JPH09326355A - Deposition of thin film with support and production of x-ray mask - Google Patents

Deposition of thin film with support and production of x-ray mask

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JPH09326355A
JPH09326355A JP16391096A JP16391096A JPH09326355A JP H09326355 A JPH09326355 A JP H09326355A JP 16391096 A JP16391096 A JP 16391096A JP 16391096 A JP16391096 A JP 16391096A JP H09326355 A JPH09326355 A JP H09326355A
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JP
Japan
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thin film
substrate
support
silicon carbide
ray mask
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Application number
JP16391096A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Mitsui
英明 三ツ井
Hiroyuki Nagasawa
弘幸 長澤
Tsutomu Shiyouki
勉 笑喜
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Hoya Corp
Original Assignee
Hoya Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To deposit a thin film secured to a support and to produce an X-ray mask while protecting them against mechanical damage and eliminating contamination due to acid or alkali. SOLUTION: A substance making a transition to a liquid phase or a solid phase at a temperature lower than the denaturation point of a thin film substance is employed as a basic material 12. A thin film 13 is then deposited thereon to form a laminate 14 which is then brought into tight contact with a support 11 composed of a substance in which phase transition does not take place at a temperature lower than the transition temperature of the basic material 12. Subsequently, it is heat treated at a temperature higher than the transition temperature of the basic material 12 but lower than the denaturation point of the thin film substance to produce a thin film 10 with support. An X-ray absorber is then bonded onto the thin film 10 with support and sputtered to produce an X-ray mask.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術の分野】本発明は、各種デバイス材
料、センサー材料、光学薄膜材料、X線マスクメンブレ
ン材料、および構造材料として使用される支持体付薄膜
の形成方法に関し、特に基体上に支持される薄膜におい
て、中でも炭化珪素薄膜やダイヤモンド薄膜において、
目的に応じた基体部分の機能的かつ効果的な除去を可能
にし歩留まりの向上をもたらす形成法に関する。また、
特に炭化珪素透過膜を用いたX線マスクをコンタミネー
ションの発生を抑え、あつ乾式プロセスにより量産する
ことを可能にする製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a thin film with a support, which is used as various device materials, sensor materials, optical thin film materials, X-ray mask membrane materials, and structural materials, and more particularly to a method for supporting on a substrate Thin films, especially silicon carbide thin films and diamond thin films,
The present invention relates to a forming method capable of functionally and effectively removing a substrate portion according to a purpose and improving yield. Also,
In particular, the present invention relates to a manufacturing method capable of suppressing the occurrence of contamination and mass-producing an X-ray mask using a silicon carbide permeable film by an atmospheric dry process.

【0002】[0002]

【従来の技術】炭化珪素(SiC)や、ダイヤモンド、
グラファイト等の炭素など、熱的、化学的に安定で、優
れた機械的強度を有する物質が、構造材、耐環境素材と
いった用途へ応用されている。特に、炭化珪素やダイヤ
モンドはシリコンなどに比べて禁制帯幅が広い半導体材
料であるといった特性も有することから、耐環境素子や
電力素子はもとより、各種半導体デバイス材料、センサ
ー材料、およびこれらを造るための微細加工用材料とし
ても注目されている。これらの材料は、特に薄膜として
取り扱うことで、その材料特性を顕著に利用することが
可能である。すなわち、半導体特性を利用した薄膜デバ
イス構造や、薄膜の機械的特性を利用したダイヤフラム
構造、さらに光学的特性を利用したX線メンブレンに代
表される光透過膜などへの適用である。したがって、こ
れら材料の薄膜を得るための種々の薄膜作製方法が開発
されてきた。
2. Description of the Related Art Silicon carbide (SiC), diamond,
Materials such as carbon such as graphite, which are thermally and chemically stable and have excellent mechanical strength, have been applied to applications such as structural materials and environment resistant materials. In particular, since silicon carbide and diamond also have the property that they are semiconductor materials with a wider band gap than silicon, etc., they are used not only for environment-resistant elements and power elements but also for various semiconductor device materials, sensor materials, and for manufacturing these. Is also attracting attention as a material for microfabrication. By treating these materials as a thin film, the material characteristics can be remarkably utilized. That is, the invention is applied to a thin film device structure utilizing semiconductor characteristics, a diaphragm structure utilizing mechanical characteristics of a thin film, and a light transmitting film represented by an X-ray membrane utilizing optical characteristics. Therefore, various thin film manufacturing methods for obtaining thin films of these materials have been developed.

【0003】薄膜、特に炭化珪素やダイヤモンドなどの
薄膜を作製する方法としては、基体上への堆積が一般的
である。堆積法としては、熱、光、プラズマを用いた化
学気相堆積法(CVD法)、分子線エピタキシー法、ス
パッタ法などが挙げられる。例えば炭化珪素薄膜の形成
にこの様な堆積法を用いれば、大型基板の採用により大
面積の炭化珪素薄膜が得られるという点や、基体材料と
堆積物質の組み合わせあるいは堆積条件により、アモル
ファス構造から単結晶構造まで任意の構造が得られると
いった点において有効である。例えば、特開平7−11
8854には、下地基体として珪素基板等を用い、水素
ガスが実質的に存在しない状態下で珪素源ガスを熱分解
して生じた珪素化合物を基体上の成長面に吸着させ、こ
の珪素化合物を炭素源ガスにより炭化して炭化珪素を生
成させることにより、単結晶炭化珪素薄膜を基板上に作
製する量産性の高い方法が開示されている。
As a method of producing a thin film, particularly a thin film of silicon carbide or diamond, deposition on a substrate is generally used. Examples of the deposition method include a chemical vapor deposition method (CVD method) using heat, light and plasma, a molecular beam epitaxy method, a sputtering method and the like. For example, if such a deposition method is used to form a silicon carbide thin film, a silicon carbide thin film having a large area can be obtained by using a large substrate, and a combination of a base material and a deposition substance or deposition conditions can be used to obtain a single amorphous structure. It is effective in that an arbitrary structure can be obtained up to the crystal structure. For example, JP-A-7-11
In 8854, a silicon substrate or the like is used as a base substrate, and a silicon compound generated by thermally decomposing a silicon source gas in a state where hydrogen gas is substantially absent is adsorbed on a growth surface on the substrate, and this silicon compound is A method of producing a single crystal silicon carbide thin film on a substrate by carbonizing a carbon source gas to generate silicon carbide with high mass productivity is disclosed.

【0004】炭化珪素の作製法については、堆積法以外
にも、インゴット成長が可能な作製方法として昇華法が
あるが、この方法は2000℃近くの高温を必要とする
こと、大面積薄膜を得るために必要とされる大口径のイ
ンゴットを作製することが困難であるという問題、薄膜
にするためには切り出しによる加工が必要などの点で、
その応用範囲や量産性に制限が大きく、薄膜形成方法と
して実用化するためには障害がある。
Regarding the method for producing silicon carbide, in addition to the deposition method, there is a sublimation method as a method capable of ingot growth. However, this method requires a high temperature near 2000 ° C. and obtains a large-area thin film. The problem that it is difficult to produce a large-diameter ingot required for this, in that it is necessary to process by cutting to make a thin film,
Its application range and mass productivity are largely limited, and there are obstacles to its practical application as a thin film forming method.

