(57)【要約】【課題】電子線等の荷電粒子線転写マスク、Ｘ線転写マスク、極端紫外線転写マスクを既存の例えばフォトマスク用電子線描画装置を用いて効率良く、かつ、マスクパターンの加工精度を改善して作製する。【解決手段】基板２の外形が略直方体であり、かつ、その基板２下面の略中央部に開口部３が設けられ、基板２上面の略中央部に開口部３の対応した部分にパターン領域４を構成する自己支持薄膜ｍが支持され、自己支持薄膜ｍにマスクパターンの貫通孔ｈ又はマスクパターンの吸収体あるいは散乱体が設けれられており、パターン領域４とその周辺の周辺領域５とが同一平面内にある転写マスクとそのための転写マスクブランク。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の外形が略直方体であり、かつ、その基板上面の略中央のパターン領域と周辺領域とが同一平面内にあることを特徴とする転写マスクブランク。
【請求項２】
基板の外形が略直方体であり、かつ、その基板下面の略中央部に開口部が設けられ、基板上面の略中央部の前記開口部に対応した部分にパターン領域を構成する自己支持薄膜が支持され、そのパターン領域とその周辺の周辺領域とが同一平面内にあることを特徴とする転写マスクブランク。
【請求項３】
全体が一体で構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の転写マスクブランク。
【請求項４】
全体が前記基板と外形が略直方体のフレームで構成され、両者が固定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の転写マスクブランク。
【請求項５】
前記基板と前記フレームとの固定位置が、パターン描画装置内における、又は、転写マスクブランクを収容するカセットにおける転写マスクブランク固定機構の基準点に略一致することを特徴とする請求項４記載の転写マスクブランク。
【請求項６】
荷電粒子転写マスク用のブランクであることを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載の転写マスクブランク。
【請求項７】
Ｘ線又は極端紫外線転写マスク用のブランクであることを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載の転写マスクブランク。
【請求項８】
基板の外形が略直方体であり、かつ、その基板下面の略中央部に開口部が設けられ、基板上面の略中央部の前記開口部に対応した部分にパターン領域を構成する自己支持薄膜が支持され、前記自己支持薄膜にマスクパターンの貫通孔又はマスクパターンの吸収体あるいは散乱体が設けれられており、前記パターン領域とその周辺の周辺領域とが同一平面内にあることを特徴とする転写マスク。
【請求項９】
全体が一体で構成されていることを特徴とする請求項８記載の転写マスク。
【請求項１０】
全体が前記基板と外形が略直方体のフレームで構成され、両者が固定されていることを特徴とする請求項８記載の転写マスク。
【請求項１１】
荷電粒子転写マスクとして用いられることを特徴とする請求項８から１０の何れか１項記載の転写マスク。
【請求項１２】
Ｘ線又は極端紫外線転写マスクとして用いられることを特徴とする請求項８から１０の何れか１項記載の転写マスク。
【請求項１３】
基板の外形が略直方体であり、かつ、その基板下面の略中央部に開口部が設けられ、基板上面の略中央部の前記開口部に対応した部分にパターン領域を構成する自己支持薄膜が支持され、前記自己支持薄膜にマスクパターンの貫通孔又はマスクパターンの吸収体あるいは散乱体が設けれられており、前記パターン領域とその周辺の周辺領域とが同一平面内にある転写マスクを用いて前記マスクパターンを荷電粒子又はＸ線又は極端紫外線を用いて転写することを特徴とする転写方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路装置の製造のリソグラフィ工程で用いられる転写マスク、転写マスクブランク並びに転写マスクを用いた転写方法に係わるものであり、特に、近接電子線投影転写マスク、転写マスクブランク並びに転写マスクを用いた転写方法や他の荷電粒子、Ｘ線あるいは極端紫外線用の転写マスクのための転写マスクブランク並びにその転写マスクを用いた転写方法に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路装置の製造のリソグラフィ工程においては、光学式縮小投影露光装置によるフォトマスク（レチクルとも呼ばれている。）を用いたパターン転写が主流である。その露光に用いられる電磁波は、ｉ線（波長３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、Ｆ２  レーザ光（波長１５７ｎｍ）であり、解像力を向上させるため短波長化が図られている。これらの電磁波に対して石英（フッ素ドープ品を含む。）のような非常に透過性の高い材料が存在するため、フォトマスクの構造は石英基板とパターン化された吸収体とからなるのが普通である。つまり、フォトマスクを作製する際の出発形態であるフォトマスクブランクは、石製基板の片面に吸収体が積層されてなるのが通常である。この場合、石英の上記の露光光に対する吸収係数が非常に小さい（つまり、透明性が非常に高い）ので、基板の厚さに対する制約は少なく、フォトマスクブランクの外形は、必要なパターン領域及びマスクの剛性の確保を考慮して決められている。現在、フォトマスクブランクの外形は直方体型であり、一辺が６インチ、７インチ乃至は９インチの場合も含めＳＥＭＩにより規格化されている（非特許文献１）  。現在の最先端フォトマスクの外形は６インチ角の正方形、厚さ０．２５インチである。
