(57)【要約】【課題】ステンシルマスクの塵埃等の付着による汚染を防止し、さらにメンブレン領域を大きくしてもステンシルマスクの歪みを防止できる防塵装置と、防塵装置付きステンシルマスクおよびこれを用いた露光方法、マスク検査方法と欠陥修正方法を提供する。【解決手段】ステンシルマスクのメンブレン側とストラット側の両面に透明基板を１枚ずつ重ね合わせ、前記透明基板間の空気を排気除去することにより、前記ステンシルマスクと透明基板とが外気圧により押圧され、その重ね合わせ部が密着した状態で保持されるようにして、透明基板を防塵装置として配設していることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンシルマスクのメンブレン側とストラット側の両面に透明基板を１枚ずつ重ね合わせ、前記透明基板間の空気を排気除去することにより、前記ステンシルマスクと透明基板とが外気圧により押圧され、その重ね合わせ部が密着した状態で保持されるようにして、透明基板を防塵装置として配設していることを特徴とする防塵装置付きステンシルマスク。
【請求項２】
請求項１に記載の透明基板において、ステンシルマスクのメンブレン側に配設される透明基板とステンシルマスクのストラット側に配設される透明基板は平坦化のための研磨加工がされていることを特徴とする２枚で一組の防塵装置。
【請求項３】
請求項１に記載の透明基板において、ステンシルマスクのメンブレン側に配設される透明基板は、ウエットエッチング方式もしくはドライエッチング方式またはそれらの方式の併用により、メンブレン面側の表面が凹型に掘り込み加工されており、ステンシルマスクのストラット側に配設される透明基板は平坦化のための研磨加工がされていることを特徴とする２枚で一組の防塵装置。
【請求項４】
請求項１に記載の透明基板において、前記透明基板は検査光および異物の無害化を行なうレーザ光が透過可能であることを特徴とする２枚で一組の防塵装置。
【請求項５】
請求項１に記載の防塵装置付きステンシルマスクを用い、真空系である露光装置の中の真空チャンバ内において、透明基板２枚で一組の防塵装置を取り外して露光し、露光終了後、再度、前記透明基板２枚で一組の防塵装置を取り付けた状態で、露光装置から防塵装置付きステンシルマスクを取り出すことを特徴とする露光方法。
【請求項６】
請求項１に記載の防塵装置付きステンシルマスクを用い、電子線、イオンビーム、Ｘ線等による検査を行なう場合、検査装置の中の真空チャンバ内において、透明基板２枚で一組の防塵装置を取り外して検査し、検査終了後、再度、前記透明基板２枚で一組の防塵装置を取り付けた状態で、検査装置から防塵装置付きステンシルマスクを取り出すことを特徴とする検査方法。
【請求項７】
請求項４に記載の防塵装置を装着したステンシルマスクを用い、前記防塵装置を取り外すことなく検査を行なうことを特徴とする検査方法。
【請求項８】
請求項１に記載の防塵装置付きステンシルマスクを用い、集束イオンビームによる欠陥修正を行なう場合、修正装置の中の真空チャンバ内において透明基板２枚で一組の防塵装置を取り外して修正し、修正終了後、再度、前記透明基板２枚で一組の防塵装置を取り付けた状態で、修正装置から防塵装置付きステンシルマスクを取り出すことを特徴とする欠陥修正方法。
【請求項９】
請求項１に記載の防塵装置付きステンシルマスクを用い、レーザ光による欠陥修正を行なう場合、修正装置外の真空チャンバ内において透明基板２枚で一組の防塵装置を取り外したステンシルマスクを修正装置内に入れて修正し、修正終了後、再度、前記透明基板を、前記あるいは別の修正装置外の真空チャンバ内において、再度、前記透明基板２枚で一組の防塵装置を取り付けた状態で、真空チャンバから防塵装置付きフォトマスクを取り出すことを特徴とする欠陥修正方法。
【請求項１０】
請求項４に記載の防塵装置を装着したステンシルマスクを用い、前記防塵装置を取り外すことなくステンシルマスクの異物を防塵装置外からレーザ照射することにより、異物を分解もしくは移動させることにより修正することを特徴とする欠陥修正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイスの微細加工に使用される電子線露光やイオンビーム露光等に用いられるステンシルマスクの異物付着防止と歪み防止の目的で装着される防塵装置に関し、さらに詳しくは、防塵装置と防塵装置付きステンシルマスクおよびそのマスクを用いた露光方法、防塵装置付きステンシルマスクの検査方法とマスク欠陥修正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の半導体デバイス製造工程で使用されるフォトマスクには、塵埃等の異物付着防止の目的で装着される防塵装置としては、図３に示されるように、ニトロセルロースやフッ素系樹脂等から形成された厚さ数μｍの有機薄膜よりなるペリクル膜３５を、金属製等のフレーム３６の片側に接着剤等で貼った構造を有するペリクル３４付きフォトマスク３０が一般的に使用されてきた。このペリクル３４はフレーム３６の他方の側に接着剤を塗布し、合成石英基板３２等の一主面上にマスクパターン３３を設けたフォトマスク３１に接着して固定される。
フレーム３６の高さは通常３ｍｍ〜５ｍｍ程度であり、ペリクル膜３５の面はフレーム３６の高さ分だけフォトマスク３１のパターン３３面から離れているので、微細な塵埃がペリクル膜３５の上に付着しても、露光時に塵埃の像はレジストを塗布した半導体ウエーハ上には結像されず、転写されない。
【０００３】
しかしながら、近年の半導体デバイスの集積度向上のために、より微細な線幅で集積回路を形成するリソグラフィ技術が求められており、これまでは露光光源の短波長化が進められてきた。例えば、フォトリソグラフィ用ステッパの光源は、従来のｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）から進んで、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ２  レーザ（１５７ｎｍ）の開発が進められてきた。しかし、このような露光光源の短波長化による方法は、従来の技術が使用できてスループットが高いという利点を持つ反面、技術的な限界に近づいており、フォトマスク転写時の熱膨張による位置精度の低下や焦点深度等のプロセス余裕度が減少する等の欠点のため、今後需要が求められる中量多品種の半導体デバイスの生産には向いていないという問題がある。
【０００４】
そのため、近年、光を用いる従来のフォトリソグラフィ技術に代わって、荷電粒子線、特に電子線を用いて所望の形状をウェーハ上に転写する電子線転写型リソグラフィ技術が開発され、最近では、高スループット化が可能なＥＰＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｂｅａｍ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）法として開発が進められている。例えば、電子線転写型リソグラフィ技術として、マスクパターンを小領域毎に分け、各小領域毎に所定のサイズ、配置にて形成された貫通孔パターンを設けたステンシルマスクを形成し、前記小領域に電子線を照射し、貫通孔パターンによって成形された電子線を被露光基板であるウェーハ上に縮小転写し、マスク上に分割形成された所定パターンを被露光基板上でつなぎ合わせながらデバイスパターンを形成するシステムが開発されている（例えば、特許文献１参照）。この電子線転写型リソグラフィ技術は、高解像であってプロセス余裕度があり、中量多品種の半導体デバイスの生産に適している。
【０００５】
これらの電子線転写型リソグラフィ技術に用いられるレチクルには、４倍マスク等の拡大マスクパターンを縮小転写する方式と等倍マスクを近接転写する方式とがあり、露光に用いられるマスクは、ステンシルレチクルあるいはステンシルマスクと呼ばれている（以後、ステンシルマスクと記述する。）。
上記の電子線転写型リソグラフィに使われるステンシルマスクは、シリコンウェーハ基板等を支持枠とし、露光領域に金属やシリコン等による薄膜（メンブレンと称する）を用いて電子線を透過する貫通孔を設けてパターン領域を形成したマスクであり、パターン領域を裏側からストラット（ｓｔｒｕｔ）と称する梁で分割し補強することにより、パターン領域の撓みを低減し、パターン位置精度の向上を図っている。
例えば、電子線露光用縮小転写方式のステンシルマスクとして、直径２００ｍｍのシリコンウェーハを用いてマスクのパターン領域全体を１ｍｍ角に区切り、この境界にシリコンによるストラットと呼ばれる梁を設け、パターンは１ｍｍ角の領域の２μｍ厚のシリコンのメンブレンを所望のパターン状にエッチング加工して貫通孔を設けて形成される。
【０００６】
ステンシルマスクの使用にあたっては、電子線やイオンビームをステンシルマスクに照射することにより露光が行われる。ステンシルマスクは電子線等の露光時においてマスク自身の発熱を抑制するため、熱膨張による位置精度低下が少なく、またメンブレン膜厚が薄いため、形成マスクパターンのアスペクト比が小さく、マスクパターン寸法の制御性が良い。
【０００７】
しかしながら、上記のようなステンシルマスクは貫通孔による微細なパターンが形成されているにも係らず、従来、防塵技術がないという問題があった。電子線等の粒子線露光に用いるステンシルマスクには、塵埃等の異物付着防止の目的で、従来のフォトリソグラフィ技術におけるフォトマスクに用いてきた接着型のペリクルの使用は不可能である。接着型のペリクルを用いない防塵装置としては、フォトリソグラフィ技術に用いるフォトマスクにおいては、本出願人が出願をしている（特願２００１−３４３６７３号、および特願２００３−３９７１号）。
また、ステンシルマスクにおいては、薄いメンブレンを有するステンシルマスクがマスクの内部応力により歪みを生じることがあるため、内部応力を制御することが必要であり、内部応力制御のためにパターンが形成されるメンブレン領域の大きさが制限されてしまうという問題があった。
【０００８】
【特許文献１】
特許第２８２９９４２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は上記のような問題点を解消するためになされたものである。その目的は、ステンシルマスクの塵埃等の付着による汚染を防止し、さらにメンブレン領域を大きくしてもステンシルマスクの歪みを防止できる防塵装置と、防塵装置付きステンシルマスクおよびこれを用いた露光方法、マスク検査方法と欠陥修正方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係わる防塵装置付きステンシルマスクは、ステンシルマスクのメンブレン側とストラット側の両面に透明基板を１枚ずつ重ね合わせ、前記透明基板間の空気を排気除去することにより、前記ステンシルマスクと透明基板とが外気圧により押圧され、その重ね合わせ部が密着した状態で保持されるようにして、透明基板を防塵装置として配設していることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項２に記載の防塵装置は、上記本発明の防塵装置付きステンシルマスクに用いる防塵装置としての透明基板において、ステンシルマスクのメンブレン側に配設される透明基板とステンシルマスクのストラット側に配設される透明基板は、ともに平坦化のための研磨加工がされていることを特徴とする物である。
また、本発明の請求項３に記載の防塵装置は、上記本発明の防塵装置付きステンシルマスクに用いる防塵装置としての透明基板において、ステンシルマスクのメンブレン側に配設される透明基板は、ウエットエッチング方式もしくはドライエッチング方式またはそれらの方式の併用により、メンブレン面側の表面が凹型に掘り込み加工されており、ステンシルマスクのストラット側に配設される透明基板は平坦化のための研磨加工がされていることを特徴とするものである。
さらに、本発明の請求項４に記載の防塵装置は、上記本発明の防塵装置付きステンシルマスクに用いる防塵装置としての透明基板において、前記透明基板は検査光および異物の無害化を行なうレーザ光が透過可能であることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の請求項５に記載の露光方法は、上記の防塵装置付きステンシルマスクを用い、真空系である露光装置の中の真空チャンバ内において、透明基板２枚で一組の防塵装置を取り外して露光し、露光終了後、再度、前記透明基板２枚で一組の防塵装置を取り付けた状態で、露光装置から防塵装置付きステンシルマスクを取り出すことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の請求項６に記載の検査方法は、上記の防塵装置付きステンシルマスクを用い、電子線、イオンビーム、Ｘ線等による検査を行なう場合、検査装置の中の真空チャンバ内において、透明基板２枚で一組の防塵装置を取り外して検査し、検査終了後、再度、前記透明基板２枚で一組の防塵装置を取り付けた状態で、検査装置から防塵装置付きステンシルマスクを取り出すことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項７に記載の検査方法は、検査光が透過可能な防塵装置を装着したステンシルマスクを用い、前記防塵装置を取り外すことなく検査を行なうことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の請求項８に記載の欠陥修正方法は、上記の防塵装置付きステンシルマスクを用い、集束イオンビームによる欠陥修正を行なう場合、修正装置の中の真空チャンバ内において透明基板２枚で一組の防塵装置を取り外して修正し、修正終了後、再度、前記透明基板２枚で一組の防塵装置を取り付けた状態で、修正装置から防塵装置付きステンシルマスクを取り出すことを特徴とするものである。また、本発明の請求項９に記載の欠陥修正方法は、上記の防塵装置付きステンシルマスクを用い、レーザ光による欠陥修正を行なう場合、修正装置外の真空チャンバ内において透明基板２枚で一組の防塵装置を取り外したステンシルマスクを修正装置内に入れて修正し、修正終了後、再度、前記透明基板を、前記あるいは別の修正装置外の真空チャンバ内において、再度、前記透明基板２枚で一組の防塵装置を取り付けた状態で、真空チャンバから防塵装置付きフォトマスクを取り出すことを特徴とするものである。
さらに、請求項１０に記載の欠陥修正方法は、異物の無害化を行なうレーザ光が透過可能な防塵装置を装着したステンシルマスクを用い、前記防塵装置を取り外すことなくステンシルマスクの異物を防塵装置外からレーザ照射することにより、異物を分解もしくは移動させることにより修正することを特徴とするものである。
【００１５】
【作用】
本発明の防塵装置付きステンシルマスクは、上記のような構成にすることにより、電子線転写型リソグラフィ技術における電子線露光を可能としている。
すなわち、ステンシルマスクの表裏両面に透明基板を重ね合せ、前記表裏の透明基板の間の空気を排気除去することにより、ステンシルマスクと透明基板とが外気圧により押圧され、その重ね合せ部が密着した状態で保持されるようにして、透明基板を防塵装置として配設し、露光装置の真空系内では、防塵装置を簡単に、しかも欠陥の原因となる汚れや塵を発生させることなく、ステンシルマスクから取り外し、あるいはステンシルマスクに取り付けることができるものとしている。
真空系外では、防塵装置が塵埃のステンシルマスクへの直接の付着を防ぎ、またステンシルマスクの取り扱い時において、防塵装置が薄いメンブレンパターンの欠けや脱落等の欠陥発生を防ぐものである。さらに、ステンシルマスクの表裏に防塵装置を配設することにより、ステンシルマスクの歪みの発生を防止し、メンブレン領域を大きくすることを可能とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項３に記載の防塵装置は、ステンシルマスクのメンブレン側に重ね合わされる透明基板のメンブレン面側の表面が凹型に掘り込み加工されており、転写パターンと直接密着することがないことを特徴とする。透明基板は塵埃がステンシルマスクパターン上に直接付着するのを防ぐ効果があるが、透明基板が転写パターンに直接密着すると、密着面にかかる圧力や摩擦等の力が働き、パターンによっては新たな欠陥の原因となる場合がある。
このメンブレン側の透明基板がパターン面に密着しないように掘り込まれることで、透明基板がステンシルマスクのメンブレンの転写パターンと密着することがないので、メンブレンの転写パターンにかかる圧力や摩擦等の欠陥の原因を取り除くことができる。
ステンシルマスクの両面に配置された透明基板は塵埃がステンシルマスクパターン上に直接付着するのを防ぐことができ、透明基板は防塵装置として機能する。
【００１７】
また、本発明の請求項５に記載の露光方法は、このような構成にすることにより、露光装置真空系となる露光装置の中で、防塵装置である透明基板を、ステンシルマスクから取り外して露光し、露光後、再び透明基板を取り付けた状態で、露光装置から防塵装置付きステンシルマスクを外気中に取り出すことにより、繰り返しの使用にたいしても、汚れや塵を発生させることなく、ステンシルマスクを半永久的に使用できるものとしている。
【００１８】
また、本発明の請求項６に記載の検査方法は、このような構成にすることにより、電子線やイオンビームやＸ線による、短寸法検査や微小欠陥の観察等の外観検査を汚れや塵の付着を発生させることなく、検査を実施できるものとしている。
さらに、本発明の請求項７に記載の検査方法は、検査光が防塵装置としての透明基板を通過するものである場合、防塵装置としての透明基板を取り外すことなく防塵装置付きステンシルマスクの検査を行うことができ、より効果的であり、検査中に直接ステンシルマスクに塵埃が付着することを防止でき、検査光によるマスクの焼き付き欠陥発生を無いものとできる。
この場合の検査光としては、ランプ光による紫外線やレーザ光を含むもので、例えば、紫外線領域内であるｇ線（４３６ｎｍ）やｉ線（３６５ｎｍ）等、またはそれより短い波長の検査光が使用され、長寸法やパターン精度等の検査が可能である。
検査光が短波長である場合、短波長の紫外線を透過する透明基板の材料は限られており、透明基板は高価であるが、本発明では、必要に応じて再研磨することを含めて透明基板を何度でも再利用できるので経済的にも利点がある。
【００１９】
本発明の請求項８に記載の欠陥修正方法は、このような構成にすることにより、大気にステンシルマスク面をさらすことなく、また、汚れや塵の付着を発生させることもなく、集束イオンビームによる欠陥修正を実施できるものとしている。すなわち、集束イオンビームによる余剰欠陥除去修正や欠落欠陥膜付け修正を、汚れや塵の付着を発生させることなく、実施できるものとしている。
請求項９に記載の修正方法は、このような構成にすることにより、レーザ光による欠陥修正を、汚れや塵の付着を発生させることなく、実施できるものとしている。レーザ光による欠陥修正は、通常大気中で行なわれるため、修正装置を使用する際は、別途に防塵装置を着脱するための真空チャンバを持つユニットが必要となる。真空チャンバユニットがレーザ修正装置に近い場所に設置されていれば、ステンシルマスクが大気に触れる機会を極力少なくすることができる。
レーザ光を利用して、有機物質からなる異物の分解や無機物質からなる異物の移動による修正を、極力汚れや塵の付着を発生させることなく、実施できるものとしている。
本発明の請求項１０に記載の修正方法は、欠陥修正用のレーザ光が防塵装置としての透明基板を通過するもので、防塵装置である透明基板を、ステンシルマスクから取り外すことがなく、ステンシルマスクの異物を防塵装置である透明基板外からレーザ照射することにより、異物を分解、もしくは移動させ、修正することを可能としている。本発明においては、異物の欠陥修正方法が簡略化でき、防塵装置の着脱の工程を省けることから、異物による欠陥の修正工程が簡略化でき、防塵装置付きステンシルマスクの製造効率を向上させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態例を、図面に基づいて説明する。
図１は本発明の防塵装置付きステンシルマスク１０の第１の実施形態を示す断面模式図で、図２は本発明の防塵装置付きステンシルマスク２０の第２の実施形態を示す断面模式図である。
本発明の防塵装置付きステンシルマスクは、ステンシルマスクには貫通孔があるため、防塵装置は２枚からなり、ステンシルマスクの表裏すなわちメンブレン側とストラット側の両面に、それぞれ１枚ずつ透明基板を使用することにより、防塵装置付きステンシルマスク内部の真空度を保つことを可能とした構造にしている。
【００２１】
（第１の実施形態）本発明の防塵装置付きステンシルマスク１０の第１の実施形態の例を、図１に基づいて説明する。
第１の実施形態の例の防塵装置付きステンシルマスク１０は、ステンシルマスク１１の表裏すなわちメンブレン１２側とストラット１３側の両面に透明基板１４、１５を重ね合わせ、前記透明基板１４と透明基板１５との間の空気を排気除去することにより、前記ステンシルマスク１１と透明基板１４、１５とが外気圧により押圧され、その重ね合せ部が密着した状態で保持されるようにして、透明基板１４、１５を防塵装置として配設している防塵装置付きステンシルマスク１０である。
