(57)【要約】【課題】  遮光性が高いがエッチングされにくい材料を使用する場合でも、微小な径のピンホールを形成することが可能なピンホールマスクの製造方法を提供する。【解決手段】  基板１に、細く絞った粒子線２を照射しながら、基板１の、粒子線２が照射される領域の近傍に、気体導入管３を用いて気体４を吹き付ける（ａ）。すると、基板１の粒子線２が照射される領域には、気体４と粒子線２との相互作用により、反応生成物５が付着する。粒子線２を照射し続けると、反応生成物５は成長し、柱状構造になる（ｂ）。反応生成物５の柱状構造を形成後、基板１に遮光膜６を成膜する（ｃ）。成膜後に反応生成物５を除去すると、遮光膜６にピンホール７が形成される（ｄ）。続いて、遮光膜６をマスクとして基板１をエッチングすることにより、基板１にもピンホール８が形成される（ｅ）。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体雰囲気中で細くしぼった粒子線を基板に照射することにより、前記基板の表面に微細な柱を形成し、前記柱を形成した前記基板の表面に光を透過しない物質の膜を形成し、その後、前記柱と、前記基板の前記柱が形成された部分、又は前記基板全体を除去する工程を有することを特徴とするピンホールマスクの製造方法。
【請求項２】
基板にレジストを塗布し、前記レジストが柱状の形状になるように前記レジストの他の部分を除去し、その後、残ったレジストをマスクにして前記基板を所望の厚さになるように除去して、前記基板の表面に柱状の構造を形成し、その後、前記柱状のレジストを除去し、続いて、前記基板の表面に遮光性の高い物質を、前記基板表面の前記柱状構造の高さよりも低い膜厚で成膜し、前記遮光性の高い物質をマスクにして、前記基板の前記柱状構造が形成された部分を除去する工程を有することを特徴とするピンホールマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてＰＤＩ（Point Diffraction Interferometer：点回折干渉計）などに使用されるピンホールマスクの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の微細化に伴い、光の回折限界によって制限される露光装置の解像度を向上させるために、従来の紫外線に代えて、これより短い波長(通常11〜14nm)の極端紫外線を用いたＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）露光装置が開発されている。これにより約５〜70nmの線幅のパターンの露光転写が可能になるものと期待されている。
【０００３】
現在開発されているＥＵＶ露光装置の投影光学系は６枚の非球面ミラーから構成され、夫々のミラーにはｒｍｓで０．２ｎｍという極めて高い加工精度が要求される。このようなミラーを計測するのにＰＤＩが有望視されている。図３はＰＤＩの原理図である。HeNe等のレーザー光はレンズでピンホール上に集光される。ピンホールから射出された光束の半分はほぼ理想的な球面波であり、参照波面として用いられる。もう半分は被検ミラーで反射され、さらにピンホール基板で反射され、前述の参照波面と干渉し、ＣＣＤ上に干渉縞をつくる。この干渉縞を解析することで被検ミラー形状を超高精度で測定することができる。
【０００４】
このような干渉計ではピンホールからの射出波面が理想的な球面波でなければならず、
そのためにはピンホールに高い真円度（例：直径５００ｎｍに対して±５０ｎｍ）、高い遮光性（透過率（１０−５〜１０−６））が求められる。又、被検ミラーからの反射波面がピンホールで反射されたときに波面が歪んではならず、其のためにはピンホール基板反射面の平坦度（ｒｍｓで粗さ０．２ｎｍ）などが求められる。
【０００５】
ピンホールは通常、クロム等の金属をガラス基板上に蒸着し、これをドライエッチングで穿孔することにより作成される。ＥＵＶ光に対して、ＰＤＩ波面計測等を行おうとする場合には、このピンホールの大きさは直径５０〜２００ｎｍ程度とする必要がある。そして、十分な遮光性を得るには、ピンホールマスクの厚さを厚くする必要がある。
【０００６】
このようなピンホールマスクを製造する従来の方法の１例を、図４を用いて説明する。基板２１上に成膜された遮光膜２２の上にレジスト２３を塗布する（ａ）。そして、ピンホールパターンを露光ビーム２４で露光してレジスト２３を感光させる（ｂ）。その後、レジスト２３を現像することにより、レジストにピンホール状の孔２５を形成する（ｃ）。