【０００３】
他方、半導体集積回路装置の製造のリソグラフィ工程においては、パターン転写の手法として、転写マスク（以下では、単にマスクと呼ぶ。）にＸ線、極端紫外線又は荷電粒子を照射し、マスクを透過したＸ線、極端紫外線又は荷電粒子のマスクパターンに応じた強度によってレジストを感光させる方法がある。ここで、Ｘ線は波長０．５ｎｍ前後の電磁波、極端紫外線は波長１３ｎｍの電磁波、荷電粒子は電子又はイオンを意味する。
【０００４】
これらのＸ線、極端紫外線又は荷電粒子に対しては、フォトリソグラフィで使用される電磁波における石英のような透過性の高い材料は存在しない。したがって、そのマスクの構造は、これらのＸ線、極端紫外線又は荷電粒子に対して、ステンシルメンブレン構造と連続メンブレン構造と呼ぶ構造をとる。ステンシルメンブレン構造とは、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、自己支持薄膜ｍ（以下、メンブレンと称する。）にパターン状の貫通孔ｈを設けた構造である。他方、連続メンブレン構造とは、図５（ｃ）に示すように、メンブレンｍにパターン状の吸収体又は散乱体ａを設けた構造である。
【０００５】
１００ｋｅＶという高エネルギーの電子を用いる投影転写方式には、ＰＲＥＶＡＩＬ（非特許文献２）方式と、ＳＣＡＬＰＥＬ（非特許文献３）  方式とがある。マスクは、ステンシルメンブレン構造と連続メンブレン構造の何れもとり得る。なお、連続メンブレン構造では、メンブレン上にパターン状の散乱体を有する。ＰＲＥＶＡＩＬ用電子線転写マスクでは、２ミクロン厚のシリコンからなるステンシルメンブレン構造が報告されており、ＳＣＡＬＰＥＬ用電子線転写マスクでは、メンブレンとして１５０ｎｍ厚のシリコン窒化物（ＳｉＮｘ  ）、散乱体として６ｎｍ厚のクロム（Ｃｒ）と２７ｎｍ厚のタングステン（Ｗ）からなる複合膜を採用した連続メンブレン構造が報告されている。これらの電子線投影転写方式では、マスクは投影電子光学系を介してレジストを塗布したウェーハと対向して配置させられ、その転写倍率は１／４倍である。
【０００６】
２乃至５ｋｅＶという低エネルギーの電子を用いる低速電子線近接投影転写方式（非特許文献４）では、マスクはステンシルメンブレン構造をとる。メンブレンとして０．３乃至０．５ミクロン厚のシリコン炭化物（ＳｉＣ）やシリコン（Ｓｉ）が報告されている。マスクはレジストを塗布したウェーハと対向して近接させて配置させられ、マスクとウェーハとの間隔は５０から４０ミクロンである。
【０００７】
極端紫外線を用いる転写方式では、マスクは反射型をとるのが一般的であるが、透過型のものも報告されている。その場合、マスク構造は、ステンシルメンブレン構造と連続メンブレン構造の何れでもあり得る。
【０００８】
近接Ｘ線転写方式では、マスクは連続メンブレン構造をとり、例えば、メンブレンとして２ミクロン厚のシリコン窒化物（ＳｉＮｘ  ）、吸収体として０．５ミクロン厚のタンタル（Ｔａ）を採用した例が報告されている。マスクはレジストを塗布したウェーハと対向して近接させて配置させられ、マスクとウェーハとの間隔は２０から５ミクロンである。
【０００９】
なお、近接Ｘ線転写方式及び低速電子線近接投影転写方式における転写倍率は、１倍である。したがって、パターン領域には、転写されるべき半導体集積回路が１個又は数個が配置される。多数を配置すると、一度に転写できる半導体集積回路が増え、生産性が向上するが、大きな面積のメンブレンを有するマスクでは、パターンの位置精度が劣化するという困難生じるので、パターン領域の大きさは通常は２０〜５０ｍｍ角に制約される。ウェーハでの転写では、逐次、転写領域を移動させる方式が採用されている。
【００１０】
マスク構造から見た場合、近接Ｘ線転写方式用マスク（以下、近接Ｘ線マスクと呼ぶ。）と低速電子線近接投影転写方式用マスク（以下、近接電子線マスクと呼ぶ。）は類似の構造を有しているので、以下の議論では、両者をまとめて扱う。近接Ｘ線マスクにおける吸収体パターンと近接電子線マスクにおける散乱体とが対応することに留意すると、パターン領域を除けば、一方の構造は、容易に他方の構造として採用し得るものである。
【００１１】
ここで、従来例による転写マスクの構造を、外形に着目して、図５、図６及び図７に示す。図５（ａ）、（ｂ）に示す例は、近接電子線マスクの平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。このマスク１０自体の外形は、基板１１にシリコンウェーハを用いているため、シリコンウェーハの形状である。基板１１の中央部１２には開口部１３の上に約５０ｍｍ角のパターン領域が設けられ、その上に穴開きパターン１４が形成されている。基板１１は、４インチないしは８インチウェーハの形状を有している。実際上、基板１１外径が４インチである近接電子線マスクが作製されている。なお、上記の説明においては、外形に注意が払われているので、穴開きパターンをなす素材と基板１１の素材との異同の議論は略されている。