【0005】薄膜としての炭化珪素やダイヤモンドを使
用する場合には、多くの場合上述のような堆積法により
基体あるいは基板上に炭化珪素を堆積して形成した薄膜
を処理して扱うこととなる。薄膜の厚みは使用目的によ
るが、数百Åから数十μmの範囲のものが一般的であ
る。特開平7−335562には、珪素基板上に形成し
た炭化珪素薄膜の取扱の1例として、単結晶シリコン基
板表面を炭化して単結晶炭化珪素層を形成し、炭化珪素
層をシリコン基板から分離した上で、改めて炭化珪素層
を基板として炭化珪素を析出させることにより、大面積
で結晶性に優れた炭化珪素膜を得る方法が開示されてい
る。また、特開平2−262324には、珪素と炭素を
特定の比率にしてホットウォール方式を用いたCVD法
により減圧下で反応させて薄膜を基板上に形成すること
を特徴とする、内部応力制御性、X線照射耐性、表面平
滑性の優れた炭化珪素を含む薄膜からなるX線マスクメ
ンブレンの作製プロセスおよびメンブレン構造が開示さ
れている。
When using silicon carbide or diamond as the thin film, in many cases, the thin film formed by depositing silicon carbide on the substrate or the substrate by the above-mentioned deposition method is treated and treated. The thickness of the thin film depends on the purpose of use, but is generally in the range of several hundred Å to several tens of μm. As an example of handling a silicon carbide thin film formed on a silicon substrate, Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-335562 discloses that a single crystal silicon substrate surface is carbonized to form a single crystal silicon carbide layer, and the silicon carbide layer is separated from the silicon substrate. In addition, a method for obtaining a silicon carbide film having a large area and excellent crystallinity by again depositing silicon carbide using the silicon carbide layer as a substrate is disclosed. Further, in JP-A-2-262324, internal stress control is characterized in that a thin film is formed on a substrate by reacting silicon and carbon at a specific ratio under a reduced pressure by a CVD method using a hot wall method. The manufacturing process and the membrane structure of an X-ray mask membrane composed of a thin film containing silicon carbide, which has excellent properties, X-ray irradiation resistance, and surface smoothness, are disclosed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来技術により基体上
に形成された炭化珪素やダイヤモンドの堆積膜あるいは
成長膜を薄膜材料として使用するためには、下地である
基体を除去して薄膜自体を自立させるとともに、取り扱
いを容易にするため薄膜の支持体を付与する必要がある
場合が多い。このような要求が生ずるのは、例えば、形
成した薄膜を、その半導体特性を利用したデバイスや、
薄膜の強度を利用したダイヤフラム構造、あるいは光学
的特性を利用したX線メンブレンや光透過膜などとして
使用する場合である。
In order to use a deposited film or grown film of silicon carbide or diamond formed on a substrate by a conventional technique as a thin film material, the underlying substrate is removed and the thin film itself is self-supporting. In addition, it is often necessary to provide a thin film support to facilitate handling. Such a requirement arises, for example, from a thin film formed, a device utilizing its semiconductor characteristics,
This is a case of using as a diaphragm structure utilizing the strength of a thin film, or as an X-ray membrane or light transmitting film utilizing optical characteristics.

【0007】基体を除去する方法として、基体の適当な
部分を化学的あるいは物理的にエッチングする方法や機
械的に切削する方法などがある。化学的方法としては、
基体を化学的に溶解する湿式エッチングと、反応性イオ
ンエッチングに代表される乾式エッチングが代表例であ
る。しかしながら湿式エッチングの場合、炭化珪素薄膜
部分を取り扱うときに機械的な破損が生じやすいこと、
作業中コンタミネーションが発生しやすいこと、危険な
酸やアルカリを使用し、さらにこれら酸やアルカリの廃
液処理を行わなければならないことなどの問題が生じ
る。一方乾式エッチングの場合、湿式エッチングや機械
的除去に比べエッチング速度が極端に遅いため、基体の
厚みが数十μm程度を越すようになると量産性が得られ
なくなるという問題がある。また、切削など機械的に基
体を除去する方法に関しては、対象物へのダメージの問
題や加工精度の問題などが未解決のままである。
As a method of removing the substrate, there are a method of chemically or physically etching an appropriate portion of the substrate, a method of mechanically cutting the substrate. As a chemical method,
Typical examples are wet etching in which a substrate is chemically dissolved, and dry etching represented by reactive ion etching. However, in the case of wet etching, mechanical damage is likely to occur when handling the silicon carbide thin film portion,
There are problems that contamination is likely to occur during work, that dangerous acids and alkalis are used, and that waste solutions of these acids and alkalis must be treated. On the other hand, in the case of dry etching, the etching rate is extremely slow compared with wet etching or mechanical removal, so that there is a problem that mass productivity cannot be obtained when the thickness of the substrate exceeds several tens of μm. Further, regarding the method of mechanically removing the substrate such as cutting, the problem of damage to the object and the problem of processing accuracy remain unsolved.

【0008】さらに、基板から分離した薄膜は極めて薄
く取り扱いが難しいため、後から薄膜を支持体に固定し
て一体構造体にすることは容易でなく、まして工業的に
量産することは困難であった。また、薄膜をX線透過膜
として利用したX線マスクを製造する方法として、一般
に酸によるウェットエッチング方式を用いるが、プロセ
ス中でコンタミネーションが生ずることを避けることが
難しい。
Further, since the thin film separated from the substrate is extremely thin and difficult to handle, it is not easy to fix the thin film to the support later to form an integrated structure, and much more difficult to mass-produce industrially. It was Further, as a method for manufacturing an X-ray mask using a thin film as an X-ray transparent film, a wet etching method using an acid is generally used, but it is difficult to avoid contamination during the process.

【0009】そこで、本発明が解決しようとする課題
は、酸やアルカリの処理を要せず薄膜にコンタミネーシ
ョンが生ぜず機械的な破損を受けないで、より容易に基
体を薄膜から分離すると共に薄膜を支持体に付着させて
固定し一体の構造体を形成するような、支持体付薄膜の
形成方法を提供するところにある。また、本発明が解決
しようとする第2の課題は、コンタミネーションを抑制
したX線マスクを量産することができる安定な製造プロ
セスを提供するところにある。
Therefore, the problem to be solved by the present invention is to separate the substrate from the thin film more easily, without the need for treatment with acid or alkali, contamination of the thin film, and mechanical damage. Another object of the present invention is to provide a method for forming a thin film with a support, in which a thin film is attached to a support and fixed to form an integral structure. A second problem to be solved by the present invention is to provide a stable manufacturing process capable of mass-producing X-ray masks with suppressed contamination.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、支持体により支持された薄膜を得る本発明の支持体
付薄膜形成方法は、まず、薄膜を形成する物質の変成温
度より低温において液相または気相に変態する材料から
なる基体上に薄膜を堆積して積層体を形成し、次に、基
体の変態温度では相変換しない物質からなる支持体に上
記形成した積層体を密着して複合体を形成した後、その
複合体を基体の変態温度以上かつ薄膜変成温度未満の温
度で熱処理することにより基体を除去する工程を含むこ
とを特徴とする。
In order to solve the above problems, a method for forming a thin film with a support according to the present invention for obtaining a thin film supported by a support is as follows. First, a liquid is formed at a temperature lower than a transformation temperature of a substance forming the thin film. A thin film is deposited on a substrate made of a material that transforms into a phase or a gas phase to form a laminate, and then the above-formed laminate is adhered to a support made of a substance that does not undergo phase conversion at the transformation temperature of the substrate. After forming the composite, the method is characterized by including a step of removing the base by subjecting the composite to a heat treatment at a temperature not lower than the transformation temperature of the substrate and lower than the thin film transformation temperature.

【0011】また、複合体の熱処理により、薄膜と支持
体とをその界面で化学的に結合させるようにすることが
特に好ましい。さらに、薄膜を形成する物質が炭化珪素
または炭素であり、基体が珪素であってもよい。また、
基体上に薄膜を堆積する方法として熱CVD法を用いて
もよい。さらに、複合体の熱処理は、水素、酸素、塩
素、フッ素のうち、少なくとも1種を含む雰囲気中で行
うことが好ましく、また、へリウム、ネオン、アルゴ
ン、キセノン、窒素のうち少なくとも1種を含む雰囲気
中もしくは真空中で行うようにすることもできる。
It is particularly preferable that the thin film and the support are chemically bonded at the interface by heat treatment of the composite. Further, the material forming the thin film may be silicon carbide or carbon, and the substrate may be silicon. Also,
A thermal CVD method may be used as a method for depositing a thin film on a substrate. Further, the heat treatment of the composite is preferably performed in an atmosphere containing at least one of hydrogen, oxygen, chlorine and fluorine, and also containing at least one of helium, neon, argon, xenon and nitrogen. It can also be performed in an atmosphere or in a vacuum.

