JPH08297361A

JPH08297361A - 転写マスク

Info

Publication number: JPH08297361A
Application number: JP12589995A
Authority: JP
Inventors: Isao Amamiya; 勲雨宮
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1995-04-26
Filing date: 1995-04-26
Publication date: 1996-11-12
Anticipated expiration: 2016-11-05
Also published as: JP3226250B2

Abstract

(57)【要約】【目的】金属層としての各種要求特性を満たす金属層
を有し、耐久性等の実用性に優れた転写マスクを提供す
る。【構成】本発明の転写マスクは、支持枠部１２に支持
された薄膜部１３に開口１１を形成してなる転写マスク
であって、少なくとも、転写マスク表面上にイリジウム
合金層２を設けた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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。

【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、いずれが主流となるかは未だ不透明な状況にある。

【０００３】このような状況下、電子線露光、イオンビ
ーム露光、Ｘ線露光用のマスクとして、Ｓｉ、Ｍｏ、Ａ
ｌ、Ａｕなどの金属箔に穴（貫通孔、開口）をあけて露
光すべきパターンを形成した転写マスク（ステンシルマ
スク；Stencil mask）が開発され一部実用化されつつあ
るが、量産的実用化には至っていない。

【０００４】特に、電子線を用いてパターンを描画する
電子線リソグラフィーにおいては、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称され
る、露光すべきパターンを分割して得られる各部分に対
応した透過型図形（開口）を各種形成したマスクを用
い、この開孔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、この操
作を繰り返して描画を行う描画方式が近年提案され、次
世代ＬＳＩ技術として急浮上し脚光を浴びている。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（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。

【０００５】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。

【０００６】このようなシリコン単体からなる転写マス
クにおいては、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、通常、シ
リコン薄膜部の上に、金（Ａｕ）、タングステン
（Ｗ）、白金（Ｐｔ）等の金属層を形成し、電子線照射
時のマスクの耐久性の向上を図っている。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。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たシリコン薄膜部上に形成される金属層には、次に示す
ような問題がある。

【０００８】すなわち、Ａｕにあっては、Ａｕの線膨脹
係数がシリコンと大きく異なるため、電子線照射時に、
ストレスによってマスクが歪んだり、Ａｕがシリコン中
に拡散する拡散反応を起こすために、マスクの安定性や
耐久性に欠けるという問題がある。また、Ａｕはドライ
エッチングが困難であるため、開口部を形成した後に薄
膜形成法でＡｕ層を形成することしかできず、開口精度
が損なわれたり、プロセスの制約が大きいという問題が
ある。

【０００９】また、Ｗにあっては、線膨脹係数に関して
はシリコンとほぼ等しく優れているものの、表面に酸化
層を形成しやすいため、安定性に欠けるとともに、酸に
対する耐薬品性が乏しいため、真空装置中で汚染物とし
て付着するカーボンなどの有機物の酸洗浄による除去が
困難であるという問題がある。また、Ａｕと同様に、シ
リコンと拡散反応を起こすという問題がある。

【００１０】さらに、Ｐｔにあっては、シリコンより熱
伝導度が悪く、線膨脹係数もシリコンの２倍であるた
め、電子線照射による加熱によってＰｔの膜剥がれを生
ずる恐れがあるという問題がある。また、Ａｕと同様
に、ドライエッチングが困難であるため、開口精度が損
なわれたり、プロセスの制約が大きいという問題があ
る。

【００１１】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、金属層としての各種要求特性を満たす
金属層を有し、耐久性等の実用性に優れた転写マスクの
提供を目的とする。

【００１２】

【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であって、少なくと
も、転写マスク表面上に、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｒｅ
（レニウム）、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）、Ｒｈ（ロジ
ウム）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｗ（タングステン）、Ｔ
ａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｎｂ（ニオブ）
のうちから選ばれる一以上の金属と、イリジウムとを含
むイリジウム合金層を設けた構成、あるいは、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で
あって、少なくとも、転写マスク表面上にタングステン
層／イリジウム合金層もしくはイリジウム合金層／タン
グステン層／イリジウム合金層からなる積層層、または
タンタル層／イリジウム合金層もしくはイリジウム合金
層／タンタル層／イリジウム合金層からなる積層層を設
けた構成としてある。

