JPH0645233A - メンブレンの製造方法とメンブレンそしてそれに用いるブランク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】メンブレン用薄膜の材質をバックエッチング液
に対する耐性の有無にかかわらず、多様に選択出来るよ
うにし、また膜厚も適切な厚さのものを得られるように
するとともに、さらには製造に伴うメンブレン用の薄膜
の破損や不要な歪みの発生を提言することが出来る製造
方法とメンブレンとブランクとを提供する。 【構成】第一の層２と第二の層３と前記薄膜４とが前記
基材１上にこの順に設けられた基板に対して、第一の層
２を基材とのバックエッチングの停止層にし、第二の層
３は第一の層２を除去するドライエッチングの停止層
し、次いで第二の層３をエッチングにより除去する、好
ましくは薄膜上にさらに第三の層１０を設けておき第一
の層の除去後にエッチングにより除去すること、を特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、広義の電磁波に対する
透過膜、真空空間保持のための遮断用薄膜、あるいは極
めて微弱な力によって微小な変位を発生する薄膜等に使
用されるいわゆるメンブレンの製造方法とメンブレンそ
してそれに用いるブランクに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】真空中で発生させた電磁波を取り出すた
めに真空と大気の間に薄膜を貼り、真空を保持する方法
が知られている。また、真空を保持しつつ真空装置の内
部を観察したり、外部から真空中の試料に光を当てたり
する窓に真空空間の保持のために薄膜の遮断膜を使用す
る場合がある。

【０００３】さらに、半導体集積回路の製造において
は、フォトリソグラフィー技術の進歩にともない、例え
ばＵＬＳＩ等の極微細な素子パターンの形成に、Ｘ線を
使用したＸ線露光技術の開発が進んでおり、Ｘ線露光に
用いるＸ線露光用マスクの開発も進行している。Ｘ線露
光用マスクは、Ｘ線透過支持膜上にＸ線吸収体パターン
を形成したものであるが、前記Ｘ線透過支持膜にも、本
発明にかかわるメンブレンが適用可能である。

【０００４】真空空間を保持する膜、あるいはＸ線露光
用マスクのＸ線透過性の薄膜の従来の形成方法の一例を
（図７）乃至（図９）に示す。（図７）乃至（図９）は
形成する膜の断面図である。

【０００５】シリコン基材１の一方の面にメンブレン用
薄膜４をスパッタリング法、真空蒸着法、気相成長法等
により形成する（図７）。形成した膜面と反対の面にエ
ッチングのマスク用薄膜５を形成し、エッチング用の窓
部分６を開ける（図８）。続いて、シリコン基材１を有
機アルカリ液、水酸化ナトリウム等の無機アルカリ液、
あるいはフッ酸水溶液等の酸系エッチング液によってエ
ッチング除去してシリコン基材１に保持された薄膜を形
成する（図９）。このシリコン基材のエッチングを、
「裏側にエッチングを施す」という意味からバックエッ
チングと称し、また支持枠に張られた状態に形成された
薄膜を「メンブレン」と称するのが一般的である。尚、
このメンブレンを使用する一例であるところのＸ線露光
用マスクでは、（図１０）の断面図に示すようにメンブ
レン上にＸ線吸収体パターン７を形成している。

【０００６】従来のメンブレンおよびメンブレン製造方
法においては、バックエッチングの終点はメンブレンに
なる薄膜と基材のシリコンとのエッチング速度の差で決
まっていた。従来のメンブレン用の薄膜はシリコンに比
べてエッチング速度が極端に遅く、このために、シリコ
ン基材のエッチング反応終了後エッチングは膜面でほぼ
自動的に停止していた。

【０００７】具体的にはメンブレン用の薄膜は炭化シリ
コン、窒化シリコン、窒化ホウ素等である。これらはシ
リコンに比べてバックエッチング液に対するエッチング
速度が小さく、シリコン基材の反応終了後エッチングは
膜面でほぼ自動的に停止する。

【０００８】またシリコンをメンブレン化する場合には
従来法ではシリコンの表面近傍にホウ素等をドーピング
させて基材のシリコンのバックエッチングを停止させて
メンブレンを形成するか、またはシリコン基材のバック
エッチングを進めて希望する膜厚になったところでエッ
チング液を除去してエッチングを停止させてメンブレン
を形成していた。

【０００９】一方、特開平２−２２２５２１号公報に
は、金あるいはクロムをエッチング停止層として用いる
ことが一部記載されているが、膜厚が５ｎｍと薄いた
め、実際のエッチング時には停止層としての効果が乏し
い。またメンブレンになる薄膜が金属酸化物に限られて
おり、金属酸化物は若干のエッチング耐性があるため、
エッチング耐性のない薄膜をメンブレン化する場合には
適応が難しかった。

