
がエッチング液中に離散してしまい、コントロールがで
きないため転写マスクどうしの衝突等による破損が生じ
たり、ハンドリングの困難さから破損等による歩留まり
の低下を招いたり、各転写マスクをエッチング液中から
取り出す煩雑かつ時間のかかる作業が必要になったりす
るのを避けるためである。

【００５７】拘束膜としては、シリコンのエッチング液
であるアルカリ水溶液やエッチングストッパー層である
シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）等のエッチング液である希
フッ酸等に対し十分な耐性があり転写マスクの離散を防
止できる程度の拘束力（密着性）を発揮しうる膜であれ
ば特に制限されない。また、拘束膜としては、柔軟性が
あるもののほうが好ましい。

【００５８】このような拘束膜としては、フッ素系、エ
チレン系、プロピレン系、ブタジエン系、シリコン系又
はスチレン系のうちの少なくとも一種以上の樹脂を含む
樹脂、あるいはこれらの樹脂を固化させたゴム、感光性
樹脂、又は無機膜形成材料（例えば、ＳＯＧ、ＳｉＮな
ど）等が例示される。

【００５９】拘束膜は、基板上に直接形成してもよく、
基板表面上に形成したドライエッチングマスク層上に形
成してもよく、あるいは、基板裏面上に形成したウエッ
トエッチングマスク層上に形成してもよい。また、拘束
膜形成後、拘束膜を低温熱処理等によりゴム化してもよ
い。また、必要に応じ、拘束膜のパターンニングを行っ
てもよい。

【００６０】上記拘束膜によって、エッチング液中への
転写マスクの離散を防止でき、分離した各転写マスクを
安定的に一括して取り出すことができる。拘束膜の除去
は、有機溶剤等によって容易に行うことができる。

【００６１】なお、転写マスク分離のためのエッチング
中に、分離のための溝部分に仮に剪断破壊が生じたとし
ても、本発明の拘束膜はエッチング液に対する十分な耐
性があるとともに、表面被覆性に優れるため、被覆部分
（例えば転写マスクの表面側）のエッチング液による浸
食を防ぐことができる。このように本発明の拘束膜はエ
ッチング液に対する保護膜としての役割も兼ねる。

【００６２】拘束膜の材料である樹脂の硬化（ゴム化）
に伴う収縮が問題となる場合には、樹脂中に耐アルカリ
性のある無機物（フィラー）を入れ収縮率をコントロー
ルすることで、容易に対応できる。

【００６３】本発明では、基板裏面に分離のための溝を
ウエットエッチングにより形成する工程と、ウエットエ
ッチングにより転写マスクの裏面に凹部を形成して支持
枠部及び薄膜部を形成する工程とを、同一のエッチング
液で同時に行うことが好ましい。これは、製造工程の増
加を回避するためである。

【００６４】すなわち、これらのプロセスは別々に行う
ことも可能であるが、基板裏面にウエットエッチングマ
スク層を形成し、これをパターンニングする際に、溝及
び裏面凹部の加工用のパターンを同時に形成し、同一の
エッチング液で同時加工を行った方が製造効率が良いか
らである。

【００６５】本発明では、基板裏面の分離のための溝加
工及び転写マスクの裏面凹部加工を行う際に、両者のエ
ッチング終了までの所要時間が異なるため、薄膜部分の
保護のため、以下の態様で対処する。

【００６６】第一態様では、基板裏面に分離のための溝
をウエットエッチングにより所定深さまで形成した後、
転写マスクの裏面凹部を保護材で保護した後、ウエット
エッチングにより残りの溝加工をウエットエッチング終
了まで行う。

【００６７】具体的には、シリコン基板を用いた場合に
は、転写マスクの裏面凹部のエッチング加工が終了した
時点で、エッチングを一時中断し、転写マスクの裏面凹
部を保護材で保護した後、溝加工を再開する。また、Ｓ
ＯＩ基板を用いた場合には、溝及び裏面凹部の加工をエ
ッチングストッパー層（中間層）まで行い、溝及び裏面
凹部の中間層を別のエッチング液で除去し、転写マスク
の裏面凹部を保護材で保護した後、溝加工を再開する。

【００６８】第二態様では、溝及び裏面凹部のエッチン
グ加工を中間層が露出するまで行い、薄膜部の下部に位
置する転写マスクの裏面凹部を保護材で保護し、溝の部
分の中間層のみをエッチングにより除去した後、次いで
ウエットエッチングにより残りの溝加工をウエットエッ
チング終了まで行う。これは、ＳＯＩ基板を用いた場合
に、裏面凹部の中間層を残存させ、この中間層を以後の
溝加工におけるシリコンエッチング液に対する保護層と
して利用する加工態様である。