【００１３】また、本発明の転写マスクは、上記転写マ
スクにおいて、上記イリジウム合金層または積層層を、
転写マスクの側面および／または裏面側にも形成した構
成、上記イリジウム合金層が、イリジウムを含む金属間
化合物層、イリジウムを含む化合物層、または、基板界
面がイリジウム合金であり堆積が進むにつれて合金成分
がゼロになる構成、上記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が、シリコン基板、ＳＯ
Ｉ基板またはＳＩＭＯＸ基板をエッチング加工して形成
したものである構成、あるいは、上記転写マスクが、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
スクを形成後、薄膜形成法によってイリジウム合金層ま
たは積層層を形成したもの、あるいは開口形成前の基板
上にイリジウム合金層または積層層を形成した後、開口
を形成したものである構成としてある。

【００１４】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
転写マスクは、例えば、図１に示すように、支持枠部１
２に支持された薄膜部１３に開口１１を形成してなる転
写マスクであって、少なくとも、転写マスク表面上にイ
リジウム合金層２を設けた構成としてある。

【００１５】本発明の転写マスクは、従来より公知の各
種方法でシリコン基板等を加工して、支持枠部に支持さ
れた薄膜部に開口を形成したシリコン等からなる転写マ
スクを作製後、この転写マスクの表面上に薄膜形成法に
よってイリジウム合金（層）を形成して得ることができ
る。

【００１６】また、本発明の転写マスクは、開口形成前
の基板上にイリジウム合金層を形成した後、開口を形成
しても得ることができる。

【００１７】なお、イリジウム合金層２は転写マスク表
面上の全面に形成しなくてもよく、例えば開口以外の薄
膜部表面上に形成してもよい。

【００１８】また、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は、従来より公知の各種方法
で作製された転写マスクであればよく、転写マスクの製
造方法、材料、構成等については特に制限されない。本
発明の転写マスクの製造方法については、後に詳述す
る。

【００１９】転写マスク表面上に形成されるイリジウム
（Ｉｒ）合金層は、転写マスク表面上に形成される金属
層としての要求特性をすべて満足し、材料特性（密度、
電気抵抗、熱伝導度、線膨張係数等）が非常に優れてい
る。

【００２０】ここで、イリジウム合金は、密度が大きい
ので、電子ビームを照射した際の加速電圧に対する電子
の侵入深さ（すなわち飛程距離）を小さくすることがで
る。

【００２１】イリジウム合金層は、Ｒｕ（ルテニウ
ム）、Ｒｅ（レニウム）、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）、
Ｒｈ（ロジウム）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｗ（タングス
テン）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｎｂ
（ニオブ）のうちから選ばれる一以上の金属と、イリジ
ウムとを主成分とする合金層である。イリジウム合金に
おけるイリジウム以外の合金成分の割合は、イリジウム
合金の材料特性が最適なものとなるように調整する。な
お、この合金成分の割合は、合金成分の種類によって好
ましい割合が異なるため、合金成分の種類に応じて最適
なものとなるように調整する。

【００２２】イリジウム合金層は、イリジウムと、上記
イリジウム以外の合金成分との金属間化合物（合金の一
種）であってもよく、この金属間化合物には、ホウ素、
炭素、ケイ素、ゲルマニウム、アンチモン、セレンなど
の非金属を含む場合や侵入型化合物も含まれる。イリジ
ウム合金層は、上記イリジウム合金成分と、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
合物であってもよい。このようにイリジウム以外の成分
やその割合等を調整することにより、イリジウム合金層
の材料特性や基板との付着性等を制御できる。

【００２３】また、イリジウム合金層は、イリジウム合
金層単層の他、イリジウム合金層／タングステン層／イ
リジウム合金層（サンドイッチ構造）またはタングステ
ン層／イリジウム合金層等からなる積層層としてもよ
い。イリジウム合金層は、基板界面がイリジウム合金で
あり、堆積が進むにつれてイリジウム以外の合金成分が
ゼロになるような傾斜的な構造としてもよい。これらに
より、表面酸化防止効果、基板との付着性および拡散防
止効果等を制御できる。

【００２４】さらに、ＳｉとＩｒ合金層等との間に、酸
化物や金属等のバッファー層を設け、基板との付着性等
を制御することもできる。

【００２５】イリジウム合金層の厚さは、０．０２〜５
μｍ（２００〜５００００オングストローム）の範囲と
するのが適当である。イリジウム合金層の厚さが、０．
０２μｍより薄いと電子線に対する耐久性が乏しくな
り、５μｍを越えると、膜形成が困難になるとともに、
膜応力のコントロールが難しくなり、また、高精度なド
ライエッチング加工が困難となる。

