JP3622308B2 - 荷電ビーム一括露光用透過マスク - Google Patents
荷電ビーム一括露光用透過マスク Download PDFInfo
- Publication number
- JP3622308B2 JP3622308B2 JP3296A JP3296A JP3622308B2 JP 3622308 B2 JP3622308 B2 JP 3622308B2 JP 3296 A JP3296 A JP 3296A JP 3296 A JP3296 A JP 3296A JP 3622308 B2 JP3622308 B2 JP 3622308B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- silicon dioxide
- transmission mask
- film
- mask
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、荷電ビーム一括露光用透過マスク(以下透過マスクと称す。)に関し、さらに詳しくは、従来よりも少ない工程で作製できるとともに、熱歪みによる影響が小さく、荷電ビームによる転写精度の高い透過マスクに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の透過マスクの構造を説明するために、従来の透過マスクの代表的な製造工程を図3に従って説明する。まず熱酸化等によって二酸化珪素膜13が形成された下部シリコン(以下Siと記す)基板12と上部Si基板11とを熱接着によって貼り合わせた基板を用意する(図3(a)参照)。このような熱酸化二酸化珪素膜13を接着層とする貼り合わせ基板は一般にSOI(Silicon on insulator)基板と呼ばれ、センサ類を作製するための基板として一般的に使われている。(例えば、石田誠,李栄泰:応用物理7,p.700(1995))。
透過マスクとして使用する場合、通常下部Si基板の厚さは500μm程度、上部Si基板の厚さは20μm程度である。
【0003】
次に上部Si基板11を単層または多層からなるレジストパターンをマスクとしてドライエッチング等によりエッチングした後、レジストパターンを剥離してパターン化された上部Si基板11aを作製し、荷電ビーム透過孔19を形成する(図3(b)参照)。尚、単層レジストではSiを20μmの深さまでエッチングするのが難しく、多層レジスト法を使う場合は、下層の材料は、透過マスクの完成後に剥離せずに済む導電性の膜であることが望ましい。
次に貼り合わせSi基板の裏面、すなわち下部Si基板12側に、接着層である二酸化珪素膜13と同じ厚さの二酸化珪素膜16を成膜する。この理由は、次工程であるバックエッチング保護膜15の堆積は通常高温の熱工程となるため二酸化珪素膜13の内部応力変化により基板全体に反りが生じる。そこで裏面にも接着層と同じ種類の膜をつけて反りを緩和するようにするためである。
【0004】
次に貼り合わせSi基板の裏面側と表面側に、後工程で開口部18を形成する(以下、この工程をバックエッチングと記す)際のバックエッチング保護膜15を堆積する(図3(c)参照)。ここで表面側にも堆積する理由は特にバックエッチングの終わり近くにおいては基板全体をバックエッチング溶液に晒すことが多いためである。また、このようなバックエッチング保護膜15の堆積は表裏同時に成膜可能な減圧CVD法などによれば一工程で済む。
その後、フォトレジストパターンをマスクとしてドライエッチング等によりこのバックエッチング保護膜15、二酸化珪素膜16をエッチングして、開口部18を形成する(バックエッチングをする)際のマスクとなるバックエッチング保護膜パターン15a、パターン化された二酸化珪素膜16aを形成する(図3(d)参照)。
【0005】
次にバックエッチング保護膜パターン15aをマスクとして下部Si基板12を80〜90℃のKOH水溶液等によりバックエッチングして開口部18を形成した後、接着層である開口部面の二酸化珪素膜13を除去し、パターン化された二酸化珪素膜13aを形成する。さらにバックエッチング保護膜パターン15aとパターン化された二酸化珪素膜16aを剥離することにより、貫通した荷電ビーム透過孔19を有する透過マスクの基本形を作製する。この後透過マスクの電気伝導性を高めるために、表裏両面を金などの酸化しにくい導電膜17で覆い、従来の構造の透過マスクが完成する(図3(e)参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
図3で説明した従来の構造の透過マスクにおいては、下部Si基板および上部Si基板として、いずれもその主面の面方位が<100>面からなる貼り合わせ基板が使われていた。それ故、開口部を形成するために下部Si基板のバックエッチングするときのエッチング停止機能は、貼り合わせ基板の接着層である二酸化珪素膜のみが担っていた。
【0007】