【００１２】
図５（ｃ）に示す例は、近接Ｘ線マスク２０であり、その断面図のみを示すが、基板２１はウェーハ形状で、そのウェーハ形状の基板２１の中央部２２には開口部２３の上にパターン領域が設けられ、その上に吸収体又は散乱体パターン２４が固着されている。
【００１３】
図６に平面図（ａ）と断面図（ｂ）を示す例は、近接Ｘ線マスク３０であり、基板３１はウェーハ形状で、図５（ｃ）の場合と同様に、基板３１の中央部３２には開口部３３の上にパターン領域が設けられ、その上に吸収体又は散乱体パターン３４が固着されている。この基板３１が同じく最外形がウェーハ形状で開口部３３に対応する開口部３６が設けられたフレーム３５に固着されている。基板３１外形が４インチ、フレーム３５外形が５インチのものが、ＮＩＳＴ規格として規格化されている。非特許文献５に作製例があげられる。これと類似の構造を有する近接電子線マスクの作製例が、非特許文献６に報告されている。
【００１４】
図７の例は、近接Ｘ線マスク４０であり、基板４１はウェーハ形状で、基板４１の中央部４２には開口部４３の上にパターン領域が設けられ、その上に吸収体又は散乱体パターン４４が固着されている。この基板４１が角形状で開口部４３に対応する開口部４６が設けられたフレーム４５に固着されている。同様に、低速電子線マスクにおいて、基板外形が４インチ、厚さ０．５２５ｍｍ、フレーム外形が６インチ角で厚さが５．８２ｍｍのものが、つまり、基板の厚さを加えて０．２５インチとなるものが提案されている。
【００１５】
以上の例では、パターン領域の大きさから、マスク基板としては、４インチウェーハで十分であることが分かる。図６の従来例２及び図７の従来例３においては、フレーム３５、４５は、マスク基板３１、４１をフレーム３５、４５と固着することによって、マスク全体の剛性を高め、マスク製造工程におけるマスク基板の変形を防止することによるパターン位置精度の確保及びマスク搬送や転写装置内でのマスクの取り扱いを容易にする働きがある。
【００１６】
他方、図５の従来例１において、基板１１、２１として８インチサイズのウェーハ形状を採用するのは、基板１１、２１の外形を大きくすることで、パターン領域以外の部分にフレームと同じ働きをさせること、及び、ＰＲＥＶＡＩＬ用電子線転写マスクの外形が８インチサイズのウェーハ形状であるため、近接電子線マスクに対しても同じ形状を採用することで、製造装置の共用化を図れる利点があるからである。
【００１７】
なお、以上のような近接電子線マスク、近接Ｘ線マスクとそれらのマスクを作成する前のマスクブランク（以下では、単にブランクと呼ぶ。）の関係について説明すると、通常、量産段階でのマスクは、基板からではなく、ブランクスという中間段階の製品から加工される。ブランクに対し、レジスト製版（例、レジスト塗布、電子線描画、レジスト現像・リンス）、エッチングを施して、穴開きパターン（図５（ｂ）参照）、又は、吸収体又は散乱体パターン（図５（ｃ）参照）のパターン構造を形成する。ブランクから加工が始まらず、加工工程が前後しても、マスクの構造として同じものが作製される場合は、後記する本発明の対象範囲となる。したがって、マスクの構造は、ブランクスの構造として規定されるので、以下には、ブランクス構造を議論する。
【００１８】
【特許文献１】
特開２００２−２９９２２９号公報
【００１９】
【特許文献２】
特開平８−３０６６１４号公報
【００２０】
【非特許文献１】
ＳＥＭＩ  Ｐ１−９２：  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｈａｒｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｈｏｔｏｍａｓｋ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ
【００２１】
【非特許文献２】
Ｈ．  Ｃ．  Ｐｆｅｉｆｆｅｒ，  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｂ１７  ｐ．２８４０  （１９９９）
【００２２】
【非特許文献３】
Ｌ．  Ｒ．  Ｈｅｒｒｉｏｔｔ，  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｂ１５  ｐ．２１３０  （１９９７）
【００２３】
【非特許文献４】
Ｔ．  Ｕｔｓｕｍｉ，  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｂ１７  ｐ．２８９７（１９９９）
【００２４】
【非特許文献５】
Ｙ．  Ｔａｎａｋａ  他，  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ  ４４０９  ｐ．６６４  （２００１）
【００２５】