【００２６】イリジウム合金層の形成方法は、特に制限
されないが、例えば、イオンビーム蒸着法、真空蒸着
法、スパッタ法、イオンプレーティング法等の薄膜形成
方法が挙げられる。イリジウム合金層の形成方法は、膜
質（膜の緻密性や結晶構造、無欠陥性など）やコスト等
を考慮して適宜選択される。

【００２７】イリジウム合金層等の形成位置は、転写マ
スク表面上に加え、転写マスクの側面および／または裏
面側（基板裏面のテーパ状部分や薄膜部の裏面側を含
む）や、開口側壁部に形成してもよい。これは、ＳＯＩ
基板等を用いて転写マスクを作製した場合、転写マスク
表面上のイリジウム合金層が、誘電体であるＳｉＯ₂層
により電気的に絶縁されてしまいチャージアップが生じ
やすくなるとともに、ＳｉＯ₂層は熱伝導性に乏しいの
でマスクが発熱する恐れがある。そこで、これらの問題
に対し、ＳｉＯ₂層が形成されていない転写マスクの側
面や裏面（薄膜部の裏面側を含む）にもイリジウム合金
層を形成し表面側と導通（コンタクト）させてこれらの
問題に対処するためである。

【００２８】この場合、例えば、電子線が照射される面
には、表面酸化防止および拡散防止のためＩｒ合金／Ｗ
／Ｉｒ合金からなるサンドイッチ構造の積層層を形成
し、電子線が照射されない他の面には、拡散防止の必要
がないので、Ｗ／Ｉｒ合金からなる積層層やＩｒ合金以
外の金属良導体層を形成してもよい。

【００２９】次に、本発明の転写マスクの製造方法につ
いて説明する。

【００３０】本発明の転写マスクは、上述したように、
従来より公知の各種方法でシリコン基板等を加工して、
支持枠部に支持された薄膜部に開口を形成したシリコン
等からなる転写マスクを作製後、この転写マスクの表面
上に薄膜形成法によってイリジウム合金（層）を形成し
て得ることができる。ここで、従来より公知の各種方法
としては、以下の方法が挙げられる。

【００３１】例えば、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（Silicon on Insulat
or）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）や、シリコン基板
を用いて開口（開孔）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）、あるい
は、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レジストプロセ
スの省略を図る方法（特開平４−２４０７１９号）等が
挙げられる。

【００３２】なお、これらの各種製造方法のうちでも、
転写マスク製造時における薄膜部分の耐久性や、開口の
加工精度を考慮すると、基板としてＳＯＩ基板を用い、
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
工し、その開口部に対応した基板の裏面部分をウエット
エッチング（湿式エッチング）により加工する方法が一
般的である。より具体的には、例えば、Ｓｉ／ＳｉＯ₂
／Ｓｉの多層構造からなるＳＯＩ基板を用い、このＳＯ
Ｉ基板の開口パターン形成面側にＳｉＯ₂からなるドラ
イエッチング（トレンチエッチング）マスク層を形成し
た後、基板全体をシリコン窒化層で覆い、このシリコン
窒化層の裏面部分に開口を形成し基板裏面をウエットエ
ッチングにより加工して薄膜部を形成し、シリコン窒化
層を除去した後、開口パターン側のドライエッチング加
工を行う方法が挙げられる。

【００３３】また、これとは逆に工程順序を変えて、先
に開口パターンの加工を行い、その後基板の裏面加工を
行う方法も利用できる。さらに、エッチングストッパー
層としてボロン層を用いた方法も利用できる（特開平２
−７６２１６号等）。

【００３４】また、本発明の転写マスクは、開口形成前
の基板上にイリジウム合金層を形成した後、開口を形成
しても得ることができる。この製造方法（以下、本方法
という）は本願出願人が先に出願した方法（特願平６−
３３６９０９号）であり、以下に詳述する。

【００３５】なお、本方法は、複数の工程が含まれこれ
らの工程順序は目的に応じて任意に定めることができる
のであるが、説明の便宜上そのうちの一工程順序に従い
説明を行う。

【００３６】図３は転写マスクの製造工程の一例を示す
工程説明図である。図３に示すように、まず基板１（図
３（ａ））表面にイリジウム合金層２を形成する（図３
（ｂ））。ここで、基板材料としては、Ｓｉ、Ｍｏ、Ａ
ｌ、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、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。