【００１０】従来の技術によると、メンブレンを得よう
とする際、メンブレンの材質はバックエッチング液に耐
えるものに限られていた。そして、シリコンにホウ素等
をドーピングしてメンブレン材料とする場合には、膜厚
が数μｍ程度までしか薄くすることが出来ず、また真空
空間を保持して真空中から電磁波等を取り出す遮断膜に
使う場合には、膜厚が厚すぎるという問題があった。さ
らに一方で、シリコンをバックエッチングして適当な厚
さでバックエッチングを停止させる方法は制御が難し
く、また手間がかかるうえに再現性にも乏しく、さらに
は膜厚が均一に成り難く、そしておうおうにして要求さ
れる数μｍ以下の薄い膜を作ることが非常に難しいとい
う問題があった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点に
鑑みなされたものでありその目的とするところは、すな
わち、メンブレン用の薄膜の材質をバックエッチング液
に対する耐性の有無にかかわらず、広い選択範囲の中か
ら使用目的に応じてより適切なものを使用できるように
し、またメンブレン用の薄膜の膜厚に関しても適切な厚
さのものを得られるようにするとともに、さらには製造
に伴いメンブレン用の薄膜とドライエッチング用の停止
層との間に生じる応力差にも係わらず希望する薄膜を安
定して容易に形成出来るようにすることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明が提供する手段とは、すなわち、薄膜が基材上
に形成されてあり、前記基材にバックエッチングを施す
ことによってメンブレンが形成されるメンブレンの製造
方法において、少なくとも第一の層と第二の層と前記薄
膜とが前記基材上にこの順に設けられた基板に対して、
前記第一の層を前記基材のバックエッチングの停止層に
使用し、前記第二の層は前記第一の層を除去するドライ
エッチングの停止層に使用し、次いで前記第二の層をエ
ッチングにより除去することを特徴とするメンブレンの
製造方法である。

【００１３】さらに好ましくは、前記メンブレンの製造
方法において、前記の順で前記薄膜上にさらに第三の層
が設けられた基板に対して、前記第一の層を除去した後
に、前記第二の層ならびに前記第三の層をエッチングに
より除去することを特徴とする前記のメンブレンの製造
方法である。

【００１４】また、前記第三の層を部分的に残すことを
特徴とする前記のメンブレンの製造方法である。

【００１５】また、前記第三の層の材質が金属からなる
ことを特徴とする前記のメンブレンの製造方法である。

【００１６】また、前記第三の層は膜厚が１０ｎｍ以上
を有する薄膜であることを特徴とする前記のメンブレン
の製造方法である。

【００１７】また、前記第二の層の材質が金属からなる
ことを特徴とする前記のメンブレンの製造方法である。

【００１８】また、前記第二の層は膜厚が１０ｎｍ以上
を有する薄膜であることを特徴とする前記のメンブレン
の製造方法である。

【００１９】また、前記第一の層の材質が、窒化シリコ
ン、炭化シリコン、窒化ホウ素あるいはホウ素ドーピン
グシリコンのいずれかよりなることを特徴とする前記の
メンブレンの製造方法である。

【００２０】そして、前記第一の層は膜厚が１０ｎｍ以
上を有する薄膜であることを特徴とする前記のメンブレ
ンの製造方法である。

【００２１】あるいはまた、枠状をなす支持基材上に張
られた薄膜として設けられてなるメンブレンにおいて、
第一の層と第二の層と前記薄膜とが前記支持基材上にこ
の順に設けられてなり、前記第一の層と前記第二の層と
の材質はいずれも前記基材や前記薄膜とは異なること、
前記第一の層は前記支持基材よりも少なくとも一種類の
エッチング液に対して耐性が高く、前記第二の層は前記
第一の層よりも少なくとも一種類のドライエッチングに
対して耐性が高いこと、以上を満たすことを特徴とする
メンブレンである。

【００２２】さらに好ましくは、前記メンブレンにおい
て、前記の順でさらに前記薄膜上に第三の層が設けられ
てあり、前記第三の層の材質は前記基材や前記薄膜とは
異なること、そして前記第三の層は少なくとも前記支持
基材の上方に設けられていることを特徴とする前記のメ
ンブレンである。

【００２３】また、前記第二の層と第三の層との材質は
それぞれ金属からなることを特徴とする前記のメンブレ
ンである。

【００２４】また、前記第二の層と第三の層とはそれぞ
れ膜厚が１０ｎｍ以上の薄膜であることを特徴とする前
記のメンブレンである。

【００２５】あるいは、前記のメンブレンの製造方法に
より得られたことを特徴とするメンブレンである。

【００２６】それから、薄膜が基材上に形成されてあ
り、前記基材にバックエッチングを施すことによって形
成されるメンブレンのその製造方法に用いるブランクに
おいて、少なくとも第一の層と第二の層とそして前記薄
膜とが前記基材上にこの順に設けてあり、前記第一の層
と前記第二の層との材質はいずれも前記基材や前記薄膜
とは異なること、前記第一の層は前記支持基材よりも少
なくとも一種類のエッチング液に対して耐性が高く、前
記第二の層は前記第一の層よりも少なくとも一種類のド
ライエッチングに対して耐性が高いこと、以上を満たす
ことを特徴とするブランクである。