【非特許文献６】
Ｋ．  Ｋｕｒｉｈａｒａ  他，  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ  ４４０９  ｐ．７２７  （２００１）
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５の従来例１及び図６の従来例２のブランクでは、最外形が丸型であるために、転写マスクの製造における工程、例えば電子線描画工程、ドライエッチング工程、異物検査工程、欠陥検査工程、走査型電子顕微鏡による寸法計測工程において、フォトマスク製造装置を流用し難いという欠点がある。もし、フォトマスク製造装置を流用できれば、技術的な恩恵及び経済的効果は大きい。特に電子線描画工程において、この利点は大きい。
【００２７】
フォトマスクは、電子線描画装置でパターン描画されるため、フォトマスク用装置はフォトマスク用に特化され、フォトマスク形状以外の基板では高精度な描画ができなくなっている。
【００２８】
電子線描画装置における描画室内におけるブランクの固定方法には２種類あり、一つはカセット方式であり、もう一つはカセットレス方式である。
【００２９】
カセット方式とは、フォトマスクブランク及びウェーハ形状の基板のブランクに対して、描画室外でカセット（ペレットとも呼ぶ。）という特殊容器に装着して、カセットごと描画室に搬入出し、カセットに固定された状態で描画を行う方式である。
【００３０】
他方、カセットレス方式とは、フォトマスクブランクが描画室に直接搬送され、テーブル上の固定機構で固定される方式、つまり、カセットを用いない方式である。
【００３１】
過去には、カセット方式がほとんどの電子線描画装置で採用されていたが、今では、カセット方式の電子線描画装置の種類が少なくなり、技術の流れは、カセットレス方式へと向かっている。理由は、カセットレス方式の方が、フォトマスブランクの温度制御がやさしく、かつ、固定機構に固定された際のフォトマスブランクの変形が一義的であるため、カセットの機差によらず、安定的かつ高いパターン位置精度を得やすいからである。
【００３２】
フォトマスク用電子線描画装置で描画可能な形態のマスクブランクとして、図７の従来例３の構造が提案されている。ただし、このブランクに対しフォトマスク用電子線描画装置を用いようとすると、被描画面（以下、パターン領域面と称する。）を電子線の焦点範囲内に収めるのが困難であるという問題が生ずる。以下で、この点を詳しく述べる。
【００３３】
以下では、カセットレス方式の描画装置での１例をあげる。図８は、従来のフォトマスクブランク５０に対する描画準備を模式的に示した平面図（ａ）と側面図（ｂ）である。フォトマスク用電子線描画装置の描画室内のテーブル上の固定位置におけるフォトマスクブランク５０は図８のような配置になる。なお、フォトマスクブランク５０の上面には電子線レジストが塗布されているが、図示を略している。
【００３４】
この例では、フォトマスクブランク５０は、図８に示すように、フォトマスク用電子線描画装置内の３本の固定腕５１の先端下面に固定されたルビー等からなる半球５２に下方から持ち上げ機構５３によって押し付けられ、３つの半球５２の頂点（以下では基準点Ａと称する。）が形成する面が、描画時におけるフォトマスクブランク５０の上面位置を規定する基準面となる。この３つの基準点Ａの位置は、フォトマスク用電子線描画装置のメーカ毎に異なるが、通常、フォトマスクブランク５０の基板の外周から５〜１０ｍｍの距離の位置にある。このフォトマスク用電子線描画装置を用いて、フォトマスクブランク５０のパターン領域に電子線を照射する場合、電子線の焦点面は通常、上記の基準面に一致するよう調整されている。フォトマスクブランク５０のパターン領域面（電子線レジストが塗布された上面）の電子線焦点面からのずれは、レジストパターン像の劣化を生じさせる。許容される実用上のずれは、対象パターンの要求解像度によって異なるが、せいぜい１０乃至３０ミクロン程度である。
【００３５】
カセットを用いる場合でも、カセットには、図８に示すものと同様にフォトマスクブランク５０を固定し、基準面を規定する機構が備えられている。したがって、カセット方式の描画装置では、カセットが描画室内に装着されたときには、電子線の焦点面は通常、上記の基準面に一致するよう調整されている。
【００３６】
このように、フォトマスク用電子線描画装置の描画室内の基準面とフォトマスクブランク５０のパターン領域面は、同一平面に設定されている。なお、より詳しくは、外周３点Ａで支持されたフォトマスクブランク５０の基板はその中央部が自重で球面状に撓むことになるが、そのパターン領域面での撓みの大きさは理論的に予想可能であり、そのパターン位置精度への寄与を描画時の補正により無視できる程度に小さくできる。
【００３７】
このような配置で描画前に行われる高さ計測装置では、図８（ｂ）に示すように、パターン領域面の高さが数箇所測定される。図８（ｂ）には、２組のレーザ光５４１  、５４２  をパターン領域面に斜めに照射して、反射した光を図示しない２組のＣＣＤラインセンサーで捉える方式を示している。この計測によってパターン領域面の基準面からの高さが規定値（例えば２０ミクロン）を超える場合には、描画を中止するように設定する例もある。
