(57)【要約】【課題】高品質の荷電粒子線露光用マスク、および当該露光用マスクを効率よく製造する製造方法を提供する。【解決手段】荷電粒子線露光用マスクの製造方法を、基板の一の面に、少なくとも小片とする最終の外郭形状に対応する位置に、小片の所望の部位に開口する開口部の形成とともに溝部を形成する溝部形成工程と、溝部と開口部とを被覆するように基板上に樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、基板の一の面と対向する面側から、開口部が露出するまで基板を所望のパターンでエッチングして、一の面と対向する面側で溝部に対応する位置に支持層を形成する支持層形成工程と、樹脂層を除去する除去工程と、支持層の溝部が対応する側から該支持層に対してレーザーを照射する照射工程と、を備えるように構成する。【選択図】  図１
2018116252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一の面に、少なくとも小片とする最終の外郭形状に対応する位置に溝部を形成し、前記小片の所望の部位に開口する開口部を形成する溝部形成工程と、
前記溝部と前記開口部とを被覆するように前記基板上に樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
前記基板の前記一の面と対向する面側から、前記開口部が露出するまで前記基板を所望のパターンでエッチングして、前記一の面と対向する面側で前記溝部に対応する位置に支持部を形成する支持部形成工程と、
前記樹脂層を除去する除去工程と、
前記支持部の前記溝部に対応する所望の部位から該支持部に対してレーザーを照射する照射工程と、
を備える荷電粒子線露光用マスクの製造方法。
【請求項２】
前記外郭形状を多角形状とする、請求項１に記載の荷電粒子線露光用マスクの製造方法。
【請求項３】
前記溝部形成工程において、前記多郭形状の各頂点をなす二辺のうちの少なくとも一方の辺の延長線に対応する部位にも前記溝部を形成する、請求項２に記載の荷電粒子線露光用マスクの製造方法。
【請求項４】
基板の一の面に、少なくとも小片とする最終の外郭形状に対応する位置に溝部を形成し、前記小片の所望の部位に開口する開口部を形成する溝部形成工程と、
前記溝部と前記開口部とを被覆するように前記基板上に樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
前記基板の前記一の面と対向する面側から、前記開口部と、前記外郭形状の一部分に対応する前記溝部の第１部分とが露出するまで前記基板を所望のパターンでエッチングして、前記溝部の第１部分に対応する位置に当該第１部分に連続する貫通孔を有する支持部を形成するとともに、前記溝部の第１部分以外の第２部分に対応する位置に貫通孔を有しない支持部を形成する支持部形成工程と、
前記樹脂層を除去する除去工程と、
前記溝部の第２部分に対応する位置に形成された前記支持部に対して、前記溝部の第２部分に対応する所望の部位からレーザーを照射する照射工程と、
を備える荷電粒子線露光用マスクの製造方法。
【請求項５】
前記外郭形状が多角形状であり、
前記溝部の第１部分は、前記外郭形状の各頂点をなす二辺のうちの一方の辺に対応し、
前記溝部の第２部分は、前記二辺のうちの他方の辺に対応する、請求項４に記載の荷電粒子線露光用マスクの製造方法。
【請求項６】
前記溝部の第１部分が対応する前記外郭形状の一部分を構成する辺、および／または、前記溝部の第２部分が対応する前記外郭形状の他部分を構成する辺の延長線に対応する部位にも前記溝部を形成する、請求項４または請求項５に記載の荷電粒子線露光用マスクの製造方法。
【請求項７】
前記多角形状を八角形状とする、請求項２若しくは請求項３または請求項５若しくは請求項６に記載の荷電粒子線露光用マスクの製造方法。
【請求項８】
前記溝部形成工程において形成する溝部の幅を３０μｍ〜１０００μｍの範囲内とする、請求項１から請求項７のいずれかに記載の荷電粒子線露光用マスクの製造方法。
【請求項９】
前記基板は、酸化シリコン層を介してシリコン層が積層されたＳＯＩ基板である、請求項１から請求項８のいずれかに記載の荷電粒子線露光用マスクの製造方法。
【請求項１０】
少なくとも前記溝部及び前記開口部の形成と同時に、前記基板の一の面上であって、前記外郭形状を構成する少なくとも一の辺の近傍に、前記荷電粒子線露光用マスクの正位置を判別するための判別マークを形成する、請求項１から請求項９のいずれかに記載の荷電粒子線露光用マスクの製造方法。
【請求項１１】
前記照射工程において前記支持部に対してレーザーを照射する前に、当該支持部に対応する前記溝部上に、当該支持部の前記レーザーが照射される予定のレーザー照射面を少なくとも遮蔽する遮蔽部材を位置させた状態で、前記基板の前記一の面及び当該一の面に対向する面に金属層を形成し、
前記基板の前記一の面及び当該一の面に対向する面に前記金属層を形成した後、前記遮蔽部材を除去し、
前記遮蔽部材を除去した後、前記照射工程において前記支持部にレーザーを照射する、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の荷電粒子線露光用マスクの製造方法。
【請求項１２】
前記除去工程において前記樹脂層を除去した後、前記基板の前記一の面に対向する面に第１金属層を形成し、
前記第１金属層を形成した後、前記照射工程において前記支持部に対してレーザーを照射し、
前記支持部にレーザーを照射した後、当該支持部における前記レーザーが照射された部分を境界として当該境界の内側に存在する前記支持部から当該境界の外側に存在する前記支持部の一部を分離し、
前記境界の内側に存在する前記支持部から前記境界の外側に存在する前記支持部の一部を分離した後、前記基板の前記一の面に第２金属層を形成する、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の荷電粒子線露光用マスクの製造方法。
【請求項１３】
所望の部位が開口した薄板部と、
前記薄板部の外縁下方を支持する支持部と、を備え、
外縁が、前記支持部の外縁から内側へ入り込んだ前記薄板部の外縁の一部をなす上角部と、前記支持部の外縁の一部をなす上角部とで段状になっており、
前記支持部の外壁面には該支持部を構成する物質の多結晶状態となっている部位が平行段状に存在する、
荷電粒子線露光用マスク。
【請求項１４】
前記支持部の外縁から前記薄板部の外縁まで内側へ入り込んでいる距離が３０μｍ〜１００μｍの範囲内である、請求項１３に記載の荷電粒子線露光用マスク。
【請求項１５】
前記薄板部の厚みが０．１μｍ〜３０μｍの範囲内である、請求項１３または請求項１４に記載の荷電粒子線露光用マスク。
【請求項１６】
前記薄板部および前記支持部の平面視の外郭形状が多角形状である、請求項１３から請求項１５のいずれかに記載の荷電粒子線露光用マスク。
【請求項１７】
前記多角形状が八角形状である、請求項１６に記載の荷電粒子線露光用マスク。
【請求項１８】
前記薄板部と、前記支持部とは、エッチング選択性のある材料からなる、請求項１３から請求項１７のいずれかに記載の荷電粒子線露光用マスク。
【請求項１９】
前記薄板部は、シリコンであり、前記支持部は、酸化シリコンとシリコンの複合体であり、前記薄板部側から酸化シリコン、シリコンの順に位置する、請求項１３から請求項１８のいずれかに記載の荷電粒子線露光用マスク。
【請求項２０】
平面視において、前記薄板部上の領域のうち、前記支持部と重なる領域内における当該薄板部の外縁近傍に、前記荷電粒子線露光用マスクの正位置を判別するための判別マークが形成されてなる、請求項１３から請求項１９のいずれかに記載の荷電粒子線露光用マスク。
【請求項２１】
前記判別マークは凹凸パターンにより構成される、請求項２０に記載の荷電粒子線露光用マスク。
【請求項２２】
少なくとも前記薄板部の前記開口の周壁を覆う金属層をさらに有する、請求項１３から請求項２１のいずれかに記載の荷電粒子線露光用マスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、荷電粒子線露光用マスクおよび当該荷電粒子線露光用マスクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置等の集積回路の微細化および高集積化に伴い、フォトリソグラフィ法に替わって、電子線やイオンビーム等の荷電粒子線を用いた荷電粒子線リソグラフィ法がパターン形成に使用されている。荷電粒子線リソグラフィ法には、荷電粒子線露光装置を用いて露光対象物に荷電粒子線を直接描画する方式と、荷電粒子線露光装置と露光対象物との間にステンシル型の荷電粒子線露光用マスクを介在させてパターンを露光する方式がある。
【０００３】
荷電粒子線露光用マスクの製造には、マスク加工上の容易さから一般にシリコンウェハが用いられ、とりわけ、高速LSI（Large Scale Integration）、低消費LSI、MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）等の幅広い分野で利用されるＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板が用いられている。ＳＯＩ基板は、シリコン（Ｓｉ）基板層と、活性層である表面シリコン層との間に酸化シリコン（ＳｉＯ2）層を挿入した構造の基板である。
【０００４】
露光用マスクとして所望のパターンが形成されたチップをＳＯＩ基板から取り出す場合、例えばブレードダイシングやレーザーダイシング等のダイシングを行い、ＳＯＩ基板から所望の露光用マスクを作製することができる。
【０００５】
ところが、ＳＯＩ基板をダイシングすると、例えば、活性層である表面シリコン層の端面にひび割れなどが発生して欠けが生じ、欠けたシリコン片が露光用マスクを構成する開口パターン上に載ったり、当該開口パターンの中に入ったりする場合がある。この欠けたシリコン片が開口パターンに入った露光用マスクを使用して対象物にパターン転写を行った場合、転写像にパターン不良などの好ましくない状況が発生する場合がある。
【０００６】
そこで、例えば特許文献１に開示されているように、表面シリコン層やシリコン基板層に断裁ラインを予め設け、この断裁ラインに沿ってＳＯＩ基板から露光用マスクが形成されたチップを取り出すことで、切断端面にひび割れなどが発生して欠けが生じ、開口パターンに欠けたシリコン片が入り込む等の不具合を回避している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−４１９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１ではウェハプロセス後にＳＯＩ基板からチップを取り出した後、酸化シリコン膜、保護膜、および支持層側のレジストパターンを剥離する必要がある。この場合、ＳＯＩ基板に形成された一つのチップのみを取り出してレジストパターンを剥離する場合はともかく、多面付けにより複数のチップが形成されたＳＯＩ基板から各チップを個片化した後、各チップに対して個々にレジストパターン等を剥離するのでは生産効率が低下してしまう。
【０００９】
また、特許文献１では支持層側から開口パターンを形成するための溝および断裁ラインとしての溝を形成するため、多面付けにより複数のチップが形成されたＳＯＩ基板において、多面付けにより形成された複数のチップ間および各チップ面内における部材間の保持は酸化シリコン膜と保護膜のみによることになる。よって、多面付けされた複数のチップを保持することが困難となる。さらに、個片化後の各チップに対して個々に保護膜を剥離することによる生産効率の低下を抑制するため、ＳＯＩ基板から各チップを個片化する前に保護膜を剥離すると、各チップ間および各チップ面内における部材間の保持は酸化シリコン膜のみによることとなり、強度低下による破損等が生じ易くなる。
【００１０】
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたものであり、高品質の荷電粒子線露光用マスク、および当該露光用マスクを効率よく製造する製造方法を提供することを一目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような目的を達成するために、本発明の一実施形態にかかる荷電粒子線露光用マスクの製造方法は、基板の一の面に、少なくとも小片とする最終の外郭形状に対応する位置に溝部を形成し、小片の所望の部位に開口する開口部を形成する溝部形成工程と、溝部と開口部とを被覆するように基板上に樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、基板の一の面と対向する面側から、開口部が露出するまで基板を所望のパターンでエッチングして、一の面と対向する面側で溝部に対応する位置に支持部を形成する支持部形成工程と、樹脂層を除去する除去工程と、支持部の溝部に対応する所望の部位から該支持部に対してレーザーを照射する照射工程と、を備えるような構成とした。
【００１２】
また、本発明の一実施形態にかかる荷電粒子線露光用マスクの製造方法は、基板の一の面に、少なくとも小片とする最終の外郭形状に対応する位置に溝部を形成し、前記小片の所望の部位に開口する開口部を形成する溝部形成工程と、前記溝部と前記開口部とを被覆するように前記基板上に樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、前記基板の前記一の面と対向する面側から、前記開口部と、前記外郭形状の一部分に対応する前記溝部の第１部分とが露出するまで前記基板を所望のパターンでエッチングして、前記溝部の第１部分に対応する位置に当該第１部分に連続する貫通孔を有する支持部を形成するとともに、前記溝部の第１部分以外の第２部分に対応する位置に貫通孔を有しない支持部を形成する支持部形成工程と、前記樹脂層を除去する除去工程と、前記溝部の第２部分に対応する位置に形成された前記支持部に対して、前記溝部の第２部分に対応する所望の部位からレーザーを照射する照射工程と、を備えるような構成とした。
【００１３】