【００２７】さらに好ましくは、前記ブランクにおい
て、前記の順でさらに前記薄膜上に第三の層が設けてあ
り、前記第三の層の材質は前記基材や前記薄膜とは異な
ることを特徴とする前記のブランクである。

【００２８】また、前記第三の層の材質が金属からなる
ことを特徴とする前記のブランクである。

【００２９】また、前記第三の層は膜厚が１０ｎｍ以上
の膜厚であることを特徴とする前記のブランクである。

【００３０】また、前記第二の層の材質が金属からなる
ことを特徴とする前記のブランクである。

【００３１】また、前記第二の層は膜厚が１０ｎｍ以上
の薄膜であることを特徴とする前記のブランクである。

【００３２】また、前記第一の層の材質が、窒化シリコ
ン、炭化シリコン、窒化ホウ素、あるいはホウ素ドーピ
ングシリコンのいずれかよりなることを特徴とする前記
のブランクである。

【００３３】また、前記第一の層は膜厚が１０ｎｍ以上
を有する薄膜であることを特徴とする前記のブランクで
ある。

【００３４】以下に本発明にかかわるメンブレンとその
製造方法の一つめについて（図２）から（図６）を用い
て説明する。

【００３５】（図２）は本発明のメンブレンを作製する
ためのブランクである。シリコン基材１の一方の面にバ
ックエッチング停止層２を形成し、さらにドライエッチ
ング停止層３とメンブレン用薄膜４を成膜する。メンブ
レン用薄膜４とは反対側のシリコン基材面にはバックエ
ッチングのマスク用薄膜５を形成する。バックエッチン
グ停止層２、ドライエッチング停止層３、メンブレン用
薄膜４、バックエッチングのマスク用薄膜５はスパッタ
リング法、蒸着法、気相成長法等により形成可能であ
る。膜厚は成膜の条件により決定できることから膜厚を
広範囲に選ぶことが出来る。

【００３６】バックエッチング停止層２は炭化シリコ
ン、窒化シリコン、窒化ホウ素、ホウ素ドーピングシリ
コン等のバックエッチング液に対して耐性のある膜を用
いる。

【００３７】ドライエッチング停止層３はクロム、鉄、
ニッケル等の金属、あるいはこれらの金属を主成分とす
る合金の金属膜が使用できる。

【００３８】これらのバックエッチング停止層２および
ドライエッチング停止層３のいずれの膜厚もともに、エ
ッチングを停止させるためには少なくとも１０ｎｍ以
上、そして成膜の便宜を考慮して２μｍ以下程度が適当
である。尚、２μｍを越えても、停止層としての機能は
発揮できる。

【００３９】メンブレン用薄膜４は、成膜さえ可能であ
れば目的や制約に応じて各様に選択できる。例えば、い
わゆる酸化物、炭化物、窒化物、金属、セラミックス、
樹脂等々がただちに挙げられる。また、炭化シリコン、
窒化シリコン、窒化ホウ素あるいはホウ素ドーピングシ
リコン等のようにバックエッチング液に対して耐性のあ
る公知の材質のものをメンブレン用薄膜として用いるこ
とが可能であるのは言うまでもない。真空遮断用の透明
膜に限れば、例えば酸化シリコン、ダイアモンド、グラ
ファイト、シリコン等が考えられる。また、層構成に関
しても、成膜さえ可能であれば目的や制約に応じて各様
に選択でき、単層に限らず多層として形成することも、
いうまでもなく支障はない。

【００４０】バックエッチングのマスク用薄膜５の材質
としては、バックエッチング液に対する耐性が必要であ
り成膜さえ可能であれば、各様に選択可能である。例え
ば、炭化シリコン、窒化シリコン、窒化ホウ素あるいは
ホウ素ドーピングシリコンが一般的に挙げられる。

【００４１】（図３）はバックエッチングのマスク用薄
膜５にバックエッチングのための窓部分６を開けてシリ
コン基材１を露出したところを示している。次に窓部分
６からバックエッチングを行うとバックエッチング停止
層２でバックエッチングの速度が低下して、エッチング
が停止した状態になり、バックエッチングが終了する
（図４）。

【００４２】バックエッチング液は有機アルカリ液、あ
るいは水酸化ナトリウム等の無機アルカリ液、更には停
止層の材質を選ぶことによってフッ酸等の酸性エッチン
グ溶液も使用可能である。

【００４３】バックエッチング液を除去した後にバック
エッチング停止層２を反応性イオンエッチングを用いて
ドライエッチングするとドライエッチング停止層３でバ
ックエッチング停止層２のドライエッチングが停止する
（図５）。