【０００７】
そして、残ったレジスト２３をマスクにして、遮光膜２２と基板２１をエッチングして、これらにピンホール２６を形成する（ｄ）。その後、レジスト２３を除去することにより、基板２１と、その上の遮光膜２２にピンホール２６が形成されたピンホールマスクが完成する（ｅ）。必要に応じて、その後、基板２１を除去し、遮光膜２２のみとすることもある。
【０００８】
図５は、このようなピンホールマスクを製造する従来の方法の他の例を示す図である。この例はＮｉのようにエッチングされにくい材料でピンホールを作成する方法である。基板２１の上にネガ型のレジスト２３を塗布する（ａ）。そして、レジスト２３の上にピンホールパターンをＥＢ描画し、現像してレジスト２３の柱２３ａを形成する（ｂ）。
【０００９】
その後、遮光膜２２を基板２１の上に成膜する（ｃ）。そして、レジストの柱２３ａを除去することにより、遮光膜２２にピンホール２７を形成する（ｄ）。そして、遮光膜２２をマスクとして、基板２１をエッチングして、基板２１にもピンホール２８を形成する（ｅ）。場合によっては、基板２１にピンホール２８を形成することなく、基板２１全体を除去し、ピンホール２７の形成された遮光膜２２のみを残すこともある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、レジストにピンホールの形状をＥＢ描画し、ピンホール形状の部分のレジストを除去してエッチングする、図４に示した方法では、ＮｉのようにＥＵＶ光に対して遮光性が高くてもエッチングしにくい材料ではピンホールの作製ができないという問題点がある。
【００１１】
また、レジストの柱を形成してピンホールを作成する、図５に示した方法では、ピンホールサイズが微細になるにつれて、レジストの強度が弱くなり、レジストの柱が倒れて、ピンホールが作製できなくなるという問題点がある。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、遮光性が高いがエッチングされにくい材料を使用する場合でも、微小な径のピンホールを形成することが可能なピンホールマスクの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するための第１の手段は、気体雰囲気中で細くしぼった粒子線を基板に照射することにより、前記基板の表面に微細な柱を形成し、前記柱を形成した前記基板の表面に光を透過しない物質の膜を形成し、その後、前記柱と、前記基板の前記柱が形成された部分、又は前記基板全体を除去する工程を有することを特徴とするピンホールマスクの製造方法（請求項１）である。
【００１４】
前記課題を解決するための第２の手段は、基板にレジストを塗布し、前記レジストが柱状の形状になるように前記レジストの他の部分を除去し、その後、残ったレジストをマスクにして前記基板を所望の厚さになるように除去して、前記基板の表面に柱状の構造を形成し、その後、前記柱状のレジストを除去し、続いて、前記基板の表面に遮光性の高い物質を、前記基板表面の前記柱状構造の高さよりも低い膜厚で成膜し、前記遮光性の高い物質をマスクにして、前記基板の前記柱状構造が形成された部分を除去する工程を有することを特徴とするピンホールマスクの製造方法（請求項２）である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、遮光性が高いがエッチングされにくい材料を使用する場合でも、微小な径のピンホールを形成することが可能なピンホールマスクの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態であるピンホールマスクの製造方法を示す図である。図１において、１は基板、２は粒子線、３は気体導入管、４は気体、５は反応生成物、６は遮光膜、７、８はピンホールである。
【００１７】
基板１に、細く絞った粒子線２を照射する。基板１の、粒子線２が照射される領域の近傍には気体導入管３を用いて気体４を吹き付ける（ａ）。すると、基板１の粒子線２が照射される領域には、気体４と粒子線２との相互作用により、反応生成物５が付着する。粒子線２を照射し続けると、反応生成物５は成長し、柱状構造になる（ｂ）。
【００１８】
反応生成物５の柱状構造を形成後、基板１に遮光膜６を成膜する（ｃ）。成膜後に反応生成物５を除去すると、遮光膜６にピンホール７が形成される（ｄ）。続いて、遮光膜６をマスクとして基板１をエッチングすることにより、基板１にもピンホール８が形成される（ｅ）。（ｄ）の状態から、基板１を除去し、ピンホール７が形成された遮光膜６を残すこともできる。