また、本発明の一実施形態にかかる荷電粒子線露光用マスクは、所望の部位が開口した薄板部と、薄板部の外縁下方を支持する支持部と、を備え、外縁が、支持部の外縁から内側へ入り込んだ上記薄板部の外縁をなす上角部と、支持部の外縁の一部をなす上角部とで段状になっており、支持部の外壁面には該支持部を構成する物質の多結晶状態となっている部位が平行段状に存在するような構成とした。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高品質の荷電粒子線露光用マスクを提供し、当該露光用マスクを効率よく製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの一実施形態を示す平面図である。
【図２】図２は、図１に示される荷電粒子線露光用マスクのI−I線における断面図である。
【図３】図３は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの他の実施形態を示す平面図である。
【図４】図４は、図３に示される荷電粒子線露光用マスクのII−II線における断面図である。
【図５】図５は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの他の実施形態を示す平面図である。
【図６】図６は、図５に示される荷電粒子線露光用マスクのIII−III線における断面図である。
【図７】図７（Ａ）は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの他の実施形態を示す平面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示される荷電粒子線露光用マスクのIV−IV線における断面図であり、図７（Ｃ）、図７（Ｄ）、及び図７（Ｅ）は、判別マークの変形例を示す一部断面図である。
【図８】図８は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの他の実施形態を示す切断端面図であり、図２に示される荷電粒子線露光用マスクに相当する図である。
【図９】図９は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。
【図１０】図１０は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。
【図１１】図１１は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。
【図１２】図１２は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。
【図１３】図１３は、図９〜図１１に示される溝部形成工程に含まれる一実施形態を説明するための模式図である。
【図１４】図１４は、溝部形成工程に含まれる他の実施形態を説明するための模式図である。
【図１５】図１５は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。
【図１６】図１６は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。
【図１７】図１７は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。
【図１８】図１８は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。
【図１９】図１９は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。
【図２０】図２０は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。
【図２１】図２１は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。
【図２２】図２２は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。
【図２３】図２３は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。
【図２４】図２４は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。
【図２５】図２５は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部材の寸法、部材間の大きさの比等は、必ずしも現実のものと同一とは限らず、また、同じ部材等を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比が異なって表される場合もある。また、本明細書に添付した図面においては、理解を容易にするために、各部の形状、縮尺、縦横の寸法比等を、実物から変更したり、誇張したりしている場合がある。
【００１７】
なお、本明細書等において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値のそれぞれを下限値および上限値として含む範囲であることを意味する。また、本明細書等において、「フィルム」、「シート」、「板」等の用語は、呼称の相違に基づいて相互に区別されない。例えば、「板」は、「シート」、「フィルム」と一般に呼ばれ得るような部材をも含む概念である。
【００１８】
［荷電粒子線露光用マスク］
本発明の荷電粒子線露光用マスクの一実施形態について説明する。
図１は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの一実施形態を示す平面図であり、図２は図１に示される荷電粒子線露光用マスクのＩ−Ｉ線における断面図である。図１および図２において、荷電粒子線露光用マスク１１は、平面視において略中央の部位が開口した開口部１４を有する薄板部１２と、薄板部１２の外縁下方を支持する支持部１３を備えている。薄板部１２の厚みは、０．１μｍ〜３０μｍの範囲で設定され得る。
【００１９】
荷電粒子線露光用マスク１１の外縁は、支持部１３の外縁から内側へ入り込んだ薄板部１２の外縁の一部をなす上角部１２ａと、支持部１３の外縁の一部をなす上角部１３ａとで段状になっている。荷電粒子線露光用マスク１１において、支持部１３の外縁から薄板部１２の外縁まで内側に入り込んでいる距離Ａは３０μｍ〜１０００μｍであるのが好ましい。また、後述するレジストパターン６５を電子線リソグラフィ法で形成する場合、溝部６５ｂの幅の約半分が距離Ａとなる。よって、この距離Ａが長いと電子線描画に時間がかかるため、距離Ａは３０μｍ〜１５０μｍであるのがより好ましい。荷電粒子線露光用マスク１１の外縁が段状になっていることにより、荷電粒子線露光用マスク１１の搬送時等に外部から薄板部１２への不要な力の作用を抑制することができ、ハンドリングが容易になるとともに、複数の荷電粒子線露光用マスク１１が多面付けされた多面付け体から荷電粒子線露光用マスク１１を個片化する際に、薄板部１２にかかる不要な力を抑制することができる。
【００２０】
荷電粒子線露光用マスク１１において、薄板部１２および支持部１３の平面視の外郭形状は八角形状である。薄板部１２および支持部１３の平面視の外郭形状を八角形状としたのは、荷電粒子線露光用マスク１１を例えばステンシルマスクやアパーチャーとして用いる場合、これらをセットする治具やホルダなどの形状に合わせたからである。したがって、薄板部１２および支持部１３の平面視の外郭形状は八角形状に限らず、治具やホルダなどの形状に合わせた多角形状であってもよく、例えば三角形状、五角形状、六角形状等であってよい。すなわち、荷電粒子線露光用マスク１１の形状としては、互いに異なる３方向以上の辺で構成されている多角形状が適宜設定され得る。
【００２１】
図１に示される荷電粒子線露光用マスク１１は、単結晶シリコン基板上に酸化シリコン層（埋め込み酸化シリコン層；ボックス層ともいう）が配置され、当該酸化シリコン層上に薄板部の単結晶シリコン層が配置されたＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板を使用して製造されている。したがって、荷電粒子線露光用マスク１１の薄板部１２の材質は単結晶シリコンとなる。また、荷電粒子線露光用マスク１１の製造においてＳＯＩ基板を使用しない場合、例えばシリコン基板、窒化シリコン、炭化シリコン、酸化シリコン等のシリコン化合物基板や、これらの基板材質を含む所望の材質の中から選択した複合材質からなる積層体を基板として使用することができる。また、薄板部１２の厚みは、使用される基板の材質に対応したものとなる。例えば、薄板部１２の材質が単結晶シリコンである場合、薄板部１２の厚みは、例えば、０．１μｍ〜３０μｍとなり、また、薄板部１２の材質が窒化シリコンである場合は、例えば、０．１μｍ〜１μｍとなり、炭化シリコンである場合は、例えば、０．１μｍ〜３μｍとなる。
【００２２】
図示例では、荷電粒子線露光用マスク１１の薄板部１２の平面視において略中央の部位に開口する開口部１４は、電子線描画装置の電子銃から発せられる電子線を成形して所望の矩形（図示例では正方形）に変える成形アパーチャーとして使用する矩形状であるが、これに限定されず、その開口形状、配設位置、寸法は、荷電粒子線露光用マスク１１の使用目的に応じて適宜設定され得る。
【００２３】
荷電粒子線露光用マスク１１の支持部１３は、薄板部１２の外縁における下方の面１２ｂを支持可能な枠形状を有する。ＳＯＩ基板を使用して製造される荷電粒子線露光用マスク１１では、支持部１３はＳＯＩ基板を構成する単結晶シリコン基板１３ｇと酸化シリコン層１３ｈとの積層からなる。支持部１３を構成する酸化シリコン層１３ｈは、薄板部１２の一方の面１２ｂであって薄板部１２の外縁に固着されている。上記構成を有する支持部１３により薄板部１２が支持され得る。
【００２４】
荷電粒子線露光用マスク１１にＳＯＩ基板を使用していない場合には、上記のように、シリコン基板、窒化シリコン、炭化シリコン、酸化シリコン等のシリコン化合物基板や、これらの基板材質を含む所望の材質の中から選択した複合材質からなる積層体を基板として使用することができる。また、これらの基板材質を含む所望の材質の中から選択した複合材質からなる積層体を基板として使用することができる。積層体を、薄板部１２を構成するための層と、支持部１３を構成する層との２層構造とすることができる。この２層の間にエッチング選択性をもたせればよい。また、薄板部１２が自立薄膜（メンブレン）となり、酸化シリコン層１３ｈに相当する部材が存在しない場合であっても、薄板部１２は開口部１４を有する状態を維持可能であればよい。
【００２５】
また、薄板部１２を構成するための層と、支持部１３を構成する層との間にエッチング選択性をもたせるために、積層体を３層以上の構造としてもよい。積層体が３層構造の場合、薄板部１２に相当する基板と酸化シリコン層１３ｈに相当する基板との間にエッチング選択性が存在し、また、単結晶シリコン基板１３ｇに相当する基板と酸化シリコン層１３ｈに相当する基板との間にエッチング選択性が存在するように、組合せを設定することができる。なお、本開示において、異なる層、材料間においてエッチング選択性があるとは、同一条件でエッチングを行ったときに、エッチング速度に相違が生じる場合があることを意味する。
【００２６】
支持部１３の材質は、使用する基板に対応したものとなり、かつ、荷電粒子線露光用マスク１１の製造過程における個片化の際に用いられるレーザー照射により多結晶状態となる材質となる。このような支持部１３の厚み（図２に示される矢印ｄ方向の厚み）は、支持部１３の材質、枠形状の平面視の寸法等を考慮して設定され得る。例えば、支持部１３の厚みは１００μｍ〜８００μｍ、好ましくは２００μｍ〜４００μｍの範囲で適宜設定され得る。
【００２７】
荷電粒子線露光用マスク１１の支持部１３を構成する単結晶シリコン基板１３ｇの外壁面には、当該支持部１３を構成する物質の多結晶状態となっている部位が平行段状に存在する。これは、荷電粒子線露光用マスク１１を製造する工程の一つであるレーザー照射において、単結晶シリコン基板１３ｇにレーザー照射により局所的に加熱された箇所が改質された領域（以下「改質領域」ともいう。）が形成され、多結晶状態となるものである。ダイシング工程において個片化された荷電粒子線露光用マスク１１（以下、個片化される荷電粒子線露光用マスクを「チップ」という場合がある。）の外壁が多結晶状態となっていることで、そのチップの外壁が一方向にへき開し難くなる。これにより、多結晶状態となる領域の強度が向上し、荷電粒子線露光用マスク１１の強度が向上する。
【００２８】
図３は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの他の実施形態を示す平面図であり、図４は図３に示される荷電粒子線露光用マスクのII−II線における断面図である。図３および図４に示される荷電粒子線露光用マスク３１においては、平面視における薄板部３２の略中央に、図１および図２に示される開口部１４に代えて、電子線を透過する矩形形状の複数の透過部３４を有する他は、図１および図２に示される荷電粒子線露光用マスク１１の構成と同様である。図３では、図示における上下方向が長手方向となる長方形状の透過部３４の５つが並列に構成された形態が示されているが、本開示における透過部３４の形状、配設位置、および個数がこれに限定されるものではなく、透過部３４の形状は、荷電粒子線露光用マスク３１の使用目的に応じて適宜設定され得る。
【００２９】
なお、図１および図２に示される荷電粒子線露光用マスク１１の構成と同様に、薄板部３２の外縁下方を支持する支持部３３は、ＳＯＩ基板を構成する単結晶シリコン基板３３ｇと酸化シリコン層３３ｈとの積層からなる。この支持部３３を構成する酸化シリコン層３３ｈは、薄板部３２の一方の面３２ｂであって薄板部３２の外縁に固着されている。上記構成を有する支持部３３により薄板部３２が支持され得る。その他の構成およびその構成による作用効果については図１および図２に示される荷電粒子線露光用マスク１１の構成および当該構成による作用効果と同様であるため記載を省略する。
【００３０】