【００４４】ドライエッチング終了後にはメンブレン用
薄膜４とドライエッチング停止層３がかさなった薄膜
が、シリコン基板に支持されて保持されている。（図
６）の工程ではドライエッチング停止層３を除去してメ
ンブレンが完成する。

【００４５】ドライエッチング停止層３がクロム系の層
であるばあいは硝酸セリウムアンモニム液によってエッ
チング除去できる。鉄、ニッケルに対しては塩化第二鉄
溶液が使用できる。その他の金属をドライエッチングの
停止層に用いた場合にもそれぞれの金属の酸化還元電位
から適当な溶液を用いてエッチング除去することができ
る。

【００４６】Ｘ線露光用マスクでは（図１）の断面図に
示すようにメンブレン上にＸ線吸収体パターン７を形成
する。

【００４７】以下に本発明に係わるメンブレンとその製
造方法の二つ目を（図１２）から（図１６）を用いて説
明する。

【００４８】（図１２）は本発明のメンブレンを作製す
るためのブランクである。シリコン基材１の一方の面に
前記第一の層に相当するバックエッチング停止層２を形
成し、さらに前記第二の層に相当するドライエッチング
停止層３と、メンブレン用薄膜４、および前記第三の層
に相当する歪緩和層１０を成膜する。メンブレン用薄膜
４とは反対側のシリコン基材面にはバックエッチングの
マスク用薄膜５を形成する。

【００４９】やはり、バックエッチング停止層２、ドラ
イエッチング停止層３、メンブレン用薄膜４、バックエ
ッチングのマスク用薄膜５そして歪緩和層１０は、スパ
ッタリング法、真空蒸着法、化学的気相成長法等々によ
り適宜形成が可能である。膜厚は成膜の条件により決定
できることから膜厚を広範囲に選ぶことが出来る。

【００５０】バックエッチング停止層２は炭化シリコ
ン、窒化シリコン、窒化ホウ素、ホウ素ドーピングシリ
コン等のバックエッチング液に対して耐性のある膜を用
いる。

【００５１】ドライエッチング停止層３はクロム、鉄、
ニッケル等の金属、あるいはこれらの金属を主成分とす
る合金の金属膜が使用できる。

【００５２】これらのバックエッチング停止層２および
ドライエッチング停止層３のいずれの膜厚も共に、前記
と同様である。

【００５３】また、歪緩和層１０はドライエッチング停
止層３と同じ程度の内部応力を有する薄膜であることが
好ましく、材質と膜厚をドライエッチング停止層３と同
じ材質、膜厚にするのが望ましく、また製造工程上から
も簡便である。

【００５４】そして、やはりメンブレン用薄膜４も前記
同様であり、成膜さえ可能であれば目的や制約に応じて
材質を各様に選択でき、特に何等支障はない。

【００５５】また、バックエッチングのマスク用薄膜５
の材質としては、バックエッチング液に対する耐性が必
要であり成膜さえ可能であれば、各様に選択可能であ
る。例えば、炭化シリコン、窒化シリコン、窒化ホウ素
あるいはホウ素ドーピングシリコンが一般的に挙げられ
る。

【００５６】（図１３）はバックエッチングのマスク用
薄膜５にバックエッチングのための窓部分６を開けてシ
リコン基材１を露出したところを示している。次にバッ
クエッチング用窓部分６からバックエッチングを行うと
バックエッチング停止層２でバックエッチングの速度が
低下して、エッチングが停止した状態になり、バックエ
ッチングが終了する（図１４）。

【００５７】バックエッチング液は有機アルカリ液、あ
るいは水酸化ナトリウム等の無機アルカリ液、更には停
止層の材質を選ぶことによってフッ酸等の酸性エッチン
グ溶液も使用可能である。

【００５８】バックエッチング液を除去した後にバック
エッチング停止層２を反応性イオンエッチングを用いて
ドライエッチングするとドライエッチング停止層３でバ
ックエッチング停止層２のドライエッチングが停止する
（図１５）。ドライエッチング終了後にはドライエッチ
ング停止層３とメンブレン用薄膜４および歪緩和層１０
がかさなった薄膜が、シリコン基板１に支持されて保持
されている。このためドライエッチング停止層３とメン
ブレン用薄膜４の応力に差があった場合にもメンブレン
用薄膜４がドライエッチング停止層と歪緩和層１０に挟
まれているために膜に反り等の歪みが生じ難い。

【００５９】（図１６）の工程ではドライエッチング停
止層３と歪緩和層１０を除去してメンブレンが完成す
る。ドライエッチング停止層３はバックエッチング停止
層２をマスクにして除去する。