前記のような二酸化珪素膜をエッチング停止層とする、KOH水溶液によるSiのエッチングにおいては、二酸化珪素がかなり速くエッチングされる(文献(a);「Siマイクロマシニング先端技術」(サイエンスフォーラム社)第2章,p.115)ということと、エッチング液の温度分布等によるエッチングの面内不均一性によって生じる形状不良を避けるために、接着層である二酸化珪素膜の厚さは従来2μm程度必要であるとされていた。
【0008】
また、バックエッチング保護膜はバックエッチング溶液に対して十分な耐性がなければならないため、通常は減圧CVD法による窒化シリコン膜などが用いられる。減圧CVD法は通常800℃前後の高温プロセスである。そこで問題となってくるのは、高温プロセスにより接着層である二酸化珪素膜の内部応力が変化し、基板が反り、変形することである。この現象を緩和するために、従来は基板裏面にも接着層と同じ厚さの二酸化珪素膜を成膜しておく工程が必要であった。
【0009】
さらに透過マスクに入射した荷電粒子が透過マスク中で失うエネルギーは、ほぼ100%熱エネルギーに変換されるため、透過マスクの温度は上昇する。それ故透過マスクが熱膨張係数の大きく異なる材質で構成されていると、熱歪みが大きくなり、転写精度の劣化を引き起こす。Siと二酸化珪素の熱膨張係数を比べると、温度にも依るが、Siの方が1桁前後大きいことからも分かるように、接着層である二酸化珪素膜は可能な限り薄いことが望ましい。
【0010】
本発明はかかる従来の問題に鑑みなされたもので、その目的とするところは、作製工程数が少ないとともに、熱歪みによる影響が小さく、荷電ビームによる転写精度の高い透過マスクを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
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、荷電ビーム透過孔が形成された上部Si基板と、上部Si基板を保持する下部Si基板とが二酸化珪素膜を接着層とする貼り合わせ基板を用いて作製された透過マスクにおいて、上部Si基板の主面の面方位が<111>面からなり、下部Si基板の主面の面方位が<100>面からなることを特徴とする透過マスクである。
【0012】
また、請求項2においては、上部Si基板と下部Si基板との接着層である二酸化珪素膜の厚さが200オングストロームから1000オングストロームの範囲にあることを特徴とする請求項1記載の透過マスクである。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1には本発明の透過マスクの断面図を、図2には本発明の透過マスクの製造工程を示した工程断面図を示す。上部Si基板1の主面の面方位が<111>面からなり、下部Si基板2の主面の面方位が<100>面からなり、二酸化珪素膜3を接着層とする貼り合わせ基板を用いて作製されている。図1(a)は本発明の透過マスクの基本構成を示し、図1(b)は図1(a)の基本構成の透過マスクの上面に導電層を有する透過マスクで、図1(c)は図1(b)の透過マスクに、さらに一工程を追加し、透過マスクの下面に導電膜を形成し、表裏両面に導電層を有する透過マスクである。
【0014】
次に本発明の請求項1、2の相互の関連性を説明するために、本発明の透過マスクのうち、もっとも工程数の多い図1(c)の透過マスクの製造工程を図2に従って説明する。
まず上部Si基板1の主面の面方位が<111>面、下部Si基板2の主面の面方位が<100>面からなる二酸化珪素膜3を接着層とする貼り合わせ基板を用意する。ここで接着層である二酸化珪素膜3の厚さは200オングストロームから1000オングストロームの範囲とする。
【0015】
ここで200オングストロームから1000オングストロームの範囲に限定する理由を述べる。これまで述べたように接着層である二酸化珪素膜3の厚さは薄い方が望ましいが、良好な貼り合わせ状態を実現するにはある程度の厚さは必要である。その下限は文献から推定するとおよそ200オングストロームであると考えられる(阿部孝夫、三谷清、中里泰章:応用物理11、p.1080(1994))。またよく知られているように、薄膜の内部応力の変化による基板の反りの大きさは薄膜の厚さに比例する。従って従来2μmであった二酸化珪素膜3の厚さを1000オングストロームにすれば反りは20分の1となり、パターン精度の良い透過マスクを作製する上で問題のない領域に入る。
【0016】
次に上部Si基板1の表面に公知のスパッタリング法等により、荷電ビーム透過孔9を形成するための上部Si基板1のドライエッチングの際のマスクとなるような導電層4を成膜する(図2(a)参照)。この導電層4は多層レジスト法における下層レジストとなる。
【0017】
次に前記導電層4の上に上層レジストを塗布し、通常のフォトリソグラフィ若しくは電子線リソグラフィ等の手段により透過マスクの荷電ビーム透過孔9を形成するためのレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして導電層4を公知の反応性イオンエッチング等の手段によりエッチングし、パターン化された導電層4aを形成する。この後上層のレジストパターンはまだ残しておいてもよいが、通常は有機溶剤等で剥離する。