図５は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの他の実施形態を示す平面図であり、図６は図５に示される荷電粒子線露光用マスクのIII−III線における断面図である。図５および図６に示される荷電粒子線露光用マスク４１においては、平面視における薄板部４２に、図１および図２に示される開口部１４に代えて、電子線を透過する矩形形状の複数の開口部４４を有し、薄板部４２の一方の面４２ａ側で各開口部４４の周縁４４ｐから離間した部位に、当該開口部４４を囲むように位置する補強部４５を備えている他は、図１および図２に示される荷電粒子線露光用マスク１１の構成と同様である。図５では、開口部４４として、４列×３行で碁盤の目となるように配列され、開口部４４の周縁４４ｐから距離Ｃだけ離間した位置に、補強部４５の輪郭（図５に破線で示す）が位置するように構成された形態が示されている。一方で、本開示における開口部４４の形状、配列、および個数はこれに限定されるものではなく、荷電粒子線露光用マスク４１の使用目的に応じて適宜設定され得る。なお、図５および図６における荷電粒子線露光用マスク４１のように、開口部４４の周縁において補強部４５が支持部４３と連続するように形成されていることにより、荷電粒子線露光用マスク４１に応力等が作用しても、荷電粒子線露光用マスク４１に歪みが生じることが抑制され、薄板部４２の変形、開口部４４の破損等を防止することができる。また、補強部４５は、薄板部４２に荷電粒子線が衝突して発生した熱を外部に逃がす放熱作用も発現する。
【００３１】
なお、図１および図２に示される荷電粒子線露光用マスク１１の構成と同様に、薄板部４２の外縁下方を支持する支持部４３は、ＳＯＩ基板を構成する単結晶シリコン基板４３ｇと酸化シリコン層４３ｈとの積層からなる。支持部４３を構成する酸化シリコン層４３ｈは、薄板部４２の一方の面４２ｂであって薄板部４２の外縁に固着されている。上記構成を有する支持部４３により薄板部４２が支持され得る。その他の構成およびその構成による作用効果については図１および図２に示される荷電粒子線露光用マスク１１の構成および当該構成による作用効果と同様であるため記載を省略する。
【００３２】
図７（Ａ）は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの他の実施形態を示す平面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示される荷電粒子線露光用マスクのIV−IV線における断面図であり、図７（Ｃ）、図７（Ｄ）、及び図７（Ｅ）は、判別マークの変形例を示す一部断面図である。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示される荷電粒子線露光用マスク１１’は、以下に説明する判別マーク２１を所望の部位に有する以外、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示される荷電粒子線露光用マスク１１と同様の構成を有する。本実施形態においては、露光装置のマスクホルダにセットされる荷電粒子線露光用マスク１１’の正しい向き（正位置）にて当該荷電粒子線露光用マスク１１’の薄板部１２側から見たときに、判別マーク２１は、薄板部１２の右下側の隅の近傍に位置している（図７（Ａ）参照）。
【００３３】
例えば、開口部１４が薄板部１２の中心から所定の方向にオフセットした位置に形成されている場合、正位置と異なる向きで荷電粒子線露光用マスク１１’がマスクホルダにセットされると、開口部１４は本来存在すべき位置（荷電粒子線露光用マスク１１’が正位置でマスクホルダにセットされたときにおける開口部１４の位置）からずれた位置に存在することになる。そのため、開口部１４が薄板部１２の中心からオフセットした位置に形成されている荷電粒子線露光用マスク１１’は、露光装置のマスクホルダに確実に正位置でセットされなければならない。
【００３４】
荷電粒子線露光用マスク１１’は、例えば顕微鏡等を用いて視認されながら露光装置のマスクホルダにセットされる。本実施形態の荷電粒子線露光用マスク１１’の開口部１４が薄板部１２の中心からオフセットしている場合、開口部１４のオフセット方向を、顕微鏡等を用いて視認しながら、荷電粒子線露光用マスク１１’が露光装置のマスクホルダに正位置でセットされる。しかし、開口部１４のオフセット量が極めて微小であると、開口部１４のオフセット方向を、顕微鏡等を用いたとしても視認するのが困難となる。このような場合、荷電粒子線露光用マスク１１’が正位置とは異なる向きでマスクホルダにセットされてしまうおそれがある。しかしながら、本実施形態のように、荷電粒子線露光用マスク１１’の正位置を特定可能な判別マーク２１が形成されていることで、荷電粒子線露光用マスク１１’における判別マーク２１の位置を確実に視認することができるため、当該判別マーク２１の位置に基づいて荷電粒子線露光用マスク１１’の正位置を容易に判別することができる。
【００３５】
本実施形態において、判別マーク２１がコーナー辺１２CSE近傍に位置している態様を例に挙げて説明しているが、この態様に限定されるものではない。判別マーク２１は、荷電粒子線露光用マスク１１’の正位置を判別可能な位置に形成されていればよい。すなわち、判別マーク２１の形成位置は、荷電粒子線露光用マスク１１’の薄板部１２側からの平面視形状が回転対称性を有さない形状となるように適宜設定されればよい。例えば、判別マーク２１は、他のコーナー辺（コーナー辺１２CNE、コーナー辺１２CNW、コーナー辺１２CSWのいずれか）の近傍に形成されていてもよいし、辺１２ES、辺１２WS、辺１２SS、辺１２NSのいずれかの近傍に形成されていてもよい。また、荷電粒子線露光用マスク１１’においては、複数の判別マーク２１が形成されていてもよい。例えば、２つの判別マーク２１が、コーナー辺１２CNE、コーナー辺１２CSE、コーナー辺１２CNW、コーナー辺１２CSWのいずれかの近傍または辺１２ES、辺１２WS、辺１２SS、辺１２NSのいずれかの近傍に形成されていてもよい。また、コーナー辺１２CNE、コーナー辺１２CSE、コーナー辺１２CNW、コーナー辺１２CSWのうちの２つのコーナー辺（一対の対向するコーナー辺を除く）のそれぞれの近傍に判別マーク２１が形成されていてもよいし、辺１２ES、辺１２WS、辺１２SS、辺１２NSのうちの２つの辺（一対の対向する辺を除く）のそれぞれの近傍に判別マーク２１が形成されていてもよい。判別マーク２１は、薄板部１２のうちの支持部１３に重なっている領域に形成されているのが好ましく、当該領域における各コーナー辺のいずれかの近傍、または各辺のいずれかの近傍に形成され得る。なお、判別マーク２１は、支持部１３（単結晶シリコン基板１３ｇ）の底面１３ｇｂに形成されていてもよい。
【００３６】
また、本実施形態において、判別マーク２１は、例えば、ラインアンドスペース、ホール等の各種凹凸パターンにより構成されていてもよいし、一つの凹部により構成されていてもよい。判別マーク２１が各種凹凸パターンにより構成されている方が、一つの凹部により構成されているよりも容易に視認され得る。判別マーク２１の全体形状は、例えば、略正方形状、略長方形状、略多角形状、略円形状等であればよく、特に限定されない。
【００３７】
なお、複数の荷電粒子線露光用マスク１１’が作成される場合、各荷電粒子線露光用マスク１１’における判別マーク２１の形成位置や数が異なっていてもよい。複数の荷電粒子線露光用マスク１１’のそれぞれにおける判別マーク２１の形成位置や数が異なることで、当該判別マーク２１を各荷電粒子線露光用マスク１１’を識別するための識別マークとしても利用することができる。
【００３８】
本実施形態において、判別マーク２１が凹凸パターンにより構成される場合、判別マーク２１を構成する凹部は、薄板部１２及びその下層に位置する酸化シリコン層１３ｈの厚さ方向に貫通してなるものであってもよいし（図７（Ｂ）参照）、薄板部１２の厚さ方向にのみ貫通してなるものであってもよいし（図７（Ｃ）参照）、薄板部１２の厚さ方向の途中までの深さの凹部であってもよい（図７（Ｄ）参照）。すなわち、当該凹部の深さ（凸部の高さ）は、薄板部１２及び酸化シリコン層１３ｈの積層厚さと同一であってもよいし（図７（Ｂ）参照）、薄板部１２の厚さと同一であってもよいし（図７（Ｃ）参照）、薄板部１２の厚さよりも小さくてもよい（図７（Ｄ）参照）。また、判別マーク２１は、薄板部１２の厚さ方向に貫通する２以上の貫通孔を有する有孔パターン部２１ａと、有孔パターン部２１ａを構成する２以上の貫通孔に連続する中空部２１ｂとにより構成されていてもよい（図７（Ｅ）参照）。なお、中空部２１ｂは、酸化シリコン層１３ｈの厚さ方向に貫通してなるものであってもよいし（図７（Ｅ）参照）、酸化シリコン層１３ｈの厚さ方向の途中までの深さの凹部であってもよい。
【００３９】
判別マーク２１の全体形状が略正方形である場合、判別マーク２１の全体形状の大きさは、例えば１００μｍ×１００μｍ〜１０００μｍ×１０００μｍの範囲内で適宜設定され得る。
【００４０】
図８は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの他の実施形態を示す切断端面図であり、図２に示される荷電粒子線露光用マスクに相当する図である。図８に示される荷電粒子線露光用マスク１１”は、薄板部１２側の表面、支持部１３の側壁面及び底面を被覆する金属層１００を有する。金属層１００は、例えば、荷電粒子線露光用マスク１１”を長期保管するときに単結晶シリコン層の酸化を防止する目的で設けられる。薄板部１２の開口部１４の周壁に酸化膜が形成されてしまうと、開口部１４の開口形状や開口寸法が変動してしまうおそれがある。そのため、少なくとも当該開口部１４の周壁に金属層１００が形成されていればよい。本実施形態における金属層１００は、密着層と貴金属層とをこの順に積層してなる２層構造を有する。貴金属層を構成する材料として、例えば金、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウム等が挙げられる。密着層を構成する材料として、例えばチタン、クロム等が挙げられる。密着層は、貴金属層を、下地である荷電粒子線露光用マスク１１”を構成する薄板部１２や支持部１３を構成する単結晶シリコン層に密着させるためのものである。なお、貴金属層が薄板部１２や支持部１３を構成する単結晶シリコン層に密着され得るのであれば、金属層１００は密着層を有していなくてもよい。金属層１００の厚さとしては、０．０１μｍ〜１０μｍの範囲内とするのが好ましく、０．０１μｍ〜２μｍの範囲内とするのがより好ましく、０．０３μｍ〜１μｍの範囲内とするのがさらに好ましい。
【００４１】
［荷電粒子線露光用マスクの製造方法］
次に、本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法の一実施形態について説明する。
図９〜図１２は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法の一実施形態を説明するための工程図であり、図１および図２に示される本発明の一実施形態にかかる荷電粒子線露光用マスク１１の製造方法を例として説明するものである。
【００４２】
本実施形態では、荷電粒子線露光用マスクを形成するための基板５１として、支持基板５３ａと、支持基板５３ａに積層された酸化シリコンを含むボックス層５３ｂと、このボックス層５３ｂ上に配置された厚みが０．１μｍ〜３０μｍの範囲内である単結晶シリコン層５２と、を有するＳＯＩ基板を準備する。そして、この基板５１の主面５１ａ、および、これに対向する主面５１ｂにハードマスク材料層を形成する。すなわち、基板５１を構成する単結晶シリコン層５２上にハードマスク材料層６１ａを形成し、支持基板５３ａ上にハードマスク材料層６１ｂを形成する（図９（Ａ））。
【００４３】
基板５１の厚みは特に制限されるものではないが、例えば１００μｍ〜８００μｍの範囲の厚みの基板を使用することができ、基板の加工性を考慮すると、基板５１の厚みを２００μｍ〜４００μｍの範囲とするのが好ましい。
【００４４】
ハードマスク材料層６１ａ、６１ｂとしては、例えば、酸化シリコンや、クロム、アルミニウム等の金属材料を使用することができ、ボックス層５３ｂをエッチングするエッチャントと同じエッチャントでエッチングできるものが好適である。以下では、ハードマスク材料層６１ａ、６１ｂとして、ボックス層５３ｂと同じ酸化シリコンを使用したプロセスについて説明する。
【００４５】
次に、ハードマスク材料層６１ａにレジストパターン６５を形成する（図９（Ｂ））。このレジストパターン６５は、略中央に所望の開口６５ａを有し、外縁近傍に沿って開口６５ａを取り囲むように、平面視がドーナツ状となる溝６５ｂを有している。溝６５ｂの幅を、３０μｍ〜１０００μｍの範囲内とすることが好ましく、３０μｍ〜１５０μｍの範囲内とすることがより好ましい。好ましい範囲は、後のレーザー照射工程において支持部５３’の厚みに応じて必要なレーザー照射の幅と、上述の距離Ａ（図２参照）が溝６５ｂの幅の約半分となることから、設定した距離Ａを電子線リソグラフィ法で形成する時間で設定され得る。なお、レジストパターン６５を、電子線感応型レジストを用いて電子線リソグラフィ法により、あるいは、感光性レジストを用いてフォトリソグラフィ法により形成することができる。さらに、電子線リソグラフィ法とフォトリソグラフィ法を組み合わせてレジストパターン６５を形成することができる。
【００４６】
次いで、レジストパターン６５をマスクとしてハードマスク材料層６１ａをエッチングしてハードマスク６１’ａを形成し、このハードマスク６１’ａをマスクとして単結晶シリコン層５２をエッチングする（図９（Ｃ））。このエッチングでは、ボックス層５３ｂがエッチングストッパーとして作用し、単結晶シリコン層５２に開口が形成される。これにより、基板５１に開口部５４が形成され、開口部５４の深さは単結晶シリコン層５２の厚みに対応し、０．１μｍ〜３０μｍの範囲内となる。したがって、後工程において、支持基板５３ａをエッチングし、さらに、露出したボックス層５３ｂを除去して、開口部５４が支持基板５３ａ側に貫通した段階で、開口部５４の深さは０．１μｍ〜３０μｍの範囲内で所望の深さとなっている。また、このエッチングでは、開口部５４の形成とともに単結晶シリコン層５２の深さまで溝部５５が形成される。
【００４７】
ハードマスク材料層６１ａを、ウェットエッチングまたはドライエッチングによってエッチングすることができる。ウェットエッチングによって酸化シリコンであるハードマスク材料層６１ａをエッチングする場合、エッチャントとしてフッ化水素酸、またはフッ化水素酸を含む薬液を使用することができる。一方、ドライエッチングによって酸化シリコンであるハードマスク材料層６１ａをエッチングする場合、トリフルオロメタン（ＣＨＦ3）ガスや六フッ化エタン（Ｃ2Ｆ6）ガスを使用したドライエッチングを行うことができる。ドライエッチングは異方性を有するため、ほぼ設計値通りのサイズのハードマスク６１’ａを容易に形成することができる。