【００６０】ドライエッチング停止層３および歪緩和層
１０がクロム系の層であるばあいは硝酸セリウムアンモ
ニム液によってエッチング除去できる。鉄、ニッケルに
対しては塩化第二鉄溶液が使用できる。その他の金属を
ドライエッチングの停止層に用いた場合にもそれぞれの
金属の酸化還元電位から適当な溶液を用いてエッチング
除去することができる。

【００６１】Ｘ線露光用マスクでは（図１）の断面図に
示すようにメンブレン上にＸ線吸収体パターン７を形成
する。

【００６２】次に本発明に係わるメンブレンとその製造
方法の三つ目を（図１７）から（図２１）を用いて説明
する。

【００６３】（図１７）は本発明のメンブレンを作製す
るためのブランク上にレジスト層９を形成したものであ
る。シリコン基材１の一方の面にバックエッチング停止
層２を形成し、さらにドライエッチング停止層３とメン
ブレン用薄膜４および歪緩和層１０を成膜する。メンブ
レン用薄膜４とは反対側のシリコン基材面にはバックエ
ッチングのマスク用薄膜５を形成する。また歪緩和層１
０の上にはレジスト層９を形成する。レジスト層９はス
ピンコート方法等により成膜することができる。その他
のそれぞれの膜および層の性質、状態、製造方法は前記
一つめの説明に示す通りである。

【００６４】（図１８）はバックエッチングのマスク用
薄膜５にバックエッチングのための窓部分６を開けてシ
リコン基材１を露出したところを示している。次に窓部
分６からバックエッチングを行うとバックエッチング停
止層２でバックエッチングの速度が低下して、エッチン
グが停止した状態になり、バックエッチングが終了する
（図１９）。

【００６５】前記バックエッチング後にバックエッチン
グ停止層２を反応性イオンエッチングを用いてドライエ
ッチングするとドライエッチング停止層３でバックエッ
チング停止層２のドライエッチングが停止する。さらに
シリコン基材１のエッチング部分に合わせてレジスト層
９を露光して部分的に残す。例えば、支持基材の無いメ
ンブレンの薄膜領域以外とか、外周部のみ、外周部より
に離散的なパターンに残すとか、多様にできる（図２
０）。

【００６６】最後にバックエッチング停止層２とレジス
ト層９をマスクにしてドライエッチング停止層３と歪緩
和層１０を除去し、レジスト層９を除去することにより
メンブレンが完成する（図２１）。完成したメンブレン
においてメンブレンの外周部に歪緩和層１０を残すこと
により、メンブレン用薄膜４の下層のドライエッチング
停止層３の応力による歪を緩和することができる。

【００６７】Ｘ線露光用マスクでは（図１１）の断面図
に示すようにメンブレン上にＸ線吸収体パターン６を形
成する。

【００６８】

【作用】本発明によると、メンブレンを形成する際に基
材と薄膜との間に互いに異なるエッチング耐性を持ちエ
ッチング停止用の層として作用する二つの層（第一の層
はバックエッチングの停止層、そして第二の層は第一の
層を除去する際のドライエッチングの停止層）を設ける
ことによって、メンブレン用の薄膜の材質が持つエッチ
ング液に対する耐性の有無にかかわらず、安心して基材
をバックエッチングすることが可能となり、目的に応じ
た材質と膜厚とを有するメンブレンを安定して容易に形
成出来るようになる。さらにはメンブレン用の薄膜上に
別の第三の層を設けることによって、これを前記エッチ
ング停止用の層とメンブレン用の薄膜との間に生じる応
力差による歪を緩和させる層として作用するため、メン
ブレンに望まれないような歪みが生じたり、製造時にメ
ンブレンが破損したりするような危険を著しく低減する
ことが出来るようになる。

【００６９】

【実施例】＜実施例１＞厚さが０．５ｍｍのシリコン基
材の一方の面にバックエッチングのマスク用薄膜として
炭化シリコンを０．５μｍの厚さにスパッタリング法に
より成膜した。

【００７０】またシリコン基板の反対側の面にはバック
エッチングの停止層として炭化シリコンの１．０μｍ厚
の膜、ドライエッチングの停止層として金属クロムの１
００ｎｍ厚の膜、メンブレン用の薄膜として２μｍ厚の
シリコンの膜を順次スパッタリング法により成膜した。

【００７１】次に、バックエッチングのマスク用薄膜の
炭化シリコン膜に反応性イオンエッチングによりバック
エッチング用の窓を開け、バックエッチング液として濃
度３０％水酸化ナトリウム水溶液を用いて液温１００℃
でシリコン基材を選択的にバックエッチングし除去し
た。バックエッチングの終点は、バックエッチング停止
層が機能して、シリコン材とエッチング液との反応が自
己整合的に停止してクロム層が現れることから容易に制
御しかつ判定することができた。

【００７２】バックエッチング液を除去した後、ドライ
エッチングとして反応性イオンエッチングによりバック
エッチングの停止層の炭化シリコン膜を四フッ化炭素を
反応ガスとするドライエッチングによりエッチング除去
した、反応はドライエッチングの停止層の金属クロムが
現れるまで行った。