【００６９】したがって、第二態様における保護材は、
中間層のエッチング液（例えば、希フッ酸、フッ化臭素
水素酸等）に対する耐性があればよい。ただし、中間層
をシリコンエッチング液に対する保護層として利用する
場合には、シリコンとのエッチング選択比（エッチング
レートの差異）が必要であるため、エッチング液として
エチレンジアミン系（例えば、エチレンヘキサジアミン
とピロカテコールの水溶液など）等の有機アルカリ系エ
ッチング液を使用することが好ましい。

【００７０】第二態様における保護材としては、例え
ば、フッ素系、エチレン系、プロピレン系、ブタジエン
系、シリコン系又はスチレン系のうちの少なくとも一種
以上の樹脂を含む樹脂、あるいはこれらの樹脂を固化さ
せたゴム、感光性樹脂、又は無機膜形成材料（ＳＯＧ、
ＳｉＮなど）等が挙げられる。

【００７１】本発明では、分離のための溝の幅が、基板
の全厚さの１．３倍以上であることが好ましい。

【００７２】これは、面方位が（１００）であるシリコ
ン基板をアルカリ系エッチング液で異方的にエッチング
する場合、エッチングされたシリコンのエッチング傾斜
角（テーパ角）は前述したようにＴａｎ^-1√2＝５４．
７３°で示される。したがって、エッチングにより各転
写マスクに分離する場合、基板の厚さが定まれば、必要
とされる溝部分の寸法が必然的に定まるからである。具
体的には、図３に示すように、基板の厚さをＤとする
と、必要とされる溝幅Ｗは、下記（１）式で表される。

【００７３】Ｗ＝（Ｄ／√2）×２＝√2Ｄ（１）

【００７４】このように理論的なＷの値は深さＤの√2
倍であるのだが、ウエットエッチングマスク層のシリコ
ン基板に対する付着強度や、使用するエッチング液によ
って、シリコンの（１００）／（１１１）面とのエッチ
ング選択比が異なるため、実際的なＷ値は深さＤの１．
３５倍程度以上（あるいは√2Ｄ±５％程度）とするこ
とが好ましい。これは、（１１１）面は全くエッチング
されないわけではなく、（１００）面の１／５０〜１／
２００の速度でエッチングされるためである。

【００７５】本発明では、転写マスク分離後の基板にお
いて転写マスク間の基板部分が格子状に残存するよう
に、転写マスク間に所定の間隔を開けて基板上に複数の
転写マスクを配置することが好ましい。

【００７６】これは、一枚の基板上に複数の転写マスク
を配置する場合、従来は図４に示すように、各転写マス
ク１７が溝１６部分を介して隣接するように各転写マス
クを配置するのが一般的であった。

【００７７】しかし、この方法では、プロセスを注意深
く行っても、溝の深さが深くなるにつれ、構造上強度が
低下し、エッチング中に溝部分から破壊が生じることが
ある。その結果、歩留まりの低下を招く。

【００７８】そこで、図５に示すように、転写マスク間
に所定の間隔を開けて基板上に複数の転写マスク１７を
配置し、転写マスク分離後の基板において転写マスク間
の基板部分が格子状に残存するようにする。これは、各
転写マスクの外周を基板と一体化した格子状の桟１８で
補強することで、外力あるいは転写マスクの自重による
影響を分散して構造上の強化を図ったものである。

【００７９】この方式を用いた場合、溝部分のエッチン
グが終了する（各マスクが基板から分離する）まで安定
的に加工を行うことができる。具体的には、ウエットエ
ッチングプロセス（裏面凹部加工、溝加工など）全体
で、歩留まりをほぼ１００％にできる。

【００８０】次に、第二発明について説明する。

【００８１】第二発明では、例えば図６に示すように、
基板裏面に形成する分割のための縦方向及び横方向の溝
１６が、基板裏面の面方位が（１００）であるシリコン
基板裏面の結晶軸に対しそれぞれ平行又は垂直（オリフ
ラに対して平行又は垂直）となり、かつ、格子状となる
ように溝を形成する。

【００８２】これは、結晶軸に対して斜めに溝を形成す
ると、結晶のエッチング選択性がなくなり、ランダムに
エッチングされてしまうためである。また、溝を格子状
とすのは、転写マスクの外周の全長にわたり一様に溝を
形成しないと、Ｖ字型の溝に沿って破断による分割を行
う（通常手で折る）時点で応力集中等により精度よく加
工することができないためである。