【0018】
次に前記パターン化された導電層4aをマスクとして上部Si基板1を公知の反応性イオンエッチング等の手段によりエッチングし、上部Si基板1の表面に荷電ビーム透過孔9となるパターン化された上部Si基板1aを形成する(図2(b)参照)。
【0019】
この後、導電層パターン4aは剥離せず、そのまま残しておくことにより、完成後の透過マスクの上面の導電層とすることができる。
【0020】
次に荷電ビーム透過孔9が形成された貼り合わせ基板の上下面、及び荷電ビーム透過孔9の側面をKOH水溶液に耐性のあるバックエッチング保護膜5で被覆する(図2(c)参照)。その後このバックエッチング保護膜5をフォトレジストパターンをマスクとしてエッチングして、下部Si基板2に開口部8を形成するためのバックエッチング保護膜パターン5aを形成する(図2(d)参照)。
【0021】
次にバックエッチング保護膜パターン5aをマスクとして下部Si基板2をKOH水溶液によりバックエッチングして開口部8を形成する。ここで、本発明の透過マスクでは、第一のバックエッチング停止層である二酸化珪素膜3を200オングストロームから1000オングストロームと薄くしている。
そこで本発明の透過マスクの製造工程では、上部Si基板の主面である<111>面を第二のバックエッチング停止層として利用する。
【0022】
文献((a)p.114〜115)によると、Siの<111>面のKOH水溶液によるエッチングレートは<100>面よりもはるかに小さく、<100>面の約400分の1である。従って仮に温度分布等により下部Si基板2のバックエッチングが不均一に進み、一部の二酸化珪素膜3が先に消失したとしても、上部Si基板1は二酸化珪素膜3とともにエッチング停止層としての機能を有しているので、問題となるようなエッチング形状の不良が生じることはない。
開口部8を形成した後は、下部Si基板2がバックエッチングされた部分の二酸化珪素膜3を緩衝フッ酸処理等で除去し、パターン化された二酸化珪素膜3aを形成する(図2(e)参照)。
【0023】
さらに、バックエッチング保護膜パターン5aを剥離した後、パターン化された導電層4aはそのまま残し、透過マスク下面に導電膜7を形成し、透過マスク表裏面に導電層を有する本発明の透過マスクが出来上がる(図2(f)参照)。
【0024】
【実施例】
以下、実施例を示して本発明をさらに図2を用いて具体的に説明する。
【0025】
主面の面方位が<111>で、厚さ20μmの上部Si基板1と、主面の面方位が<100>で、厚さ500μmの下部Si基板2を、下部Si基板表面に熱酸化により形成した700オングストローム厚の二酸化珪素膜3を介して貼り合わせた基板を用意した。
【0026】
次に貼り合わせ基板の上部Si基板1側の表面に、完成後の透過マスクの導電層4とするためのCr膜を、スパッタリング法により1500オングストロームの厚さで成膜した(図2(a)参照)。Cr膜は熱膨張係数がSiに近い導電膜である理由で選択した。
【0027】
次に前記導電層4の上に上層レジストとして、電子線レジストを塗布し、通常の電子線リソグラフィプロセスによりレジストパターンを形成した。
【0028】
次に前記レジストパターンをマスクとして、下層の導電層4を塩素系ガスを用いたドライエッチングによりエッチングし、パターン化された導電層4aを形成した。この後上層のレジストパターンは有機溶剤で剥離した。
【0029】
次に前記パターン化された導電層4aをマスクとして上部Si基板1をSF6ガスを主ガスとしたドライエッチングによりエッチングして、荷電ビーム透過孔9を形成した(図2(b)参照)。
このとき、ドライエッチングによりパターン化された導電層4aの膜厚は減少したが、公知のようにCr膜はフッ素系ガスではエッチングされにくいので、ドライエッチング終了後もまだ約1000オングストロームのCr膜が残っていた。このパターン化された導電層4aは剥離せず、そのまま完成後の透過マスクの上面の導電層の一部とすることにした。
【0030】
次に荷電ビーム透過孔9が形成されたマスク基板全体を、バックエッチング保護膜5となる窒化シリコン膜で被覆した(図2(c)参照)。成膜法は減圧CVD法を使い、厚さは700オングストロームとした。このとき減圧CVDは800℃で行ったが、接着層である二酸化珪素膜3は700オングストロームと薄いために後工程で問題となるような基板の反りは発生しなかった。
【0031】
その後、下部Si基板2の下面の窒化シリコン膜上に通常のフォトリソグラフィ法により、レジストパターンを作製し、このレジストパターンをマスクとして、窒化シリコン膜を通常のドライエッチングによりエッチングし、開口部を形成するためのバックエッチング保護膜パターン5aを形成した(図2(d)参照)。
【0032】