【００７３】ドライエッチング終了後、硝酸セリウムア
ンモニウムを主成分とするクロムのエッチング液によっ
てクロム層をエッチング除去してメンブレンを良好に形
成した。

【００７４】＜実施例２＞厚さが０．５ｍｍのシリコン
基材の一方の面にバックエッチングのマスク用薄膜とし
て炭化シリコンを０．５μｍの厚さにスパッタリング法
により成膜した。

【００７５】またシリコン基板の反対側の面にはバック
エッチングの停止層として炭化シリコンの１．０μｍ厚
の膜、ドライエッチングの停止層として金属クロムの１
００ｎｍ厚の膜、メンブレン用の薄膜として２μｍ厚の
シリコンの膜を順次スパッタリング法により成膜した。
さらに歪緩和層として金属クロムをスパッタリング法に
より膜厚１００ｎｍで成膜してブランクとした。

【００７６】次に、バックエッチングのマスク用薄膜の
炭化シリコン膜に反応性イオンエッチングによりバック
エッチング用の窓を開け、バックエッチング液として濃
度３０％水酸化ナトリウム水溶液を用いて液温１００℃
でシリコン基材を選択的にバックエッチングし除去し
た。バックエッチングの終点は、バックエッチング停止
層が機能して、シリコン材とエッチング液との反応が自
己整合的に停止してクロム層が現れることから容易に制
御しかつ判定することができた。

【００７７】バックエッチング液を除去した後、続い
て、ドライエッチング法として反応性イオンエッチング
によりバックエッチングの停止層の炭化シリコン膜を四
フッ化炭素を反応ガスとするドライエッチングによりエ
ッチング除去した、反応はドライエッチングの停止層の
金属クロムが現れるまで行った。

【００７８】ドライエッチング終了後、硝酸セリウムア
ンモニウムを主成分とするクロムのエッチング液によっ
てドライエッチングの停止層と歪緩和層のクロム層をエ
ッチング除去してメンブレンを良好に形成した。

【００７９】＜実施例３＞厚さが０．５ｍｍのシリコン
基材の一方の面にバックエッチングのマスク用薄膜とし
て炭化シリコンを０．５μｍの厚さにスパッタリング法
により成膜した。

【００８０】またシリコン基板の反対側の面にはバック
エッチングの停止層として炭化シリコンの１．０μｍ厚
の膜、ドライエッチングの停止層として金属クロムの１
００ｎｍ厚の膜、メンブレン用の薄膜として２μｍ厚の
シリコンの膜を順次スパッタリング法により成膜し、さ
らに歪緩和層として金属クロムをスパッタリング法によ
り膜厚１００ｎｍで成膜してブランクとした。また歪緩
和層上に光レジストＭＰ−１４００（シプレイ製）を１
μｍ厚で成膜した。

【００８１】次に、バックエッチングのマスク用薄膜の
炭化シリコン膜に反応性イオンエッチングによりバック
エッチング用の窓を開け、バックエッチング液として濃
度３０％水酸化ナトリウム水溶液を用いて液温１００℃
でシリコン基材を選択的にバックエッチングし除去し
た。

【００８２】バックエッチング液を除去した後、続い
て、ドライエッチング法として反応性イオンエッチング
によりバックエッチングの停止層の炭化シリコン膜を四
フッ化炭素を反応ガスとするドライエッチングによりエ
ッチング除去した、反応はドライエッチングの停止層の
金属クロムが現れるまで行った。

【００８３】ドライエッチング終了後、レジスト層を露
光し専用の現像液により現像することで、歪緩和層の上
面の外周部にレジスト層を残した。続いて、硝酸セリウ
ムアンモニウムを主成分とするクロムのエッチング液に
よってドライエッチングの停止層と歪緩和層のクロム層
をエッチング除去し、レジスト層を除去することによっ
てメンブレンを良好に形成した。

【００８４】

【発明の効果】本発明にかかわるメンブレンの製造方法
とメンブレンそしてそれに用いるブランクによると、メ
ンブレン用の薄膜と支持基材との間にふたつのそれぞれ
エッチング耐性が異なるエッチング停止層を設けること
によって、メンブレン用の薄膜に使用したい材質のバッ
クエッチング液に対する耐性の有無に係わらず、使用す
る目的に応じて幅の広い選択範囲の中からより適切な材
質を選定して使用することができ、またメンブレンの膜
厚も成膜の制御性よく広範囲に選ぶことができるように
なった。