【００３８】
図９は、図７の従来例３のマスク４０用のブランク４０’を、フォトマスク用電子線描画装置の描画室内のテーブル上に固定配置して描画準備をする場合の模式図である。なお、ブランク４０’上面には電子線レジストが塗布されているが、図示を略している。ここで、３つの基準点Ａで規定される基準面とブランク４０’のパターン領域面は、基板４１の厚さｄ（場合によっては、接着層の厚さを含み、通常、０．４〜０．６ｍｍ）だけ離れている。
【００３９】
次に、カセット方式の描画装置のおける、上記とは別のカセット構造の例をあげる。この例のカセットでは、図８における３組の固定腕、半球、持ち上げ機構の代わりに、左側１列で３組、右側１列で３組、計６組の固定腕、半球、持ち上げ機構を持つ。これらは周辺から５〜１０ｍｍ離れた位置にある。このカセットに固定されたフォトマスクブランク５０の基板は自重により円筒状に撓むことになるが、そのパターン領域面での撓みの大きさは理論的に予想可能であり、そのパターン位置精度への寄与を描画の補正により無視できる程度に小さくできる。ちなみに、この例での基準面は一義的ではなく、左右６個の半球の頂点に接する曲面となる。先に述べた例での議論はこの例でも成り立つ。
【００４０】
上記したように、通常のフォトマスクブランク描画のための配置では、電子線の焦点面はこの基準面に合わせてある。図７の従来例３のマスク４０用のブランク４０’に対しては、パターン領域面高さ情報に基づき、電子線の焦点面を調整して描画するのであるが、電子線の焦点面が通常の設定である基準面から０．３ｍｍ以上離れると、高い調整精度が得られないという問題がある。また、基板４１とフレ−ム４５とを固着させた形態において、基板４１の上面がフレーム４５の上面と平行に保たれることは困難で、基板４１の上面が傾くことによりパターン領域面の高さが電子線の焦点範囲からはずれるという問題も生じやすい。
【００４１】
さらに、フォトマスク用電子線描画装置においては、フォトマスクブランクの基板外形が角型であることを前提にして、テーブル上のｘ−ｙ座標軸にフォトマスクブランクの外形が平行になるように位置決めして固定配置する位置決め機構をとっているが、図５や図６に示すように最外形が丸型のマスク１０、２０、３０用のブランクに描画する場合は、そのようなフォトマスク用電子線描画装置に予め備えられた位置決め機構が使えず、したがって、ブランクの中央部のパターン領域に正確にマスクパターンを描画することができないという問題がある。
【００４２】
本発明は従来技術の上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電子線等の荷電粒子線転写マスク、Ｘ線転写マスク、極端紫外線転写マスクを既存の例えばフォトマスク用電子線描画装置を用いて効率良く、かつ、マスクパターンの加工精度を改善して作製することができる転写マスクブランクとその転写マスクブランクから作製した転写マスクを提供することである。また、本発明は、そのような転写マスクを使用した転写方法を提供することを目的とする。
【００４３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の転写マスクブランクは、基板の外形が略直方体であり、かつ、その基板上面の略中央のパターン領域と周辺領域とが同一平面内にあることを特徴とするものである。
【００４４】
本発明の別の転写マスクブランクは、基板の外形が略直方体であり、かつ、その基板下面の略中央部に開口部が設けられ、基板上面の略中央部の前記開口部に対応した部分にパターン領域を構成する自己支持薄膜が支持され、そのパターン領域とその周辺の周辺領域とが同一平面内にあることを特徴とするものである。
【００４５】
これらにおいて、全体が一体で構成されているか、あるいは、全体が基板と外形が略直方体のフレームで構成され、両者が固定されているものとすることができる。
【００４６】
後者の場合、基板とフレームとの固定位置が、パターン描画装置内における、又は、転写マスクブランクを収容するカセットにおける転写マスクブランク固定機構の基準点に略一致することが望ましい。
【００４７】
また、以上の転写マスクブランクは、荷電粒子転写マスク用のブランク、あるいは、Ｘ線又は極端紫外線転写マスク用のブランクとすることが望ましい。
【００４８】
本発明の転写マスクは、基板の外形が略直方体であり、かつ、その基板下面の略中央部に開口部が設けられ、基板上面の略中央部の前記開口部に対応した部分にパターン領域を構成する自己支持薄膜が支持され、前記自己支持薄膜にマスクパターンの貫通孔又はマスクパターンの吸収体あるいは散乱体が設けれられており、前記パターン領域とその周辺の周辺領域とが同一平面内にあることを特徴とするものである。
【００４９】
この場合、全体が一体で構成されているか、あるいは、全体が基板と外形が略直方体のフレームで構成され、両者が固定されているものとすることができる。
【００５０】
また、以上の転写マスクは、荷電粒子転写マスク、あるいは、Ｘ線又は極端紫外線転写マスクとして用いることが望ましい。
【００５１】