【００４８】
また、単結晶シリコン層５２を、ウェットエッチングまたはドライエッチングによってエッチングすることができる。ウェットエッチングによって単結晶シリコン層５２をエッチングする場合、ＫＯＨ水溶液、エチレンジアミン・ピロカテコール（ＥＤＰ）、または、４メチル水酸化アンモニウム（ＴＭＡＨ）等のアルカリ水溶液をエッチャントとして使用することができる。一方、ドライエッチングによって単結晶シリコン層５２をエッチングする場合、エッチングガスとして、４フッ化炭素（ＣＦ4）、８フッ化炭素（Ｃ4Ｆ8）、六フッ化硫黄（ＳＦ6）、臭化水素（ＨＢｒ）を使用したドライエッチングを行うことができる。
【００４９】
次に、開口部５４および溝部５５を被覆するように樹脂層７１を形成し、また、ハードマスク材料層６１ｂにレジストパターン７５を形成する（図１０（Ａ））。
【００５０】
樹脂層７１は、開口部５４および溝部５５を保護する目的、および、後工程で支持基板５３ａをエッチングする際の歪みを抑制する目的で形成される。樹脂層７１の厚みを５μｍ〜３０μｍの範囲で適宜設定することができる。このような樹脂層７１は、図示例では、基板全域に亘って形成されているが、少なくとも開口部５４と溝部５５を覆う範囲内に形成されていればよい。樹脂層７１の形成では、レジスト等として用いられる公知の樹脂を使用することができ、溶媒に溶けた樹脂材料の溶液をスピンコート法等により塗布し、加熱により溶媒を除去して樹脂材料を硬化させることにより樹脂層７１が形成され得る。樹脂層７１の厚みは、樹脂材料や添加剤の濃度調整により溶液の粘度を調整し、さらに溶液塗布時の基板の回転速度を調整することで制御され得る。樹脂材料の溶液の一度の塗布で所望の厚みを得ることができない場合は、樹脂層７１が所望の厚みになるまで、樹脂材料の溶液を塗布して樹脂材料を硬化させる処理を複数回繰り返してもよい。
【００５１】
このレジストパターン７５は、開口部５４に対向する位置に開口７５ａを有している。この開口７５ａは、後述する支持部５３’を形成するのに適した開口寸法、開口形状を備える。
【００５２】
次いで、レジストパターン７５をマスクとしてハードマスク材料層６１ｂをエッチングしてハードマスク６１’ｂを形成し、このハードマスク６１’ｂをマスクとして支持基板５３ａをエッチングする（図１０（Ｂ））。このエッチングにおいても、ボックス層５３ｂがエッチングストッパーとして作用する。これにより、単結晶シリコン層５２の下方外縁に位置する枠形状の支持部５３’が形成される。このような支持基板５３ａのエッチングにより形成された支持部５３’間に露出したボックス層５３ｂは、開口部５４を貫通させるために、後工程において、基板５１の主面５１ｂ側からエッチングされる。
【００５３】
ハードマスク材料層６１ｂを、ハードマスク材料層６１ａに対するエッチングと同様に、ウェットエッチングまたはドライエッチングによってエッチングすることができる。また、支持基板５３ａを、単結晶シリコン層５２に対するエッチングと同様に、ウェットエッチングまたはドライエッチングによってエッチングすることができる。
【００５４】
次に、樹脂層７１とレジストパターン７５を除去する（図１０（Ｃ））。樹脂層７１とレジストパターン７５を、有機溶媒を用いて除去してもよく、また、酸素プラズマ処理等のアッシングを用いて除去してもよい。有機溶媒として、例えば、レジストリムーバを使用することができる。レジストリムーバを用いて樹脂層７１とレジストパターン７５を除去した後に、露出されたハードマスク６１’ａ、６１’ｂ、および、開口部５４に露出したボックス層５３ｂの表面に残留した有機物を除去するためにＳＰＭ洗浄を行ってもよい。ＳＰＭ洗浄は、硫酸過酸化水素水洗浄ともいわれている。ＳＰＭ洗浄として、過酸化水素水と硫酸との容量比がＨ2Ｏ2：Ｈ2ＳＯ4＝３：１であるＳＰＭ洗浄液を７０℃〜８０℃に加熱して使用する例が挙げられる。ＳＰＭ洗浄は、強力な酸化作用を利用して有機物を除去するのに効果がある洗浄方法である。ＳＰＭ洗浄の後はＩＰＡ乾燥によってハードマスク６１’ａ、６１’ｂ、および、ボックス層５３ｂの表面を乾燥してもよい。このような樹脂層７１とレジストパターン７５を、同一工程で除去してもよく、それぞれ別の工程で除去してもよい。本実施形態によれば、基板５１に多面付けにより複数の荷電粒子線露光用マスクを形成するような場合において、各荷電粒子線露光用マスクを個片化する前に、レジストパターン等を一度に剥離することができ、荷電粒子線露光用マスクごとにレジストパターン等を剥離するような手間を省くことができるため、生産効率が落ちることがない。
【００５５】
次いで、ボックス層５３ｂを基板５１の主面５１ｂ側からエッチングすることで開口部５４を貫通させ、ボックス層５３ｂを基板５１の主面５１ａ側から支持基板５３ａの上面までエッチングすることで溝部５５の深さがボックス層５３ｂの厚みだけ深くなる（図１１（Ａ））。本実施形態では、開口部５４の深さは、上記のように、単結晶シリコン層５２の厚みに対応したものであり、開口部５４は０．１μｍ〜３０μｍの範囲内の深さで形成され得る。また、溝部５５の深さは、単結晶シリコン層５２の厚みにボックス層５３ｂの厚みを加えた厚みに対応したものであり、溝部５５は０．２μｍ〜３２μｍの範囲内の深さで形成され得る。ボックス層５３ｂを、ハードマスク材料層６１ａに対するエッチングと同様に、ウェットエッチングまたはドライエッチングによってエッチングすることができる。このボックス層５３ｂのエッチングと同時に、ハードマスク６１’ａとハードマスク６１’ｂを除去してもよい。また、支持部５３’間に露出するボックス層５３ｂをエッチングして開口部５４を貫通させた後に、上記の樹脂層７１を除去してもよい。
【００５６】
このようなハードマスク６１’ａ、６１’ｂ、ボックス層５３ｂの除去後の基板５１に対して、ＳＰＭ洗浄、ＡＰＭ洗浄、および、フッ酸（ＨＦ）洗浄を行うことができる。また、洗浄後はＩＰＡ乾燥によってマスクを乾燥してもよい。ここで、ＡＰＭ洗浄は、アンモニア過酸化水素水洗浄ともいわれている。ＡＰＭ洗浄として、アンモニア（ＮＨ4ＯＨ）と過酸化水素水と水との容量比がＮＨ4ＯＨ：Ｈ2Ｏ2：Ｈ2Ｏ＝１：２：５であるＡＰＭ洗浄液を７０℃〜８０℃に加熱して使用する例が挙げられる。ＡＰＭ洗浄は、有機物の除去および不溶性のパーティクルの除去に効果がある洗浄方法である。
【００５７】
次いで、支持部５３’の底面にダイシングテープ８５を貼付した後、溝部５５の形成方向に沿って、矢印Ｌ方向から支持部５３’の深さ方向にレーザーを照射する。本実施形態においては、レーザーを、支持部５３’の内部に集光点を合わせて、溝部５５の形成方向に沿って移動させ照射する。これにより、支持部５３’の内部には多光子吸収による光学的損傷という現象が発生し、支持部５３’の内部に熱ひずみが誘起され、これにより支持部５３’の内部にクラック領域（改質領域の一つ）が形成される。そして、レーザーを照射する集光点の位置を支持部５３’の深さ方向に沿って多段に変えることにより、破線で示される改質領域５３ｃが支持部５３’の内部に形成される（図１１（Ｂ））。改質領域５３ｃには、上記のクラック領域だけでなく、例えば溶融領域、および屈折率変化領域などの領域も含まれる。改質領域５３ｃの形成により、改質領域５３ｃより外側に存在する支持部５３’の一部を改質領域５３ｃより内側に存在する支持部５３’から、比較的小さな力で分離することが可能となる。また、本実施形態によれば溝部５５に沿って支持部５３’の内部にレーザーが照射される。このため、レーザーが単結晶シリコン層５２に当たることなく支持部５３’に確実に照射されることにより、単結晶シリコン層５２の端面にひび割れなどが発生して欠けが生じ、欠けたシリコン片が飛散するような不具合を防止することができる。
【００５８】
次いで、ダイシングテープ８５をエキスパンド装置で広げることで改質領域５３ｃを起点として矢印ｆ方向に応力が作用する（図１１（Ｃ））。これにより、改質領域５３ｃを起点として当該改質領域５３ｃより外側に存在する支持部５３’の一部が、改質領域５３ｃより内側に存在する支持部５３’から分離されることで、本実施形態の荷電粒子線露光用マスク５１’が形成される（図１２（図２に示される荷電粒子線露光用マスク１１に相当））。形成後の荷電粒子線露光用マスク５１’を構成する支持部５３’の外周端面は、ダイシングテープ８５により一部が分離されて改質領域５３ｃが露出する状態となっており、当該領域において多結晶状態となっている部位が平行段状に存在する。なお、レーザー照射はテープ越しに行ってもよい。
【００５９】
ダイシングテープ８５は、所望の粘着力を有する粘着テープであり、例えばＰＶＣ（Polyvinyl chloride）等のフィルム基材と当該フィルム基材の一方の面に設けられた、例えばアクリル系の粘着剤を用いて形成される粘着剤層とを有している。粘着剤層は、支持部５３’から使用済みのダイシングテープ８５を剥がし易くするために、UV光が照射されると硬化して粘着力が低下するものであっても、加熱されると粘着力が低下するものであってもよい。
【００６０】
なお、本実施形態においては、支持部５３’の底面にダイシングテープ８５を貼付した後、支持部５３’の深さ方向にレーザーを照射しているが、これに限定されるものではなく、支持部５３’の深さ方向にレーザーを照射した後、支持部５３’の底面にダイシングテープ８５を貼付してもよい。また、本実施形態においては、上述のようにダイシングテープ８５を用いて支持部５３’を分離する方法を示しているが、これに限定されず、例えば人力により支持部５３’を分離してもよい。また、ブレーキング装置などの公知の治具により支持部５３’を分離してもよい。
【００６１】
本実施形態によれば、基板５１に多面付けにより複数の荷電粒子線露光用マスクを形成するような場合、各荷電粒子線露光用マスクを個片化する前の状態において、各荷電粒子線露光用マスク間が、酸化シリコンを含むボックス層５３ｂに加え、支持部５３’によって各荷電粒子線露光用マスクの裏面が繋がっている。このため、強度低下による破損等が生じることがなく、高品質の荷電粒子線露光用マスクを製造することができる。
【００６２】
上述した本実施形態における溝部５５を形成する溝部形成工程の具体例について説明する。図１３は、図９〜図１１に示される溝部形成工程に含まれる一実施形態として、基板から１つの荷電粒子線露光用マスクを形成するための溝部を形成する例を説明する模式図である。ここでは、製造される荷電粒子線露光用マスクを平面視により図示し、溝部５５が形成されるボックス層５３ｂやその下層に位置する支持基板５３ａの図示を省略している。また、本実施形態における荷電粒子線露光用マスクの製造方法により製造される荷電粒子線露光用マスクの外郭形状が八角形状である例を用いて説明する。なお、図１３において、荷電粒子線露光用マスクの所望の位置に形成される開口部または透過部について図示を省略する。さらに、以下の説明における「溝部を形成する」には、所望の溝部を形成する際に行われる、溝部形成のためのレジストパターンの形成や、溝部が形成される部位に対応する各層に対するエッチングなどの工程が含まれるものとする。
【００６３】
また、図１３では溝部５５を破線で示し、図１１（Ｂ）で示されるレーザー照射工程において、溝部５５に上方（図の手前側）から垂直方向にレーザーを照射するレーザー照射装置（不図示）の移動方向を矢印で示すとともに、荷電粒子線露光用マスクの八角形状の各辺に対応して溝部５５に沿って照射されるレーザーの照射順序を数字で示している。なお、ダイシングテープ８５を用いて改質領域５３ｃを起点として支持部５３’の一部が分離されて形成される荷電粒子線露光用マスク１１２の八角形状となる外郭形状を実線で示している。また、上記のとおり、溝部５５を破線で示しているが、図示を簡略化するために便宜上破線としているものであり、実際には上述したような所望の幅を有してもよい。なお、上記のようにレーザー照射装置を移動させることに替えて、レーザー照射装置を固定させておき、レーザーが照射される基板あるいはその載置台を移動させることにより溝部５５を形成するようにしてもよい。
【００６４】
以下、図１３における上下左右方向に対応して、荷電粒子線露光用マスク１１２の八角形状をなす下辺を１１２ａで示し、上辺を１１２ｂで示し、左辺を１１２ｃで示し、右辺を１１２ｄで示す。また、左下辺を１１２ｅで示し、右上辺を１１２ｆで示し、左上辺を１１２ｇで示し、右下辺を１１２ｈで示す。
【００６５】
図１３に示されるように、本実施形態においては、下辺１１２ａを形成するための溝部５５ａ、上辺１１２ｂを形成するための溝部５５ｂ、左辺１１２ｃを形成するための溝部５５ｃ、および右辺１１２ｄを形成するための溝部５５ｄを形成する。また、左下辺１１２ｅを形成するための溝部５５ｅ、右上辺１１２ｆを形成するための溝部５５ｆ、左上辺１１２ｇを形成するための溝部５５ｇ、右下辺１１２ｈを形成するための溝部５５ｈを形成する。
【００６６】
このように形成された各溝部５５に沿ってレーザー照射工程においてレーザーを照射する。以下では、まず、矢印［１］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ａに沿ってレーザーを照射し、次に矢印［１’］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｂに沿ってレーザーを照射する。次に、矢印［２］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｃに沿ってレーザーを照射し、矢印［２’］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｄに沿ってレーザーを照射する。さらに、矢印［３］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｅに沿ってレーザーを照射し、矢印［３’］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｆに沿ってレーザーを照射する。そして、矢印［４］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｇに沿ってレーザーを照射し、矢印［４’］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｈに沿ってレーザーを照射する。なお、本説明においては、各溝部５５に対してレーザーの集光点を変えて多段にレーザーを照射することについての説明は省略している。なお、ここでは、矢印が示されている位置に近い各溝部５５の端部をレーザー照射開始位置とし、他方の端部をレーザー照射終了位置とする。よって、レーザー照射開始位置でレーザー照射装置によるレーザー照射出力をＯＮし、レーザー照射終了位置でレーザー照射出力をＯＦＦにするものとする。