【００３７】イリジウム合金層２は上述した各種薄膜形
成方法を用いて形成される。

【００３８】次に、イリジウム合金層２上にＳｉＯ₂層
（イリジウム合金層のエッチングマスク層）３、を形成
する（図３（ｃ））。ここで、イリジウム合金層２上に
のみＳｉＯ₂層３を形成してもよいが、基板１の反りを
考慮すると基板の両面にバランスの良い厚さ（例えば、
０．５〜３．０μｍ）で形成することが好ましい。

【００３９】ＳｉＯ₂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。

【００４０】次いで、ＳｉＯ₂層３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。具体的に
は、例えば、ＳｉＯ₂層３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（図示せず）を形成
し、このレジストパターンをマスクとしてＳｉＯ₂層３
のエッチングを行い、レジストパターンをＳｉＯ₂層３
に転写する（図３（ｃ））。

【００４１】この場合、パターン精度を考慮すると、Ｓ
ｉＯ₂層３のエッチングは、フロロカーボン系ガス（Ｃ
Ｆ₄、Ｃ₂Ｆ₆、ＣＨＦ₃等）をエッチングガスとするドラ
イエッチングにより行うことが好ましい。

【００４２】次に、レジストを除去した後、パターンニ
ングされたＳｉＯ₂層３をマスクとしてドライエッチン
グによりイリジウム合金層２および基板１表面のトレン
チエッチング（深溝状にエッチング加工すること）を行
い、ＳｉＯ₂パターンをこれらに転写する（図３
（ｄ））。

【００４３】この場合、基板１表面のトレンチエッチン
グの深さは、所定の厚さの薄膜部を形成すべく所定の深
さ（例えば、５〜３０μｍ）とする。

【００４４】また、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、イリジウム合金
のエッチングガスとしては、フロロカーボン系ガス（Ｓ
Ｆ₆／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、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、ＳｉＣｌ₄／Ｎ₂混合ガス等が挙げられる。な
お、ＳＦ₆ガス等を用いてイリジウム合金層とシリコン
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。

【００４５】なお、上記のようにイリジウム合金層とシ
リコン基板とを連続的にエッチングすることにより、イ
リジウム合金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、高精度かつ容易に行うことができる。

【００４６】次に、不必要層となったＳｉＯ₂層３を剥
離液（緩衝弗酸、希弗酸等）で除去した後、基板裏面に
ウエットエッチングマスク層４を形成し、このウエット
エッチングマスク層４をリソグラフィー技術によってパ
ターンニングする（図３（ｅ））。

【００４７】ただし、裏面にもＳｉＯ₂層を形成した場
合にあっては、ウエットエッチング液の種類によって
は、裏面のＳｉＯ₂層をそのままウエットエッチングマ
スク層として使用可能であるので、この場合は、ＳｉＯ
₂層を除去せずにそのまま用いてもよい。

【００４８】ここで、ウエットエッチングマスク層４
は、タングステン、ジルコニウム、チタン、クロム、ニ
ッケル、シリコンなどの金属単体、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
化合物で構成することが好ましい。これは、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からで
ある。

【００４９】なお、ウエットエッチングマスク層４とし
て、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。

【００５０】ウエットエッチングマスク層４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。

【００５１】ウエットエッチングマスク層４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４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。

【００５２】ウエットエッチングマスク層４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４
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（図示せず）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４をウエットエッチングして、パターンニング
する（図３（ｅ））。

【００５３】また、ウエット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、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。

【００５４】次に、基板の表面および側面に低温硬化樹
脂層５を形成し、これを加熱あるいは室温放置して硬化
処理する（図３（ｅ））。この低温硬化樹脂層５は基板
裏面をウエットエッチング加工する際の基板裏面以外の
部分の保護層としての役割を果たす。

【００５５】ここで、低温硬化樹脂は、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。

【００５６】このような低温硬化樹脂としては、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。

【００５７】基板の表面および側面に低温硬化樹脂層５
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。

【００５８】低温硬化樹脂層５の厚さは、３０μｍ以上
とするのが適当である。低温硬化樹脂層５の厚さが、３
０μｍ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。

【００５９】低温硬化樹脂層は、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、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。