本発明の転写方法は、基板の外形が略直方体であり、かつ、その基板下面の略中央部に開口部が設けられ、基板上面の略中央部の前記開口部に対応した部分にパターン領域を構成する自己支持薄膜が支持され、前記自己支持薄膜にマスクパターンの貫通孔又はマスクパターンの吸収体あるいは散乱体が設けれられており、前記パターン領域とその周辺の周辺領域とが同一平面内にある転写マスクを用いて前記マスクパターンを荷電粒子又はＸ線又は極端紫外線を用いて転写することを特徴とする方法である。
【００５２】
本発明においては、基板の外形が略直方体であり、かつ、その基板上面の略中央のパターン領域と周辺領域とが同一平面内にあるので、荷電粒子線転写マスク、Ｘ線転写マスク、極端紫外線転写マスクを既存の例えばフォトマスク用電子線描画装置を用いて、効率良く、かつ、正確で高解像のマスクパターンの転写マスクを作製することができる。したがって、このような転写マスクから正確で高解像のパターンを容易に転写することができる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の転写マスクとその転写マスクを作製するための転写マスクブランクを実施例に基づいて説明する。
【００５４】
図１は、本発明によるステンシル型転写マスクの１実施例の平面図（ａ）と断面図（ｂ）ある。このマスク１は、基板２の中央部の開口部３上にパターン領域４が設けられ、そのパターン領域４には、開口部３の上にパターン状の貫通孔ｈを設けたメンブレンｍが支持されており、パターン領域４の外周に基板２の上面が形成する周辺領域５が配置されている。そして、マスク１の外形は略直方体であり、かつ、パターン領域４と周辺領域５が同一平面上になるように、一体に構成されてなるものである。このステンシル型転写マスク１は、Ｘ線用又は荷電粒子線用転写マスクとして用いられる。
【００５５】
この実施例の転写マスク１の作製例を説明しながら、この実施例の転写マスク１に用いる転写マスクブランクを説明する。
【００５６】
図３（ａ）〜（ｄ）にブランクの作製工程を、図３（ｅ）〜（ｆ）にそのブランクを用いたマスク作製工程を示す。図３（ａ）に示すように、基材６１として、外形が縦６インチ、横６インチ、厚さ０．２５インチの直方体の単結晶シリコンを採用し、その一面（パターン領域となる部分を含む面。以下、表面と称する。）の上にエッチストップ層６２として０．４ミクロン厚のシリコン酸化層、その上にステンシル層として０．４ミクロン厚の単結晶シリコン層６３を形成し、その表面の反対側の面（以下、裏面と称する。）には０．６ミクロン厚のシリコン酸化層６４を形成してなる基板６０を準備する。このような基板６０はＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板と呼ばれ、貼り合わせ法又はＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｂｙ  ＩＭｐｌａｎｔｅｄ  ＯＸｙｇｅｎ）法によって作製できる。なお、表面のシリコン層６３の内部応力は、例えば、ボロンドープ法によって、好適には、５ＭＰａ以下の引っ張り応力であるように調節されているものとする。また、この基板６０の全角部は適切に面取りされているものとする。
【００５７】
このような基板６０を用いて、まず、図３（ｂ）に示すように、裏面から放電加工法（特許文献１）又は超音波研削法により、開口部３（以下では、窓６５と称する。）に対応する部分を表面から測った厚さが６０ミクロン前後になるまで除去する。この図３（ｂ）では、窓６５は１個しか図示していないが、複数個を形成することも可能である。
【００５８】
次に、図３（ｃ）に示すように、裏面から窓６５に残った基材６１のシリコンを除去する。この際、表面側のシリコン酸化層６２はエッチストップ層として働く。窓６５に残った基材６１のシリコンの除去方法としては、裏面のシリコン酸化層６４をマスクとした異方性エッチング又はドライエッチングを用いることができる。異方性エッチングは９０℃の水酸化カリウム水溶液によって、ドライエッチングは六フッ化硫黄（ＳＦ６  ）ガスによるエッチング工程と八フッ化ブタン（Ｃ４  Ｆ８  ）ガスによる側壁保護工程を相互に繰り返すＢｏｓｃｈ法によって可能である。
【００５９】
最後に、図３（ｄ）に示すように、基板６０の裏面から、緩衝フッ化水素酸（フッ化水素酸とフッ化アンモニウムとの混合溶液）を用いて、エッチストップ層のシリコン酸化層６２と裏面のシリコン酸化層６４を除去する。この形態が、転写マスクブランク６６である。なお、図３（ｃ）の段階（シリコン酸化層６２、６４が残った段階）の形態も転写マスクブランクとして使用可能である。
【００６０】