【0012】なお、上記第2の課題を解決するため、本
発明のX線マスク製造方法は、支持枠により周縁部を支
持された炭化珪素からなるX線透過膜を得る工程におい
て、珪素からなる基体に炭化珪素薄膜を堆積して積層体
を形成し、次にその積層体を薄膜の周縁部に支持する支
持枠に密着した後、珪素の変態温度以上かつ炭化珪素の
変成温度未満の温度で熱処理することにより基体を除去
する工程を有することを特徴とする。
In order to solve the second problem, the X-ray mask manufacturing method of the present invention is made of silicon in the step of obtaining an X-ray transparent film made of silicon carbide whose peripheral portion is supported by a support frame. A silicon carbide thin film is deposited on a substrate to form a laminated body, and then the laminated body is brought into close contact with a supporting frame that supports the peripheral portion of the thin film, and then at a temperature not lower than the transformation temperature of silicon and lower than the transformation temperature of silicon carbide. The method is characterized by including a step of removing the substrate by heat treatment.

【0013】本発明の支持体付薄膜形成方法によれば、
薄膜を形成する物質の変成温度より低温において液相ま
たは気相に変態する材料からなる基体とその基体の変態
温度では相変換しないで固相を維持する物質からなる支
持体とを適宜選択し、その基体の上に薄膜を堆積して形
成した積層体を支持体に密着して複合体を形成した後、
今度は形成された複合体を基体の変態温度以上かつ薄膜
変成温度未満の温度で熱処理する。従って熱処理工程に
おいて、薄膜と支持体が固相を維持する中、基体のみが
液化あるいは気化して除去され、自立した薄膜が支持体
に支持された状態で残存するので、薄膜の特性が生かさ
れた有用な薄膜体を得ることが出来る。
According to the method for forming a thin film with a support of the present invention,
A substrate made of a material that transforms to a liquid phase or a gas phase at a temperature lower than the transformation temperature of a substance forming a thin film and a support made of a substance that maintains a solid phase without phase conversion at the transformation temperature of the substrate are appropriately selected, After forming a composite by adhering a laminate formed by depositing a thin film on the substrate to a support,
Next, the formed composite is heat-treated at a temperature not lower than the transformation temperature of the substrate and lower than the thin film transformation temperature. Therefore, in the heat treatment step, while the thin film and the support maintain the solid phase, only the substrate is liquefied or vaporized and removed, and the free-standing thin film remains supported by the support, so that the characteristics of the thin film are utilized. A useful thin film body can be obtained.

【0014】また、薄膜が基体上に形成された積層体の
状態で支持体に密着させるため、薄膜単体を扱う場合と
比較して格段に取り扱いが容易になる。また、基体の面
積を大きくしただけ薄膜の面積も大きくなるため、大き
な支持体付薄膜を得ることが容易に可能となる。本発明
の方法によれば、支持体の形状が基体形状に制限されな
いこと、基体を除去する工程と薄膜と支持体からなる一
体構造を作製する工程を同時にすることができること、
当初用いる基体に縛られず適当な支持体材料が選択でき
ることなどの格別の効果が得られる。したがって炭化珪
素薄膜や炭素からなる薄膜を鼓状に張って薄膜の裏側に
空隙部を有するようなダイヤフラム構造やメンブレン構
造の作製にも有効である。また、本発明の方法は、化学
的な薬剤を使用せずまた機械的な処理を施すことなく、
原料となる物質の相変態温度の差異を利用して、熱処理
により基体部分のみを溶融あるいは昇華もしくは蒸発さ
せることにより除去するものであるため、薄膜中に酸や
アルカリの残存によるコンタミネーションがなく、薄膜
表面に機械仕上げによる傷が付く心配もない上、工程数
が少なく工業的製造に適している。
Further, since the thin film is brought into close contact with the support in the state of the laminated body formed on the substrate, the handling becomes much easier as compared with the case where only the thin film is handled. Further, since the area of the thin film increases as the area of the base increases, it becomes possible to easily obtain a large thin film with a support. According to the method of the present invention, the shape of the support is not limited to the shape of the base, and the step of removing the base and the step of producing an integrated structure composed of the thin film and the support can be performed at the same time.
It is possible to obtain special effects such as selection of an appropriate support material without being restricted by the substrate used initially. Therefore, it is also effective for producing a diaphragm structure or a membrane structure in which a silicon carbide thin film or a thin film made of carbon is stretched like a drum to have a void portion on the back side of the thin film. Further, the method of the present invention, without the use of chemical agents and without mechanical treatment,
By utilizing the difference in the phase transformation temperature of the raw material, it is removed by melting or sublimating or evaporating only the base portion by heat treatment, so there is no contamination due to the residual acid or alkali in the thin film, It is suitable for industrial production because there is no risk of mechanical finishing on the surface of the thin film and the number of steps is small.

【0015】なお、本発明に用いられる支持体は、基体
除去温度で溶融、蒸発あるいは昇華しない材料であれば
よいが、熱処理により炭化珪素などの薄膜と支持体界面
において化学的な結合を形成して界面が安定化するよう
なものであればより望ましい。従って例えば、薄膜が炭
化珪素である場合は、薄膜中の炭化珪素の珪素あるいは
炭素と反応して炭化珪素、シリサイドのような化合物を
生成する物質を支持体とすることが望ましい。このよう
な物質としては、グラファイト、ダイヤモンド、炭化珪
素、あるいはチタニウム、バナジウム、クロム、コバル
ト、ニッケル、鉄、ジルコニウム、ニオブ、モリブデ
ン、パラジウム、ハフニウム、タンタル、タングステ
ン、イリジウム、白金などがあり、支持体をこれら物質
から選ばれる少なくとも1種を含む材料とすることがで
きる。このように、薄膜と支持体の材質を適宜選択する
ことにより、熱処理を行うことで薄膜と支持体とがその
界面において化学的に結合するようにすることが出来る
が、このようにした場合は基体が除去された後、薄膜が
支持体上に密着保持された一体構造が得られる。
The support used in the present invention may be any material that does not melt, evaporate or sublime at the substrate removal temperature, but it forms a chemical bond at the interface between the thin film such as silicon carbide and the support by heat treatment. It is more desirable if the interface is stabilized. Therefore, for example, when the thin film is silicon carbide, it is desirable to use a substance that reacts with silicon or carbon of silicon carbide in the thin film to produce a compound such as silicon carbide or silicide. Examples of such substances include graphite, diamond, silicon carbide, titanium, vanadium, chromium, cobalt, nickel, iron, zirconium, niobium, molybdenum, palladium, hafnium, tantalum, tungsten, iridium, platinum, etc. Can be a material containing at least one selected from these substances. As described above, by appropriately selecting the materials of the thin film and the support, it is possible to chemically bond the thin film and the support at the interface by heat treatment, but in such a case, After the substrate is removed, an integral structure is obtained in which the thin film is held in close contact with the support.