防塵装置付きステンシルマスク１０は、メンブレン１２側の転写パターン領域１６Ａの貫通孔部分とストッラット１３側の開口部１７を除いて、透明基板１４、１５と重ね合せられ、重ね合わせ部、マスク貫通孔部および裏面の開口部１７等の空気を真空排気除去することにより、ステンシルマスク２０と透明基板１４、１５とが外気圧により押圧されて密着し、その重ね合せ部が密着した状態で保持され、透明基板１４、１５の２枚一組を防塵装置として配設しているものである。
【００２２】
ステンシルマスク１１と透明基板１４、１５との重ね合わせ後の空気の排気除去は、クリーンルーム内において、１３３×１０−３Ｐａ（１×１０−３Ｔｏｒｒ）程度の真空度が確保し得る清浄な真空チャンバー内に、ステンシルマスク１１の両面に透明基板１４、１５を重ね合わせて静置し、室温で数分から数十分の真空排気をすることにより基板間の空気の除去が達成できる。ステンシルマスク１１と透明基板１４、１５の結合強度を増すために、必要に応じて、予め双方を真空引きにより脱ガスしておくことも可能である。このようにして重ね合わされたステンシルマスク１１と透明基板１４，１５を大気中に取り出すことにより、大気圧によって防塵装置付きステンシルマスク１０として保持される。
【００２３】
本発明の防塵装置付きステンシルマスク１０は、電子線等の粒子線露光に用いる４倍マスク等の拡大マスクパターンを縮小転写する方式、あるいは等倍マスクを近接転写する方式のいずれにも適用できるものである。
ステンシルマスク１１としては、例えば、電子線等の粒子線を吸収するのに十分な厚さのシリコンウェーハ等の基板に、メンブレン材料としてＳｉ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３  Ｎ４  、ＳｉＣ、Ｃ、Ｂｅ、Ａｌ、Ａｌ２  Ｏ３  等の金属薄膜または金属化合物薄膜を用いて露光領域に貫通孔を設けてパターンを形成し、パターンを裏側からＳｉ等のストラットで補強した通常用いられるステンシルマスクが適用できる。また、必要に応じてＷ、Ａｕ等の電子線散乱材料をメンブレンのパターンに積層したマスクも適用できる。本発明の防塵装置は、特にステンシルマスク材料やマスク形状に限定されず、粒子線露光に用いられるいずれのステンシルマスクにも適用可能である。
【００２４】
本発明の防塵装置として用いる透明基板１４、１５としては、フッ化カルシウムやフッ化マグネシウム、単結晶ホワイトサファイア等の結晶、合成石英ガラスやソーダライムガラス、低膨張ガラス等のガラス材料や、ポリテトラフルオロエチレンやポリカーボネート等の透明樹脂からなる光学フィルム材料が使用し得る。
【００２５】
ステンシルマスク１１の両面に配置された透明基板１４，１５は、塵埃がステンシルマスク１１の表裏からパターン上に直接付着するのを防ぐことができ、透明基板１４，１５は防塵装置として機能する。透明基板１４，１５の厚さは、操作性等から２ｍｍ以上の厚さがあれば十分である。透明基板１４，１５の大きさはステンシルマスク１１のパターン転写に影響する領域を覆っていれば十分であるが、操作性等の点からステンシルマスク１１と同一サイズがより好ましい。
【００２６】
ステンシルマスク１１の両面に配置される透明基板１４，１５は、ステンシルマスク１１との密着面において特に表面の平坦性と平滑性が要求される。防塵装置に使用する透明基板１４，１５は、その表面を光学研磨されているもので平坦度が３μｍ以下であることがより好ましく、平坦度が高ければ高いほど、密着するステンシルマスク１１の歪み防止の効果も期待できる。
【００２７】
（第２の実施形態）本発明の防塵装置付きステンシルマスクの第２の実施形態の例を、図２に基づいて説明する。
第２の実施形態の例のステンシルマスク２１は第１の実施形態で説明したマスクと同じマスクが適用でき、また、透明基板２４、２５の材料は、第１の実施形態で説明した透明基板と同じ材料の基板が適用できるので、重複する説明は省略する。
【００２８】
本発明の第２の実施形態の例におけるステンシルマスク２１のメンブレン２２側に配置される透明基板２４は、パターン面側になる表面が凹型に掘り込まれて凹型領域２４Ａを形成しており、透明基板２４がメンブレン２２に設けられた転写パターン領域２６Ａと直接密着することがないことを特徴とする。透明基板２４は塵埃がステンシルマスク２１の転写パターン２６上に直接付着するのを防ぐ効果があるが、透明基板２４が貫通孔からなる転写パターン２６に直接密着すると、密着面にかかる圧力や摩擦等の力が働き、パターンによっては新たな欠陥の原因となる場合がある。
そこで、このメンブレン２２側の透明基板２４が転写パターン２６面に密着しないように透明基板２４の転写パターン領域２６Ａよりやや広い範囲を一定の深さに掘り込むことで、ステンシルマスク２１のメンブレン２２の転写パターン２６と透明基板２４とが密着することがなく、メンブレン２２の転写パターンにかかる圧力や摩擦等の欠陥の原因を取り除くことができる。
【００２９】
メンブレン２２側の透明基板２４は、例えば、ウエットエッチング方式もしくはドライエッチング方式またはそれらの方式の併用により掘り込まれる。ウエットエッチング方式は熱アルカリ処理またはフッ酸処理によるもので、製造コストが低いという利点がある。ドライエッチング方式はフルオロカーボン系ガスを主成分とするプラズマで処理される。メンブレン２２側の透明基板２４の掘り込み量は、ステンシルマスク２１の転写パターン２６に密着しない程度の掘り込み深さが確保できれば十分である。例えば、ステンシルマスク２１の平坦度が０．５μｍで、透明基板２４の平坦度が２μｍの場合には、３μｍ以上の深さで掘り込むことが必要であるが、１０μｍ以下で十分である。透明基板２４とステンシルマスク２１は、透明基板２４の掘り込まれていない部分が、ステンシルマスク２１に密着することによって、内部の真空度が保たれている。透明基板２４を掘り込んだ後に、ステンシルマスク２１との密着部分２８の平坦度を上げるために、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ    Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ    Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）等の研磨装置にて平坦化を行なってもよい。
【００３０】
ステンシルマスク２１のストラット２３側に配置される透明基板２５は、ステンシルマスク２１のストラット２３との密着面において特に表面の平坦性と平滑性が要求される。ストラット２３側に配置される防塵装置に使用する透明基板２５は、光学研磨をされているもので平坦度が２μｍ以下であることがより好ましく、平坦度が高ければ高いほど、密着するステンシルマスク２１の歪み防止の効果も期待できる。
【００３１】
ステンシルマスク２１の両面に配置された透明基板２４、２５は、塵埃がステンシルマスク２１の転写パターン２６に直接付着するのを防ぐことができ、透明基板２４、２５は防塵装置として機能する。透明基板２４、２５の厚さは、操作性等から２ｍｍ以上の厚さがあれば十分である。透明基板２４、２５の大きさはステンシルマスクのパターン転写に影響する領域を覆っていれば十分であるが、操作性等の点からステンシルマスクと同一サイズがより好ましい。
【００３２】
（露光方法）次に、第１の実施形態または第２の実施形態の防塵装置付きステンシルマスク１０または２０を用いた露光方法について説明する。
本発明の電子線露光用の防塵装置付きステンシルマスク１０、２０は、フォトリソグラフィにおけるペリクル付きフォトマスクのように防塵装置を付けたままでは露光できないが、再度防塵装置付きステンシルマスク１０、２０を真空下に置くことにより、簡単に防塵装置を取り外すことが可能である。ステンシルマスク上に付着する塵埃の影響は、大気中での取り扱い中に付着することが最も多い。電子線露光装置内では、ガス分子による電子線の散乱を防ぐために高真空に保たれている。また、イオンビーム露光装置では、イオン化するガスに置換するための真空系が存在する。本発明における露光方法の目的の一つは、露光時に、露光装置内の真空系で防塵装置付きステンシルマスク１０、２０から透明基板を取り外して露光することにより、透明基板の防塵装置としての機能を最大限利用することである。露光終了後は、露光装置からステンシルマスクを取り出す際に、再度防塵装置である透明基板を重ね合わせてから大気に戻し、防塵装置付きステンシルマスク１０、２０として取り出す。
【００３３】
（検査方法）次に、第１の実施形態または第２の実施形態の防塵装置付きステンシルマスク１０または２０を用いた検査方法について説明する。
本発明の検査方法の目的の一つは、検査時に、検査装置内の真空チャンバを利用して、前記真空チャンバ内で防塵装置付きステンシルマスク１０、２０から透明基板を取り外して検査することにより、透明基板の防塵装置としての機能を最大限利用することである。検査終了後は、検査装置からステンシルマスクを取り出す際に、再度真空チャンバ内で防塵装置である透明基板を重ね合わせてから大気に戻し、防塵装置付きステンシルマスク１０、２０として取り出す。電子線やイオンビームやＸ線による検査では、短寸法検査や微小欠陥の観察等の外観観察が可能である。
【００３４】
本発明においては、検査光が防塵装置としての透明基板を透過する場合には、防塵装置を取り外すことなく検査が可能であるため、検査中に直接ステンシルマスクに塵埃が付着し、検査光で焼き付き欠陥となる原因を取り除くことができる。防塵装置の透明基板は必ずしも検査光に透明である必要はないが、防塵装置付きステンシルマスク１０、２０の状態で行なわれる検査光に対しては透明性が求められる。
検査光として紫外線を用いる場合には、紫外線領域内であるｇ線（４３６ｎｍ）やｉ線（３６５ｎｍ）等、またはそれより短い波長の検査光が使用される。紫外線を使用した検査では、長寸法やパターン位置精度等の検査が可能である。特に検査光が短波長である場合、短波長の紫外線を透過する材料は限られており、透明基板は高価であるが、本発明では、必要に応じて再研磨することも含めて透明基板が何度でも再利用できるので経済的にも利点がある。
【００３５】
（修正方法）次に、第１の実施形態または第２の実施形態の防塵装置付きステンシルマスク１０または２０を用いた欠陥修正方法について説明する。
本発明における欠陥修正方法の目的の一つは、欠陥修正時に、修正装置内の真空チャンバを利用して、前記真空チャンバ内で防塵装置付きステンシルマスク１０、２０から透明基板を取り外して修正することにより、透明基板の防塵装置としての機能を最大限利用することである。修正終了後は、修正装置からステンシルマスクを取り出す際に、再度真空チャンバ内で防塵装置である透明基板を重ね合わせてから大気に戻し、防塵装置付きステンシルマスク１０、２０として取り出す。集束イオンビームを利用して、余剰欠陥除去修正や欠落欠陥膜付け修正等が可能である。
【００３６】
また、レーザ光による欠陥修正は通常大気中で行なわれるため、修正装置を使用する際は、別途に防塵装置を着脱するための真空チャンバを持つユニットが必要となる。真空チャンバユニットがレーザ修正装置に近い場所に設置されていれば、ステンシルマスクが大気に触れる機会は極力少なくすることができる。レーザ光を利用して、有機物質からなる異物の分解や無機物質からなる異物の移動による修正が可能である。
【００３７】
ステンシルマスクに異物が付着し、その陰影がウェーハ上に転写されると欠陥になる。本発明におけるステンシルマスクに付着した異物による欠陥を修正する方法は、防塵装置を透過するレーザ光を防塵装置付きステンシルマスク１０、２０の異物に照射することにより、異物構成物質を分解させて転写されない大きさにするか、もしくは転写に影響がない領域に異物を移動させる方法が可能である。使用可能なレーザ光としては透明基板を透過することが可能であれば良いが、波長が３５０〜５５０ｎｍの範囲のものがより好ましい。
【００３８】
本発明における異物の欠陥修正方法は、防塵装置付きステンシルマスク１０、２０から防塵装置の脱着の工程を省けることから、異物による欠陥の修正工程が簡略化でき、防塵装置付きステンシルマスク１０、２０の製造効率を向上させることができる。
【００３９】
【実施例】
実施例を挙げて、本発明をさらに説明する。
（実施例１）
実施例１は、図１に示す第１の例の防塵装置付きステンシルマスク１０であり、図１におけるステンシルマスク１１の形成にはシリコンウェーハを用い、メンブレンパターン形成側となるシリコン薄膜と、ストラット形成側となるシリコン基板とから構成され、メンブレン１２とストラット１３の間にＳｉＯ２  等からなる少なくとも１層のエッチングストッパ層が存在し、メンブレン１２側に転写パターン１６が形成された後に、裏面側からアライメント製版し、裏面シリコンをエッチングした後の開口部分のエッチングストッパ層を除去して、メンブレン支持体となるストラット１３が形成されたステンシルマスク１１を洗浄し、乾燥して表面を清浄にした。
【００４０】
次に、真空度１３３×１０−３Ｐａ（１０×１０−３Ｔｏｒｒ）に保たれている真空装置内で、ステンシルマスク１１と外形が同一サイズの光学研磨され洗浄乾燥した平坦度２μｍの合成石英ガラス基板からなる２枚で一組の防塵装置との間に、ステンシルマスク１１を位置合わせして接着剤を用いることなく重ね合わせた。
表裏から防塵装置としての合成石英ガラス基板で重ね合わされた上記のステンシルマスク１１を大気中に戻すと、防塵装置とステンシルマスクは大気圧によって強固に密着しており、防塵装置付きステンシルマスク１０として取り出すことができた。
【００４１】
（実施例２）
実施例２は、図２に示す第２の例の防塵装置付きステンシルマスク２０である。図２におけるステンシルマスク２１の形成にはシリコンウェーハを用い、メンブレンパターン形成側となるシリコン基板と、ストラット形成側となるシリコン基板とから構成され、メンブレン２２とストラット２３の間にＳｉＯ２  等からなる少なくとも１層のエッチングストッパ層が存在し、メンブレン２２側に転写パターン２６が形成された後に、裏面側からアライメント製版し、裏面シリコンをエッチングした後の開口部分のエッチングストッパ層を除去して、メンブレン支持体となるストラット２３が形成されたステンシルマスク２１を洗浄し、乾燥して表面を清浄にした。
【００４２】
次に、ステンシルマスク２１と外形が同一サイズの光学研磨され洗浄乾燥した平坦度２μｍの合成石英ガラス基板上に、ポジ型ｉ線フォトレジスト（東京応化工業（株）製ＴＨＭＲ−ｉＰ１７００）をスピンコートしベークによりレジスト膜形成後、ステンシルマスク２１の転写パターン領域２６Ａよりも大きいサイズの部分をｉ線露光し、現像し、露出した合成石英ガラス部分をフッ酸によるウエットエッチングで１０μｍ掘り込み、フォトレジストを剥離除去し、洗浄乾燥して、表面を清浄にしたメンブレン側の防塵装置として凹型領域を設けた合成石英ガラス基板２４を形成した。
また、ステンシルマスク２１と外形が同一サイズの光学研磨され、平坦度２μｍの合成石英ガラス基板２５を洗浄乾燥し、表面を清浄にした。
【００４３】
次に、真空度１３３×１０−３Ｐａ（１０×１０−３Ｔｏｒｒ）に保たれている真空装置内で、合成石英ガラス基板からなる２枚で一組の防塵装置の間に、ステンシルマスク２１を位置合わせして接着剤を用いることなく重ね合わせた。
表裏から防塵装置で重ね合わされた上記のステンシルマスクを大気中に戻すと、防塵装置とステンシルマスクは大気圧によって強固に密着しており、防塵装置付きステンシルマスク２０として取り出すことができた。
【００４４】
（実施例３）
実施例１で完成した防塵装置付きステンシルマスク１０を電子線露光装置内に静置し、装置内を排気して真空にした後、露光装置内で防塵装置付きステンシルマスク１０から２枚で一組の防塵装置を取り外し、次に電子線露光して半導体用ウェーハ上のレジストにマスクパターンを転写した。露光終了後、露光装置からステンシルマスク１１を取り出す際に、再度２枚で一組の防塵装置の間にステンシルマスク１１を重ね合わせてから大気に戻し、再び防塵装置付きステンシルマスク１０として露光装置から取り出した。