【００６０】次に、低温硬化樹脂層５を形成した基板の
裏面をエッチング液に浸し、基板裏面のエッチング加工
を行う（図３（ｆ））。ここで、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。

【００６１】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。

【００６２】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、ＳＯＩ基板などにおけるエッチングス
トッパー層（ＳｉＯ₂、ボロンなど）が不要となり、し
たがってベアシリコン（普通のシリコン基板）が使用で
き、低コスト化に寄与できる。

【００６３】最後に、不必要層となった低温硬化樹脂層
５を有機溶剤等で除去し、同じくウエットエッチングマ
スク層４をエッチング液等にて除去して、転写マスクを
得る（図３（ｅ））。この際、これらの層の除去温度
は、熱ストレスによる影響を避けるため、１００℃以下
の低温とすることが好ましく、室温とすることがより好
ましい。

【００６４】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、目的にあわせて任意に工
程順序を定めることができる点も特徴であり、自由度が
高い。例えば、先に裏面加工を行い、あとから開口を形
成することもできる。

【００６５】また、上記本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。

【００６６】実施例１図１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。図１に示すように、リン（Ｐ）ドープシ
リコン基板１（図１（ａ））の両面に無機層（ＳｉＯ₂
層等）を形成し（図示せず）、リソグラフィー技術によ
って無機層をパターンニングし、表面側からドライエッ
チング加工を施して開口１１を形成し、裏面側からウエ
ットエッチング加工を施して支持枠部１２に支持された
薄膜部１３を形成し、さらに不用となった無機層を緩衝
フッ酸等で除去して、シリコンのみからなる転写マスク
を得た（図１（ｂ））。

【００６７】次いで、得られた転写マスク表面上に電子
ビーム（ＥＢ）蒸着法により、パラジウム（Ｐｄ）を８
％含むイリジウム合金層２を１μｍの厚さで形成して転
写マスクを得た。この場合、パラジウムを加えることに
より、微細なグレイン（粒子）を得ることが可能とな
り、かつ、シリコン基板との付着特性の向上が図られ
た。このように、高密度な膜が形成でき、同時にシリコ
ン基板との付着特性が向上したことから、Ｉｒ単体の場
合に比べさらなるＥＢ耐久性の向上が図られた。

【００６８】得られた転写マスクを電子線一括露光装置
に装着し、描画テストを行ったところ、描画精度や耐久
性に優れ実用性が高いことが確認された。

【００６９】実施例２図２は本発明の転写マスクの製造工程の他の例を示す工
程説明図である。図２に示すように、ボロン（Ｂ）ドー
プシリコン基板１（図２（ａ））の裏面に、リソグラフ
ィー技術によってパターンニングされたエッチングマス
ク層を形成し、裏面側からウエットエッチング加工を施
して薄膜部１３を形成した（図２（ｂ））。

【００７０】次いで、基板１表面にサンドイッチ構造か
らなるＩｒ合金２ａ／Ｗ２ｂ／Ｉｒ合金２ｃ層２を形成
する（図２（ｃ））。上記Ｉｒ合金／Ｗ／Ｉｒ合金層２
の上に、ＳｉＯ₂層３を形成し、このＳｉＯ₂層３をレジ
ストを用いたリソグラフィー技術およびドライエッチン
グ技術を用いてパターンニングを施した（図２
（ｄ））。

【００７１】その後、パターンニングされたＳｉＯ₂層
３をマスクとして、ドライエッチングにより、Ｉｒ合金
／Ｗ／Ｉｒ合金層２のエッチングを行い（図２
（ｅ））、続いてシリコン基板１表面のトレンチエッチ
ングを行って、開口パターンを形成した（図２
（ｅ））。なお、Ｉｒ合金／Ｗ／Ｉｒ合金層２のエッチ
ングガスとしてフロロカーボン系ガス（ＣＦ₄／Ｏ₂）を
使用し、シリコン基板１表面のエッチングガスとしてＣ
ｌ₂／ＳＦ₆混合ガスを使用した。

【００７２】最後に、不必要となったＳｉＯ₂層３を緩
衝フッ酸等で除去して、転写マスクを得た（図１
（ｆ））。

【００７３】上記転写マスクは、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ているの
で、開口形成後に金属層を形成する場合に比べ高精度な
開口を有する転写マスクを得ることができた。得られた
転写マスクを電子線一括露光装置に装着し、描画テスト
を行ったところ、描画精度や耐久性に優れ実用性が高い
ことが確認された。

【００７４】実施例３図３は本発明の転写マスクの製造工程の他の例を示す工
程説明図である。図３に示すように、リン（Ｐ）ドープ
シリコン基板１（図３（ａ））の表面上に、基板界面が
タンタル（Ｔａ）および窒素（Ｎ）を含むイリジウム合
金系化合物であり、堆積が進むにつれて合金成分および
窒素がゼロになるように傾斜的にスパッタ法によりイリ
ジウム合金系化合物層２を２μｍの厚さで形成した。
（図３（ｂ））。なお、このように基板界面をＩｒ合金
とすると基板との付着特性がさらに向上するとともに、
表面はＩｒであるので金属層としての各種要求特性に優
れる。

【００７５】次に、イリジウム合金系化合物層２の上
に、ＳｉＯ₂層３を３μｍの厚さで形成し、このＳｉＯ₂
層３をレジストを用いた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パターンニングを施した（図
３（ｃ））。

【００７６】その後、上記パターンニングされたＳｉＯ
₂層３をマスクとして、ドライエッチングにより、イリ
ジウム合金系化合物層２のエッチングを行い、続いてシ
リコン基板１表面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３（ｄ））。なお、イリジウム
合金系化合物層２のエッチングガスとして塩素系ガス
（Ｃｌ2_／Ｏ₂）を使用し、シリコン基板１表面のエッチ
ングガスとしてＳｉＣｌ₄／ＳＦ₆／Ｃｌ₂混合ガスを使
用した。

【００７７】次に、基板１裏面に厚さ２０００オングス
トロームのＳｉＣ層（エッチングマスク層）４を形成す
るとともに、基板の表面および側面にエッチングに対す
る保護層としてゴム系樹脂（エチレン／プロピレン等）
を３００μｍの厚さで塗布して樹脂層５を形成し、１０
０℃で加熱して樹脂層５の硬化処理を行った（図３
（ｅ））。

【００７８】基板１裏面に形成したＳｉＣ層４に、レジ
ストを用いたリソグラフィー技術およびドライエッチン
グ技術を用いてパターンニングを施した（図３
（ｅ））。パターンニングされたＳｉＣ層４をマスクと
して、シリコン基板１裏面を開口パターンに達するまで
ウエットエッチングした（図３（ｆ））。

【００７９】最後に、不必要となったＳｉＣ層４、Ｓｉ
Ｏ₂層３および樹脂層５をそれぞれ除去して、転写マス
クを得た（図３（ｆ））。

【００８０】上記転写マスクは、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ているの
で、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転写マスクを得ることができた。な
お、窒素を加えることにより、膜応力のさらなる低減が
可能となり、より高精度の転写マスクが形成できた。

【００８１】得られた転写マスクを電子線一括露光装置
に装着し、描画テストを行ったところ、描画精度や耐久
性に優れ実用性が高いことが確認された。

【００８２】なお、低温硬化樹脂層によって、基板裏面
のウエットエッチング時におけるエッチング液の浸食
（特に開口部分）を完全に防止できた。また、全工程を
通じて、熱ストレスの影響を回避でき、工程途中で破損
等が全く生じず、安定的に転写マスクを製造できた。

【００８３】実施例４図４は本発明の転写マスクの製造工程の他の例を示す工
程説明図である。図４に示すように、厚さ５００μｍの
リン（Ｐ）ドープシリコン基板１全体（全表面）に、Ｃ
ＶＤ法により厚さ０．２μｍのＳｉＣ層（エッチングマ
スク層）４を形成した（図４（ａ））。

【００８４】続いて、裏面ＳｉＣ層４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ＳｉＣ層４をマスクとして、Ｋ
ＯＨ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（ｂ））。

【００８５】次いで、ＳｉＣ層４を除去した後、基板１
表面上にスパッタ法により厚さ２μｍのＳｉＯ2層３を
形成し、このＳｉＯ₂層３の薄膜部上の領域にレジスト
を用いたリソグラフィー技術およびドライエッチング技
術を用いてパターンニングを施した（図４（ｃ））。

【００８６】その後、上記パターンニングされたＳｉＯ
₂層３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の薄膜部のエッチングを行って、開口パター
ンを形成した（図４（ｄ））。