【0016】なお、熱処理前の複合体は薄膜と支持体が
直接的に接触するようにしても、両者の間に基体が介在
するようにしてもよい。すなわち、薄膜面を支持体と重
ね合わせた場合、基板部分を熱的に除去するのと同時に
薄膜と支持体の接合を進行させるようにして両者を密着
保持するようにすることができる。また、薄膜堆積基板
の基板側を支持体に合わせて熱処理する場合、初めは基
板と支持体が接触しているが、加熱により基板が除去さ
れるに従って基板の厚さが薄くなり、結果的には薄膜と
支持体の接触界面が形成されるに至る。従って、基板が
極端に厚くない限り、薄膜堆積基板の薄膜面を支持体と
重ね合わせてもあるいは基板側を重ね合わせても同様の
支持体付薄膜を得ることが出来る。また、条件を選択す
れば、薄膜と支持体を化学的に結合させるための熱処理
を基体の除去のための熱処理と兼ねて行うことにより工
程を短縮することも可能である。なお、熱処理による基
板の除去を基板全体を加熱する代わりに、例えば集光型
ランプ加熱装置のように、局所的に加熱することができ
る装置を用いれば、基板の一部の所定の面積だけを除去
することがある程度可能となる。
In the composite before heat treatment, the thin film and the support may be in direct contact with each other, or the substrate may be interposed therebetween. That is, when the thin film surface is superposed on the support, the substrate portion can be thermally removed, and at the same time, the thin film and the support can be bonded to each other by advancing the bonding therebetween. Also, when heat-treating the substrate side of the thin film deposition substrate to the support, the substrate and the support are initially in contact with each other, but as the substrate is removed by heating, the thickness of the substrate becomes thin, and as a result, Leads to the formation of a contact interface between the thin film and the support. Therefore, as long as the substrate is not extremely thick, the same thin film with a support can be obtained even if the thin film surface of the thin film deposition substrate is superposed on the support or the substrate side is superposed. Further, if the conditions are selected, it is possible to shorten the process by performing the heat treatment for chemically bonding the thin film and the support together with the heat treatment for removing the substrate. In addition, instead of heating the entire substrate by removing the substrate by heat treatment, if a device capable of locally heating, such as a concentrating lamp heating device, is used, only a predetermined area of a part of the substrate is covered. It can be removed to some extent.

【0017】薄膜を形成する物質を炭化珪素または炭素
とし、基体を珪素とする場合は、薄膜と基体の格子定数
や熱膨張係数が近似するため、結晶性の良い薄膜を得る
ことが出来、機械的強度や半導体性質を有する有用な薄
膜を十分活用する材料を提供することが出来る。ここ
で、炭素からなる薄膜には強度や半導体性が注目される
ダイヤモンド薄膜等がある。本発明の形成方法によれ
ば、珪素基体の上に薄膜を堆積させる際の条件を適宜選
択することにより、ダイヤモンド単結晶に限らずアモル
ファスライクカーボンやグラファイトなどの炭素薄膜も
自由に形成することが出来る。また、基体上に薄膜を堆
積する方法として熱CVD法を用いることにより、確立
した技術を存分に活用して容易に希望の薄膜を得ること
が出来る。
When the material forming the thin film is silicon carbide or carbon and the substrate is silicon, the lattice constant and the coefficient of thermal expansion of the thin film and the substrate are close to each other, so that a thin film with good crystallinity can be obtained and It is possible to provide a material that makes full use of a useful thin film having dynamic strength and semiconductor properties. Here, as the thin film made of carbon, there is a diamond thin film or the like for which attention is paid to strength and semiconductor properties. According to the forming method of the present invention, not only a diamond single crystal but also a carbon thin film such as amorphous carbon or graphite can be freely formed by appropriately selecting the conditions for depositing a thin film on a silicon substrate. I can. Further, by using the thermal CVD method as a method for depositing a thin film on a substrate, a desired thin film can be easily obtained by fully utilizing the established technology.

【0018】なお、実質的に基体を熱的に除去する温度
としては、基体と支持体に使用する材質の変態温度と耐
熱温度にもよるが、例えば珪素を基体とするときは20
00℃以下の適当な値に設定するとよい。なお熱処理温
度は、1700℃以下が望ましく、1500℃以下であ
ることがさらに望ましい。
The temperature at which the substrate is substantially thermally removed depends on the transformation temperature and the heat resistant temperature of the materials used for the substrate and the support, but is 20 when silicon is used as the substrate.
It may be set to an appropriate value of 00 ° C or lower. The heat treatment temperature is preferably 1700 ° C. or lower, and more preferably 1500 ° C. or lower.

【0019】さらに、炭化珪素薄膜を堆積させるための
基体として珪素基板を用いることが効果的である。珪素
基板は1400℃から1500℃の温度域において容易
に溶融、蒸発または昇華により除去することが可能であ
る。さらに珪素基板を用いることで、アモルフアス、多
結晶、単結晶いずれの構造においても良質な炭化珪素薄
膜を得ることが可能である。また基板寸法の選択により
炭化珪素薄膜の大面積化が容易であること、品質の高い
珪素基板の入手が容易であることなどから、本工程の実
施において工業的な量産性、歩留まり等の点でも非常に
高い効果が期待できる。
Further, it is effective to use a silicon substrate as a substrate for depositing the silicon carbide thin film. The silicon substrate can be easily removed by melting, vaporizing or sublimating in the temperature range of 1400 ° C to 1500 ° C. Furthermore, by using a silicon substrate, it is possible to obtain a high-quality silicon carbide thin film in any of amorphous, polycrystalline, and single crystal structures. In addition, since it is easy to increase the area of the silicon carbide thin film by selecting the substrate dimensions, and it is easy to obtain a high-quality silicon substrate, etc., in terms of industrial mass productivity, yield, etc., in carrying out this process. Very high effect can be expected.

【0020】複合体の熱処理を、水素、酸素、塩素、フ
ッ素のうち、少なくとも1種を含む雰囲気中で行うこと
により、基板が化学的な変化を起こし基板除去を促進さ
せることが可能となる。さらに、へリウム、ネオン、ア
ルゴン、キセノン、窒素のうち少なくとも1種を含む雰
囲気中で行うようにすると、熱の伝導性を改善して相変
態や化学反応を促進することができる。また真空中で熱
処理をすることにより表面状態を制御する方法も蒸発速
度や熱昇華速度の増大など格別の効果が期待できる。
By performing the heat treatment of the composite in an atmosphere containing at least one of hydrogen, oxygen, chlorine, and fluorine, it becomes possible to chemically change the substrate and accelerate the removal of the substrate. Furthermore, when the heat treatment is performed in an atmosphere containing at least one of helium, neon, argon, xenon, and nitrogen, the thermal conductivity can be improved and the phase transformation and the chemical reaction can be promoted. Also, the method of controlling the surface state by performing heat treatment in vacuum can be expected to have particular effects such as an increase in evaporation rate and thermal sublimation rate.

【0021】なお、本発明のX線マスク製造方法によれ
ば、珪素からなる基体に炭化珪素薄膜を堆積して積層体
を形成し、次にその積層体を薄膜の周縁部に支持する支
持枠に密着した後、珪素の変態温度以上かつ炭化珪素の
変成温度未満の温度で熱処理することにより基体を除去
するため、容易に堅固な支持枠により周縁部を支持され
た炭化珪素からなるX線透過膜を得ることができる。
According to the method for manufacturing an X-ray mask of the present invention, a silicon carbide thin film is deposited on a substrate made of silicon to form a laminated body, and then the laminated body is supported on the peripheral portion of the thin film. After being adhered to the substrate, the substrate is removed by heat treatment at a temperature not lower than the transformation temperature of silicon and lower than the transformation temperature of silicon carbide. A membrane can be obtained.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、実施例に基づき図面を用い
て本発明を詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below with reference to the drawings based on embodiments.

【0023】[0023]

【実施例1】図1は、実施例1における炭化珪素薄膜の
製造工程を説明するための各工程における材料の断面図
である。本実施例は、珪素ウェハーの基体上に炭化珪素
を堆積して得た積層体と高純度グラファイトからなる支
持体とを用いて、グラファイト上炭化珪素薄膜を得たも
のである。図1(a)は実施例1で用いた支持体の斜視
図、図1(b)は積層体の断面図、図1(c)は支持体
と積層体を重ね合わせたところを表す断面図、図1
(d)は実施例1で得られたグラフィト上炭化珪素薄膜
一体構造を表す断面図である。
Example 1 FIG. 1 is a sectional view of a material in each step for explaining a manufacturing process of a silicon carbide thin film in Example 1. In this example, a silicon carbide thin film on graphite was obtained by using a laminate obtained by depositing silicon carbide on a substrate of a silicon wafer and a support made of high-purity graphite. 1A is a perspective view of a support used in Example 1, FIG. 1B is a cross-sectional view of a laminated body, and FIG. 1C is a cross-sectional view showing a state where the support and the laminated body are superposed. , Figure 1
(D) is a cross-sectional view showing the silicon carbide thin film integrated structure on graffiti obtained in Example 1.