【００１９】
基板１は、後でピンホール８が形成された部分の近傍、もしくは全体を除去するので、予め薄いメンブレン構造にしておいてもよい。高エネルギーの粒子線２としては、イオン、電子などが用いられる。気体４は金属や炭素を含むものが用いられ、その結果、反応生成物５は、金属やダイアモンドライクカーボン等が形成可能である。金属を含む気体としては、Ｗ（ＣＯ）６、（ＣＨ３）３（ＣＨ３Ｃ５Ｈ４）Ｐｔ、ＡｕＣｌＰＦ３等がある。
【００２０】
金属やダイアモンドライクカーボンは、レジストより強度が高く、基板１との密着性も良いため、微細な柱を形成しても倒れにくく、従って、微小な径のピンホールを形成することができる。
【００２１】
図２は、本発明の第２の実施の形態であるピンホールマスクの製造方法を示す図である。図２において、１１は基板、１２はレジスト、１３は露光ビーム、１４は遮光膜、１５はピンホールである。
【００２２】
基板１１にネガ型のレジスト１２を塗布する。そして、露光ビーム１３でピンホールを形成したい部分を露光する（ａ）。その後、レジスト１２を現像すると、ピンホールを形成したい部分のレジスト１２が残る（ｂ）。現像後、レジスト１２をマスクにして基板１１をエッチングする（ｃ）。エッチング後、レジスト１２を除去すると基板１１の表面に柱状の構造が形成されている。この状態で、基板１１の表面に遮光膜１４を成膜する（ｄ）。このとき、膜厚は柱の高さよりも低くなるようにする。
【００２３】
その後、遮光膜１４をマスクにして基板１１をエッチングすると、遮光膜１４で覆われた柱状構造も除去され、遮光膜１４と基板１１にピンホール１５が形成される。
【００２４】
この実施の形態においては、ピンホールの形状を決める柱は、基板１１をエッチングして形成されるため、基板１１と原子レベルで結合しているので、微細な径にしても倒れにくい。そのため、微小な径のピンホールを作製することが可能である。
【実施例】
【００２５】
（実施例１）
図１に示す方法により、厚さ１００ｎｍのＳｉＮメンブレンを基板として用い、ＳｉＮメンブレン上に炭素を含んだガス雰囲気中でＦＩＢを照射し、直径５０ｎｍ、高さ１５０ｎｍのダイアモンドライクカーボンの柱を形成した。ＳｉＮメンブレンにＮｉを成膜し、酸素プラズマでダイアモンドライクカーボンをエッチングした。さらにＳＦ６プラズマでＳｉＮメンブレンをエッチングし、Ｎｉ膜にピンホールを形成した。
（実施例２）
図１に示す方法により、厚さ１００ｎｍのＳｉＮメンブレン上に炭素を含んだガス雰囲気中で電子線を照射し、直径５０ｎｍ、高さ１５０ｎｍのカーボンの柱を形成した。ＳｉＮメンブレンにＣｕを成膜し、酸素プラズマでカーボンをエッチングした。さらにＳＦ６プラズマでＳｉＮメンブレンをエッチングし、Ｃｕ膜にピンホールを形成した。
（実施例３）
図２に示す方法により、厚さ３００ｎｍのＳｉＮメンブレン上に厚さ１００ｎｍのネガ型レジストを塗布し、直径５０ｎｍのピンホールパターンをＥＢで描画した。レジストの現像後、レジストをマスクにしてＣＦ４プラズマでＳｉＮメンブレンを１００ｎｍの厚さになるまでエッチングした。つまり、柱の高さが２００ｎｍになるようにエッチングした。レジストを酸素プラズマで除去した後、ＳｉＮメンブレン上にＮｉを厚さが１５０ｎｍになるように成膜した。成膜後、ＣＦ４プラズマでＳｉＮの部分を除去し、Ｎｉ膜にピンホールを形成した。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態であるピンホールマスクの製造方法を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態であるピンホールマスクの製造方法を示す図である。
【図３】ＰＤＩの原理を示す図である。
【図４】従来のピンホールマスクを製造する従来の方法の１例を示す図である。
【図５】従来のピンホールマスクを製造する従来の方法の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１…基板、２…粒子線、３…気体導入管、４…気体、５…反応生成物、６…遮光膜、７，８…ピンホール、１１…基板、１２…レジスト、１３…露光ビーム、１４…遮光膜、１５…ピンホール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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