次いで、図３（ｅ）〜（ｆ）にそのブランク６６を用いたマスク作製工程を示す。まず、図３（ｅ）に示すように、ブランク６６の表面にレジストを回転塗布し、レジスト層６７を形成する。次に、フォトマスク用電子線描画装置を用いて、図８のフォトマスクブランク５０の代わりにこの表面にレジスト層６７を形成したブランク６６をその描画室内のテーブル上に配置して、図８に示すように、描画室内の３本の固定腕５１の先端下面に固定された半球５２に下方から持ち上げ機構５３によって押し付け、３つの半球５２の頂点が形成する基準面とレジスト層６７の面を一致させるようにする。また、ブランク６６の外形は、フォトマスクブランク５０と同様に略直方体であるため、そのフォトマスク用電子線描画装置の描画室内に配置された位置決め機構を利用してｘ−ｙ座標軸にフォトマスクブランクの外形が平行になるようにブランク６６を正確に位置決めすることができる。そのため、ブランク６６の窓６５上のパターン領域のレジスト層６７に描画用の電子線が正確に焦点が合い、かつ、正確な位置に入射することができるので、正確で高解像のマスクパターンを描画することができる。
【００６１】
そのようなマスクパターンの描画の後、露光済みのレジスト層６７の現像、リンスを経て、窓６５上のレジスト層６７にレジストパターン６８を得る。最後に、図３（ｆ）に示すように、そのレジストパターン６８をマスクにしてドライエッチングにより表面のメンブレンｍを構成するシリコン層６３に貫通孔ｈを作製し、レジストパターン６８を除去することにより、図１のＸ線用又は荷電粒子線用のステンシル型転写マスク１が完成する。
【００６２】
図２は、本発明によるステンシル型転写マスクの別の実施例の平面図（ａ）と断面図（ｂ）ある。このマスク７０は、図１のように、中央部の開口部３の上にパターン領域４が設けられた基板２と、基板２の開口部３に対応する開口部７が設けられたフレーム６とが基板２の裏面側に固着されてなる構成のもので、基板２のパターン領域４には、開口部３の上にパターン状の貫通孔ｈを設けたメンブレンｍが支持されており、パターン領域４の外周に基板２の上面が形成する周辺領域５が配置されているものである。
【００６３】
そして、この場合も、マスク７０の外形は略直方体であり、かつ、パターン領域４と周辺領域５が同一平面上になるように構成されてなるものである。このステンシル型転写マスク７０は、Ｘ線用又は荷電粒子線用転写マスクとして用いられる。
【００６４】
このステンシル型転写マスク７０のためのブランクは、図３（ａ）〜（ｄ）と同様な作製工程を経て作製されたブランク半体６６（図１の実施例の転写マスクブランク６６に相当）に、開口部７が設けられたフレーム６を裏面側に固着してなるもので、図４にブランク８０として示してある。
【００６５】
図４は、図２のステンシル型転写マスク７０を作製する場合に、上記のように、中央部に開口部３が裏面側に設けられ、その表面側にパターン領域４のための自己支持薄膜が設けられてなる基板２と、その開口部３に対応する開口部７が設けられたフレーム６とが一体に固着されてなるブランク８０に対する描画準備を模式的に示した平面図（ａ）と側面図（ｂ）である。なお、マスクブランク８０の上面にはレジストが塗布されているが、図示を略している。
【００６６】
フォトマスク用電子線描画装置に装着する以前は、マスクブランク８０のパターン領域４と周辺領域５は同一平面にある。ここで、周辺領域５とは、フォトマスク用電子線描画装置の描画室内の３本の固定腕５１の先端下面に固定された半球５２の頂点で規定される３つの基準点Ａを含む領域をいう。
【００６７】
図３（ｅ）が対応する描画工程において、描画室内のテーブル上に固定されたブランク８０は図４のような配置になる。ここで、パターン領域４の面は、基準面Ｓとから理論的に予測可能な自重による撓みの分だけ下方に位置している。
【００６８】
ここで、マスクブランク８０のブランク半体６６とフレーム６とは、３つの基準点Ａに対応する位置Ｂ（面に垂直な方向で一致する位置）で固着されている。このように、ブランク半体（基板）６６とフレーム６との固着位置Ｂを、描画装置のブランク固定機構による、又は、カセットによるブランクの基準点に一致させると、ブランクが固定されるときに、フレーム６に対し基板２を相対的に動かす力（モーメント）が最も小さくできるので、両者の固着位置に起因するパターン位置精度の劣化を避けることができる。
【００６９】
以上のように、フォトマスク用電子線描画装置に、図２のステンシル型転写マスク７０を作製するためのマスクブランク８０を装着して描画しようとする場合、図３の説明でも説明したように、ブランク８０の窓（窓６５と開口部７からなる）上のパターン領域４のレジスト層に描画用の電子線が正確に焦点が合い、かつ、正確な位置に入射することができるので、正確で高解像のマスクパターンを描画することができるようになる。
【００７０】
本発明では、周辺領域は、例えば描画装置の描画室内の固定機構の基準点に接する基板部分を含む領域と定義される。実際には、固定機構の基準点は、基板の周辺から５〜１０ｍｍ離れた位置に３乃至６箇所ある。したがって、外周全てが周辺領域ということではなく、３個乃至は６個の孤立した島状の領域である。しかし、ブランクは、向きは指定せず、ある向きから時計回りの９０度、１８０度、２７０度回転しても、ブランクとして利用できることが好ましいので、実用上は４辺に均等に周辺領域を指定するのが好ましい。
【００７１】