【００６７】
上述のように各溝部５５を形成し、レーザー照射工程において各溝部５５にレーザーを照射した後、各溝部５５に沿って支持部５３’内に形成される改質領域５３ｃを起点としてダイシングテープ８５を広げることにより支持部５３’の一部を分離することで、図１３の実線で示すような八角形状の荷電粒子線露光用マスク１１２を形成することができる。なお、レーザーの照射順序は上記の順序に限定されず、上記以外の順序であってもよい。
【００６８】
なお、図１３では、例えば下辺１１２ａを形成するための溝部５５ａと、左辺１１２ｃを形成するための溝部５５ｃおよび右辺１１２ｄを形成するための溝部５５ｄとが各端部側において交差するように各溝部５５を形成しているが、これに限定されず、八角形状の各頂点をなす二辺のうちの少なくとも一方の辺の延長線に対応する部位に溝部５５を形成するものであればよい。つまり、各頂点をなす二辺を形成するための各溝部５５が端部側で交差しなくてもよく、各頂点を形成可能なように各溝部５５を形成すればよい。例えば、頂点Ｐを形成するには、下辺１１２ａに対応する溝部５５ａと、左下辺１１２ｅに対応する溝部５５ｅとが交差していればよく、溝部５５ａが、左辺１１２ｃに対応する溝部５５ｃと交差しなくてもよい。例えば、溝部５５ａの形成を、当該溝部５５ａが頂点Ｐを図の左方へ過ぎたすぐの辺りまでに留めてもよい。
【００６９】
図１４は、上述した溝部形成工程の他の実施形態として、基板に多面付けにより４つの荷電粒子線露光用マスクを形成するための溝部を形成する例を説明する模式図である。４つの荷電粒子線露光用マスクは同サイズとする。ここでは、製造される４つの荷電粒子線露光用マスクとして、図の左下に荷電粒子線露光用マスク１２２が、図の左上に荷電粒子線露光用マスク１３２が、図の右上に荷電粒子線露光用マスク１４２が、図の右下に荷電粒子線露光用マスク１５２が多面付けにより互いに隣接して配置された形態の平面視を用いて図示し、溝部５５が形成されるボックス層５３ｂやその下層に位置する支持基板５３ａは図示を省略している。また、上記の４つの荷電粒子線露光用マスクそれぞれの外郭形状が八角形状である例を用いて説明する。なお、図１４においても、各荷電粒子線露光用マスクの所望の位置に形成される開口部または透過部について図示を省略する。
【００７０】
また、図１４においても、溝部５５を形成する部位を破線で示し、図１１（Ｂ）で示されるレーザー照射工程において、溝部５５に上方（図の手前側）から垂直方向にレーザーを照射するレーザー照射装置（不図示）の移動方向を矢印で示すとともに、４つの荷電粒子線露光用マスクそれぞれの八角形状の各辺に対応して照射されるレーザーの照射順序を数字で示している。なお、ダイシングテープ８５を用いて改質領域５３ｃを起点として支持部５３’の一部が分離されて形成される荷電粒子線露光用マスク１２２、１３２、１４２、１５２の八角形状となる外郭形状を実線で示しており、少なくとも実線部に溝部５５を形成する必要がある。また、上記のとおり、溝部５５を破線で示しているが、図示を簡略化するために便宜上破線としているものであり、実際には上述したような所望の幅を有するものである。
【００７１】
以下、図１４における上下左右方向に対応して、荷電粒子線露光用マスク１２２の八角形状をなす下辺を１２２ａで示し、上辺を１２２ｂで示し、左辺を１２２ｃで示し、右辺を１２２ｄで示す。また、左下辺を１２２ｅで示し、右上辺を１２２ｆで示し、左上辺を１２２ｇで示し、右下辺を１２２ｈで示す。また、図１４における上下左右方向に対応して、荷電粒子線露光用マスク１３２の八角形状をなす下辺を１３２ａで示し、上辺を１３２ｂで示し、左辺を１３２ｃで示し、右辺を１３２ｄで示す。また、左下辺を１３２ｅで示し、右上辺を１３２ｆで示し、左上辺を１３２ｇで示し、右下辺を１３２ｈで示す。また、図１４における上下左右方向に対応して、荷電粒子線露光用マスク１４２の八角形状をなす下辺を１４２ａで示し、上辺を１４２ｂで示し、左辺を１４２ｃで示し、右辺を１４２ｄで示す。また、左下辺を１４２ｅで示し、右上辺を１４２ｆで示し、左上辺を１４２ｇで示し、右下辺を１４２ｈで示す。また、図１４における上下左右方向に対応して、荷電粒子線露光用マスク１５２の八角形状をなす下辺を１５２ａで示し、上辺を１５２ｂで示し、左辺を１５２ｃで示し、右辺を１５２ｄで示す。また、左下辺を１５２ｅで示し、右上辺を１５２ｆで示し、左上辺を１５２ｇで示し、右下辺を１５２ｈで示す。
【００７２】
なお、荷電粒子線露光用マスク１２２、荷電粒子線露光用マスク１３２、荷電粒子線露光用マスク１４２、および荷電粒子線露光用マスク１５２は多面付けにより隣接して形成されるため、一部の辺同士が重複する部分が存在している。具体的には、荷電粒子線露光用マスク１２２の上辺１２２ｂと荷電粒子線露光用マスク１３２の下辺１３２ａとが重複し、荷電粒子線露光用マスク１３２の右辺１３２ｄと荷電粒子線露光用マスク１４２の左辺１４２ｃと重複し、荷電粒子線露光用マスク１４２の下辺１４２ａと荷電粒子線露光用マスク１５２の上辺１５２ｂとが重複し、荷電粒子線露光用マスク１５２の左辺１５２ｃと荷電粒子線露光用マスク１２２の右辺１２２ｄとが重複している。このため、これらの重複する各辺を形成するための溝部５５として共通のものを用いることができる。具体的には、荷電粒子線露光用マスク１２２の上辺１２２ｂと荷電粒子線露光用マスク１３２の下辺１３２ａとが重複する部分と、荷電粒子線露光用マスク１４２の下辺１４２ａと荷電粒子線露光用マスク１５２の上辺１５２ｂとが重複する部分を形成するための溝部５５’ａを共用することができる。また、荷電粒子線露光用マスク１３２の右辺１３２ｄと荷電粒子線露光用マスク１４２の左辺１４２ｃとが重複する部分と、荷電粒子線露光用マスク１５２の左辺１５２ｃと荷電粒子線露光用マスク１２２の右辺１２２ｄとが重複する部分を形成するための溝部５５’ｃを共用することができる。
【００７３】
また、互いに同サイズの電粒子線露光用マスク１２２、荷電粒子線露光用マスク１３２、荷電粒子線露光用マスク１４２、および荷電粒子線露光用マスク１５２が互いに隣接して配置されるため、上下左右において２つの荷電粒子線露光用マスクが並列して存在することになる。具体的には、荷電粒子線露光用マスク１２２と荷電粒子線露光用マスク１３２とが上下に並列して存在し、荷電粒子線露光用マスク１３２と荷電粒子線露光用マスク１４２とが左右に並列して存在し、荷電粒子線露光用マスク１４２と荷電粒子線露光用マスク１５２とが上下に並列して存在し、荷電粒子線露光用マスク１５２と荷電粒子線露光用マスク１２２が左右に並列して存在する。このため、４つの荷電粒子線露光用マスクが隣接して配置されて集合をなす最外郭形状をなす上下左右の各辺を形成するための溝部５５を共用することができる。具体的には、荷電粒子線露光用マスク１２２の左辺１２２ｃと荷電粒子線露光用マスク１３２の左辺１３２ｃを形成するための溝部５５ｃを共用することができる。また、荷電粒子線露光用マスク１３２の上辺１３２ｂと荷電粒子線露光用マスク１４２の上辺１４２ｂを形成するための溝部５５ｂを共用することができる。また、荷電粒子線露光用マスク１４２の右辺１４２ｄと荷電粒子線露光用マスク１５２の右辺１５２ｄを形成するための溝部５５ｄを共用することができる。また、荷電粒子線露光用マスク１５２の下辺１５２ａと荷電粒子線露光用マスク１２２の下辺１２２ａを形成するための溝部５５ａを共用することができる。
【００７４】
すなわち、図１４に示されるように、本実施形態においては、荷電粒子線露光用マスク１２２の下辺１２２ａおよび荷電粒子線露光用マスク１５２の下辺１５２ａを形成するための溝部５５ａと、荷電粒子線露光用マスク１２２の左辺１２２ｃおよび荷電粒子線露光用マスク１３２の左辺１３２ｃを形成するための溝部５５ｃを形成する。また、荷電粒子線露光用マスク１３２の上辺１３２ｂおよび荷電粒子線露光用マスク１４２の上辺１４２ｂを形成するための溝部５５ｂと、荷電粒子線露光用マスク１４２の右辺１４２ｄおよび荷電粒子線露光用マスク１５２の右辺１５２ｄを形成するための溝部５５ｄを形成する。さらに、荷電粒子線露光用マスク１２２の上辺１２２ｂと荷電粒子線露光用マスク１３２の下辺１３２ａとが重複する部分と、荷電粒子線露光用マスク１４２の下辺１４２ａと荷電粒子線露光用マスク１５２の上辺１５２ｂとが重複する部分を形成するための溝部５５’ａを形成する。さらに、荷電粒子線露光用マスク１３２の右辺１３２ｄと荷電粒子線露光用マスク１４２の左辺１４２ｃとが重複する部分と、荷電粒子線露光用マスク１５２の左辺１５２ｃと荷電粒子線露光用マスク１２２の右辺１２２ｄとが重複する部分を形成するための溝部５５’ｃを形成する。
【００７５】
なお、４つの荷電粒子線露光用マスクそれぞれにおいて、八角形状をなす辺のうち、上述した上下左右の一部同士が重複している辺を除く、斜めの各辺については各辺に対応する溝部５５を形成する。具体的には、荷電粒子線露光用マスク１２２の左下辺１２２ｅを形成するための溝部５５ｅ、右上辺１２２ｆを形成するための溝部５５ｑ、左上辺１２２ｇを形成するための溝部５５ｊ、右下辺１２２ｈを形成するための溝部５５ｐを形成する。また、荷電粒子線露光用マスク１３２の左下辺１３２ｅを形成するための溝部５５ｉ、右上辺１３２ｆを形成するための溝部５５ｋ、左上辺１３２ｇを形成するための溝部５５ｇ、右下辺１３２ｈを形成するための溝部５５ｒを形成する。また、荷電粒子線露光用マスク１４２の左下辺１４２ｅを形成するための溝部５５ｓ、右上辺１４２ｆを形成するための溝部５５ｆ、左上辺１４２ｇを形成するための溝部５５ｌ、右下辺１４２ｈを形成するための溝部５５ｍを形成する。さらに、荷電粒子線露光用マスク１５２の左下辺１５２ｅを形成するための溝部５５ｏ、右上辺１５２ｆを形成するための溝部５５ｎ、左上辺１５２ｇを形成するための溝部５５ｔ、右下辺１５２ｈを形成するための溝部５５ｈを形成する。この場合、溝部５５ｊ、溝部５５ｉ、溝部５５ｋ、溝部５５ｌ、溝部５５ｍ、溝部５５ｎ、溝部５５ｏ、および溝部５５ｐは、これら各溝部５５の内側の端部が溝部５５’ａおよび溝部５５’ｃを超えてその先の何れかの荷電粒子線露光用マスクの領域に延長されないようにしておく。また、溝部５５ｑ、溝部５５ｒ、溝部５５ｓ、および溝部５５ｔのそれぞれの両端部が何れかの荷電粒子線露光用マスクの領域に延長されないようにしておく。上述した何れかの溝部５５の端部を荷電粒子線露光用マスクの領域まで延長して形成しないようにすることで、荷電粒子線露光用マスクの外郭形状としての望ましい八角形状を得ることができる。
【００７６】
このように形成された各溝部５５に沿ってレーザー照射工程においてレーザーを照射する。まず、矢印［１］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ａに沿ってレーザーを照射し、次に矢印［１’］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５’ａに沿ってレーザーを照射し、さらに矢印［１”］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｂに沿ってレーザーを照射する。次に、矢印［２］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｃに沿ってレーザーを照射し、矢印［２’］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５’ｃに沿ってレーザーを照射し、さらに矢印［２”］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｄに沿ってレーザーを照射する。さらに、矢印［３］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｅに沿ってレーザーを照射し、矢印［３’］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｆに沿ってレーザーを照射する。そして、矢印［４］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｇに沿ってレーザーを照射し、矢印［４’］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｈに沿ってレーザーを照射する。さらに、矢印［５］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｉに沿ってレーザーを照射し、矢印［６］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｋに沿ってレーザーを照射する。さらに、矢印［７］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｊに沿ってレーザーを照射し、矢印［８］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｐに沿ってレーザーを照射する。さらに、矢印［９］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｌに沿ってレーザーを照射し、矢印［１０］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｍに沿ってレーザーを照射する。さらに、矢印［１１］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｎに沿ってレーザーを照射し、矢印［１２］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｏに沿ってレーザーを照射する。さらに、矢印［１３］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｒに沿ってレーザーを照射し、矢印［１４］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｔに沿ってレーザーを照射する。さらに、矢印［１５］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｑに沿ってレーザーを照射し、矢印［１６］方向にレーザー照射装置を移動させて溝部５５ｓに沿ってレーザーを照射する。なお、ここでも、各溝部５５に対してレーザーの集光点を変えて多段にレーザーを照射することについての説明は省略する。なお、ここでは、矢印が示されている位置に近い各溝部５５の端部をレーザー照射開始位置とし、他方の端部をレーザー照射終了位置とする。よって、レーザー照射開始位置でレーザー照射装置によるレーザー照射出力をＯＮし、レーザー照射終了位置でレーザー照射出力をＯＦＦにするものとする。