【００８７】さらに不必要となったＳｉＯ₂層３を緩衝
フッ酸等で除去して、シリコンのみからなる転写マスク
を得た（図４（ｅ））。

【００８８】次いで、得られた転写マスク表面上にイオ
ンプレーティング法により、Ａｕ−Ｓｎ合金を５％含む
イリジウム合金層２を１μｍの厚さで形成し、還元性雰
囲気下で熱処理を施して転写マスクを得た（図４
（ｆ））。

【００８９】得られた転写マスクを電子線一括露光装置
に装着し、描画テストを行ったところ、描画精度や耐久
性に優れ実用性が高いことが確認された。

【００９０】実施例５図５は本発明の転写マスクの製造工程の他の例を示す工
程説明図である。図５に示すように、ＳＯＩ基板１全体
（全表面）に、ＣＶＤ法により厚さ３μｍのＳｉＯ2層
３を形成した（図５（ａ））。

【００９１】続いて、裏面ＳｉＯ2層３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３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５（ｂ））。

【００９２】次いで、基板表面のＳｉＯ₂層３の薄膜部
上の領域にレジストを用いた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パターンニングを施した
（図５（ｃ））。

【００９３】その後、上記パターンニングされたＳｉＯ
₂層３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の薄膜部のエッチングを行って、開口パター
ンを形成した（図５（ｄ））。

【００９４】さらに不必要となったＳｉＯ₂層３および
ＳＯＩ中のＳｉＯ₂層を緩衝フッ酸で除去して、シリコ
ンからなる転写マスクを得た（図５（ｅ））。

【００９５】次いで、得られた転写マスク表面上に真空
蒸着法により、ロジウム（Ｒｈ）を５％含むイリジウム
合金層２を０．５μｍの厚さで形成して転写マスクを得
た（図５（ｆ））。

【００９６】得られた転写マスクを電子線一括露光装置
に装着し、描画テストを行ったところ、描画精度や耐久
性に優れ実用性が高いことが確認された。

【００９７】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。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。また、イリジウム
合金層をマスク表面に加えマスク側面および裏面に形成
した場合には、優れたチャージアップ防止効果を示し
た。

【００９８】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。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の転写マスク
は、金属層としての各種要求特性を満たす金属層を有
し、耐久性等の実用性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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。

【図２】本発明による転写マスクの製造工程の他の例
を示す工程説明図である。

【図３】本発明による転写マスクの製造工程の他の例
を示す工程説明図である。

【図４】本発明による転写マスクの製造工程の他の例
を示す工程説明図である。

【図５】本発明による転写マスクの製造工程の他の例
を示す工程説明図である。

【符号の説明】

１基板２イリジウム合金層３ＳｉＯ₂層４エッチングマスク層５樹脂層１１開口１２支持枠部１３薄膜部

Claims

【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であって、少なくとも、転写マスク表面上に、Ｒｕ（ルテニウ
ム）、Ｒｅ（レニウム）、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）、
Ｒｈ（ロジウム）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｗ（タングス
テン）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｎｂ
（ニオブ）のうちから選ばれる一以上の金属と、イリジ
ウムとを含むイリジウム合金層を設けたことを特徴とす
る転写マスク。
【請求項２】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であって、少なくとも、転写マスク表面上にタングステン層／イリ
ジウム合金層もしくはイリジウム合金層／タングステン
層／イリジウム合金層からなる積層層、またはタンタル
層／イリジウム合金層もしくはイリジウム合金層／タン
タル層／イリジウム合金層からなる積層層を設けたこと
を特徴とする転写マスク。
【請求項３】前記イリジウム合金層または積層層を、
転写マスクの側面および／または裏面側にも形成したこ
とを特徴とする請求項１または２記載の転写マスク。
【請求項４】前記イリジウム合金層が、イリジウムを
含む金属間化合物層、イリジウムを含む化合物層、また
は、基板界面がイリジウム合金であり堆積が進むにつれ
て合金成分がゼロになるような傾斜的な構造のイリジウ
ム合金層であることを特徴とする請求項１ないし３記載
の転写マスク。
【請求項５】前記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が、シリコン基板、ＳＯＩ基
板またはＳＩＭＯＸ基板をエッチング加工して形成した
ものである請求項１ないし４記載の転写マスク。
【請求項６】請求項１ないし５記載の転写マスクが、
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
マスクを形成後、薄膜形成法によってイリジウム合金層
または積層層を形成したもの、あるいは開口形成前の基
板上にイリジウム合金層または積層層を形成した後、開
口を形成したものであることを特徴とする転写マスク。