【００８５】また、別に歪緩和のための層を設けること
により、メンブレン用の薄膜とエッチング用の停止層と
の間の応力の差に係わらず、メンブレン用の薄膜が破損
したり問題になるほど大きな歪が生じることを著しく低
減することが出来るようになった。これによるメンブレ
ンは、例えばＸ線露光用マスクのＸ線透過支持膜として
も良好な品質を有するものが得られ、しかも安定して容
易に製造できる。総じてこれらの結果から、希望する材
質で良好なメンブレンを安定して容易に得ることが出来
るようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のメンブレンの製造方法とメンブレンそ
してそれに用いるブランクに係わる一実施例により、そ
のメンブレンを利用したＸ線露光用マスクの断面を示す
説明図である。

【図２】本発明のメンブレンの製造方法そしてそれに用
いるブランクに係わる一実施例を、断面図を用いて工程
順に示す説明図である。

【図３】本発明のメンブレンの製造方法そしてそれに用
いるブランクに係わる一実施例を、断面図を用いて工程
順に示す説明図である。

【図４】本発明のメンブレンの製造方法そしてそれに用
いるブランクに係わる一実施例を、断面図を用いて工程
順に示す説明図である。

【図５】本発明のメンブレンの製造方法そしてそれに用
いるブランクに係わる一実施例を、断面図を用いて工程
順に示す説明図である。

【図６】本発明のメンブレンの製造方法とメンブレンそ
してそれに用いるブランクに係わる一実施例を、断面図
を用いて工程順に示す説明図である。（メンブレンの完
成）

【図７】従来のメンブレンの製造方法の一例を、断面図
を用いて工程順に示す説明図である。

【図８】従来のメンブレンの製造方法の一例を、断面図
を用いて工程順に示す説明図である。

【図９】従来のメンブレンの製造方法の一例を、断面図
を用いて工程順に示す説明図である。（メンブレンの完
成）

【図１０】従来のメンブレンの製造方法の一例により得
られるメンブレンを用いたＸ線露光用マスクを断面図を
用いて示す説明図である。

【図１１】本発明のメンブレンの製造方法とメンブレン
そしてそれに用いるブランクに係わる他の一実施例によ
り、そのメンブレンを利用したＸ線露光用マスクの断面
を示す説明図である。

【図１２】本発明メンブレンの製造方法とメンブレンそ
してそれに用いるブランクに係わる別の一実施例を、断
面図を用いて工程順に示す説明図である。

【図１３】本発明メンブレンの製造方法とメンブレンそ
してそれに用いるブランクに係わる別の一実施例を、断
面図を用いて工程順に示す説明図である。

【図１４】本発明メンブレンの製造方法とメンブレンそ
してそれに用いるブランクに係わる別の一実施例を、断
面図を用いて工程順に示す説明図である。

【図１５】本発明メンブレンの製造方法とメンブレンそ
してそれに用いるブランクに係わる別の一実施例を、断
面図を用いて工程順に示す説明図である。

【図１６】本発明メンブレンの製造方法とメンブレンそ
してそれに用いるブランクに係わる別の一実施例を、断
面図を用いて工程順に示す説明図である。（メンブレン
の完成）

【図１７】本発明メンブレンの製造方法とメンブレンそ
してそれに用いるブランクに係わる他の一実施例を、断
面図を用いて工程順に示す説明図である。

【図１８】本発明メンブレンの製造方法とメンブレンそ
してそれに用いるブランクに係わる他の一実施例を、断
面図を用いて工程順に示す説明図である。

【図１９】本発明メンブレンの製造方法とメンブレンそ
してそれに用いるブランクに係わる他の一実施例を、断
面図を用いて工程順に示す説明図である。

【図２０】本発明メンブレンの製造方法とメンブレンそ
してそれに用いるブランクに係わる他の一実施例を、断
面図を用いて工程順に示す説明図である。

【図２１】本発明のメンブレンの製造方法とメンブレン
そしてそれに用いるブランクに係わる他の一実施例を、
断面図を用いて工程順に示す説明図である。（メンブレ
ンの完成）