【0024】本実施例では支持体11として、図1
(a)に示すような円環形のグラファイトを用いた。グ
ラファイト支持体11は、外径76mm(3インチ)、
内径51mm(2インチ)、厚み1mmの寸法を有する
ものであった。また積層体は、図1(b)に示すよう
に、珪素ウェハー12の片面に炭化珪素薄膜13が堆積
した構造のものを積層体14として用いた。積層体14
は次のような方法により作製した。すなわち、厚みが
0.38mm、直径が76mm(3インチ)、面方位S
i(100)の珪素ウェハー上に、炭化珪素をホットウ
ォール型の減圧気相成長法を用いて堆積させた。その
際、原料ガスであるアセチレンガスの流量を10SCC
M、ジクロルシランガスの流量を10SCCM、水素ガ
スの流量を100SCCMとし、成長炉内圧力が1から
100mTorr、成長温度が1020℃の堆積条件に
て行った。
In this embodiment, the support 11 is shown in FIG.
An annular graphite as shown in (a) was used. The graphite support 11 has an outer diameter of 76 mm (3 inches),
The inner diameter was 51 mm (2 inches) and the thickness was 1 mm. As the laminated body, as shown in FIG. 1B, a laminated body 14 having a structure in which a silicon carbide thin film 13 was deposited on one surface of a silicon wafer 12 was used. Laminate 14
Was manufactured by the following method. That is, the thickness is 0.38 mm, the diameter is 76 mm (3 inches), and the plane orientation S is
Silicon carbide was deposited on a silicon wafer of i (100) by using a hot wall type low pressure vapor deposition method. At that time, the flow rate of the acetylene gas as the source gas was set to 10 SCC.
M, the flow rate of dichlorosilane gas was 10 SCCM, the flow rate of hydrogen gas was 100 SCCM, the pressure in the growth furnace was 1 to 100 mTorr, and the growth temperature was 1020 ° C. under the deposition conditions.

【0025】次に、積層体14とグラファイト支持体1
1を、図1(c)に示すように積層体14の炭化珪素薄
膜面13側と支持体11が対向するように重ね合わせ密
着させた後、赤外線ランプ加熱炉内に設置し、へリウム
雰囲気(ヘリウムフロー)中にて、1450℃で40分
間加熱を行った。この熱処理により珪素基板12は完全
に除去され、炭化珪素薄膜面13とグラファイト支持体
11との界面はよく密着して、図1(d)に示すよう
に、グラファイト支持体11上に自立した炭化珪素薄膜
13が支持された一体構造10を容易に得ることができ
た。
Next, the laminate 14 and the graphite support 1
As shown in FIG. 1 (c), 1 was placed on the silicon carbide thin film surface 13 side of the laminated body 14 and the support 11 so as to face each other and closely adhered to each other. In (helium flow), heating was performed at 1450 ° C. for 40 minutes. By this heat treatment, the silicon substrate 12 is completely removed, the interface between the silicon carbide thin film surface 13 and the graphite support 11 is well adhered, and as shown in FIG. It was possible to easily obtain the integrated structure 10 in which the silicon thin film 13 was supported.

【0026】図2は、図1(c)の工程において、グラ
ファイト支持体と積層体の重ね合わせ面を変えたところ
を表した断面図である。図2に示すように珪素基板22
側とグラファイト支持体21を接触させた場合において
も、炭化珪素薄膜23の面を接触させたときと同様の効
果が得られることを確認した。また、本実施例では特に
明示していないが、例えば荷重をかける方法などによ
り、基板と支持体の重ね合わせ面の密着性を向上させて
も良い。また、加熱時の雰囲気に関しても、特にアルゴ
ンとヘリウムに限定されるものではなく、ネオン、キセ
ノン、窒素等であってよい。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state where the superposing surfaces of the graphite support and the laminate are changed in the step of FIG. 1 (c). As shown in FIG.
It was confirmed that even when the side was brought into contact with the graphite support 21, the same effect as when the surface of the silicon carbide thin film 23 was brought into contact was obtained. Although not explicitly shown in this embodiment, the adhesion between the superposed surfaces of the substrate and the support may be improved by, for example, applying a load. Also, the atmosphere during heating is not particularly limited to argon and helium, and may be neon, xenon, nitrogen or the like.

【0027】[0027]

【実施例2】図3は、実施例2における炭化珪素薄膜の
製造工程を説明するための各工程における材料の断面図
である。本実施例は、珪素ウェハーの基体上に炭化珪素
を堆積して得た積層体とモリブデンからなる支持体とを
用いて、モリブデン上炭化珪素薄膜を得たものである。
図3(a)は実施例2で用いた支持体の斜視図、図3
(b)は積層体の断面図、図3(c)は支持体と積層体
を重ね合わせたところを表す断面図、図3(d)は実施
例2で得られたモリブデン上炭化珪素薄膜一体構造を表
す断面図である。
[Embodiment 2] FIG. 3 is a sectional view of a material in each step for explaining a manufacturing process of a silicon carbide thin film in the embodiment 2. In this example, a silicon carbide on molybdenum thin film was obtained by using a laminated body obtained by depositing silicon carbide on a substrate of a silicon wafer and a support made of molybdenum.
3 (a) is a perspective view of the support used in Example 2, FIG.
3B is a cross-sectional view of the laminated body, FIG. 3C is a cross-sectional view showing a state where the support and the laminated body are superposed, and FIG. 3D is an integrated silicon carbide thin film on molybdenum obtained in Example 2. It is sectional drawing showing a structure.

【0028】支持体として図3(a)に示すような貫通
孔を多数有する正方形のモリブデン平板を用いた。モリ
ブデン支持体31は、20mm×20mm、厚さ5mm
程度の大きさであり、面内に直径2mmの貫通孔32が
複数配置してある。また積層体は、図3(b)に示すよ
うに、実施例1と同様にして珪素ウェハー33の片面に
炭化珪素薄膜34が堆積した積層体35として形成し
た。図3(c)に示すように、積層体35の炭化珪素薄
膜面34側とモリブデン支持体31が対向するように重
ね合わせ密着させた後、実施例1と同様に赤外線ランプ
加熱炉内に設置し、約5×10‐3Torrの真空中に
おいて、1450℃で30分間加熱をおこなった。
As the support, a square molybdenum flat plate having a large number of through holes as shown in FIG. 3A was used. The molybdenum support 31 has a size of 20 mm × 20 mm and a thickness of 5 mm.
A plurality of through holes 32 each having a size of about 2 mm and a diameter of 2 mm are arranged in the plane. As shown in FIG. 3B, the laminated body was formed as a laminated body 35 in which the silicon carbide thin film 34 was deposited on one surface of the silicon wafer 33 in the same manner as in Example 1. As shown in FIG. 3C, after the silicon carbide thin film surface 34 side of the laminated body 35 and the molybdenum support 31 are overlapped and brought into close contact with each other, the laminated body 35 is placed in an infrared lamp heating furnace as in Example 1. Then, heating was performed at 1450 ° C. for 30 minutes in a vacuum of about 5 × 10 −3 Torr.

【0029】この熱処理により珪素基板33は完全に除
去され、炭化珪素薄膜面34とモリブデン支持体31と
の界面はよく密着して、図3(d)に示すように、モリ
ブデン支持体31上に炭化珪素薄膜34が存在する一体
構造30を容易に得ることができた。さらに作製した一
体構造30では、支持体貫通孔部32において薄膜34
が自立しているダイヤフラム構造を容易に達成すること
が可能であった。また、本実施例においても実施例1と
同様に、積層体35の珪素基板33側と支持体31を対
向するように重ね合わせても同様の効果が得られる。こ
のようなダイヤフラム構造は各種センサーやデバイスの
作製において好適に用いられる構造であり、したがって
本方法を用いることにより、任意の形状でかつ高い量産
性のもとにダイヤフラム構造を提供することが可能とな
った。
By this heat treatment, the silicon substrate 33 is completely removed, and the interface between the silicon carbide thin film surface 34 and the molybdenum support 31 is closely adhered to the molybdenum support 31 as shown in FIG. 3 (d). The integrated structure 30 including the silicon carbide thin film 34 could be easily obtained. Further, in the manufactured integrated structure 30, the thin film 34 is formed in the support through-hole 32.
It was possible to easily achieve a self-supporting diaphragm structure. Also in this embodiment, similar to the first embodiment, the same effect can be obtained even if the silicon substrate 33 side of the laminated body 35 and the support 31 are superposed so as to face each other. Such a diaphragm structure is a structure that is preferably used in the production of various sensors and devices. Therefore, by using this method, it is possible to provide a diaphragm structure with an arbitrary shape and high mass productivity. became.

【0030】[0030]

【実施例3】本実施例は、珪素ウェハーの基体上にダイ
ヤモンドを堆積して得た積層体と高純度グラファイトか
らなる支持体とを用いて、グラファイト上ダイヤモンド
薄膜を得たものである。実施例2と対比して主に異なる
ところは、炭化珪素薄膜を形成する代わりにダイヤモン
ド薄膜を形成する点である。
Example 3 In this example, a diamond thin film on graphite was obtained by using a laminate obtained by depositing diamond on a substrate of a silicon wafer and a support made of high-purity graphite. The main difference from Example 2 is that a diamond thin film is formed instead of the silicon carbide thin film.

【0031】実施例4で用いた基体は、直径76mm
(3インチ)、厚さ0.38mm、面方向Si(10
0)の珪素ウェハーであり、マイクロ波プラズマ励起気
相化学堆積装置を用いて珪素基体上にダイヤモンド薄膜
を堆積した。マイクロ波プラズマ励起気相化学堆積装置
におけるダイヤモンド薄膜堆積条件は、原料ガスである
水素希釈メタンガス(濃度0.8%)の流量を400S
CCMとし、成長炉内圧力を12から15Torr、成
長温度を800℃、2.45GHzマイクロ波の出力を
500Wとして、必要な時間かけてダイヤモンドを成長
させた。この工程により、厚さ2μmのダイヤモンド薄
膜を積層した薄膜堆積基板が得られた。
The substrate used in Example 4 had a diameter of 76 mm.
(3 inches), thickness 0.38 mm, surface direction Si (10
A silicon wafer of 0), and a diamond thin film was deposited on a silicon substrate using a microwave plasma excited chemical vapor deposition apparatus. The diamond thin film deposition conditions in the microwave plasma-excited chemical vapor deposition apparatus are as follows.
CCM was used, the pressure in the growth furnace was 12 to 15 Torr, the growth temperature was 800 ° C., the output of the 2.45 GHz microwave was 500 W, and the diamond was grown for the required time. Through this step, a thin film deposition substrate in which diamond thin films having a thickness of 2 μm were laminated was obtained.

【0032】本実施例では、上記のようにして得られた
ダイヤモンド薄膜堆積基板と高純度グラファイトからな
る支持体とを用いて、グラファイト上ダイヤモンド薄膜
を作製した。グラファイト支持体は、実施例3で用いた
と同様、20mm×20mm、厚さ5mm程度の大きさ
の正方形の平板で、面内に直径2mmの貫通孔が複数配
置してある。ダイヤモンド薄膜堆積基板のダイヤモンド
薄膜面側とグラファイト支持体が対向するように重ね合
わせ密着させた後、実施例1と同様に赤外線ランプ加熱
炉内に設置し、約5×10‐3Torrの真空中におい
て、1450℃で30分間加熱を行った。
In this example, a diamond thin film on graphite was produced using the diamond thin film deposition substrate obtained as described above and a support made of high-purity graphite. The graphite support is a square flat plate having a size of about 20 mm × 20 mm and a thickness of about 5 mm, as in the case of Example 3, and a plurality of through holes having a diameter of 2 mm are arranged in the plane. After the diamond thin film surface of the diamond thin film deposition substrate and the graphite support were superposed and brought into close contact with each other, they were placed in an infrared lamp heating furnace in the same manner as in Example 1 and placed in a vacuum of about 5 × 10 −3 Torr. In, heating was performed at 1450 ° C. for 30 minutes.

【0033】この熱処理により珪素基板は完全に除去さ
れ、グラファイト支持体上にダイヤモンド薄膜が存在す
る一体構造を容易に得ることができた。さらに作製した
一体構造では、支持体貫通孔部においてダイヤモンド薄
膜が自立しているダイヤフラム構造を容易に達成するこ
とが可能であった。
By this heat treatment, the silicon substrate was completely removed, and an integrated structure in which the diamond thin film was present on the graphite support could be easily obtained. Furthermore, with the produced integrated structure, it was possible to easily achieve a diaphragm structure in which the diamond thin film was self-supporting in the through hole of the support.

【0034】[0034]

【実施例4】図4は実施例4におけるX線マスクメンブ
レンの製造工程を説明するための各工程における材料の
断面図、図5は同実施例におけるX線マスクの製造工程
を説明するための各工程における材料の断面図である。
本実施例は、上記実施例と同様に作製した炭化珪素薄膜
堆積基板を用いてX線マスクメンブレンおよびX線マス
クの作製をしたものである。図4(a)は実施例4で用
いたX線マスクメンブレン作製用の珪素薄膜堆積基板の
断面図、図4(b)は積層体の断面図、図4(c)は支
持体の斜視図、図4(d)は支持体と積層体を重ね合わ
せたところを表す断面図、図4(e)は実施例4で得ら
れたX線マスクメンブレンの断面図である。また、図5
(a)は実施例4で用いたX線マスク作製用のX線マス
クメンブレンの断面図、図5(b)はメンブレン上にX
線吸収膜を形成した状態の断面図、図5(c)は実施例
4において途中で形成されたX線マスクブランクの断面
図、図5(d)はX線マスクブランク上レジストにパタ
ーニングをを施した状態の断面図、図5(e)は実施例
4で得られたX線マスクの断面図である。
Fourth Embodiment FIG. 4 is a sectional view of a material in each step for explaining the manufacturing process of the X-ray mask membrane in the fourth embodiment, and FIG. 5 is a sectional view for explaining the manufacturing process of the X-ray mask in the same embodiment. It is sectional drawing of the material in each process.
In this example, an X-ray mask membrane and an X-ray mask were produced using the silicon carbide thin film deposition substrate produced in the same manner as the above example. FIG. 4A is a sectional view of a silicon thin film deposition substrate for producing an X-ray mask membrane used in Example 4, FIG. 4B is a sectional view of a laminate, and FIG. 4C is a perspective view of a support. 4 (d) is a cross-sectional view showing a state where the support and the laminated body are superposed, and FIG. 4 (e) is a cross-sectional view of the X-ray mask membrane obtained in Example 4. Also, FIG.
FIG. 5A is a cross-sectional view of the X-ray mask membrane used for manufacturing the X-ray mask used in Example 4, and FIG.
FIG. 5C is a sectional view of the X-ray mask blank formed in the middle of Example 4, and FIG. 5D is a patterning of the resist on the X-ray mask blank. FIG. 5E is a sectional view of the applied state, and FIG. 5E is a sectional view of the X-ray mask obtained in Example 4.

【0035】実質的なX線透過膜となる炭化珪素薄膜
は、下地基板に珪素ウェハー(Si(100)面、直径
76mm(3インチ)、厚さ0.38mm)を使用し、
ホットウォール型減圧気相成長法において、原料ガスに
ジクロルシランとアセチレンを用いて約2μm厚堆積す
ることによって、図4(a)に示すように、珪素ウェハ
ー41の全表面に堆積した炭化珪素薄膜42として得ら
れた。この後、実施例1と同様にして図4(b)示した
ような珪素ウェハー41の片側面に炭化珪素薄膜42が
形成されている積層体構造43とした。本実施例におけ
る炭化珪素薄膜支持体としては、図4(c)に示したよ
うな高純度グラファイトからなる枠構造体44を用い
た。グラファイト支持体44は、外径76mm(3イン
チ)、厚み2mmの円盤であり、面内中央部には25m
m×25mm角のウインドウあるいはヌキ穴45が設け
られている。
For a silicon carbide thin film which is a substantial X-ray transparent film, a silicon wafer (Si (100) surface, diameter 76 mm (3 inches), thickness 0.38 mm) is used as a base substrate.
In the hot wall type reduced pressure vapor deposition method, dichlorosilane and acetylene are used as the source gas to deposit the silicon carbide thin film 42 on the entire surface of the silicon wafer 41 as shown in FIG. Was obtained as. After that, a laminated body structure 43 in which a silicon carbide thin film 42 is formed on one side surface of a silicon wafer 41 as shown in FIG. As the silicon carbide thin film support in this example, the frame structure 44 made of high-purity graphite as shown in FIG. 4C was used. The graphite support 44 is a disc having an outer diameter of 76 mm (3 inches) and a thickness of 2 mm, and the center of the plane is 25 m.
An m × 25 mm square window or hollow hole 45 is provided.

【0036】図4(d)に示すように、炭化珪素薄膜堆
積基板である積層体43の炭化珪素薄膜面42側とグラ
ファイト支持枠44を重ね合わせた後、実施例1と同様
に赤外線ランプ加熱炉内に設置し、アルゴン雰囲気(大
気圧)中にて、1450℃で60分間加熱をおこなっ
た。その結果、熱処理により珪素基板41は完全に除去
され、図4(e)に示すように、グラファイト支持枠4
4上に炭化珪素薄膜42が自立する一体構造からなるX
線マスクメンブレン構造40を容易に得ることができ
た。なお、グラファイト支持枠44と炭化珪素薄膜堆積
基板43の重ね合わせに関しては、実施例1に例示した
ように、珪素基板41側とグラファイト支持枠44を接
触させても同様の効果が得られる。
As shown in FIG. 4D, after the silicon carbide thin film surface 42 side of the laminated body 43 which is a silicon carbide thin film deposition substrate and the graphite support frame 44 are superposed, the infrared lamp heating is carried out as in the first embodiment. It was placed in a furnace and heated at 1450 ° C. for 60 minutes in an argon atmosphere (atmospheric pressure). As a result, the silicon substrate 41 is completely removed by the heat treatment, and as shown in FIG.
X having a monolithic structure in which the silicon carbide thin film 42 stands on
The line mask membrane structure 40 could be easily obtained. Regarding the superposition of the graphite support frame 44 and the silicon carbide thin film deposition substrate 43, the same effect can be obtained even if the silicon substrate 41 side and the graphite support frame 44 are brought into contact with each other, as illustrated in the first embodiment.

【0037】X線マスクの作製は、図5(a)に示した
ように上記の工程で得られたX線マスクメンブレン40
を用いて実施した。まず、図5(b)に示すように、X
線マスクメンブレン40上にX線吸収体である例えばT
4Bなどタンタルとホウ素からなる膜46をArガス
を用いたRFマグネトロンスパッタ法により膜厚0.5
μmで作製した。次に図5(c)で示すように、X線吸
収体膜46上に電子線レジスト47をスピンコート法に
より塗布し、X線マスクブランクを作製した。次に図5
(d)に示すように、電子線描画装置を用い設計値0.
5μmラインアンドスペースにおいて電子線描画を実施
し、つづいて湿式現像を施すことでレジスト47のパタ
ーニングをおこなった。
The X-ray mask is produced by the X-ray mask membrane 40 obtained in the above steps as shown in FIG.
Was carried out using First, as shown in FIG. 5B, X
An X-ray absorber such as T is formed on the line mask membrane 40.
A film 46 made of tantalum and boron such as a 4 B is formed to a film thickness of 0.5 by RF magnetron sputtering using Ar gas.
It was made to be μm. Next, as shown in FIG. 5C, an electron beam resist 47 was applied on the X-ray absorber film 46 by a spin coat method to prepare an X-ray mask blank. Next in FIG.
As shown in (d), a design value of 0.
The resist 47 was patterned by performing electron beam writing in a line and space of 5 μm and subsequently performing wet development.

【0038】さらにこのレジストパターン48をマスク
にして、ECR(Electron CycIotron Resonance)エッ
チング装置において塩素ガスをエッチングガスに用いて
吸収体層46のパターニングをおこなった。この結果、
X線メンブレン42上にX線吸収体46からなる所望の
パターン49を配したX線マスク50が容易に作製でき
た。本発明の方法を適用することにより、支持枠44上
に直接、X線透過膜である炭化珪素薄膜42が存在する
構造の達成が容易となる。このように本発明ではメンブ
レンの作製と同時にハンドリング用支持枠が付与される
ことから、X線マスク50の作製において通常必要とさ
れるハンドリング用支持枠の付与工程を省略することが
でき、X線マスクブランクおよびX線マスクの作製工程
の簡略化が容易となった。
Further, with the resist pattern 48 as a mask, the absorber layer 46 was patterned by using chlorine gas as an etching gas in an ECR (Electron CycIotron Resonance) etching apparatus. As a result,
The X-ray mask 50 in which the desired pattern 49 made of the X-ray absorber 46 is arranged on the X-ray membrane 42 can be easily manufactured. By applying the method of the present invention, it becomes easy to achieve a structure in which the silicon carbide thin film 42, which is an X-ray transparent film, directly exists on the support frame 44. As described above, in the present invention, since the handling support frame is provided simultaneously with the production of the membrane, the step of providing the handling support frame, which is usually required in the production of the X-ray mask 50, can be omitted, and the X-rays can be omitted. It became easy to simplify the manufacturing process of the mask blank and the X-ray mask.

【0039】なお、従来技術におけるX線マスク製造工
程では、マスクメンブレンの作製のために基板開口部を
形成する工程に酸によるウェットエッチング方式を用い
ることが主流となっている。このため、X線マスク製造
プロセス中におけるコンタミネーションの発生やプロセ
スの再現性が悪い点など、未だ課題を抱えている。本発
明の方法によるX線マスクの作製プロセスでは、ウェッ
トエッチング方式を用いなくても済むためプロセスのド
ライ化が可能となり、上記課題を解決してコンタミネー
ションの発生を抑制し、量産プロセスの安定性を向上さ
せることができる。また、酸やアルカリ等の有害廃液を
低減させることにより環境問題の解決にも貢献できる。
なお、X線マスクメンブレンからX線マスクを作製する
工程に関しては、実施例5に示した方法に限られるもの
ではなく、例えば、特開平6−112107に記載され
ている工程など公知の方法を適宜用いることが可能であ
る。
In the conventional X-ray mask manufacturing process, the wet etching method using acid is mainly used in the process of forming the substrate opening for manufacturing the mask membrane. Therefore, there are still problems such as occurrence of contamination during the X-ray mask manufacturing process and poor process reproducibility. In the manufacturing process of the X-ray mask by the method of the present invention, it is possible to dry the process because the wet etching method is not used, the above problems are solved, the occurrence of contamination is suppressed, and the stability of the mass production process is improved. Can be improved. In addition, reducing harmful waste liquids such as acids and alkalis can also contribute to solving environmental problems.
The step of producing an X-ray mask from the X-ray mask membrane is not limited to the method shown in Example 5, and a known method such as the step described in JP-A-6-112107 can be used as appropriate. It can be used.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上詳述したように、基体上に形成され
た炭化珪素や炭素からなる薄膜に関して、基体部分を熱
的に処理して溶融または昇華などにより除去すること
で、基体から分離独立した薄膜が容易に得られるように
なった。また、基体除去の際、熱的に溶融または昇華し
ない材質による支持体を付与することにより、基体を除
去するとそのまま薄膜と適当な支持体からなる一体構
造、例えばダイヤフラム構造やメンブレン構造が容易に
得られるようになった。このような一体構造は、特に炭
化珪素の特性を生かした各種デバイス、センサー、光学
薄膜などに好適に用いられるものであり、中でもX線マ
スク用メンブレンおよびX線マスク作製において有効な
構造材料が、高い量産性において容易に提供できるよう
になった。
As described in detail above, the thin film made of silicon carbide or carbon formed on the substrate is separated from the substrate by thermally treating the substrate and removing it by melting or sublimation. The thin film can be easily obtained. In addition, when removing the substrate, by providing a support made of a material that does not melt or sublimate thermally, it is easy to obtain an integral structure consisting of a thin film and an appropriate support as it is when the substrate is removed, such as a diaphragm structure or a membrane structure. Came to be. Such an integrated structure is particularly suitable for use in various devices, sensors, optical thin films, and the like that take advantage of the characteristics of silicon carbide. Among them, the X-ray mask membrane and the structural material effective in X-ray mask fabrication are It can now be easily provided with high mass productivity.

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

【図1】本発明の実施例1における炭化珪素薄膜の製造
工程を説明する図面である。
FIG. 1 is a drawing explaining a manufacturing process of a silicon carbide thin film in Example 1 of the present invention.

【図2】実施例1の工程において、グラファイト支持体
と積層体の別の重ね合わせ関係を表した断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another superposition relationship between a graphite support and a laminate in the process of Example 1.

【図3】本発明の実施例2における炭化珪素薄膜の製造
工程を説明する図面である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a manufacturing process of a silicon carbide thin film according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例4におけるX線マスクメンブレ
ンの製造工程を説明する図面である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a manufacturing process of an X-ray mask membrane according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】実施例4におけるX線マスクの製造工程を説明
する図面である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an X-ray mask manufacturing process according to a fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 一体構造 11 支持体 12 珪素ウェハー 13 炭化珪素薄膜 14 積層体 21 支持体 22 珪素ウェハー 23 炭化珪素薄膜 30 一体構造 31 モリブデン支持体 32 貫通孔 33 珪素ウェハー 34 炭化珪素薄膜 35 積層体 40 X線マスクメンブレン構造 41 珪素ウェハー 42 炭化珪素薄膜 43 積層体 44 グラファイト支持体 45 ヌキ穴 46 X線吸収体膜 47 電子線レジスト 48 レジストパターン 49 X線吸収体パターン 50 X線マスク 10 monolithic structure 11 support 12 silicon wafer 13 silicon carbide thin film 14 laminated body 21 support 22 silicon wafer 23 silicon carbide thin film 30 monolithic structure 31 molybdenum support 32 through hole 33 silicon wafer 34 silicon carbide thin film 35 laminated body 40 X-ray mask Membrane structure 41 Silicon wafer 42 Silicon carbide thin film 43 Laminated body 44 Graphite support 45 Nuki hole 46 X-ray absorber film 47 Electron beam resist 48 Resist pattern 49 X-ray absorber pattern 50 X-ray mask

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 支持体により支持された薄膜を得る方法
において、まず、薄膜を形成する物質の変成温度より低
温において液相または気相に変態する材料からなる基体
上に薄膜を堆積して積層体を形成し、次に、前記基体の
変態温度では相変換しない物質からなる支持体に前記積
層体を密着して複合体を形成した後、該複合体を前記基
体の変態温度以上かつ薄膜変成温度未満の温度で熱処理
することにより前記基体を除去する工程を含む支持体付
薄膜の形成方法。
In a method for obtaining a thin film supported by a support, first, a thin film is deposited and laminated on a substrate made of a material that transforms into a liquid phase or a gas phase at a temperature lower than a transformation temperature of a substance forming the thin film. After forming a body, and then adhering the laminate to a support made of a substance that does not undergo phase conversion at the transformation temperature of the base body to form a composite body, the composite body is transformed at a temperature not lower than the transformation temperature of the base body and subjected to thin film transformation. A method for forming a thin film with a support, comprising the step of removing the substrate by heat treatment at a temperature lower than the temperature.
【請求項2】 複合体の熱処理により、薄膜と支持体と
をその界面において化学的に結合させることを特徴とす
る請求項1記載の支持体付薄膜形成方法。
2. The method for forming a thin film with a support according to claim 1, wherein the thin film and the support are chemically bonded at the interface by heat treatment of the composite.
【請求項3】 薄膜を形成する物質が炭化珪素または炭
素であり、基体が珪素であることを特徴とする請求項1
または2に記載の支持体付薄膜形成方法。
3. The material for forming a thin film is silicon carbide or carbon, and the substrate is silicon.
Alternatively, the method for forming a thin film with a support according to item 2.
【請求項4】 基体上に薄膜を堆積する方法として熱C
VD法を用いたことを特徴とする請求項1ないし3のい
ずれかに記載の支持体付薄膜形成方法。
4. Heat C as a method for depositing a thin film on a substrate.
4. The method for forming a thin film with a support according to claim 1, wherein the VD method is used.
【請求項5】 複合体の熱処理を、水素、酸素、塩素、
フッ素のうち、少なくとも1種を含む雰囲気中で行うこ
とを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の支
持体付薄膜形成方法。
5. The heat treatment of the composite is performed by using hydrogen, oxygen, chlorine,
5. The method for forming a thin film with a support according to claim 1, wherein the method is performed in an atmosphere containing at least one of fluorine.
【請求項6】 複合体の熱処理を、へリウム、ネオン、
アルゴン、キセノン、窒素のうち少なくとも1種を含む
雰囲気中もしくは真空中で行うことを特徴とする請求項
1ないし5のいずれかに記載の支持体付薄膜形成方法。
6. The heat treatment of the composite is performed with helium, neon,
6. The method for forming a thin film with a support according to claim 1, wherein the method is performed in an atmosphere containing at least one of argon, xenon, and nitrogen or in a vacuum.
【請求項7】 支持枠により周縁部を支持された炭化珪
素からなるX線透過膜を得る工程を有するX線マスク用
基板の製造方法において、まず、珪素からなる基体に炭
化珪素薄膜を堆積して積層体を形成し、次に該積層体を
該薄膜の周縁部に支持する支持枠に密着した後、珪素の
変態温度以上かつ炭化珪素の変成温度未満の温度で熱処
理することにより前記基体を除去する工程を有すること
を特徴とするX線マスク用基板の製造方法。
7. A method of manufacturing a substrate for an X-ray mask, which comprises a step of obtaining an X-ray transparent film made of silicon carbide whose peripheral portion is supported by a support frame. First, a silicon carbide thin film is deposited on a base made of silicon. To form a laminated body, and then adhere the laminated body to a supporting frame that supports the peripheral portion of the thin film, and then heat-treat the substrate at a temperature not lower than the transformation temperature of silicon and lower than the transformation temperature of silicon carbide to give the substrate. A method for manufacturing an X-ray mask substrate, comprising a step of removing.
【請求項8】 請求項7記載のX線マスク用基板の製造
方法により製造したX線マスク用基板を用いてX線マス
クを製造することを特徴とするX線マスクの製造方法。
8. A method for manufacturing an X-ray mask, which comprises manufacturing an X-ray mask using the substrate for X-ray mask manufactured by the method for manufacturing a substrate for X-ray mask according to claim 7.
JP16391096A 1996-06-04 1996-06-04 Deposition of thin film with support and production of x-ray mask Pending JPH09326355A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008522422A (en) * 2004-11-30 2008-06-26 コミサリア、ア、レネルジ、アトミク Rectangular semiconductor support for microelectronics and manufacturing method thereof

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