次にバックエッチング保護膜パターン5aをマスクとして下部Si基板を30重量%のKOH水溶液によりバックエッチングして開口部8を形成した。このときバックエッチングの終了が近くなるまでは、二酸化珪素膜3の下部Si基板側のみに液圧がかかるやり方で、エッチーレートが高くなるよう90℃の液温で行い、それ以後は透過マスク全体を60℃の液に浸漬する方法で最後まで行った。このバックエッチングの結果、バックエッチングの終点となった上部Si基板の裏面や、終了近くにバックエッチング液にさらされた上部Si基板の上面、及び荷電ビーム透過孔の側面にも問題となるようなエッチング形状の不良は生じなかった。
【0033】
この後、下部Si基板がバックエッチングされた部分の二酸化珪素膜3を緩衝フッ酸で完全に除去し、パターン化された二酸化珪素膜3aを形成した(図2(e)参照)。さらに窒化シリコン膜で形成されたバックエッチング保護膜パターン5aを100℃の熱燐酸液で除去し、透過マスクの下面に電子線加熱蒸着法により、300オングストローム厚のAu膜にて導電膜7を形成し、透過マスク表裏面に導電層を有する本発明の透過マスクが完成した。
【0034】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の透過マスクによれば、上部Si基板として主面の面方位が<111>面からなる基板、下部Si基板として同じく<100>面からなる基板を用いるので、透過マスクの作製途中の熱工程による反りの発生や荷電ビーム一括露光時の発熱とSiとの熱膨張係数の違いによって熱歪みを発生させる原因となる二酸化珪素膜を200オングストロームから1000オングストロームの範囲と薄くすることができる。このため下部Si基板裏面への二酸化珪素膜の成膜工程が不要になるとともに、荷電ビーム一括露光時の熱歪みが小さくなり、転写精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による透過マスクの構造の例を示す断面図である。
【図2】本発明による透過マスクの製造工程の例を工程順に示す説明図である。
【図3】従来の透過マスクの構造と、従来の透過マスクの製造工程を工程順に示す説明図である。
【符号の説明】
1、11………上部Si基板
1a、11a………パターン化された上部Si基板
2、12………下部Si基板
2a、12a………パターン化された下部Si基板
3、13………二酸化珪素膜
3a、13a………パターン化された二酸化珪素膜
4………下層レジスト若しくは導電層
4a………パターン化された下層レジスト若しくは導電層
5、15………バックエッチング保護膜
5a、15a………バックエッチング保護膜パターン
7、17………導電膜
8、18………開口部
9、19………荷電ビーム透過孔
16………二酸化珪素膜
16a………パターン化された二酸化珪素膜
Claims (2)
- 荷電ビームの透過孔が形成された上部シリコン基板と、該上部シリコン基板を保持する下部シリコン基板とを、二酸化珪素膜にて接着した貼り合わせ基板を用いて作製された荷電ビーム一括露光用透過マスクにおいて、該上部シリコン基板の主面の面方位が<111>面からなり、該下部シリコン基板の主面の面方位が<100>面からなることを特徴とする荷電ビーム一括露光用透過マスク。
- 前記上部シリコン基板と下部シリコン基板との接着層である二酸化珪素膜の厚さが200オングストロームから1000オングストロームの範囲にあることを特徴とする請求項1記載の荷電ビーム一括露光用透過マスク。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3296A JP3622308B2 (ja) | 1996-01-04 | 1996-01-04 | 荷電ビーム一括露光用透過マスク |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3296A JP3622308B2 (ja) | 1996-01-04 | 1996-01-04 | 荷電ビーム一括露光用透過マスク |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09186067A JPH09186067A (ja) | 1997-07-15 |
JP3622308B2 true JP3622308B2 (ja) | 2005-02-23 |
Family
ID=11463016
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3296A Expired - Fee Related JP3622308B2 (ja) | 1996-01-04 | 1996-01-04 | 荷電ビーム一括露光用透過マスク |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3622308B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100548532B1 (ko) * | 1999-03-16 | 2006-02-02 | 주식회사 하이닉스반도체 | 스텐실 마스크 및 그 제조방법 |
KR100770196B1 (ko) | 2000-05-25 | 2007-10-26 | 도판 인사츠 가부시키가이샤 | 전사마스크용 기판, 전사마스크 및 전사마스크의 제조방법 |