【００７７】
上述のように各溝部５５を形成し、レーザー照射工程において各溝部５５にレーザーを照射した後、各溝部５５に沿って支持部５３’内に形成される改質領域５３ｃを起点としてダイシングテープ８５をエキスパンド装置で広げ支持部５３’の一部を分離することで、図１４の実線で示すような４つの荷電粒子線露光用マスクを形成することができる。また、上述のような順序でレーザーを照射することにより、基板５１に多面付けにより複数の荷電粒子線露光用マスクを形成するような場合において、各荷電粒子線露光用マスクを構成する辺のうち複数の辺（上述の例では少なくとも２辺）を形成する溝部を共用できるため、各荷電粒子線露光用マスクを構成する一辺を形成するための溝部を形成する度にレーザー照射のＯＮ・ＯＦＦを頻繁に繰り返すことがなくなる。つまり、複数の辺を形成する溝部を共用可能な場合、複数の辺ごとにレーザー照射を行う場合よりもレーザー照射のＯＮ・ＯＦＦ回数を減らすことができ、無駄なレーザー照射を抑制することができる。
【００７８】
なお、上述のレーザーの照射順序は一例であり、この実施形態に限定されず、上述の効果を損なわない範囲で適宜照射順序を変更することができる。また、本実施形態においては、４つの荷電粒子線露光用マスクを多面付けする例を用いて説明したが、これに限定されず、３つ以下の荷電粒子線露光用マスクを多面付けする形態や、５つ以上の荷電粒子線露光用マスクを多面付けする形態としてもよい。
【００７９】
上述の荷電粒子線露光用マスクの製造方法では、基板としてＳＯＩ基板を使用しているが、使用する基板はＳＯＩ基板に限定されず、例えば、シリコン基板、窒化シリコン、炭化シリコン、酸化シリコン等のシリコン化合物基板や、これらの基板材質を含む所望の材質の中から選択した複合材質からなる積層体を基板として使用することができる。また、これらの基板材質を含む所望の材質の中から選択した複合材質からなる積層体を基板として使用することができる。複合材質からなる積層体を基板として使用する場合、積層体としては、例えば図１を用いて説明すると、荷電粒子線露光用マスク１１の薄板部１２を構成するための層と、支持部１３を構成する層との２層構造とすることができる。この２層の間にエッチング選択性をもたせればよい。また、形成される薄板部１２は自立薄膜（メンブレン）であり、薄板部１２が開口部１４を有する状態を維持可能であればよい。また、薄板部１２を構成するための層と、支持部１３を構成するための層との間にエッチング選択性をもたせるために、積層体を３層以上の構造としてもよい。このような積層体を使用する場合、積層体を構成する層のエッチング選択性に応じたエッチング条件を設定することにより、上述のＳＯＩ基板を使用した場合と同様にして、荷電粒子線露光用マスクを製造することができる。なお、本開示において、異なる層、材料間においてエッチング選択性があるとは、同一条件でエッチングを行ったときに、エッチング速度に相違が生じる場合があることを意味する。
【００８０】
本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法の他の実施形態について説明する。図１５〜図１６は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。本実施形態は、上述した図９〜図１２に示される荷電粒子線露光用マスクの製造方法のうち、図１０〜図１１に示される工程と異なる工程を示すものである。よって、図８に示される工程については説明を省略する。
【００８１】
図９（Ｃ）において、単結晶シリコン層５２の深さまで溝部５５が形成された後、開口部５４および溝部５５を被覆するように樹脂層７１を形成し、また、ハードマスク材料層６１ｂにレジストパターン７５を形成する（図１５（Ａ））。本実施形態では、図１０（Ａ）に示される工程と異なり、開口パターン７５ａに加えて、対応溝パターン７５ｂが、レジストパターン７５として形成される（図１５（Ａ））。対応溝パターン７５ｂは、後述する対応溝５３ｄを形成するのに適した溝寸法、溝形状を備える。本実施形態において、対応溝パターン７５ｂが形成される側の溝部５５を第１溝部５５ｈとし、対応溝パターン７５ｂが形成されない側の溝部５５を第２溝部５５ｃとする。
【００８２】
なお、対応溝パターン７５ｂは、第１溝部５５ｈ側の支持基板５３ａに対応する位置に形成され、第２溝部５５ｃ側の支持基板５３ａに対応する位置には形成されていない（図１５（Ａ））。他方、これに限定されず、対応溝パターン７５ｂは、第２溝部５５ｃ側の支持基板５３ａに形成され、第１溝部５５ｈ側の支持基板５３ａに対応する位置に形成されないものであってもよい。
【００８３】
次いで、レジストパターン７５をマスクとしてハードマスク材料層６１ｂをエッチングしてハードマスク６１’ｂを形成し、このハードマスク６１’ｂをマスクとして支持基板５３ａをエッチングする（図１５（Ｂ））。これにより、単結晶シリコン層５２の下方外縁に位置する枠形状の支持部５３’が形成されるとともに、第１溝部５５ｈに対応する支持部５３’側に対応溝５３ｄが形成される。一方、第２溝部５５ｃに対応する支持部５３’側には、対応溝５３ｄが形成されない。なお、対応溝５３ｄを形成するためのエッチングについては、ボックス層５３ｂの下面まで実施されなくてもよく、例えば、支持基板５３ａの高さの略半分以上の高さまで実施されるものであってもよい。この場合、エッチングされずに残った支持部５３’について、後述するダイシングテープにより当該支持部５３’の一部を分離させることになるため、後述のように当該支持部５３’の深さ方向にレーザーを照射して、当該支持部５３’内に改質領域５３ｃを形成すればよい。このような支持基板５３ａのエッチングにより形成された支持部５３’間に露出したボックス層５３ｂは、開口部５４を貫通させ、対応溝５３ｄと溝部５５の第１部分とが連通した貫通孔とするために、後工程において、基板５１の主面５１ｂ側からエッチングされる。
【００８４】
ハードマスク材料層６１ｂを、ハードマスク材料層６１ａに対するエッチングと同様に、ウェットエッチングまたはドライエッチングによってエッチングすることができる。また、支持基板５３ａを、単結晶シリコン層５２に対するエッチングと同様に、ウェットエッチングまたはドライエッチングによってエッチングすることができる。
【００８５】
次に、図１０（Ｃ）に示される工程と同様に、樹脂層７１とレジストパターン７５を除去する（図１５（Ｃ））。本実施形態によれば、基板５１に多面付けにより複数の荷電粒子線露光用マスクを形成するような場合において、各荷電粒子線露光用マスクを個片化する前に、レジストパターン等を一度に剥離することができ、荷電粒子線露光用マスクごとにレジストパターン等を剥離するような手間を省くことができるため、生産効率が落ちることがない。
【００８６】
次いで、図１１（Ａ）に示される工程と同様に、ボックス層５３ｂを基板５１の主面５１ｂ側からエッチングすることで開口部５４を貫通させ、ボックス層５３ｂを基板５１の主面５１ａ側から支持基板５３ａの上面までエッチングすることで溝部５５の深さがボックス層５３ｂの厚みだけ深くなる（図１６（Ａ））。本実施形態では、開口部５４の深さは、上記のように、単結晶シリコン層５２の厚みに対応したものであり、開口部５４は０．１μｍ〜３０μｍの範囲内の深さで形成され得る。また、溝部５５の深さは、単結晶シリコン層５２の厚みにボックス層５３ｂの厚みを加えた厚みに対応したものであり、溝部５５は０．２μｍ〜３２μｍの範囲内の深さで形成され得る。また、本実施形態では、ボックス層５３ｂをエッチングすることで、支持部５３’の左側において、対応溝５３ｄと溝部５５とが連通した貫通孔５３ｄ’が形成されることになる。
【００８７】
次いで、支持部５３’の底面（図では下方側の面）にダイシングテープ８５を貼付した後、第２溝部５５ｃの形成方向に沿って、矢印Ｌ方向から支持部５３’の深さ方向にレーザーを照射する。本実施形態においては、レーザーを、支持部５３’の内部に集光点を合わせて、第２溝部５５ｃの形成方向に沿って移動させ照射する。これにより、支持部５３’の内部には多光子吸収による光学的損傷という現象が発生し、支持部５３’の内部に熱ひずみが誘起され、これにより支持部５３’の内部にクラック領域（改質領域の一つ）が形成される。そして、レーザーを照射する集光点の位置を支持部５３’の深さ方向に沿って多段に変えることにより、破線で示される改質領域５３ｃが支持部５３’の内部に形成される（図１６（Ｂ））。
【００８８】
次いで、ダイシングテープ８５をエキスパンド装置で広げることで改質領域５３ｃを起点として矢印ｆ方向に応力が作用する（図１６（Ｃ））。これにより、改質領域５３ｃを起点として当該改質領域５３ｃより外側に存在する支持部５３’の一部が、改質領域５３ｃより内側に存在する支持部５３’から分離されることで、本実施形態の荷電粒子線露光用マスク５１’が形成される（図１２（図２に示される荷電粒子線露光用マスク１１に相当））。一部が分離された後の支持部５３’の外周端面は、ダイシングテープ８５により一部が分離されて改質領域５３ｃが露出する状態となっており、当該領域において多結晶状態となっている部位が平行段状に存在する。なお、支持部５３’に対してテープ越しにレーザー照射を行ってもよい。
【００８９】
図１５及び図１６に示される本実施形態においては、第１溝部５５ｈに対応する支持部５３’に対応溝５３ｄが形成される。また、第２溝部５５ｃに対応する支持部５３’には、レーザー照射が行われて改質領域５３ｃが形成され、当該部分を起点にダイシングテープ８５により支持部５３’が分離される（図１６（Ｃ）参照）。本実施形態によれば、溝部５５に対応する位置のすべてにおいて、レーザー照射により改質領域５３ｃを形成してダイシングテープ８５により支持部５３’を分離する場合よりも、多角形状の荷電粒子線露光用マスクのコーナーの形状をよりきれいに仕上げることができる。例えば、多角形状の各頂点をなす２辺のうちの一方の辺に対応する位置（上記の第１溝部５５ｈに相当）に対応溝５３ｄを形成し、当該２辺のうちの他方の辺に対応する位置（上記の第２溝部５５ｃに相当）に支持部５３’を形成すればよい。なお、上記２辺の両方または当該２辺のうちのいずれか一方の辺の延長線に対応する部位に溝部５５を形成してもよい。また、本実施形態によれば、レーザー照射の時間を短縮することができるため、レーザー照射に伴うコストを低減することができる。
【００９０】
本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法のさらに他の実施形態について説明する。図１７〜図１８は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。この実施形態は、基板としてＳＯＩ基板に替えてシリコン基板、シリコン化合物基板等の単一材質からなる基板を使用した例である。
【００９１】
まず、基板５１の一方の主面５１ａにハードマスク材料層６１ａを形成し、基板５１の主面５１ｂにハードマスク材料層６１ｂを形成する。ハードマスク材料層６１ａ、６１ｂを、基板５１をエッチングする際にエッチングレジストとして機能する材料を用いて形成する。次に、ハードマスク材料層６１ａにレジストパターン（不図示）を形成し、このレジストパターンをマスクとしてハードマスク材料層６１ａをエッチングしてハードマスク６１’ａを形成し、このハードマスク６１’ａをマスクとして基板５１をエッチングする（図１７（Ａ））。このエッチングにより、基板５１に開口部５４および溝部５５が形成される。この開口部５４の深さは、上述の荷電粒子線露光用マスク１１の薄板部１２の厚みと同等以上の深さとする。
【００９２】
次に、開口部５４および溝部５５を被覆するように樹脂層７１を形成し、また、ハードマスク材料層６１ｂにレジストパターン７５を形成する。このレジストパターン７５は、開口部５４に対向する位置に開口７５ａを有している。その後、レジストパターン７５をマスクとしてハードマスク材料層６１ｂをエッチングしてハードマスク６１’ｂを形成し、このハードマスク６１’ｂをマスクとして基板５１をエッチングする（図１７（Ｂ））。このエッチングは、開口部５４が貫通し、かつ、開口部５４の深さＤが０．１μｍ〜３０μｍの範囲内で所望の深さとなるように実施する。これにより、外縁下方に位置する枠形状の支持部５３を形成する。なお、開口部５４の周縁であって、その下層には支持部５３が存在しない。よって厚みが０．１μｍ〜３０μｍとなっている基板５１の部分は薄板部５２’ということになる。すなわち、薄板部５２’は、その略中央が開口する開口部５４が形成されており、薄板部５２’の外縁下方が支持部５３によって支持されていることになる。
【００９３】
次いで、樹脂層７１とレジストパターン７５を除去し、さらに、ハードマスク６１’ａ、６１’ｂを除去する（図１７（Ｃ））。本実施形態によっても、基板５１に多面付けにより複数の荷電粒子線露光用マスクを形成するような場合において、各荷電粒子線露光用マスクを個片化する前に、レジストパターン等を一度に剥離することができ、荷電粒子線露光用マスクごとにレジストパターン等を剥離するような手間を省くことができるため、生産効率が落ちることがない。
【００９４】
次いで、支持部５３の底面に伸縮性を有するダイシングテープ８５を貼付した後、溝部５５の形成方向に沿って、矢印Ｌ方向から支持部５３の深さ方向にレーザー光を照射する（図１８（Ａ））。本実施形態においては、レーザー光を、支持部５３の内部に集光点を合わせて、溝部５５の形成方向に沿って移動させ照射する。これにより、支持部５３の内部には多光子吸収による光学的損傷という現象が発生し、支持部５３の内部に熱ひずみが誘起され、これにより支持部５３の内部にクラック領域（改質領域の一つ）が形成される。そして、レーザー光を照射する集光点の位置を支持部５３の深さ方向に沿って多段に変えることにより、破線で示される改質領域５３ｃが支持部５３の内部に形成される（図１８（Ａ））。改質領域５３ｃには、上記のクラック領域だけでなく、例えば溶融領域、および屈折率変化領域などの領域も含まれる。改質領域５３ｃの形成により、改質領域５３ｃより外側に存在する支持部５３の一部を改質領域５３ｃより内側に存在する支持部５３から、比較的小さな力で分離することが可能となる。また、本実施形態によっても、溝部５５の形成方向に沿ってレーザーを基板５１に照射する。このため、レーザーが基板５１の主面５１ａなどに当たることなく支持部５３に確実に照射されるため、基板５１の主面５１ａの端面にひび割れなどが発生して欠けが生じ、欠けた材料片が飛散するような不具合を防止することができる。
【００９５】
次いで、ダイシングテープ８５をエキスパンド装置で広げることで改質領域５３ｃを起点として矢印ｆ方向に応力が作用する（図１８（Ａ））。これにより、改質領域５３ｃを起点として当該改質領域５３ｃより外側に存在する支持部５３の一部を改質領域５３ｃより内側に存在する支持部５３から分離することで、本実施形態の荷電粒子線露光用マスク５１’が形成される（図１８（Ｂ））。形成後の荷電粒子線露光用マスク５１’を構成する支持部５３の外周端面は、ダイシングテープ８５により一部が分離されて改質領域５３ｃが露出する状態となっており、当該領域において多結晶状態となっている部位が平行段状に存在する。なお、支持部５３に対してテープ越しにレーザー照射を行ってもよい。
【００９６】
本実施形態においても、基板５１に多面付けにより複数の荷電粒子線露光用マスクを形成するような場合、各荷電粒子線露光用マスクを個片化する前の状態において、支持部５３によって各荷電粒子線露光用マスク間の裏面が繋がっている。このため、強度低下による破損等が生じることがなく、高品質の荷電粒子線露光用マスクを製造することができる。
【００９７】
本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法の他の実施形態について説明する。図１９〜図２１は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。本実施形態は、上述した図９〜図１２に示される荷電粒子線露光用マスクの製造方法に係る工程と概ね同様の工程を有するものであるが、本実施形態における荷電粒子線露光用マスクの製造方法は、溝部５５を形成する際に、図７に示される判別マーク２１を形成する点において、図９〜図１２に示される荷電粒子線露光用マスクの製造方法と異なるものである。よって、図９〜図１２に示される荷電粒子線露光用マスクの製造方法と異なる点を主として説明する。
【００９８】
本実施形態においても、基板５１として上述したＳＯＩ基板を準備し、当該基板５１の主面５１ａすなわち単結晶シリコン層５２上に形成されたハードマスク材料層６１ａにレジストパターン６５を形成する（図１９（Ａ））。本実施形態におけるレジストパターン６５は、開口６５ａ、溝６５ｂｈ、及び溝６５ｂｃを有し、さらに、溝６５ｂｃの近傍に、ラインアンドスペース形状の凹凸パターン６５ｃを有している。凹凸パターン６５ｃを構成するライン（スペース）の幅は、０．２μｍ〜１００μｍの範囲内とするのが好ましく、１μｍ〜１０μｍの範囲内とするのがより好ましい。
【００９９】
次いで、レジストパターン６５をマスクとしてハードマスク材料層６１ａをエッチングしてハードマスク６１’ａを形成し、このハードマスク６１’ａをマスクとして単結晶シリコン層５２をエッチングする（図１９（Ｂ））。このエッチングにおいては、開口部５４、溝部５５ｈ、及び溝部５５ｃに加えて、判別マーク５６が基板５１に形成される（図１９（Ｂ））。なお、判別マーク２１が溝部５５ｈ及び溝部５５ｃの形成と同時に形成される態様に限定されるものではなく、判別マーク２１が形成された後、当該判別マーク２１を遮蔽し、別途、開口部５４及び溝部５５ｈ及び溝部５５ｃが形成される態様であってもよい。
【０１００】
本実施形態におけるハードマスク材料層６１ａを、ウェットエッチングまたはドライエッチングによってエッチングすることができる。ウェットエッチングによって酸化シリコンであるハードマスク材料層６１ａをエッチングする場合、エッチャントとしてフッ化水素酸、またはフッ化水素酸を含む薬液を使用することができる。一方、ドライエッチングによって酸化シリコンであるハードマスク材料層６１ａをエッチングする場合、トリフルオロメタン（ＣＨＦ3）ガスや六フッ化エタン（Ｃ2Ｆ6）ガスを使用したドライエッチングを行うことができる。ドライエッチングは異方性を有するため、ほぼ設計値通りのサイズのハードマスク６１’ａを容易に形成することができる。
【０１０１】
また、単結晶シリコン層５２を、ウェットエッチングまたはドライエッチングによってエッチングすることができる。ウェットエッチングによって単結晶シリコン層５２をエッチングする場合、ＫＯＨ水溶液、エチレンジアミン・ピロカテコール（ＥＤＰ）、または、４メチル水酸化アンモニウム（ＴＭＡＨ）等のアルカリ水溶液をエッチャントとして使用することができる。一方、ドライエッチングによって単結晶シリコン層５２をエッチングする場合、４フッ化炭素（ＣＦ4）、８フッ化炭素（Ｃ4Ｆ8）、六フッ化硫黄（ＳＦ6）、臭化水素（ＨＢｒ）をエッチングガスとして使用したドライエッチングを行うことができる。
【０１０２】
次に、開口部５４、溝部５５ｈ、溝部５５ｃ及び判別マーク５６を被覆するように樹脂層７１を形成し、また、ハードマスク材料層６１ｂにレジストパターン７５を形成する（図１９（Ｃ））。
【０１０３】
樹脂層７１は、開口部５４、溝部５５ｈ、溝部５５ｃ及び判別マーク５６を保護する目的、および、後工程で支持基板５３ａをエッチングする際の歪みを抑制する目的で形成される。樹脂層７１の厚みは５μｍ〜３０μｍの範囲で適宜設定され得る。このような樹脂層７１は、図示例では、基板全域に亘って形成されているが、少なくとも開口部５４、溝部５５ｈ、溝部５５ｃ及び判別マーク５６を覆う範囲内に形成されていればよい。樹脂層７１の形成では、レジスト等として用いられる公知の樹脂を使用することができ、溶媒に溶けた樹脂材料の溶液をスピンコート法等により塗布し、加熱により溶媒を除去して樹脂材料を硬化させることにより樹脂層７１が形成され得る。樹脂層７１の厚みは、樹脂材料や添加剤の濃度調整により溶液の粘度を調整し、さらに溶液塗布時の基板の回転速度を調整することで制御され得る。樹脂材料の溶液の一度の塗布で所望の厚みを得ることができない場合は、樹脂層が所望の厚みになるまで樹脂材料の溶液を塗布して樹脂材料を硬化させる処理を複数回繰り返してもよい。
【０１０４】
レジストパターン７５は、開口部５４に対向する位置に開口７５ａを有している。この開口７５ａは、後述する支持部５３’を形成するのに適した開口寸法、開口形状を備える。
【０１０５】
次いで、レジストパターン７５をマスクとしてハードマスク材料層６１ｂをエッチングしてハードマスク６１’ｂを形成し、このハードマスク６１’ｂをマスクとして支持基板５３ａをエッチングする（図２０（Ａ））。これにより、単結晶シリコン層５２の下方外縁に位置する枠形状の支持部５３’が形成される。このような支持基板５３ａのエッチングにより形成された支持部５３’間に露出したボックス層５３ｂは、開口部５４を貫通させるために、後工程において、基板５１の主面５１ｂ側からエッチングされる。
【０１０６】
ハードマスク材料層６１ｂを、ハードマスク材料層６１ａに対するエッチングと同様に、ウェットエッチングまたはドライエッチングによってエッチングすることができる。また、支持基板５３ａを、単結晶シリコン層５２に対するエッチングと同様に、ウェットエッチングまたはドライエッチングによってエッチングすることができる。
【０１０７】
次に、樹脂層７１とレジストパターン７５を除去する（図２０（Ｂ））。樹脂層７１とレジストパターン７５を、有機溶媒を用いて除去してもよく、また、酸素プラズマ処理等のアッシングを用いて除去してもよい。有機溶媒としては、例えば、レジストリムーバを使用することができる。レジストリムーバを用いて樹脂層７１とレジストパターン７５を除去した後に、露出されたハードマスク６１’ａ、６１’ｂ、および、開口部５４に露出したボックス層５３ｂの表面に残留した有機物を除去するためにＳＰＭ洗浄を行ってもよい。ＳＰＭ洗浄は、硫酸過酸化水素水洗浄ともいわれている。ＳＰＭ洗浄として、過酸化水素水と硫酸との容量比がＨ2Ｏ2：Ｈ2ＳＯ4＝３：１であるＳＰＭ洗浄液を７０℃〜８０℃に加熱して使用する例が挙げられる。ＳＰＭ洗浄は、強力な酸化作用を利用して有機物を除去するのに効果がある洗浄方法である。ＳＰＭ洗浄の後はＩＰＡ乾燥によってハードマスク６１’ａ、６１’ｂ、および、ボックス層５３ｂの表面を乾燥してもよい。このような樹脂層７１とレジストパターン７５を、同一工程で除去してもよく、それぞれ別の工程で除去してもよい。本実施形態によっても、基板５１に多面付けにより複数の荷電粒子線露光用マスクを形成するような場合において、各荷電粒子線露光用マスクを個片化する前に、レジストパターン等を一度に剥離することができ、荷電粒子線露光用マスクごとにレジストパターン等を剥離するような手間を省くことができるため、生産効率が落ちることがない。
【０１０８】
次いで、ボックス層５３ｂを基板５１の主面５１ｂ側からエッチングすることで開口部５４を貫通させ、ボックス層５３ｂを基板５１の主面５１ａ側から支持基板５３ａの上面までエッチングすることで溝部５５および判別マーク５６の深さがボックス層５３ｂの厚みだけ深くなる（図２０（Ｃ））。本実施形態では、開口部５４の深さは、上記のように、単結晶シリコン層５２の厚みに対応したものであり、開口部５４は０．１μｍ〜３０μｍの範囲内の深さで形成され得る。また、溝部５５および判別マーク５６の深さは、単結晶シリコン層５２の厚みにボックス層５３ｂの厚みを加えた厚みに対応したものであり、溝部５５および判別マーク５６は０．２μｍ〜３２μｍの範囲内の深さで形成され得る。ボックス層５３ｂを、ハードマスク材料層６１ａに対するエッチングと同様に、ウェットエッチングまたはドライエッチングによってエッチングすることができる。このボックス層５３ｂのエッチングと同時に、ハードマスク６１’ａとハードマスク６１’ｂを除去してもよい。また、支持部５３’間に露出するボックス層５３ｂをエッチングして開口部５４を貫通させた後に上記の樹脂層７１を除去してもよい。
【０１０９】
このようなハードマスク６１’ａ、６１’ｂ、ボックス層５３ｂの除去後の基板５１に対して、ＳＰＭ洗浄、ＡＰＭ洗浄、および、フッ酸（ＨＦ）洗浄を行うことができる。また、洗浄後はＩＰＡ乾燥によってマスクを乾燥してもよい。ここで、ＡＰＭ洗浄は、アンモニア過酸化水素水洗浄ともいわれている。ＡＰＭ洗浄として、アンモニア（ＮＨ4ＯＨ）と過酸化水素水と水との容量比がＮＨ4ＯＨ：Ｈ2Ｏ2：Ｈ2Ｏ＝１：２：５であるＡＰＭ洗浄液を７０℃〜８０℃に加熱して使用する例が挙げられる。ＡＰＭ洗浄は、有機物の除去および不溶性のパーティクルの除去に効果がある洗浄方法である。
【０１１０】
次いで、支持部５３’の底面にダイシングテープ８５を貼付した後、溝部５５ｈ及び溝部５５ｃのそれぞれの形成方向に沿って、矢印Ｌ方向から支持部５３’の深さ方向にレーザーを照射する。本実施形態においても、図１１（Ｂ）に示される工程と同様に、レーザーを、支持部５３’の内部に集光点を合わせて、溝部５５ｈ及び溝部５５ｃのそれぞれの形成方向に沿って移動させ照射する。これにより、支持部５３’の内部には多光子吸収による光学的損傷という現象が発生し、支持部５３’の内部に熱ひずみが誘起され、これにより支持部５３’の内部にクラック領域（改質領域の一つ）が形成される。そして、レーザーを照射する集光点の位置を支持部５３’の深さ方向に沿って多段に変えることにより、破線で示される改質領域５３ｃが支持部５３’の内部に形成される（図２１（Ａ））。改質領域５３ｃには、上記のクラック領域だけでなく、例えば溶融領域、および屈折率変化領域などの領域も含まれる。改質領域５３ｃの形成により、改質領域５３ｃより外側に存在する支持部５３’の一部を改質領域５３ｃより内側に存在する支持部５３’から、比較的小さな力で分離することが可能となる。また、本実施形態において、溝部５５に沿って支持部５３’の内部にレーザーが照射される。このため、レーザーが単結晶シリコン層５２に当たることなく支持部５３’に確実に照射されることにより、単結晶シリコン層５２の端面にひび割れなどが発生して欠けが生じ、欠けたシリコン片が飛散するような不具合を防止することができる。
【０１１１】
次いで、ダイシングテープ８５をエキスパンド装置で広げることで改質領域５３ｃを起点として矢印ｆ方向に応力が作用する（図２１（Ｂ））。これにより、改質領域５３ｃを起点として当該改質領域５３ｃより外側に存在する支持部５３’の一部が、改質領域５３ｃより内側に存在する支持部５３’から分離されることで、本実施形態の荷電粒子線露光用マスク５１’が形成される（図２１（Ｃ））。本実施形態の荷電粒子線露光用マスク５１’は、図７に示される荷電粒子線露光用マスク１１に相当する。形成後の荷電粒子線露光用マスク５１’を構成する支持部５３’の外周端面は、ダイシングテープ８５により一部が分離されて改質領域５３ｃが露出する状態となっており、当該領域において多結晶状態となっている部位が平行段状に存在する。なお、支持部５３’に対してテープ越しにレーザー照射してもよい。
【０１１２】
ダイシングテープ８５は、所望の粘着力を有する粘着テープであり、例えばＰＶＣ（Polyvinyl chloride）等のフィルム基材と当該フィルム基材の一方の面に設けられた、例えばアクリル系の粘着剤を用いて形成される粘着剤層とを有している。粘着剤層は、支持部５３’から使用済みのダイシングテープ８５を剥がし易くするために、UV光が照射されると硬化して粘着力が低下するものであっても、加熱されると粘着力が低下するものであってもよい。
【０１１３】