【００４５】
（実施例４）
実施例１で完成した防塵装置付きステンシルマスク１０を透過電子像により欠陥修正をする検査装置内に静置し、装置内を排気して真空にした後、検査装置内で防塵装置付きステンシルマスク１０から２枚で一組の防塵装置を取り外し、電子線でステンシルマスク１１の欠陥検査を行なった。
終了後、検査装置からステンシルマスク１１を取り出す際に、再度２枚で一組の防塵装置の間にステンシルマスク１１を重ね合わせてから大気に戻し、再び防塵装置付きステンシルマスク１０として検査装置から取り出した。
【００４６】
（実施例５）
実施例１で完成した防塵装置付きステンシルマスク１０を集束イオンビームにより欠陥修正をする修正装置内に静置し、装置内を排気して真空にした後、修正装置内で防塵装置付きステンシルマスクから２枚で一組の防塵装置を取り外した後に、デポジションおよびエッチングのためのガス導入を行ない、イオン源からガリウムイオンを１００ｎｍ以下のビームに集束し欠陥に選択的にイオンビームを照射して、ステンシルマスク１  １の欠陥修正を行なった。
終了後、修正装置からフォトマスク１１を取り出す際に、再度２枚で一組の防塵装置の間にステンシルマスク１１を重ね合わせてから大気に戻し、再び防塵装置付きステンシルマスク１０として修正装置から取り出した。
【００４７】
（実施例６）
実施例１で完成した防塵装置付きステンシルマスク１０を防塵装置脱着のための真空装置内に静置し、装置内を排気して真空にした後、防塵装置付きステンシルマスク１０から２枚で一組の防塵装置を取り外した後に、レーザ光により欠陥修正をする装置にステンシルマスク１１を入れ、レーザ光を照射して、ステンシルマスク１１の欠陥修正を行なった。
終了後、修正装置からステンシルマスク１１を取り出し、防塵装置脱着のための真空装置内に入れ、再度２枚で一組の防塵装置の間にステンシルマスク１１を重ね合わせてから大気に戻し、再び防塵装置付きステンシルマスク１０として修正装置から取り出した。
【００４８】
（実施例７）
実施例１で完成したの防塵装置付きステンシルマスク１０で、防塵装置１４と１５はｉ線を透過する透明基板からなり、前記防塵装置付きステンシルマスク１０をｉ  線によるパターンの位置精度検査装置内に静置し、検査装置内で防塵装置付きステンシルマスク１０から防塵装置を取り外すことなく、位置精度検査を行なった。
検査終了後、防塵装置付きステンシルマスク１０を検査装置から取り出した。
【００４９】
（実施例８）
実施例１で完成したの防塵装置付きステンシルマスク１０において、防塵装置は紫外線を通過する合成石英ガラス基板からなり、前記防塵装置付きステンシルマスク１０を波長４８８ｎｍのレーザ光による異物の欠陥修正装置内に静置し、修正装置内で防塵装置付きステンシルマスク１０から防塵装置を取り外すことなく、レーザ照射を行ない異物による欠陥をレーザ光で分解または移動させて欠陥を無害化し、修正を終了後、防塵装置付きステンシルマスク１０を欠陥修正装置から取り出した。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の防塵装置付きステンシルマスクは、大気中において優れた防塵性を有し、さらに従来のフォトマスクにおけるペリクルのようにフレームを接着剤で固定する構造とは異なるので、防塵装置付きステンシルマスクを再度真空下に置くことにより、防塵装置をステンシルマスクから簡単に剥離することが可能である。したがって、防塵装置を構成する透明基板が塵埃等で汚染した場合には、透明基板を交換したり、あるいはステンシルマスクと防塵装置の双方を洗浄して再使用することが可能になる。
【００５１】
さらに本発明の防塵装置は、平坦度が高い透明基板をステンシルマスクのストラット側にも密着させているため、ステンシルマスクの歪み防止の効果がある。
【００５２】
また、本発明の露光方法、検査方法および欠陥修正方法は、防塵装置付きステンシルマスクの防塵機能を最大限利用しており、ステンシルマスクを塵埃の付着から守ること、および高価な透明基板を何度も再利用できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の防塵装置付きステンシルマスクの第１の実施形態を示す断面模式図である。
【図２】本発明の防塵装置付きステンシルマスクの第２の実施形態を示す断面模式図である。
【図３】従来のペリクル付きフォトマスクを示す断面模式図である。
【符号の説明】
１０、２０  防塵装置付きステンシルマスク
１１、２１  ステンシルマスク
１２、２２  メンブレン
１３、２３  ストラット
１４、２４  メンブレン側の防塵装置
１５、２５  ストラット側の防塵装置
１６、２６  転写パターン
１６Ａ、２６Ａ  転写パターン領域
１７、２７  開口部
２４Ａ  凹部領域
２８  防塵装置２４とステンシルマスク２１の密着部分
３０  ペリクル付きフォトマスク
３１  フォトマスク
３２  合成石英ガラス基板
３３  マスクパターン
３４  ペリクル
３５  ペリクル膜
３６  フレーム
【図１】
2004241740.tif 000003
【図２】
2004241740.tif 000004
【図３】
2004241740.tif 000005