なお、以上のような基板上面の略中央のパターン領域と周辺領域とが同一平面内にある転写マスクブランク及びそれから作製した転写マスクは、パターン領域及び周辺領域を除く部分の形状は、例えば凹に削られていてもよい。近接マスクでは、転写時はパターン領域のみがウェーハに近接することが必要であるが、他の部分は、ウェーハから離れている方が、ウェーハの搬入出時にマスクとウェーハが接触する危険度が低減するという利点がある。また、その凹部の深さは、約１０ミクロン以上である。凹部を深くすることによる欠点は、従来のフォトマスク製造で用いられているレジスト塗布法、つまり、回転塗布法が利用できなくなる点がある。凹部構造の基板に対し回転塗布法でレジストを塗布すると、中央部（パターン領域を含む）と周辺領域でレジスト膜厚が異なつたり、凹部の段のところで膜が厚く付くという問題がある。この問題は別の塗布方法（例えば、特許文献２記載のレジスト塗布方法のよれば、基板又はノズルを移動させてノズルからミスト状にレジストを吹き付けることにより、基板全面にレジストを塗布する。）で解決できるが、専用塗布装置の使用が必要になる。
【００７２】
なお、転写マスクに加工後は、周辺領域もパターン領域より削って後退させてもよい。
【００７３】
また、マスク外形として、ＮＩＳＴ規格に準拠することが必要である。ただし、基板とフレームからなる場合、基板の外形はＮＩＳＴ規格通りでなく、角等が欠けていてもよく、寸法が少し小さくてもよい。
【００７４】
また、本発明は、Ｘ線、極端紫外線又は荷電粒子用の近接転写マスクのみならず、ＰＲＥＶＡＩＬ用電子線転写マスクにも適用可能である。パターン領域を小さくできれば、６インチＮＩＳＴ規格の採用は可能となる。そうでない場合には、７インチ又は９インチフォトマスクＮＩＳＴ規格を採用するのが好ましい。７インチ又は９インチブランクを描画可能なフォトマスク用電子線描画装置はすでに存在しているので、フォトマスク技術の流用は可能である。
【００７５】
以上、本発明の転写マスクブランク、転写マスク並びにその転写マスクを用いた転写方法を実施例に基づいて説明してきたが、これら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【００７６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の転写マスクブランクによると、基板の外形が略直方体であり、かつ、その基板上面の略中央のパターン領域と周辺領域とが同一平面内にあるので、荷電粒子線転写マスク、Ｘ線転写マスク、極端紫外線転写マスクを既存の例えばフォトマスク用電子線描画装置を用いて、効率良く、かつ、正確で高解像のマスクパターンの転写マスクを作製することができる。したがって、このような転写マスクから正確で高解像のパターンを容易に転写することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるステンシル型転写マスクの１実施例の平面図（ａ）と断面図（ｂ）ある。
【図２】本発明によるステンシル型転写マスクの別の実施例の平面図（ａ）と断面図（ｂ）ある。
【図３】図１の実施例の転写マスクのマスクブランク及びマスクの作製工程を示す図である。
【図４】図２の転写マスク用のマスクブランクとそのマスクブランクに対する描画準備を模式的に示す平面図（ａ）と側面図（ｂ）である。
【図５】従来例１の転写マスクの平面図（ａ）と断面図（ｂ）、その変形例の断面図（ｃ）である。
【図６】従来例２の転写マスクの平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図７】従来例３の転写マスクの平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図８】フォトマスクブランクの固定方法及び高さ計測方法を模式的に示す平面図（ａ）と側面図（ｂ）である。
【図９】図７の従来例３の転写マスク用のブランクをフォトマスク用電子線描画装置の描画室内のテーブル上に固定配置して描画準備をする場合の模式図である。
【符号の説明】
ｍ…自己支持薄膜
ｈ…貫通孔
ａ…吸収体又は散乱体
Ａ…基準点
Ｓ…基準面
Ｂ…固着位置
１…ステンシル型転写マスク
２…基板
３…開口部
４…パターン領域
５…周辺領域
６…フレーム
７…開口部
１０…近接電子線マスク
１１…基板
１２…基板の中央部
１３…開口部
１４…穴開きパターン
２０…近接Ｘ線マスク
２１…基板
２２…基板の中央部
２３…開口部
２４…吸収体又は散乱体パターン
３０…近接Ｘ線マスク
３１…基板
３２…基板の中央部
３３…開口部
３４…吸収体又は散乱体パターン
３５…フレーム
３６…開口部
４０…近接Ｘ線マスク
４０’…ブランク
４１…基板
４２…基板の中央部
４３…開口部
４４…吸収体又は散乱体パターン
４５…フレーム
４６…開口部
５０…フォトマスクブランク
５１…固定腕
５２…半球
５３…持ち上げ機構
５４１  、５４２  …レーザ光
６０…基板
６１…基材
６２…エッチストップ層（シリコン酸化層）
６３…単結晶シリコン層
６４…シリコン酸化層
６５…窓
６６…転写マスクブランク（ブランク半体）
６７…レジスト層
６８…レジストパターン
７０…ステンシル型転写マスク
８０…ブランク
【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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