JP4639823B2 (ja) * | 2005-01-28 | 2011-02-23 | 凸版印刷株式会社 | 荷電粒子線露光用マスクブランク、荷電粒子線露光用マスク、及びその製造方法、並びにパターン露光方法 |
JP2006295009A (ja) * | 2005-04-13 | 2006-10-26 | Dainippon Printing Co Ltd | 荷電粒子線用転写マスクの作製方法及び荷電粒子線用転写マスク |
-
1996
- 1996-01-04 JP JP3296A patent/JP3622308B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09186067A (ja) | 1997-07-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR0170949B1 (ko) | 메탈층 형성 방법 | |
US4333964A (en) | Method of making integrated circuits | |
GB2083947A (en) | Method of making integrated circuits | |
KR0147976B1 (ko) | 박막 헤드의 패턴 평탄화 방법 | |
JP3622308B2 (ja) | 荷電ビーム一括露光用透過マスク | |
JP3818049B2 (ja) | ステンシルマスク | |
JP3157012B2 (ja) | 半導体素子の配線形成方法 | |
JP4465090B2 (ja) | マスク部材の製造方法 | |
JP2526402B2 (ja) | 超伝導ジョセフソン素子の製造方法 | |
JPH04106954A (ja) | 液相cvd法を用いた半導体装置の製造方法 | |
JPS61119056A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP4207272B2 (ja) | 電子ビーム描画用アパーチャ | |
JPH0794386A (ja) | 荷電ビーム露光用透過マスク及びその製造方法 | |
JP4582299B2 (ja) | ステンシルマスクの製造方法 | |
JP2570735B2 (ja) | 多層配線形成方法 | |
JP2691175B2 (ja) | パターン化酸化物超伝導膜形成法 | |
JPH0521616A (ja) | 半導体の製造方法 | |
JPH0922882A (ja) | 微細半導体素子のコンタクトホールの形成方法 | |
KR0153980B1 (ko) | 평탄화방법 | |
JPS6111468B2 (ja) | ||
JPH0114709B2 (ja) | ||
JP2872298B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JPS5863149A (ja) | 光導体装置の電極製造方法 | |
JPS6028248A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JPH06237136A (ja) | 電子部品素子の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040726 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041102 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041115 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071203 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081203 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091203 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091203 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101203 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111203 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121203 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121203 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131203 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |