(57)【要約】【課題】荷電粒子線遮蔽膜に露光貫通孔が存在しないことに起因するマスク作製時の荷電粒子線遮蔽膜の破損を防止することができるマスク作製方法を提供する。また、被照射体へ照射するパターン精度を向上させることができるマスクを提供する。【解決手段】パターンが配置されないパターン配置可能領域の荷電粒子線遮蔽膜１に通風貫通孔１ｂを形成した後に、荷電粒子線遮蔽膜１に冷却用ガスを吹き付けた状態で、荷電粒子線遮蔽膜１をドライエッチングすることによりパターン形成を行う。荷電粒子線遮蔽膜１のドライエッチングにおいて、パターンが配置されないパターン配置可能領域の荷電粒子線遮蔽膜１に通風貫通孔１ｂが形成されていることから、当該通風貫通孔１ｂを介して冷却用ガスが流動し、荷電粒子線遮蔽膜１にかかる圧力が緩和される。【選択図】図３
2006135049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパターン配置可能領域を区画する補強部と、
各パターン配置可能領域に張られた荷電粒子線遮蔽膜と、
前記荷電粒子線遮蔽膜を貫通し、被照射体に照射するパターンをもつ露光貫通孔と、
前記露光貫通孔が形成されていない前記荷電粒子線遮蔽膜に貫通して形成され、入射した荷電粒子線の通過を抑制し得る通風貫通孔と
を有するマスク。
【請求項２】
前記通風貫通孔は、荷電粒子線の通過を抑制し得る径をもつ
請求項１記載のマスク。
【請求項３】
前記通風貫通孔は、荷電粒子線の通過を抑制し得る角度で前記荷電粒子線遮蔽膜を貫通して形成された
請求項１記載のマスク。
【請求項４】
複数のパターン配置可能領域を区画する補強部と、
各パターン配置可能領域に張られた荷電粒子線遮蔽膜と、
前記荷電粒子線遮蔽膜を貫通し、被照射体に照射するパターンをもつ露光貫通孔と、
前記露光貫通孔が形成されていない前記荷電粒子線遮蔽膜に形成された通風貫通孔と、
前記通風貫通孔を塞いで、前記荷電粒子線を遮蔽する補助膜と
を有するマスク。
【請求項５】
パターンが配置されるパターン配置領域のみを区画する補強部と、
各パターン配置領域に張られた荷電粒子線遮蔽膜と、
全ての前記荷電粒子線遮蔽膜に形成され、被照射体に照射するパターンをもつ露光貫通孔と
を有するマスク。
【請求項６】
複数のパターン配置可能領域を区画する補強部と、各パターン配置可能領域に張られた荷電粒子線遮蔽膜とを有するマスクブランクスを作製する工程と、
露光貫通孔が形成されない前記荷電粒子線遮蔽膜に、荷電粒子線の通過を抑制し得る通風貫通孔を形成する工程と、
前記荷電粒子線遮蔽膜に冷却用ガスを吹き付けた状態で、当該荷電粒子線遮蔽膜に荷電粒子線を通過させるパターンで前記露光貫通孔を形成する工程と
を有するマスク作製方法。
【請求項７】
前記通風貫通孔を形成する工程において、荷電粒子線の通過を抑制し得る径をもつ前記通風貫通孔を形成する
請求項６記載のマスク作製方法。
【請求項８】
前記通風貫通孔を形成する工程において、荷電粒子線の通過を抑制し得る角度で前記荷電粒子線遮蔽膜を貫通する前記通風貫通孔を形成する
請求項６記載のマスク作製方法。
【請求項９】
複数のパターン配置可能領域を区画する補強部と、各パターン配置可能領域に張られた荷電粒子線遮蔽膜とを有するマスクブランクスを作製する工程と、
前記荷電粒子線遮蔽膜に冷却用ガスを吹き付けた状態で、前記荷電粒子線遮蔽膜に被照射体に照射するパターンをもつ露光貫通孔を形成し、かつ、前記露光貫通孔が形成されない前記荷電粒子線遮蔽膜に通風貫通孔を形成する工程と、
前記通風貫通孔を塞ぎ、荷電粒子線を遮断する補助膜を形成する工程と
を有するマスク作製方法。
【請求項１０】
パターン配置データに基づいて、パターン配置領域のみを区画する補強部と、各パターン配置領域に張られた荷電粒子線遮蔽膜とを有するマスクブランクスを作製する工程と、
前記荷電粒子線遮蔽膜に冷却用ガスを吹き付けた状態で、全ての前記荷電粒子線遮蔽膜に、被照射体に照射するパターンをもつ露光貫通孔を形成する工程と
を有するマスク作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクおよびその作製方法に関し、特に、荷電粒子線を用いた露光に使用されるマスクおよびその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、回路パターンの微細化に伴い、従来の光を用いたパターン形成手段以外の方法が提案されている。この中でも、露光光にＸ線を用いる、Ｘ線リソグラフィや、電子線を用いるＥＰＬ(electron projection lithography)、ＬＥＥＰＬ(low-energy electron-beam proximity-projection lithography) 等の技術は、次世代のパターン形成方法として、注目されている。この理由の一つには、従来の露光方式以上の高解像性が、容易に得られるためである。
【０００３】
これらのパターン形成方法は、いずれもメンブレン構造を有するマスクを使用するという共通点を持つ。これらのマスクにおけるメンブレン（荷電粒子線遮蔽膜）膜厚は一般に数１０μｍ以下の薄膜で構成されており、機械的強度を維持するため、および、マスクパターンの位置精度の高精度化のため、メンブレンは梁（補強部）によって支えられていることが多い。これらの梁構造を有するマスクは、パターンが貫通孔によって形成されるステンシル方式（ステンシルマスク）のものと、パターン部以外の部分が露光光の散乱体で構成された散乱方式のものとの２方式がある。
【０００４】
ステンシルマスクの形成方法は、大別すると２通りの方法が存在する（例えば、特許文献１の図４参照）。一方は、基板上に回路パターンを形成した後、該パターンと逆の面よりエッチング処理を行ない、梁構造を形成する方法である。他方は、梁構造をあらかじめ形成しておき、メンブレン部に微細回路パターンを形成するものである（先行バックエッチング法）。
【０００５】
このうち、後者に関しては、メンブレンという機械的強度が脆弱なマスク材に露光およびエッチングを行なうという制約はあるものの、微細パターン形成のための電子線露光時に近接効果がほぼ無視できるという点や、メンブレン形成時のエッチングによる微細パターン破壊の危険が少ないという利点を併せもつ。このため、メンブレン構造を有するマスクの作製においては、後者の方法を採用する場合が多々ある。
【特許文献１】特開２００２−１５１３８５号公報
【非特許文献１】M. Yoshizawa et al., Jpn. J. Appl. Phys. 43, 3739 (2004)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述における先行バックエッチング法には、以下のような問題点があった。バックエッチングによる梁構造の加工後に実施される、表面への回路パターン形成において、メンブレンが破損するという問題である。これに関しては、以下のような要因が考えられている。
【０００７】
先行バックエッチング法におけるステンシルマスクの作製は、例えば特許文献１で例示されているようなフローで行なわれる。すなわち、ＳＯＩ(Silicon on insulator)等の基板の両面にエッチングマスクを形成し、この後、フォトリソグラフィー等で梁に相当するパターンのレジストパターンを作製する。次いで、ドライエッチング等のエッチング工程により、ＳＯＩ基板の中間酸化膜までエッチングを行なう。最後に、ＨＦ等によるウェットエッチングにて中間酸化膜を除去し、裏面側からメンブレンを露出させる。以上のようなフローで形成されたメンブレンに対し、メンブレン表面にレジスト等の感光材を塗布し、電子線描画等によって、所望の回路パターンのレジストパターンを形成する。この後、ドライエッチングによりメンブレンの加工を行ない、回路パターンに相当する、貫通孔を形成する。
【０００８】
ここで問題となるのが、回路パターン作製のための、メンブレンのドライエッチング工程である。一般に、ドライエッチングにおいては、基板加熱防止のための冷却を行なうことが一般的である。この冷却は、ステンシルマスクのメンブレンにエッチングする際にも行われる。冷却に関してもさまざまな方法があるが、不活性ガス（冷却用ガス）を吹き付けることが一般的である。
【０００９】
しかしながら、メンブレンの中には、膜厚が５００ｎｍという極薄膜も存在するため、上記したガス噴射による圧力変動によって、破損してしまうことがある。これは特に、メンブレン内にパターンが存在しない場合に顕著である。なぜなら、メンブレン内にパターンが存在する場合は、エッチング中にパターンが貫通し、この孔より冷却用ガスが表面に流動することによって、メンブレンにかかる圧力が緩和されるためである。
【００１０】
しかしながら、メンブレン内に一切パターンが存在しない場合、エッチング処理工程の間中、メンブレンは冷却用ガスによる圧力を受ける事になり、この圧力に耐えられず、メンブレンが破損してしまうことがある。このような現象を防止するため、メンブレン内にパターンが存在しない場合、ガス抜き用の貫通孔パターンを設けようとすると、当該ガス抜き用の貫通孔パターンが転写されてしまい、回路パターン形成時の欠陥となり、例えば、半導体回路素子作製上、大きな問題となる。
【００１１】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、荷電粒子線遮蔽膜に露光貫通孔が存在しないことに起因するマスク作製時の荷電粒子線遮蔽膜の破損を防止することができるマスク作製方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、被照射体へ照射するパターン精度を向上させることができるマスクを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するため、本発明のマスクは、複数のパターン配置可能領域を区画する補強部と、各パターン配置可能領域に張られた荷電粒子線遮蔽膜と、前記荷電粒子線遮蔽膜を貫通し、被照射体に照射するパターンをもつ露光貫通孔と、前記露光貫通孔が形成されていない前記荷電粒子線遮蔽膜に貫通して形成され、入射した荷電粒子線の通過を抑制し得る通風貫通孔とを有する。
【００１４】
上記の本発明のマスクには、露光貫通孔が形成されていない荷電粒子線遮蔽膜に貫通して形成され、入射した荷電粒子線の通過を抑制し得る通風貫通孔が形成されている。この通風貫通孔は、マスク作製においてガス抜き用として使用されたものが残ったものである。
上記のマスクに荷電粒子線が照射されると、荷電粒子線は露光貫通孔のみを通過して、被照射体に選択的に荷電粒子線が照射される。
【００１５】
上記の目的を達成するため、本発明のマスクは、複数のパターン配置可能領域を区画する補強部と、各パターン配置可能領域に張られた荷電粒子線遮蔽膜と、前記荷電粒子線遮蔽膜を貫通し、被照射体に照射するパターンをもつ露光貫通孔と、前記露光貫通孔が形成されていない前記荷電粒子線遮蔽膜に形成された通風貫通孔と、前記通風貫通孔を塞いで、前記荷電粒子線を遮蔽する補助膜とを有する。
【００１６】
上記の本発明のマスクでは、露光貫通孔が形成されていない荷電粒子線遮蔽膜の一部に補助膜が形成されている。この補助膜は、マスク作製においてガス抜き用として形成された通風貫通孔を塞ぐものである。
上記のマスクに荷電粒子線が照射されると、荷電粒子線は露光貫通孔のみを通過して、被照射体に選択的に荷電粒子線が照射される。
【００１７】
上記の目的を達成するため、本発明のマスクは、パターンが配置されるパターン配置領域のみを区画する補強部と、各パターン配置領域に張られた荷電粒子線遮蔽膜と、全ての前記荷電粒子線遮蔽膜に形成され、被照射体に照射するパターンをもつ露光貫通孔とを有する。
【００１８】
上記の本発明のマスクでは、パターンが配置されるパターン配置領域のみを区画する補強部が形成されている。したがって、全てのパターン配置領域には、少なくとも１つの露光貫通孔が形成されている。
上記のマスクに荷電粒子線が照射されると、荷電粒子線は露光貫通孔のみを通過して、被照射体に選択的に荷電粒子線が照射される。
【００１９】
上記の目的を達成するため、本発明のマスク作製方法は、複数のパターン配置可能領域を区画する補強部と、各パターン配置可能領域に張られた荷電粒子線遮蔽膜とを有するマスクブランクスを作製する工程と、露光貫通孔が形成されない前記荷電粒子線遮蔽膜に、荷電粒子線の通過を抑制し得る通風貫通孔を形成する工程と、前記荷電粒子線遮蔽膜に冷却用ガスを吹き付けた状態で、当該荷電粒子線遮蔽膜に荷電粒子線を通過させるパターンで前記露光貫通孔を形成する工程とを有する。
【００２０】
上記の本発明のマスク作製方法では、露光貫通孔が形成されない荷電粒子線遮蔽膜に、荷電粒子線の通過を抑制し得る通風貫通孔を形成した後に、荷電粒子線遮蔽膜に冷却用ガスを吹き付けた状態で、当該荷電粒子線遮蔽膜に荷電粒子線を通過させるパターンで露光貫通孔を形成する。
この露光貫通孔の形成において、露光貫通孔が形成されない荷電粒子線遮蔽膜には冷却用ガスが通り抜ける通風貫通孔が形成されていることから、当該荷電粒子線遮蔽膜にかかる圧力は緩和される。
上記の通風貫通孔は荷電粒子線の通過を抑制し得るように形成されていることから、作製された当該マスクに荷電粒子線が照射されると、露光貫通孔を通過した荷電粒子線のみが被照射体に照射される。
【００２１】
上記の目的を達成するため、本発明のマスク作製方法は、複数のパターン配置可能領域を区画する補強部と、各パターン配置可能領域に張られた荷電粒子線遮蔽膜とを有するマスクブランクスを作製する工程と、前記荷電粒子線遮蔽膜に冷却用ガスを吹き付けた状態で、前記荷電粒子線遮蔽膜に被照射体に照射するパターンをもつ露光貫通孔を形成し、かつ、前記露光貫通孔が形成されない前記荷電粒子線遮蔽膜に通風貫通孔を形成する工程と、前記通風貫通孔を塞ぎ、荷電粒子線を遮断する補助膜を形成する工程とを有する。
【００２２】
上記の本発明のマスク作製方法では、露光貫通孔が形成されない荷電粒子線遮蔽膜に、通風貫通孔を形成した後に、荷電粒子線遮蔽膜に冷却用ガスを吹き付けた状態で、当該荷電粒子線遮蔽膜に荷電粒子線を通過させるパターンで露光貫通孔を形成する。
この露光貫通孔の形成において、露光貫通孔が形成されない荷電粒子線遮蔽膜には冷却用ガスが通り抜ける通風貫通孔が形成されていることから、当該荷電粒子線遮蔽膜にかかる圧力は緩和される。
上記の通風貫通孔はその後に補助膜により塞がれることから、作製された当該マスクに荷電粒子線が照射されると、露光貫通孔を通過した荷電粒子線のみが被照射体に照射される。
【００２３】
上記の目的を達成するため、本発明のマスク作製方法は、パターン配置データに基づいて、パターン配置領域のみを区画する補強部と、各パターン配置領域に張られた荷電粒子線遮蔽膜とを有するマスクブランクスを作製する工程と、前記荷電粒子線遮蔽膜に冷却用ガスを吹き付けた状態で、全ての前記荷電粒子線遮蔽膜に、被照射体に照射するパターンをもつ露光貫通孔を形成する工程とを有する。
【００２４】
上記の本発明のマスク作製方法では、パターン配置データに基づいて、パターン配置領域のみを区画する補強部と、各パターン配置領域に張られた荷電粒子線遮蔽膜とを有するマスクブランクスを作製する。
従って、荷電粒子線遮蔽膜に冷却用ガスを吹き付けた状態で荷電粒子線遮蔽膜に貫通孔を形成する工程において、全ての荷電粒子線遮蔽膜に少なくとも１つの露光貫通孔が形成されることから、露光貫通孔の形成により冷却用ガスによる圧力が緩和される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のマスク作製方法によれば、荷電粒子線遮蔽膜に露光貫通孔が存在しないことに起因するマスク作製時の荷電粒子線遮蔽膜の破損を防止することができる。
本発明のマスクによれば、被照射体へ照射するパターン精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に、本発明のマスクおよびその作製方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１から図３を参照して、実施例１に係るマスクの作製方法について説明する。本実施例では、ＳＯＩ基板（Silicon On Insulator）を用いてマスクを作製する例について説明するが、ＳＯＩ基板以外の基板を用いてもよい。
【００２８】
まず、図１（ａ）に示すようなシリコン基板上に酸化シリコン膜を介してシリコン層が形成されたＳＯＩ基板を作製する。ＳＯＩ基板のシリコン層を荷電粒子線遮蔽膜（メンブレン）１とし、酸化シリコン膜を中間酸化膜２とし、シリコン基板を支持基板３として用いる。
【００２９】
次に、図１（ｂ）に示すように、ＳＯＩ基板の表面側（荷電粒子線遮蔽膜１側）と裏面側（支持基板３側）の全面に、エッチングマスク１０を形成する。エッチングマスク１０として、例えば、表裏同時に成膜が可能な減圧ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）により窒化シリコン膜を形成する。
【００３０】
次に、支持基板３側のエッチングマスク１０上に、レジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとしてエッチングマスク１０をエッチングして、補強部のパターンをもつエッチングマスク１０を形成する。続いて、図１（ｃ）に示すように、支持基板３をエッチングすることにより、補強部（梁）４を形成する。
【００３１】
次に、図２（ａ）に示すように、エッチングマスク１０を除去した後に、露出した中間酸化膜２を除去する。以上のようにして、補強部４のパターンが形成され、補強部４間に荷電粒子線遮蔽膜１が張られたマスクブランクスが作製される。補強部４間において荷電粒子線遮蔽膜１が張られた領域が、パターン配置可能領域Ａｒ（Ａｒ１，Ａｒ２）となる。
【００３２】
次に、補強部４のパターンデータと、実際にマスク内に描画される回路パターン描画データとを比較し、パターンが全く配置されないパターン配置可能領域Ａｒ２を抽出する。抽出の方法は、各パターン配置可能領域Ａｒの座標と、各回路パターンの位置座標とを比較し、パターン配置可能領域Ａｒにパターンが存在するか否かを検出する。
【００３３】
パターンが配置されないパターン配置可能領域Ａｒ２が存在した場合、パターン配置可能領域Ａｒ２内の荷電粒子線遮蔽膜１に、露光に影響の無い微細な貫通孔を少なくとも１箇所以上に形成する。このような貫通孔の形成は、以下のような方法で行なう。
【００３４】
まず、図２（ｂ）に示すように、荷電粒子線遮蔽膜１上にレジスト膜１１を形成する。通常の工程では、この後、パターン露光に入るが、本実施例では、パターン露光に先立ち、パターン配置可能領域Ａｒ２内の荷電粒子線遮蔽膜１への微細貫通孔形成工程に入る。
【００３５】
図２（ｃ）に示すように、例えば、集束イオンビーム等でレジスト膜１１および荷電粒子線遮蔽膜１を加工することにより、パターン配置可能領域Ａｒ２内の荷電粒子線遮蔽膜１に微細な通風貫通孔１ｂを形成する。
【００３６】
集束イオンビームとして、例えば３０ｋｅＶで加速された、Ｇａイオンビームを使用する。通風貫通孔の寸法については、例えば露光に用いる荷電粒子線のビームブラーの８０％以下にすればよい。ビームブラーとは、荷電粒子線（例えば電子線）のビーム強度空間分布の半値半幅を称する。これは非特許文献１の報告内容に基づくものであり、たとえば、荷電粒子線のビームブラーが５０ｎｍの場合は、すくなくとも４０ｎｍ以下の寸法をもつ通風貫通孔１ｂを形成すればよい。通風貫通孔１ｂの形状は任意であるが、荷電粒子線の重畳を防止するという点で、通風貫通孔１ｂ間の距離が少なくとも貫通孔寸法の１０倍以上離れた、孤立パターンが望ましい。配置箇所、配置点数に対しても任意であるが、例えばパターン配置可能領域Ａｒ２の中央部に少なくとも１箇所以上配置しておけば良い。
【００３７】
次に、図３（ａ）に示すように、例えば電子線描画および現像により、パターンが配置されるパターン配置可能領域Ａｒ１内のレジスト膜１１に回路パターンを形成する。
【００３８】
次に、図３（ｂ）に示すように、パターンが形成されたレジスト膜１１をエッチングマスクとして、荷電粒子線遮蔽膜１をドライエッチングすることにより、荷電粒子線遮蔽膜１に貫通孔パターン（露光貫通孔）１ａを形成する。このドライエッチングでは、マスク面内のエッチングばらつきを考慮して、通常オーバーエッチングを行う。また、このドライエッチングにおいては、荷電粒子線遮蔽膜１の加熱防止のため、荷電粒子線遮蔽膜１に不活性ガス（冷却用ガス）を吹き付けながら行う。冷却用ガスを吹き付けるのは、サイドエッチングの抑制ならびに、レジスト膜の変質による貫通孔パターン１ａの変形を防止するためである。
【００３９】
ここで、本実施例では、パターンが配置されないパターン配置可能領域Ａｒ２の荷電粒子線遮蔽膜１には通風貫通孔１ｂが形成されていることから、当該荷電粒子線遮蔽膜１にかかる圧力が緩和され、荷電粒子線遮蔽膜１の破損が防止される。なお、パターンが形成されるパターン配置可能領域Ａｒ１には、エッチング開始時には貫通孔は存在しないが、ドライエッチング中に貫通孔パターン１ａが形成されることから、この貫通孔パターン１ａを通して冷却用ガスが流動し、当該荷電粒子線遮蔽膜１にかかる圧力が緩和される。
【００４０】
次に、図３（ｃ）に示すように、レジスト膜１１を除去することにより、マスクが完成する。当該マスクは、被照射体に照射するパターンが貫通孔により形成されたいわゆるステンシルマスクである。
【００４１】
上記の工程により作製されたマスクは、複数のパターン配置可能領域Ａｒを区画する補強部４と、各パターン配置可能領域Ａｒに張られた荷電粒子線遮蔽膜１とを有する。パターン配置可能領域Ａｒの荷電粒子線遮蔽膜１には貫通孔パターン１ａが形成され、貫通孔パターン１ａが形成されていない荷電粒子線遮蔽膜１には、通風貫通孔１ｂが形成されている。
【００４２】
上記のマスクにイオンビームや電子線等の荷電粒子線が照射されると、貫通孔パターン１ａを通った荷電粒子線のみが被照射体に照射される。ここで、通風貫通孔１ｂは、貫通孔パターン１ａの径よりも小さく、例えば、荷電粒子線のビームブラーの80％以下の寸法で形成されていることから、荷電粒子線の通過が防止され、通風貫通孔１ｂのパターンは、被照射体へは転写されない。
【００４３】
以上説明したように、本実施例に係るマスクの作製方法では、荷電粒子線遮蔽膜１への貫通孔パターン１ａの形成のためのドライエッチングにおいて、冷却用ガスの圧力が作用することによる荷電粒子線遮蔽膜１の破損を防止することができる。
【００４４】
冷却用ガスを吹き付けることにより、荷電粒子線遮蔽膜１に正確な貫通孔パターン１ａが形成される。従って、本実施例に係るマスクの作製方法によれば、精度の高い貫通孔パターン１ａをもつマスクを歩留まり良く作製することができる。
【００４５】
本実施例に係るマスクは、通風貫通孔１ｂを有するが、この通風貫通孔１ｂは被照射体へは転写されない。従って、本実施例のマスクによれば、被照射体に貫通孔パターン１ａのみを正確に転写することができる。
【実施例２】
【００４６】
本実施例に係るマスクの作製方法について、図４から図６を参照して説明する。
【００４７】
まず、実施例１と同様に図１の工程を経ることにより、図４（ａ）に示すマスクブランクスを作製する。
【００４８】
そして、実施例１と同様に、補強部のパターンデータと、実際にマスク内に描画される回路パターン描画データとを比較し、パターンが全く配置されないパターン配置可能領域Ａｒ２を抽出する。抽出の方法は、各パターン配置可能領域Ａｒの座標と、各回路パターンの位置座標とを比較し、パターン配置可能領域Ａｒにパターンが存在するか否かを検出する。
【００４９】
パターンが配置されないパターン配置可能領域Ａｒ２が存在した場合、パターン配置可能領域Ａｒ２内の荷電粒子線遮蔽膜１に、露光に影響の無い斜め貫通孔を少なくとも１箇所以上に形成する。このような貫通孔の形成は、以下のような方法で行なう。
【００５０】
まず、図４（ｂ）に示すように、荷電粒子線遮蔽膜１上にレジスト膜１１を形成する。通常の工程では、この後、パターン露光に入るが、本実施例では、パターン露光に先立ち、パターン配置可能領域Ａｒ２内の荷電粒子線遮蔽膜１への斜め貫通孔形成工程に入る。
【００５１】
図４（ｃ）に示すように、例えば、集束イオンビーム等でレジスト膜１１および荷電粒子線遮蔽膜１を加工することにより、パターン配置可能領域Ａｒ２内の荷電粒子線遮蔽膜１に、荷電粒子線遮蔽膜１を斜めに貫通する通風貫通孔１ｃを形成する。
【００５２】
集束イオンビームとして、例えば３０ｋｅＶで加速された、Ｇａイオンビームを使用する。斜めの通風貫通孔１ｃを形成するため、照射する集束イオンビームの入射方向を傾ければよい。
【００５３】
実施例２では、鉛直方向に対し、傾きをもった通風貫通孔１ｃを設ける。これにより、荷電粒子線の通過を防止しつつ、パターン配置可能領域Ａｒ２内の荷電粒子線遮蔽膜１へ通風貫通孔１ｃを設けるという目的を達成できる。
【００５４】
通風貫通孔１ｃの傾きについて、図６を参照して説明する。
通風貫通孔１ｃの傾きは、荷電粒子線遮蔽膜１の厚さと通風貫通孔１ｃの寸法によって異なるが、各々、５００ｎｍかつ１００ｎｍであった場合、図６（ａ）に示すように鉛直方向に０．２０ｒａｄ以上の傾きをもった貫通孔を設ければ良い。このようにすることで、鉛直に入射する荷電粒子線を完全に遮蔽することが可能である。
【００５５】
しかしながら、ＬＥＥＰＬにおいては、露光パターンの位置補正のため、電子光学系内の副偏向器によって、傾きを持った荷電粒子線（電子線）が入射することもありうる。この場合には、図６（ｂ）に示すように、鉛直方向に０．２１ｒａｄ以上の傾きをもった貫通孔を設ければ良い。開口部が前述の傾き以上であれば、鉛直入射ビーム同様に、遮断することが可能である。この理由は、副偏向器によるビームの斜め入射は０．０１ｒａｄ程度であるが、前述の傾きは、鉛直入射ビーム遮光に必要な傾き０．２０ｒａｄ（図６（ａ））に、該ビーム斜め入射成分０．０１ｒａｄを加算したものであるためである。
【００５６】
これをさらに一般化するため、通風貫通孔１ｃの寸法をｄとし、荷電粒子線遮蔽膜１の厚さをｔとし、副偏向補正角をΦとすると、荷電粒子線の遮断に必要な通風貫通孔１ｃの最小の傾きθは式（１）のように記述できる。
【００５７】
[数１]
θ＝ａｒｃｔａｎ（ｔ／ｄ）＋Φ（ｒａｄ）          …（１）
【００５８】
通風貫通孔１ｃの形状は任意であるが、荷電粒子線の重畳を防止するという点で、通風貫通孔１ｃ間の距離が少なくとも貫通孔寸法の１０倍以上離れた、孤立パターンが望ましい。配置箇所、配置点数に対しても、パターン形状と同じく任意であるが、例えばパターン配置可能領域Ａｒ２の中央部に少なくとも１箇所以上配置しておけば良い。
【００５９】
次に、図５（ａ）に示すように、例えば電子線描画および現像により、パターンが配置されるパターン配置可能領域Ａｒ１内のレジスト膜１１に回路パターンを形成する。
【００６０】
次に、図５（ｂ）に示すように、パターンが形成されたレジスト膜１１をエッチングマスクとして、荷電粒子線遮蔽膜１をドライエッチングすることにより、荷電粒子線遮蔽膜１に貫通孔パターン（露光貫通孔）１ａを形成する。このドライエッチングでは、マスク面内のエッチングばらつきを考慮して、通常オーバーエッチングを行う。また、このドライエッチングにおいては、荷電粒子線遮蔽膜１の加熱防止のため、荷電粒子線遮蔽膜１に不活性ガス（冷却用ガス）を吹き付けながら行う。
【００６１】
ここで、本実施例では、パターンが配置されないパターン配置可能領域Ａｒ２の荷電粒子線遮蔽膜１には通風貫通孔１ｃが形成されていることから、荷電粒子線遮蔽膜１にかかる圧力が緩和され、荷電粒子線遮蔽膜１の破損が防止される。なお、パターンが形成されるパターン配置可能領域Ａｒ１には、エッチング開始時には貫通孔は存在しないが、ドライエッチング中に貫通孔パターン１ａが形成されることから、この貫通孔パターン１ａを通して冷却用ガスが流動し、荷電粒子線遮蔽膜１にかかる圧力が緩和される。
【００６２】
次に、図５（ｃ）に示すように、レジスト膜１１を除去することにより、マスクが完成する。当該マスクは、被照射体に照射するパターンが貫通孔により形成されたいわゆるステンシルマスクである。
【００６３】
上記の工程により作製されたマスクは、複数のパターン配置可能領域Ａｒを区画する補強部４と、各パターン配置可能領域Ａｒに張られた荷電粒子線遮蔽膜１とを有する。パターン配置可能領域Ａｒの荷電粒子線遮蔽膜１には貫通孔パターン１ａが形成され、貫通孔パターン１ａが形成されていない荷電粒子線遮蔽膜１には、通風貫通孔１ｃが形成されている。
【００６４】
上記のマスクに荷電粒子線が照射されると、貫通孔パターン１ａを通った荷電粒子線のみが被照射体に照射される。ここで、貫通孔パターン１ａが荷電粒子線遮蔽膜１を鉛直方向に貫通しているのに対して、通風貫通孔１ｃは貫通孔パターン１ａと異なり、入射する荷電粒子線の通過を遮ることができる角度で荷電粒子線遮蔽膜１を貫通している。このため、通風貫通孔１ｃでの荷電粒子線の通過が防止され、通風貫通孔１ｃのパターンは、被照射体へは転写されない。
【００６５】
以上説明したように、本実施例に係るマスクの作製方法では、荷電粒子線遮蔽膜１への貫通孔パターン１ａの形成のためのドライエッチングにおいて、冷却用ガスの圧力が作用することによる荷電粒子線遮蔽膜１の破損を防止することができる。
【００６６】
冷却用ガスを吹き付けることにより、荷電粒子線遮蔽膜１に正確な貫通孔パターン１ａが形成される。従って、本実施例に係るマスクの作製方法によれば、精度の高い貫通孔パターン１ａをもつマスクを歩留まり良く作製することができる。
【００６７】
本実施例に係るマスクは、斜めの通風貫通孔１ｃを有するが、この通風貫通孔１ｃは被照射体へは転写されない。従って、本実施例のマスクによれば、被照射体に貫通孔パターン１ａのみを正確に転写することができる。
【実施例３】
【００６８】
本実施例に係るマスクの作製方法について、図７から図９を参照して説明する。
【００６９】
まず、実施例１と同様に図１の工程を経ることにより、図７（ａ）に示すマスクブランクスを作製する。
【００７０】
そして、実施例１と同様に、補強部のパターンデータと、実際にマスク内に描画される回路パターン描画データとを比較し、パターンが全く配置されないパターン配置可能領域Ａｒ２を抽出する。抽出の方法は、各パターン配置可能領域Ａｒの座標と、各回路パターンの位置座標とを比較し、パターン配置可能領域Ａｒにパターンが存在するか否かを検出する。
【００７１】
パターンが配置されないパターン配置可能領域Ａｒ２が存在した場合、パターン配置可能領域Ａｒ２内の荷電粒子線遮蔽膜１に、貫通孔を少なくとも１箇所以上に形成する。このような貫通孔の形成は、以下のような方法で行なう。
【００７２】
まず、図７（ｂ）に示すように、荷電粒子線遮蔽膜１上にレジスト膜１１を形成する。通常の工程では、この後、パターン露光に入るが、本実施例では、パターン露光に先立ち、パターン配置可能領域Ａｒ２内の荷電粒子線遮蔽膜１への貫通孔形成工程に入る。
【００７３】
図７（ｃ）に示すように、例えば、集束イオンビーム等でレジスト膜１１および荷電粒子線遮蔽膜１を加工することにより、パターン配置可能領域Ａｒ２内の荷電粒子線遮蔽膜１に、通風貫通孔１ｄを形成する。実施例３では、後述するように後に通風貫通孔１ｄは塞がれるため、通風貫通孔１ｄの寸法に制限はないが、１００ｎｍ以下の寸法であればよい。また、通風貫通孔１ｄの配置位置や配置点数は実施例１と同様でよい。集束イオンビームとして、例えば３０ｋｅＶで加速された、Ｇａイオンビームを使用する。
【００７４】
次に、図８（ａ）に示すように、例えば電子線描画および現像により、パターンが配置されるパターン配置可能領域Ａｒ１内のレジスト膜１１に回路パターンを形成する。
【００７５】
次に、図８（ｂ）に示すように、パターンが形成されたレジスト膜１１をエッチングマスクとして、荷電粒子線遮蔽膜１をドライエッチングすることにより、荷電粒子線遮蔽膜１に貫通孔パターン（露光貫通孔）１ａを形成する。このドライエッチングでは、マスク面内のエッチングばらつきを考慮して、通常オーバーエッチングを行う。また、このドライエッチングにおいては、荷電粒子線遮蔽膜１の加熱防止のため、荷電粒子線遮蔽膜１に不活性ガス（冷却用ガス）を吹き付けながら行う。
【００７６】
ここで、本実施例では、パターンが配置されないパターン配置可能領域Ａｒ２の荷電粒子線遮蔽膜１には通風貫通孔１ｄが形成されていることから、荷電粒子線遮蔽膜１にかかる圧力が緩和され、荷電粒子線遮蔽膜１の破損が防止される。なお、パターンが形成されるパターン配置可能領域Ａｒ１には、エッチング開始時には貫通孔は存在しないが、ドライエッチング中に貫通孔パターン１ａが形成されることから、この貫通孔パターン１ａを通して冷却用ガスが流動し、荷電粒子線遮蔽膜１にかかる圧力が緩和される。
【００７７】
次に、図８（ｃ）に示すように、レジスト膜１１を除去した後に、集束イオンビームによりカーボン膜等の補助膜５を堆積させて、通風貫通孔１ｄを塞ぐ。補助膜５としては、荷電粒子線の透過を防止できる材料であれば特に限定はない。例えば、カーボン膜の堆積方法は、通風貫通孔１ｄへイオンビームを照射しながら、フェナントレン等の堆積用ガスを通風貫通孔１ｄへ照射すればよい。
【００７８】
ＬＥＥＰＬ等の低加速電子線による露光を想定した場合、補助膜５の膜厚は少なくとも１００ｎｍ以上を有していればよい。これは、２ｋｅＶの電子線によるカーボン膜への進入深さが９４ｎｍ程度であるためである。
【００７９】
上記のようにして通風貫通孔１ｄを塞いだ補助膜５が、マスクの洗浄工程に耐えうるか否かについて実験的に検証した結果を図９に示す。
【００８０】
図９に示すように、マスクに一般的に使用される２種類のウェット洗浄（ウェット洗浄Ａ、Ｂ）やコンタミネーション物質除去のためのＵＶ光による洗浄（ＵＶ洗浄Ａ，Ｂ）に対しても、膜厚がほぼ不変であることが実験的に検証されており、十分に実用性を有する。
【００８１】
上記の工程により作製されたマスクは、複数のパターン配置可能領域Ａｒを区画する補強部４と、各パターン配置可能領域Ａｒに張られた荷電粒子線遮蔽膜１とを有する。パターン配置可能領域Ａｒの荷電粒子線遮蔽膜１には貫通孔パターン１ａが形成されている。貫通孔パターン１ａが形成されていない荷電粒子線遮蔽膜１には、通風貫通孔１ｄが形成された位置に補助膜５が形成されている。
【００８２】
上記のマスクに荷電粒子線が照射されると、貫通孔パターン１ａを通った荷電粒子線のみが被照射体に照射される。通風貫通孔１ｄは補助膜５により塞がれているため、通風貫通孔１ｄでの荷電粒子線の通過が防止され、通風貫通孔１ｄのパターンは、被照射体へは転写されない。
【００８３】
以上説明したように、本実施例に係るマスクの作製方法では、荷電粒子線遮蔽膜１への貫通孔パターン１ａの形成のためのドライエッチングにおいて、冷却用ガスの圧力が作用することによる荷電粒子線遮蔽膜１の破損を防止することができる。
【００８４】
冷却用ガスを吹き付けることにより、荷電粒子線遮蔽膜１に正確な貫通孔パターン１ａが形成される。従って、本実施例に係るマスクの作製方法によれば、精度の高い貫通孔パターン１ａをもつマスクを歩留まり良く作製することができる。
【００８５】
本実施例に係るマスクは、製造途中で形成された通風貫通孔１ｄは補助膜５により塞がれているため、通風貫通孔１ｄは被照射体へは転写されない。従って、本実施例のマスクによれば、被照射体に貫通孔パターン１ａのみを正確に転写することができる。
【００８６】
なお、実施例３では、通風貫通孔１ｄを集束イオンビームを用いて形成する例について説明したが、図８（ａ）に示す工程において通風貫通孔のパターンをレジスト膜１１に形成し、図８（ｂ）に示す工程において、貫通孔パターン１ａと通風貫通孔１ｄを同時にドライエッチングにより形成してもよい。この場合においても、貫通孔パターン１ａが形成されないパターン配置可能領域Ａｒ２内の荷電粒子線遮蔽膜１の破損が防止される。
【実施例４】
【００８７】
実施例４は、実施例１から実施例３と異なり、荷電粒子線遮蔽膜１に通風貫通孔を設けないものである。その代わり、実施例４では、マスクに形成すべき回路パターンが決定してから、マスクブランクスの作製を行う。
【００８８】
まず、あらかじめパターンが配置されないパターン配置可能領域Ａｒ２に該当する部位を調べておく。この方法としては、基準となる補強部のパターンデータと、実際にマスク内に描画される回路パターン描画データとを比較し、パターンが全く配置されないパターン配置可能領域Ａｒ２を抽出する。抽出の方法は、各パターン配置可能領域Ａｒの座標と、各回路パターンの位置座標とを比較し、パターン配置可能領域Ａｒにパターンが存在するか否かを検出する。そして、パターンが配置されないパターン配置可能領域Ａｒ２を補強部に変更した新たな補強部のパターンデータを作成する。
【００８９】
上記の回路パターン描画データに応じて補強部のパターンデータを修正した後に、マスクブランクスの作製工程に移る。
【００９０】
図１０および図１１を参照して、実施例４に係るマスクの製造方法について説明する。実施例４においても、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板を用いてマスクを作製する例について説明するが、ＳＯＩ基板以外の基板を用いてもよい。
【００９１】
まず、図１０（ａ）に示すようなシリコン基板上に酸化シリコン膜を介してシリコン層が形成されたＳＯＩ基板を作製する。ＳＯＩ基板のシリコン層を荷電粒子線遮蔽膜１とし、酸化シリコン膜を中間酸化膜２とし、シリコン基板を支持基板３として用いる。
【００９２】
次に、図１０（ｂ）に示すように、ＳＯＩ基板の表面側（荷電粒子線遮蔽膜１側）と裏面側（支持基板３側）の全面に、エッチングマスク１０を形成する。エッチングマスク１０として、例えば、表裏同時に成膜が可能な減圧ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）により窒化シリコン膜を形成する。
【００９３】
次に、支持基板３側のエッチングマスク１０上に、レジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとしてエッチングマスク１０をエッチングして、修正後の補強部のパターンをもつエッチングマスク１０を形成する。修正後の補強部のパターンデータは、レジストパターンの形成のための露光に使用される。続いて、図１０（ｃ）に示すように、支持基板３をエッチングすることにより、補強部（梁）４を形成する。
【００９４】
次に、図１１（ａ）に示すように、エッチングマスク１０を除去した後、露出した中間酸化膜２を除去する。以上のようにして、補強部４のパターンが形成され、補強部４間に荷電粒子線遮蔽膜１が張られたものがマスクブランクスが作製される。補強部４間には、回路パターンが配置されることが確認されたパターン配置可能領域Ａｒ１内の荷電粒子線遮蔽膜１のみが張られた状態となる。
【００９５】
次に、図１１（ｂ）に示すように、荷電粒子線遮蔽膜１上にレジスト膜１１を形成した後、例えば電子線描画および現像により、パターンが配置されるパターン配置可能領域Ａｒ１内のレジスト膜１１に回路パターンを形成する。
【００９６】
次に、図１１（ｃ）に示すように、パターンが形成されたレジスト膜１１をエッチングマスクとして、荷電粒子線遮蔽膜１をドライエッチングすることにより、荷電粒子線遮蔽膜１に貫通孔パターン（露光貫通孔）１ａを形成する。このドライエッチングでは、マスク面内のエッチングばらつきを考慮して、通常オーバーエッチングを行う。また、このドライエッチングにおいては、荷電粒子線遮蔽膜１の加熱防止のため、荷電粒子線遮蔽膜１に不活性ガス（冷却用ガス）を吹き付けながら行う。
【００９７】
ここで、本実施例では、パターンが配置されない領域には補強部４が存在することから、荷電粒子線遮蔽膜１の破損が防止される。また、パターンが形成されるパターン配置可能領域Ａｒ１には、エッチング開始時には貫通孔は存在しないが、ドライエッチング中に貫通孔パターン１ａが形成されることから、この貫通孔パターン１ａを通して冷却用ガスが流動し、荷電粒子線遮蔽膜１にかかる圧力が緩和される。
【００９８】
次に、図１１（ｄ）に示すように、レジスト膜１１を除去することにより、マスクが完成する。当該マスクは、被照射体に照射するパターンが貫通孔により形成されたいわゆるステンシルマスクである。
【００９９】
上記の工程により作製されたマスクは、パターンが配置されることが確認されたパターン配置可能領域Ａｒ１のみを区画する補強部４と、各パターン配置可能領域Ａｒ１に張られた荷電粒子線遮蔽膜１とを有する。パターン配置可能領域Ａｒ１の荷電粒子線遮蔽膜１には貫通孔パターン１ａが形成されている。上記のマスクに荷電粒子線が照射されると、貫通孔パターン１ａを通った荷電粒子線のみが被照射体に照射される。
【０１００】
以上説明したように、本実施例に係るマスクの作製方法では、荷電粒子線遮蔽膜１への貫通孔パターン１ａの形成のためのドライエッチングにおいて、冷却用ガスの圧力が作用することによる荷電粒子線遮蔽膜１の破損を防止することができる。
【０１０１】
冷却用ガスを吹き付けることにより、荷電粒子線遮蔽膜１に正確な貫通孔パターン１ａが形成される。従って、本実施例に係るマスクの作製方法によれば、精度の高い貫通孔パターン１ａをもつマスクを歩留まり良く作製することができる。
【０１０２】
本実施例に係るマスクによれば、被照射体に貫通孔パターン１ａのみを正確に転写することができる。
【０１０３】
本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。例えば、実施例１から３において、レジスト膜１１を形成した後に集束イオンビームを用いて、パターン配置可能領域Ａｒ２に通風貫通孔を形成した例について説明したが、レジスト膜１１を形成する前に通風貫通孔を形成してもよい。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】第１実施形態に係るマスクの作製における工程断面図である。
【図２】第１実施形態に係るマスクの作製における工程断面図である。
【図３】第１実施形態に係るマスクの作製における工程断面図である。
【図４】第２実施形態に係るマスクの作製における工程断面図である。
【図５】第２実施形態に係るマスクの作製における工程断面図である。
【図６】第２実施形態に係るマスクの作製における、通風貫通孔の必要最小角度を説明するための断面図である。
【図７】第３実施形態に係るマスクの作製における工程断面図である。
【図８】第３実施形態に係るマスクの作製における工程断面図である。
【図９】マスク洗浄前後の補助膜の膜厚の測定結果を示す図である。
【図１０】第４実施形態に係るマスクの作製における工程断面図である。
【図１１】第４実施形態に係るマスクの作製における工程断面図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１…荷電粒子線遮蔽膜、１ａ…貫通孔パターン、１ｂ，１ｃ，１ｄ…通風貫通孔、２…中間酸化膜、３…支持基板、４…補強部、５…補助膜、１０…エッチングマスク、１１…レジスト膜、Ａｒ１…パターン配置可能領域、Ａｒ２…パターン配置可能領域
【図１】
2006135049.tif 000003
【図２】
2006135049.tif 000004
【図３】
2006135049.tif 000005
【図４】
2006135049.tif 000006
【図５】
2006135049.tif 000007
【図６】
2006135049.tif 000008
【図７】
2006135049.tif 000009
【図８】
2006135049.tif 000010
【図９】
2006135049.tif 000011
【図１０】
2006135049.tif 000012
【図１１】
2006135049.tif 000013