【符号の説明】

１・・・シリコン基材 ２・・・バックエッチング停止層（第一の層） ３・・・ドライエッチング停止層（第二の層） ４・・・メンブレン用薄膜 ５・・・バックエッチングのマスク用薄膜 ６・・・バックエッチング用窓部分 ７・・・Ｘ線吸収体パターン ９・・・レジスト層 １０・・・歪緩和層（第三の層）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野口 文信 東京都台東区台東一丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 田中 正二 東京都台東区台東一丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 福原 信彦 東京都台東区台東一丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】薄膜が基材上に形成されてあり、該基材に
   バックエッチングを施すことによってメンブレンが形成
   されるメンブレンの製造方法において、少なくとも第一
   の層と第二の層と該薄膜とが該基材上にこの順に設けら
   れた基板に対して、該第一の層を該基材のバックエッチ
   ングの停止層に使用し、該第二の層は該第一の層を除去
   するドライエッチングの停止層に使用し、次いで該第二
   の層をエッチングにより除去することを特徴とするメン
   ブレンの製造方法。
2. 【請求項２】前記メンブレンの製造方法において、前記
   の順で該薄膜上にさらに第三の層が設けられた基板に対
   して、前記第一の層を除去した後に、前記第二の層なら
   びに該第三の層をエッチングにより除去することを特徴
   とする請求項１記載のメンブレンの製造方法。
3. 【請求項３】前記第三の層を部分的に残すことを特徴と
   する請求項２記載のメンブレンの製造方法。
4. 【請求項４】前記第三の層の材質が金属からなることを
   特徴とする請求項２乃至３記載のメンブレンの製造方
   法。
5. 【請求項５】前記第三の層は膜厚が１０ｎｍ以上を有す
   る薄膜であることを特徴とする請求項２乃至４記載のメ
   ンブレンの製造方法。
6. 【請求項６】前記第二の層の材質が金属からなることを
   特徴とする請求項１乃至５記載のメンブレンの製造方
   法。
7. 【請求項７】前記第二の層は膜厚が１０ｎｍ以上を有す
   る薄膜であることを特徴とする請求項１乃至６記載のメ
   ンブレンの製造方法。
8. 【請求項８】前記第一の層の材質が、窒化シリコン、炭
   化シリコン、窒化ホウ素あるいはホウ素ドーピングシリ
   コンのいずれかよりなることを特徴とする請求項１乃至
   ７に記載のメンブレンの製造方法。
9. 【請求項９】前記第一の層は膜厚が１０ｎｍ以上を有す
   る薄膜であることを特徴とする請求項１乃至８に記載の
   メンブレンの製造方法。
10. 【請求項１０】枠状をなす支持基材上に張られた薄膜と
    して設けられてなるメンブレンにおいて、第一の層と第
    二の層と該薄膜とが該支持基材上にこの順に設けられて
    なり、該第一の層と該第二の層との材質はいずれも該基
    材や該薄膜とは異なること、該第一の層は該支持基材よ
    りも少なくとも一種類のエッチング液に対して耐性が高
    く、該第二の層は該第一の層よりも少なくとも一種類の
    ドライエッチングに対して耐性が高いこと、以上を満た
    すことを特徴とするメンブレン。
11. 【請求項１１】前記メンブレンにおいて、前記の順でさ
    らに該薄膜上に第三の層が設けられてあり、該第三の層
    の材質は該基材や該薄膜とは異なること、そして該第三
    の層は少なくとも該支持基材の上方に設けられているこ
    とを特徴とする請求項１０記載のメンブレン。
12. 【請求項１２】前記第二の層と第三の層との材質はそれ
    ぞれ金属からなることを特徴とする請求項１１記載のメ
    ンブレン。
13. 【請求項１３】前記第二の層と第三の層とはそれぞれ膜
    厚が１０ｎｍ以上の薄膜であることを特徴とする請求項
    １１乃至１２記載のメンブレン。
14. 【請求項１４】請求項１乃至９記載のメンブレンの製造
    方法により得られたことを特徴とするメンブレン。
15. 【請求項１５】薄膜が基材上に形成されてあり、該基材
    にバックエッチングを施すことによって形成されるメン
    ブレンのその製造方法に用いるブランクにおいて、少な
    くとも第一の層と第二の層とそして該薄膜とが該基材上
    にこの順に設けてあり、該第一の層と該第二の層との材
    質はいずれも該基材や該薄膜とは異なること、該第一の
    層は該支持基材よりも少なくとも一種類のエッチング液
    に対して耐性が高く、該第二の層は該第一の層よりも少
    なくとも一種類のドライエッチングに対して耐性が高い
    こと、以上を満たすことを特徴とするブランク。
16. 【請求項１６】前記ブランクにおいて、前記の順でさら
    に前記薄膜上に第三の層が設けてあり、該第三の層の材
    質は該基材や該薄膜とは異なることを特徴とする請求項
    １５記載のブランク。
17. 【請求項１７】前記第三の層の材質が金属からなること
    を特徴とする請求項１６記載のブランク。
18. 【請求項１８】前記第三の層は膜厚が１０ｎｍ以上の膜
    厚であることを特徴とする請求項１６乃至１７記載のブ
    ランク。
19. 【請求項１９】前記第二の層の材質が金属からなること
    を特徴とする請求項１５乃至１８記載のブランク。
20. 【請求項２０】前記第二の層は膜厚が１０ｎｍ以上の薄
    膜であることを特徴とする請求項１５乃至１９記載のブ
    ランク。
21. 【請求項２１】前記第一の層の材質が、窒化シリコン、
    炭化シリコン、窒化ホウ素、あるいはホウ素ドーピング
    シリコンのいずれかよりなることを特徴とする請求項１
    ５乃至２０記載のブランク。
22. 【請求項２２】前記第一の層は膜厚が１０ｎｍ以上を有
    する薄膜であることを特徴とする請求項１５乃至２１記
    載のブランク。