【００８３】第二発明では、基板裏面に形成する分割の
ための溝を、全基板の厚さの２／３より浅い深さのＶ字
型溝とすることが好ましい。

【００８４】これは、分割のための溝を浅い深さのＶ字
型溝とすることで、裏面加工を施した構造体をあらかじ
め大量に製造しておくことができ、これにより製造時間
の短縮を図るためである。この構造体を用いれば、裏面
側と位置合わせした表面側の所定位置にドライエッチン
グ加工を施すだけで転写マスクを製造できるので、製造
時間の短縮や納期短縮を図ることができる。なお、転写
マスクのサイズ、パターン配置等は各部分一括露光装置
に固有の一定のものであり、変更が生じるのは開口パタ
ーンのデザインのみであるため、上記構造体をあらかじ
め大量に製造しておくことに製造上の問題はない。

【００８５】溝の深さを全基板の厚さの２／３より浅く
するのは、溝の深さがこれより深いと裏面加工後の加工
工程で基板が破損する確率が高いことが実験で明らかと
なったからである。基板の破損をより確実に防止するに
は、溝の深さを全基板の厚さの１／２より浅くすること
がより好ましい。

【００８６】Ｖ字型溝は、剪断しやすい（１１１）面に
沿って形成してあるため、溝の深さが浅くても所定形状
に分断するのは容易である。例えば、フリーハンドで容
易に分断できる。

【００８７】第二発明では、支持枠部及びＶ字型溝のエ
ッチング傾斜角を５４〜５６°の範囲とする。これに関
しては第一発明と同様である。ただし、第二発明では、
転写マスクに分割するための溝の深さが所望の値となる
ように溝幅（ウエットエッチングマスク層の溝部分のス
リット幅）を設計し、Ｓｉ（１００）基板の場合テーパ
角５５°の異方性エッチングであることを利用して、ス
リット幅に対して所定の深さ以上にエッチングが進まぬ
ようにする。

【００８８】第二発明では、例えば図７に示すように、
基板裏面に形成する分割のための溝１６を、基板外周部
１９を避けて形成することが好ましい。

【００８９】これは、シリコン単結晶基板では、（１１
１）面に沿って割れやすいため、溝が浅くても（極端な
場合溝がなくても）、基板最外周部分（端部）に多少の
キズがある場合、何らかのストレス（例えば、膜応力）
によって容易に基板が割れる恐れがあるからである。

【００９０】具体的には、基板外周端部から０．２ｍｍ
程度、より好ましくは０．５ｍｍ程度離れた距離から溝
を形成すれば容易に基板が割れることはない。

【００９１】第二発明では、Ｖ字型溝に沿って破断によ
る分割を行う際に、流水中あるいは流動している溶媒中
で分割を行うことが好ましい。

【００９２】これは、Ｖ溝部分を起点に各マスクに分割
する時に発生する可能性のあるシリコンクズの付着を防
ぐためである。

【００９３】実験の結果、流水中あるいは流動している
溶媒中で分割を行うと分割工程中にコンタミネーション
の発生はなかった。

【００９４】次に、本発明の転写マスクの製造方法にお
ける上記で説明した以外の事項について説明する。本発
明では、上記で説明した以外に、従来より公知の各種方
法、材料及び条件等を使用し利用できる。

【００９５】例えば、裏面側加工に関しては、ウエット
エッチングにより溝及び／又は転写マスクの裏面凹部を
形成する際に被エッチング部分以外の部分（例えば基板
表面側や基板裏面の支持枠部など）を保護するためのウ
エットエッチングマスク層として、タングステン、ジル
コニウム、ニッケル、クロム、チタンなどの金属単体、
またはこれらの金属を一種以上含む合金、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
とも一以上の元素とを含む金属化合物を用いることがで
きる。

【００９６】これは、これらの金属系はウエットエッチ
ングマスク層として機能に優れ、その形成、パターンニ
ング、除去が容易だからである。

【００９７】なお、ウエットエッチングマスク層として
は、ＳｉＯ2、ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4、サイアロン（Ｓｉと
Ａｌの複合混合物）、ＳｉＯＮなどの無機層を用いるこ
ともできる。

【００９８】金属系の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。ＳｉＯ2層等の無機系のウ
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、熱酸化法、ＣＶＤ法や、ＳＯＧ（スピン
・オングラス）、感光性ガラス、感光性ＳＯＧなどを用
いる方法等の薄膜形成方法が挙げられる。

【００９９】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。

【０１００】また、ウエットエッチングマスク層のパタ
ーンニング及び除去に用いるエッチング液は特に制限さ
れないが、例えば、チタンのエッチング液としては４％
希弗硝酸水溶液等が、クロムのエッチング液としては硝
酸第二セリウム・アンモニウム／過塩素酸水溶液等が、
ニッケルのエッチング液としては塩化第二鉄等が、タン
グステンのエッチング液としては赤血塩（フェリシアン
化カリウム）水溶液等が挙げられる。

【０１０１】次に、基板裏面（シリコン）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。

【０１０２】エッチングの温度は、材料等に応じ適宜選
択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。

【０１０３】なお、本方法では、エッチング時間をコン
トロールすることで基板裏面のエッチング量（深さ）を
制御できるので、ベアシリコン（普通のシリコン基板）
が使用でき、この場合低コスト化に寄与できる。

【０１０４】次に、基板表面側の開口加工に関しては、
開口の加工精度を考慮すると開口パターン部分をドライ
エッチングにより高精度に加工することが好ましいが、
開口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）等を利用することもできる。

【０１０５】ドライエッチングマスク層としては、チタ
ン、クロム、タングステン、ジルコニウム、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
どの金属層や、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、ＳｉＣ、Ｓ
ｉ3Ｎ4、サイアロン（ＳｉとＡｌの複合混合物）、Ｓｉ
ＯＮなどの無機層や、レジスト、感光性フィルムなどの
有機層が挙げられる。

【０１０６】金属系のドライ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。ＳｉＯ2層等の無機系のドラ
イ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、熱酸化法、ＣＶＤ法や、ＳＯＧ（スピン・
オングラス）、感光性ガラス、感光性ＳＯＧなどを用い
る方法等の薄膜形成方法が挙げられる。

【０１０７】ドライエッチングに用いるエッチングガス
は特に制限されないが、例えば、ＳｉＯ2層のエッチン
グガスとしては、フロロカーボン系ガス（ＣＦ4、Ｃ2Ｆ
6、ＣＨＦ3等）等が挙げら、シリコン基板のエッチング
ガスとしては、ＨＢｒガス、Ｃｌ2／Ｏ2混合ガス、Ｓｉ
Ｃｌ4／Ｎ2混合ガス等が挙げられ、金属導電層のエッチ
ングガスとしては、フロロカーボン系ガス（ＳＦ6／Ｏ2
混合ガス、ＳＦ6／Ｃｌ2混合ガス、ＣＦ4／Ｏ2混合ガ
ス、ＣＢｒＦ3ガス等）が挙げられる。なお、ＳＦ6ガス
等を用いて金属導電層とシリコン基板とを同一エッチン
グガスで連続的にエッチングしてもよい。

【０１０８】次に、上記ウエット及びドライエッチング
マスク層をリソグラフィー技術を用いて所望の形状にパ
ターンニングするには、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エッチングを行えばよい。

【０１０９】なお、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
ることで、レジストプロセスの省略を図ることができ
る。

【０１１０】役割を終えた不必要層は、製造工程中の適
当な段階で除去する。例えば、ＳｉＯ2層３は剥離液
（緩衝弗酸、希弗酸等）で除去し、拘束膜や保護材など
の樹脂層は有機溶剤等で除去し、ウエットエッチングマ
スク層はエッチング液等にて除去する。

【０１１１】本発明では、上記で製造した転写マスクの
表面等に金属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、タンタル（Ｔａ）、タ
ングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、金（Ａｕ）、
白金（Ｐｔ），銀（Ａｇ）、イリジウム（Ｉｒ）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。

【０１１２】金属層の形成方法ととしては、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。

【０１１３】さらに、本発明では、先に基板上に金属層
を形成しておき、金属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。
このように金属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、金属層を含めた開
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。

【０１１４】基板材料としては、Ｓｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ａ
ｕ、Ｃｕなどが使用可能であるが、耐薬品性、加工条
件、寸法精度等の観点から、シリコン基板、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 im
planted oxygen）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。

【０１１５】なお、本方法の転写マスクの製造方法にお
いては、上述したように複数の工程が含まれるが、これ
らの工程順序には制限がなく、必要に応じ任意に工程順
序を変更して実施できる。例えば、先に裏面加工を行
い、あとから開口パターンの加工を行うこともできる。

【０１１６】また、上記本発明方法の一部の工程と従来
より公知の転写マスクの製造工程（一部を含む）とを組
み合わせて転写マスクを製造することもできる。

【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。

【０１１７】実施例１図８は本発明の転写マスクの製造方法による加工の一例
を示す部分断面図である。

【０１１８】同図に示すように、Ｓｉ（２０μｍ）１／
ＳｉＯ2（２μｍ）２／Ｓｉ（５００μｍ）３）の多層
構造のＳＯＩ１０基板を用い、基板表面側（２０μｍ厚
Ｓｉ１側）に開口パターンを形成するためのドライエッ
チングマスク層４として１μｍ厚のＳｉＯ2層を形成
後、このＳｉＯ2層をレジストを用いたフォトリソグラ
フィー技術によってパターンニングし所定の開口形成用
パターンを形成した（図８（ａ））。

【０１１９】なお、図５に示すように、転写マスク間に
所定の間隔を開けて基板上に複数の転写マスクを配置す
る態様を採用した。

【０１２０】続いて、反応性イオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）によってＳｉ（２０μｍ）をドライエッチングして
開口パターン１１を形成した（図８（ａ））。なお、こ
のときの開口パターンの深さは２０μｍであり、エッチ
ングストッパーであるＳｉＯ2（２μｍ）層２に達する
までエッチングを行った。

【０１２１】次に、基板裏面側にウエットエッチングマ
スク層６として２μｍ厚のＳｉＯ2層を形成し、表面側
の保護を目的として開口パターン内にＳＯＧ７を形成
し、６００℃で熱処理を施した（図８（ａ））。基板裏
面側のウエットエッチングマスク層６をレジストを用い
たフォトリソグラフィー技術によってパターンニング
し、転写マスク分離のための溝形成部分及び転写マスク
の裏面凹部形成部分の基板裏面Ｓｉを露出させた（図８
（ｂ））。

【０１２２】エッチング液としてエチレンジアミン、ピ
ロカテコール及び水からなる混合液を用い、基板裏面の
露出したＳｉ部分をエッチングストッパーＳｉＯ2（２
μｍ）層に達するまでウエットエッチングした（図８
（ｃ））。

【０１２３】次いで、裏面凹部１２にレジスト（保護材
８）を充填して裏面凹部の薄膜部分を保護しつつ、緩衝
フッ酸を用いて溝１６部分のエッチングストッパーＳｉ
Ｏ2（２μｍ）層を除去した。レジストを除去後、基板
表面側に転写マスクの離散を防ぐための拘束膜９として
エチレンブタジエン系樹脂膜を形成し（図８（ｄ））、
その後、裏面側から表面側に達するまで溝部分のウエッ
トエッチングを進め、転写マスクを基板から分離した
（図８（ｅ））。このとき拘束膜を形成してあるので、
エッチング液中に基板から分離した転写マスクが離散す
ることがなく、安定的に、また、安全にすべての転写マ
スクを得ることができた。

【０１２４】この際、エチレンジアミン、ピロカテコー
ル及び水からなる混合液を用いたエッチングでは、Ｓｉ
（１００）面と（１１１）面でのエッチング選択比は５
０：３であったため、溝の深さ５００μｍに対し、横方
向［（１１１）面の方向］に３０μｍのエッチングの進
行が認められた。そこで、溝幅を一辺当たり（５００／
√2）−３０とすることにより、精度の良い外径寸法を
有する転写マスクを得ることができた。

【０１２５】また、図５に示すように転写マスク間に所
定の間隔を開けて基板上に複数の転写マスクを配置した
ので、溝部分が破壊することなく、安定的に転写マスク
を製造することができた。

【０１２６】最後に、不必要となったウエット及びドラ
イエッチングマスク層、拘束膜を除去して転写マスク１
７を製造した（図８（ｆ））。

【０１２７】実施例２実施例１において、転写マスクどうしが溝部を介して隣
接するように基板上に配置し、溝幅を（５００／√２−
６０）×２としたこと以外は実施例１と同様にして転写
マスクを製造した。その結果、歩留まりがより向上し
た。

【０１２８】実施例３図９は本発明の転写マスクの製造方法による加工の一例
を示す部分断面図である。

【０１２９】同図に示すように、Ｓｉ（２０μｍ）１／
ＳｉＯ2（２μｍ）２／Ｓｉ（５００μｍ）３）の多層
構造のＳＯＩ基板１０を用い（図９（ａ））、基板表面
側に開口パターンを形成するためのドライエッチングマ
スク層４として１μｍ厚のＣｒ層を形成するとともに、
基板裏面側にウエットエッチングマスク層６として３０
００オングストローム厚のＴｉ膜を形成し、このウエッ
トエッチングマスクＴｉ膜をレジスト５を用いたフォト
リソグラフィー技術によってパターンニングして、転写
マスク分割のための溝形成部分及び転写マスクの裏面凹
部形成部分の基板裏面Ｓｉを露出させた（図９
（ｂ））。この際、基板の外周端部から２ｍｍの範囲領
域には溝を形成しない仕様とした。

【０１３０】レジストを除去後、基板表面側及び基板側
面に、エッチング液に対する保護膜８として、エチレン
−ブタジエン系樹脂膜をスピンコート法によって１００
μｍの厚さに形成し、樹脂のゴム化処理をした（図９
（ｃ））。

【０１３１】その後、エッチング液として１００℃に加
熱されたＫＯＨ水溶液を用い、基板裏面の露出したＳｉ
部分をウエットエッチングした（図９（ｄ））。この
際、転写マスク分割のための溝１６の深さが１００μｍ
となるように溝幅を設計し、転写マスクの裏面凹部１２
はエッチングストッパーＳｉＯ2（２μｍ）層に達する
までウエットエッチングした。

【０１３２】純水リンス後、ウエットエッチングマスク
層及び保護膜を除去し、基板表面側に形成しておいたド
ライエッチングマスク層（Ｃｒ層）４をレジストを用い
たフォトリソグラフィー技術によってパターンニングし
所定の開口形成用パターンを形成した（図９（ｅ））。

【０１３３】続いて、反応性イオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）によってＳｉ（２０μｍ）１をドライエッチングし
て開口パターン１１を形成した（図９（ｆ））。なお、
このときの開口パターンの深さは２０μｍであり、エッ
チングストッパーＳｉＯ2（２μｍ）層２に達するまで
エッチングを行った。

【０１３４】次いで、ドライエッチングマスクＣｒ層を
硝酸セリウムアンモニウム水溶液で除去し、緩衝フッ酸
を用いて裏面凹部のエッチングストッパーＳｉＯ2層を
除去して開口パターン部分を貫通させた（図９
（ｇ））。

【０１３５】このようにしてシリコン基板上に複数個の
転写マスクを作製した。

【０１３６】次に、Ｖ字型溝に沿って破断による分割を
流水中で行った（図９（ｈ））。ここで、分割により発
生する転写マスク以外の基板部分も同様に流水中で除去
することにより、転写マスクのコンタミネーションがな
く、容易にダイシングすることが可能であった。

【０１３７】なお、上記実施例２のプロセスにおいて基
板端部まで溝を形成した場合、それ以降のプロセスで１
０枚中６枚が破損したが、基板の外周端部から２ｍｍの
範囲領域には溝を形成しない仕様とした場合には、以降
のプロセスで１０枚中１枚も破損することがなく、非常
に安定したプロセスであった。

【０１３８】また、上記実施例２に示した方法は、分割
のためのＶ字型溝及び裏面加工を施した構造体、あるい
はさらに開口パターン形成用のドライエッチングマスク
層を形成した構造体をあらかじめ大量に製造しておくこ
とができ、この構造体に開口パターン加工を施すだけで
転写マスクを製造できるため、製造時間の短縮を図るこ
とができる。すなわち、（時間的制約を受ける）開口パ
ターンデザインを入手以降に必要な工程は従来の約１／
３で済むため数日間で転写マスクを製造できる。納期短
縮を満たすことができ実用化段階に入りつつある現状に
おいて非常に技術的価値ある方法である。

【０１３９】外径寸法精度は、設計値±６．５μｍ以下
であった。

【０１４０】実施例４図１０は本発明の転写マスクの製造方法による加工の一
例を示す部分断面図である。

【０１４１】同図に示すように、Ｓｉ（２０μｍ）１／
ＳｉＯ2（２μｍ）２／Ｓｉ（５００μｍ）３）の多層
構造のＳＯＩ基板１０を用い、基板表面側（２０μｍ厚
Ｓｉ１側）に開口パターンを形成するためのドライエッ
チングマスク層として１μｍ厚のＳｉＯ2層を形成後、
このＳｉＯ2層をレジストを用いたフォトリソグラフィ
ー技術によってパターンニングし所定の開口形成用パタ
ーンを形成した。

【０１４２】続いて、反応性イオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）によってＳｉ（２０μｍ）１をドライエッチングし
て開口パターン１１を形成した（図８（ａ））。なお、
このときの開口パターンの深さは２０μｍであり、エッ
チングストッパーＳｉＯ2（２μｍ）層に達するまでエ
ッチングを行った（図１０（ａ））。

【０１４３】次に、基板表面側及び裏面側にウエットエ
ッチングマスク層６として２μｍ厚のＳｉＯ2層を形成
した（図１０（ａ））。

【０１４４】基板裏面側のウエットエッチングマスク層
６をレジストを用いたフォトリソグラフィー技術によっ
てパターンニングし、転写マスク分割のための溝形成部
分及び転写マスクの裏面凹部形成部分の基板裏面Ｓｉを
露出させた（図１０（ｂ））。この際、基板の外周端部
から２ｍｍの範囲領域には溝を形成しない仕様とした。

【０１４５】その後、エッチング液として１００℃に加
熱されたＫＯＨ水溶液を用い、基板裏面の露出したＳｉ
部分をウエットエッチングした（図１０（ｃ））。この
際、転写マスク分割のための溝１６の深さが１００μｍ
となるように溝幅（ウエットエッチングマスク層の溝部
分のスリット幅）を設計し、Ｓｉ（１００）基板の場合
テーパ角５５°の異方性エッチングのためスリット幅に
対して所定の深さ以上にエッチングが進まぬようにし
た。また、転写マスクの裏面凹部１２はエッチングスト
ッパーＳｉＯ2（２μｍ）層２に達するまでウエットエ
ッチングした（図１０（ｃ））。

【０１４６】基板表裏のウエットエッチングマスク層６
を除去し、緩衝フッ酸を用いて裏面凹部のエッチングス
トッパーＳｉＯ2層２を除去して開口パターン部分を貫
通させた（図１０（ｄ））。このようにしてシリコン基
板上に複数個の転写マスクを作製した。

【０１４７】次に、Ｖ字型溝１６に沿って破断による分
割を流水中で行った（図１０（ｅ））。ここで、分割に
より発生する転写マスク以外の基板部分も同様に流水中
で除去することにより、転写マスクのコンタミネーショ
ンがなく、容易にダイシングすることが可能であった。

【０１４８】なお、プロセス中で１０枚中１枚も破損す
ることがなく、非常に安定したプロセスであった。

【０１４９】実施例５実施例１〜４で得られた各転写マスク表面上に、真空蒸
着法により金属層（Ｐｔ層、又はＰｄ層）を０．５μｍ
の厚さで形成して転写マスクを得た。得られた転写マス
クは、電子線に対する耐久性が５倍以上向上した。

【０１５０】実施例６実施例１〜４において基板表面上に金属層を形成してお
き、金属層を含めた開口部の形成を連続ドライエッチン
グにより形成したこと以外は実施例１〜４と同様にし
て転写マスクを製造した。得られた転写マスクは、開口
形成後金属層をコーティングする場合に比べ高精度な開
口を有するものであった。

【０１５１】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。

【０１５２】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。

【０１５３】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。

【０１５４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の転写マスク
の製造方法は、高歩留まりで、製造時間が短く、高精度
な外径寸法及び外周側壁を有する転写マスクを製造でき
る。

【０１５５】特に、プロセスの安定性が高いため、高歩
留まりで、製造コストの低減を図ることができる。

【０１５６】また、プロセスの安定性が高く製造時間が
短いため、本格的な実用化に向けての妨げとなる納期の
問題を解消でき、技術的価値が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】シリコンの異方性エッチングを説明するための
部分断面図である。

【図２】シリコンの異方性エッチングの他の態様を説明
するための部分断面図である。

【図３】溝幅とエッチング深さとの関係を説明するため
の部分断面図である。

【図４】溝及び転写マスクの配置態様の一例を示す平面
図である。

【図５】溝及び転写マスクの配置態様の他の例を示す平
面図である。

【図６】溝及び転写マスクの配置態様の他の例を示す平
面図である。

【図７】溝の形成範囲を説明するための平面図である。

【図８】本発明による加工手順及び加工の様子の一例を
示す断面図である。

【図９】本発明による加工手順及び加工の様子の他の例
を示す断面図である。

【図１０】本発明による加工手順及び加工の様子の他の
例を示す断面図である。

【図１１】従来の加工手順及び加工の様子を示す断面図
である。

【図１２】従来の転写マスクの分離方法を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１Ｓｉ２ＳｉＯ2層３Ｓｉ４ドライエッチングマスク層５レジスト６ウエットエッチングマスク層７ＳＯＧ８保護材（保護膜）９拘束膜１０開口１１開口パターン１２裏面凹部１３支持枠部１４薄膜部１５金属層１６溝１７転写マスク１８桟１９基板外周部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【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を一枚の基板上に複数配列形成
し、各転写マスクをエッチング加工によって基板から分
離して複数の転写マスクを一括して製造する転写マスク
の製造方法において、基板裏面側から転写マスクを分離するための溝をウエッ
トエッチングにより形成し、基板裏面側からのウエット
エッチングだけで各転写マスクの分離を行うことを特徴
とする転写マスクの製造方法。
【請求項２】裏面側から表面側に達するまで溝のエッ
チング傾斜角を一定値に制御して溝部分のウエットエッ
チングを進めることを特徴とする請求項１に記載の転写
マスクの製造方法。
【請求項３】基板として表面及び裏面の面方位が（１
００）のシリコン基板、張り合わせシリコン基板又は多
層型シリコン基板を用い、支持枠部及び溝のエッチング
傾斜角を５４〜５６°の範囲としたことを特徴とする請
求項１又は２に記載の転写マスクの製造方法。
【請求項４】裏面側からのウエットエッチングが終了
し各転写マスクに分離される時点より前の工程で、各転
写マスクの離散を防ぐと共に被覆部分のエッチング液に
よる浸食を防ぐための拘束膜を設けることを特徴とする
請求項１〜３のいずれか一に記載の転写マスクの製造方
法。
【請求項５】前記拘束膜が、フッ素系、エチレン系、
プロピレン系、ブタジエン系、シリコン系又はスチレン
系のうちの少なくとも一種以上の樹脂を含む樹脂、ある
いはこれらの樹脂を固化させたゴム、又は無機膜形成材
料からなることを特徴とする請求項４に記載の転写マス
クの製造方法。
【請求項６】基板裏面に転写マスクを分離するための
溝をウエットエッチングにより所定深さまで形成する工
程と、ウエットエッチングにより転写マスクの裏面に凹
部を形成し支持枠部及び薄膜部を形成する工程とを、同
一のエッチング液で同時に行うことを特徴とする請求項
１〜５のいずれか一に記載の転写マスクの製造方法。
【請求項７】基板裏面に転写マスクを分離するための
溝をウエットエッチングにより所定深さまで形成した
後、転写マスクの裏面凹部における薄膜部の下部を保護
材で保護し、その後、ウエットエッチングにより残りの
溝加工をウエットエッチング終了まで行うことを特徴と
する請求項１〜６のいずれか一に記載の転写マスクの製
造方法。
【請求項８】転写マスクを分離するための溝及び転写
マスクの裏面凹部に露出したエッチングストッパー層を
エッチングにより除去した後、転写マスクの裏面凹部に
露出した薄膜部の下部を保護材で保護し、次いでウエッ
トエッチングにより残りの溝加工をウエットエッチング
終了まで行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか
一に記載の転写マスクの製造方法。
【請求項９】前記保護材が、フッ素系、エチレン系、
プロピレン系、ブタジエン系、シリコン系又はスチレン
系のうちの少なくとも一種以上の樹脂を含む樹脂、ある
いはこれらの樹脂を固化させたゴム、又は無機膜形成材
料からなることを特徴とする請求項７又は８に記載の転
写マスクの製造方法。
【請求項１０】転写マスクを分離するための溝の幅
が、基板の全厚さの１．３倍以上であることを特徴とす
る請求項１〜９のいずれか一に記載の転写マスクの製造
方法。
【請求項１１】転写マスク分離後の基板において転写
マスク間の基板部分が格子状に残存するように、転写マ
スク間に所定の間隔を開けて基板上に複数の転写マスク
を配置することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか
一に記載の転写マスクの製造方法。
【請求項１２】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を一枚の基板上に複数配列形成
し、エッチング加工で形成した溝を介して各転写マスク
に分割して複数の転写マスクを一括して製造する転写マ
スクの製造方法であって、基板として少なくとも基板裏面の面方位が（１００）で
あるシリコン基板、張り合わせシリコン基板又は多層型
シリコン基板を用い、基板裏面に形成する分割のための
縦方向及び横方向の溝がシリコン基板裏面の結晶軸に対
しそれぞれ平行又は垂直となり、かつ、格子状となるよ
うに溝を形成し、流水中あるいは流動している溶媒中で
これらの溝に沿って破断により各転写マスクに分割する
ことを特徴とする転写マスクの製造方法。
【請求項１３】基板裏面に形成する分割のための溝
を、全基板の厚さの２／３より浅い深さの溝とすること
を特徴とする請求項１２に記載の転写マスクの製造方
法。
【請求項１４】支持枠部及び溝のエッチング傾斜角を
５４〜５６°の範囲としたことを特徴とする請求項１２
〜１３のいずれか一に記載の転写マスクの製造方法。
【請求項１５】基板裏面に形成する分割のための溝
を、基板外周部を避けて形成することを特徴とする請求
項１２〜１４のいずれか一に記載の転写マスクの製造方
法。
【請求項１６】ウエットエッチングにより溝及び／又
は転写マスクの裏面凹部を形成する際に、被エッチング
部分以外の部分を保護するためのウエットエッチングマ
スク層として、タングステン、ジルコニウム、ニッケ
ル、クロム、チタンなどの金属単体、またはこれらの金
属を一種以上含む合金、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の元素
とを含む金属化合物を用いることを特徴とする請求項１
〜１５のいずれか一に記載の転写マスクの製造方法。