なお、本実施形態においても、支持部５３’の底面にダイシングテープ８５を貼付した後、支持部５３’の深さ方向にレーザーを照射しているが、これに限定されるものではなく、支持部５３’の深さ方向にレーザーを照射した後、支持部５３’の底面にダイシングテープ８５を貼付してもよい。また、本実施形態においては、上述のようにダイシングテープ８５を用いて支持部５３’を分離する方法を示しているが、これに限定されず、例えば人力により支持部５３’を分離してもよい。また、ブレーキング装置などの公知の治具により支持部５３’を分離してもよい。
【０１１４】
本実施形態によっても、基板５１に多面付けにより複数の荷電粒子線露光用マスクを形成するような場合、各荷電粒子線露光用マスクを個片化する前の状態において、各荷電粒子線露光用マスク間が、酸化シリコンを含むボックス層５３ｂに加え、支持部５３’によって各チップの裏面が繋がっている。このため、強度低下による破損等が生じることがなく、高品質の荷電粒子線露光用マスクを製造することができる。また、本実施形態における荷電粒子線露光用マスクの製造方法により、荷電粒子線露光用マスク１１’の平面視における外郭形状の向きを容易に判別可能な判別マーク２１が所望の部位に形成された荷電粒子線露光用マスクを製造することができる。
【０１１５】
図２２及び図２３は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。本実施形態においては、上述した図１５〜図１６に示される荷電粒子線露光用マスクの製造方法のうち、図１６に示される工程に、金属層を形成する工程が追加される。よって、金属層を形成する工程を主として説明する。
【０１１６】
図１６（Ａ）に示される工程において、ボックス層５３ｂをエッチングすることで、開口部５４が貫通し、溝部５５の深さがボックス層５３ｂの厚みだけ深くなり、対応溝５３ｄと溝部５５とが連通した貫通孔５３ｄ’が形成される。（図１６（Ａ））。本実施形態において、貫通孔５３ｄ’が形成される側に位置する溝部５５を第１溝部５５ｈとし、貫通孔５３ｄ’が形成されない側に位置する溝部５５を第２溝部５５ｃとする。また、本実施形態において、開口部５４が貫通し、第１溝部５５ｈ及び第２溝部５５ｃの深さがボックス層５３ｂの厚みだけ深くなり、対応溝５３ｄと第１溝部５５ｈとが連通した貫通孔５３ｄ’が形成された状態のものを中間品とする。さらに、当該中間品における、第１溝部５５ｈや第２溝部５５ｃが形成されている側の面を基板５１の「一の面」とし、支持部５３’の底面５３’ｂ側の面を基板５１の「一の面に対向する面」とする。本実施形態において、上記「一の面」には、単結晶シリコン層５２のボックス層５３ｂ側の面５２ｂに対向する面５２ａ、開口部５４の内壁面５４ｗ、第１溝部５５ｈの内壁面５５ｈｗ、第２溝部５５ｃの内壁面５５ｃｗ、第２溝部５５ｃの底面５５ｃｂ、及び貫通孔５３ｄ’の内壁面５３ｄ’ｗの一部が含まれる。また、本実施形態において、上記「他の面」には、支持部５３’の底面５３’ｂ、支持部５３’の内壁面５３’ｗ、単結晶シリコン層５２のボックス層５３ｂ側の面５２ｂ、及び貫通孔５３ｄ’の内壁面５３ｄ’ｗの一部が含まれる。
【０１１７】
次いで、第２溝部５５ｃを覆う遮蔽部材２００を単結晶シリコン層５２の面５２ａ上に載置し、その状態で基板５１の一の面に金属層１００Sを形成する（図２２（Ａ））。これにより、第２溝部５５ｃの内壁面５５ｃｗ及び底面５５ｃｂには金属層１００Sが形成されない。一方、遮蔽部材２００により覆われていない基板５１の一の面にのみ金属層１００Sが形成される。底面５５ｃｂは、後工程において、レーザーが照射される予定の支持部５３’のレーザー照射面に相当する。金属層１００Sは、例えば蒸着法やスパッタ法等により形成され得る。金属層１００Sは、例えば金、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウム等を構成する材料とする貴金属層と、貴金属層を単結晶シリコン層５２等に密着させるための密着層とで構成され得る。密着層を構成する材料として、例えばチタン、クロム等が挙げられる。また、本実施形態においては、第１溝部５５ｈの内壁面５５ｈｗのみならず、貫通孔５３ｄ’の内壁面５３ｄ’ｗの一部（開口上端から内壁面５３ｄ’ｗの途中までの部分）に金属層１００Sが形成されているが、これに限定されるものではなく、成膜条件等を調整することにより、貫通孔５３ｄ’の内壁面５３ｄ’ｗにおける金属層１００Sの形成領域が適宜設定され得る。
【０１１８】
本実施形態において、第２溝部５５ｃの上部開口の周縁部５５CTに密着させるようにして遮蔽部材２００が載置されているが（図２２（Ａ）参照）、これに限定されるものではない。金属層１００Sの成膜に際し、第２溝部５５ｃの内壁面５５ｃｗ及び底面５５ｃｂに金属層１００Sを構成する金属材料が付着しないように、遮蔽部材２００を第２溝部５５ｃの上部に位置させればよく、遮蔽部材２００が第２溝部５５ｃの上部開口の周縁部５５CTに密着していなくてもよい。例えば、遮蔽部材２００と第２溝部５５ｃの上部開口の周縁部５５CTとの間にわずかな隙間が空いていても、当該隙間を通じて金属層１００Sを構成する金属材料が、第２溝部５５ｃの内壁面等に付着しなければよい。
【０１１９】
次に、遮蔽部材２００を除去し、基板５１の他の面に金属層１００Rを形成する（図２２（Ｂ））。なお、金属層１００Rを、金属層１００Sと同様に貴金属層と密着層との２層構造で構成することができる。
【０１２０】
その後、支持部５３’の底面にダイシングテープ８５を貼付した後、第２溝部５５ｃの形成方向に沿って、矢印Ｌ方向から支持部５３’の深さ方向にレーザーを照射する（図２２（Ｃ））。本実施形態においては、レーザーを、第２溝部５５ｃ側に位置する支持部５３’の内部に集光点を合わせて、第２溝部５５ｃの形成方向に沿って移動させ照射する。これにより、支持部５３’の内部には多光子吸収による光学的損傷という現象が発生し、支持部５３’の内部に熱ひずみが誘起され、これにより支持部５３’の内部にクラック領域（改質領域の一つ）が形成される。そして、レーザーを照射する集光点の位置を支持部５３’の深さ方向に沿って多段に変えることにより、破線で示される改質領域５３ｃが支持部５３’の内部に形成される（図２２（Ｃ））。
【０１２１】
次いで、ダイシングテープ８５をエキスパンド装置で広げることで改質領域５３ｃを起点として矢印ｆ方向に応力が作用する（図２３（Ａ））。これにより、改質領域５３ｃを起点として当該改質領域５３ｃより外側に存在する支持部５３’の一部が、改質領域５３ｃより内側に存在する支持部５３’から分離される。支持部５３’の一部が分離される際、支持部５３’の底面側の金属層１００Rの一部が、分離される支持部５３’の一部とともに、改質領域５３ｃより内側に存在する支持部５３’の底面側の金属層１００Rから分離される。これにより、本実施形態の荷電粒子線露光用マスク５１’が形成される（図２３（Ｂ）。形成後の荷電粒子線露光用マスク５１’を構成する支持部５３’（一部が分離された後の支持部５３’）の外周端面は、ダイシングテープ８５により一部が分離されて改質領域５３ｃが露出する状態となっており、当該領域において多結晶状態となっている部位が平行段状に存在する。なお、改質領域５３ｃが露出した上記支持部５３’の外周端面に、金属層１００Sや金属層１００Rが成膜されなくてもよく、基板５１の一の面及び他の面にそれぞれ対応する、荷電粒子線露光用マスク１１の少なくとも表裏面に金属層１００Sや金属層１００Rが成膜されるものであればよい。
【０１２２】
図２２及び図２３に示される本実施形態によれば、例えば基板５１に多面付けにより複数の荷電粒子線露光用マスクを形成するような場合等において、各荷電粒子線露光用マスクを個片化する前に基板５１の両面に金属層を成膜することができる。よって、個片化後の各荷電粒子線露光用マスクの表裏面にそれぞれ金属層を成膜する方法における煩雑さがなく、個片化前の各荷電粒子線露光用マスクに対する金属層への成膜が効率よく行われ得る。
【０１２３】
図２４及び図２５は、本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。図２４及び図２５に示される荷電粒子線露光用マスクの製造方法は、上述した図２２及び図２３に示される荷電粒子線露光用マスクの製造方法と比較して、金属層の形成方法が異なる。
【０１２４】
図１６（Ａ）に示される通り、ボックス層５３ｂをエッチングすることで、開口部５４を貫通させ、溝部５５の深さがボックス層５３ｂの厚みだけ深くなり、対応溝５３ｄと溝部５５とが連通した貫通孔５３ｄ’が形成される。（図１６（Ａ））。本実施形態において、貫通孔５３ｄ’が形成される側に位置する溝部５５を第１溝部５５ｈとし、貫通孔５３ｄ’が形成されない側に位置する溝部５５を第２溝部５５ｃとする。また、本実施形態において、開口部５４が貫通し、第１溝部５５ｈ及び第２溝部５５ｃの深さがボックス層５３ｂの厚みだけ深くなり、対応溝５３ｄと第１溝部５５ｈとが連通した貫通孔５３ｄ’が形成された状態のものを中間品とする。さらに、当該中間品における、第１溝部５５ｈや第２溝部５５ｃが形成されている側の面を基板５１の「一の面」とし、支持部５３’の底面５３’ｂ側の面を基板５１の「一の面に対向する面」とする。本実施形態において、上記「一の面」には、単結晶シリコン層５２のボックス層５３ｂ側の面５２ｂに対向する面５２ａ、開口部５４の内壁面５４ｗ、第１溝部５５ｈの内壁面５５ｈｗ、第２溝部５５ｃの内壁面５５ｃｗ、第２溝部５５ｃの底面５５ｃｂ、及び貫通孔５３ｄ’の内壁面５３ｄ’ｗの一部が含まれる。また、本実施形態において、上記「他の面」には、支持部５３’の底面５３’ｂ、支持部５３’の内壁面５３’ｗ、単結晶シリコン層５２のボックス層５３ｂ側の面５２ｂ、及び貫通孔５３ｄ’の内壁面５３ｄ’ｗの一部が含まれる。
【０１２５】
その後、基板５１の他の面に金属層１００Rを形成する（図２４（Ａ））。また、本実施形態においては、貫通孔５３ｄ’の内壁面５３ｄ’ｗの一部（開口下端から開口上端の近傍までの一部）に金属層１００Rが形成されているが、これに限定されるものではなく、形成条件等を調整することにより、貫通孔５３ｄ’の内壁面５３ｄ’ｗにおける金属層１００Rの形成領域が適宜設定され得る。
【０１２６】
次に、支持部５３’の底面にダイシングテープ８５を貼付した後、第２溝部５５ｃの形成方向に沿って、矢印Ｌ方向から支持部５３’の深さ方向にレーザーを照射する（図２４（Ｂ））。本実施形態においては、レーザーを、第２溝部５５ｃ側の支持部５３’の内部に集光点を合わせて、溝部５５の形成方向に沿って移動させ照射する。これにより、支持部５３’の内部には多光子吸収による光学的損傷という現象が発生し、支持部５３’の内部に熱ひずみが誘起され、これにより支持部５３’の内部にクラック領域（改質領域の一つ）が形成される。そして、レーザーを照射する集光点の位置を支持部５３’の深さ方向に沿って多段に変えることにより、破線で示される改質領域５３ｃが支持部５３’の内部に形成される。
【０１２７】
次いで、ダイシングテープ８５をエキスパンド装置で広げることで改質領域５３ｃを起点として矢印ｆ方向に応力が作用する（図２４（Ｂ））。これにより、改質領域５３ｃを起点として当該改質領域５３ｃより外側に存在する支持部５３’の一部５３’ｄが、改質領域５３ｃより内側に存在する支持部５３’から分離される（図２４（Ｃ））。支持部５３’の一部５３’ｄが分離される際、支持部５３’の一部５３’ｄの底面側の金属層１００Rの一部が、当該一部５３’ｄとともに、改質領域５３ｃより内側に存在する支持部５３’の底面側の金属層１００Rから分離される。なお、本実施形態において、分離された支持部５３’の一部５３’ｄの側壁面５３’ｄｓと、当該側壁面５３’ｄｓに対向する支持部５３’の側壁面５３’ｓとに挟まれる空間を分離溝５５ｄとする。本実施形態において、上記の側壁面５３’ｄｓおよび側壁面５３’ｓも上記「一の面」に含まれるものとする。
【０１２８】
その後、支持部５３’の底面にダイシングテープ８５を貼付したままの状態で、基板５１の一の面に金属層１００Sを形成する（図２５（Ａ））。その後、支持部５３’の底面からダイシングテープ８５を剥離することにより、本実施形態の荷電粒子線露光用マスク５１’が形成され得る（図２５（Ｂ））。本実施形態においても、形成後の荷電粒子線露光用マスク５１’を構成する支持部５３’の外周端面は、ダイシングテープ８５により一部が分離されて改質領域５３ｃとなっており、この改質領域５３ｃが金属層１００Sにより被覆された状態となっている。なお、支持部５３’に対してテープ越しにレーザーを照射してもよい。
【０１２９】
なお、上述した図２２〜図２５に示される荷電粒子線露光用マスクの製造方法では、第１溝部５５ｈに対応する位置に対応溝５３ｄが形成され、その後、対応溝５３ｄと第１溝部５５ｈとが連通してなる貫通孔５３ｄ’が形成された後の中間品に、金属層を成膜する方法を例として説明した。しかし、これに限定されるものではなく、平面視がドーナツ状となる溝部５５の形成方向に沿って、支持部５３’にレーザー照射が行われて改質領域５３ｃが形成された後の中間品（図１１（Ｂ）参照）に、金属層１００Sおよび金属層１００Rを成膜するものであってもよい。この場合、図２２を参照して既に説明した通り、基板５１の一の面に金属層１００Sを成膜する際に、各溝部５５を覆うように、メタルマスク２００を各溝部５５の上方に位置させることで、各溝部５５の内壁面及び底面に金属層１００Sが形成されないようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
荷電粒子線の照射、露光を用いる工程を有する種々の製造工程に利用可能である。
【符号の説明】
【０１３１】
１１、３１、４１、５１’、１１２、１２２、１３２、１４２、１５２…荷電粒子線露光用マスク
１２、３２、４２…薄板部
１３、３３、４３、５３、５３’…支持部
１３ｇ、３３ｇ、４３ｇ…単結晶シリコン基板
１３ｈ、３３ｈ、４３ｈ…酸化シリコン層
１４、４４、５４…開口部
２１…判別マーク
３４…透過部
４５…補強部
５１…基板
５２…単結晶シリコン層
５３ａ…支持基板
５３ｂ…ボックス層
５３ｃ…改質領域
５３ｄ’…貫通孔
５５…溝部
６１ａ、６１ｂ…ハードマスク材料層
６１’ａ、６１’ｂ…ハードマスク
７１…樹脂層
６５、７５…レジストパターン
８５…ダイシングテープ
１００…金属層
２００…遮蔽部材
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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