(57)【要約】【課題】薄膜シリコン層の品質に優れたＳＯＩ基板を用いながら、中間シリコン酸化膜の応力による変形を取り除いた荷電粒子線露光用マスクブランクスと、その荷電粒子線露光用マスクブランクスおよびマスクの製造方法を提供する。【解決手段】シリコン酸化膜を介してシリコン薄膜層とシリコンとを表裏に有するＳＯＩ基板を用いた荷電粒子線露光用マスクブランクスにおいて、露光領域となる前記ＳＯＩ基板の裏面側のシリコンを除去して開口部が形成されており、該開口部のシリコン酸化膜が除去され、該開口部に低応力のエッチング停止層が設けられ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】
シリコン酸化膜を介してシリコン薄膜層とシリコンとを表裏に有するＳＯＩ基板を用いた荷電粒子線露光用マスクブランクスにおいて、露光領域となる前記ＳＯＩ基板の裏面側のシリコンを除去して開口部が形成されており、該開口部のシリコン酸化膜が除去され、該開口部に低応力のエッチング停止層が設けられていることを特徴とする荷電粒子線露光用マスクブランクス。
【請求項２】
前記エッチング停止層がＣｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｒ、およびこれらの金属の窒化物、酸化物、酸窒化物のうちのいずれか１種から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子線露光用マスクブランクス。
【請求項３】
前記荷電粒子線露光用マスクブランクスの表面側のシリコン薄膜層上にＣｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｒ、およびこれらの金属の酸化物、窒化物、酸窒化物のなかのいずれか１種からなるハードマスク層が設けられていることを特徴とする請求項１もしくは２に記載の荷電粒子線露光用マスクブランクス。
【請求項４】
前記エッチング停止層と前記ハードマスク層が同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の荷電粒子線露光用マスクブランクス。
【請求項５】
シリコン酸化膜を介してシリコン薄膜層とシリコンとを表裏に有するＳＯＩ基板を用いた荷電粒子線露光用マスクブランクスの製造方法において、順に、
前記ＳＯＩ基板の露光領域となる裏面側のシリコンを除去して開口部を形成する工程と、
該開口部に露出したシリコン酸化膜を除去する工程と、
該開口部にエッチング停止層を形成する工程と、を有することを特徴とする荷電粒子線露光用マスクブランクスの製造方法。
【請求項６】
前記ＳＯＩ基板の表面側のシリコン薄膜層上にハードマスク層を設ける工程を含むことを特徴とする請求項５に記載の荷電粒子線露光用マスクブランクスの製造方法。
【請求項７】
シリコン酸化膜を介してシリコン薄膜層とシリコンとを表裏に有するＳＯＩ基板を用いた荷電粒子線露光用マスクの製造方法において、順に、
前記ＳＯＩ基板の露光領域となる裏面側のシリコンを除去して開口部を形成する工程と、
該開口部に露出したシリコン酸化膜を除去する工程と、
該開口部にエッチング停止層を形成する工程と、
前記ＳＯＩ基板の表面側のシリコン薄膜層をパターンエッチングしてマスクパターンを形成する工程と、
前記エッチング停止層を除去する工程と、を有することを特徴とする荷電粒子線露光用マスクの製造方法。
【請求項８】
前記ＳＯＩ基板の表面側のシリコン薄膜層をエッチングするに際し、
前記シリコン薄膜層上にハードマスク層を形成し、該ハードマスク層をパターンエッチングし、次に、前記シリコン薄膜層をパターンエッチングしてマスクパターンを形成する工程と、
前記マスクパターン形成後に前記パターン化したハードマスク層を除去する工程と、を含むことを特徴とする請求項７に記載の荷電粒子線露光用マスクの製造方法。
【請求項９】
前記エッチング停止層と前記パターン化したハードマスク層を同時に除去することを特徴とする請求項８に記載の荷電粒子線露光用マスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイス等の製造におけるリソグラフィ用マスクブランクスおよびマスクの製造方法に関し、さらに詳しくは、電子線やイオンビーム等の荷電粒子線を用いてマスクパターンをウェハ上に転写するマスク作成用のマスクブランクスの構造、荷電粒子線露光用マスクブランクスおよびそのマスクの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路の素子の微細化、高集積化に伴い、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  ＰｒｏｊｅｃｔｉｏｎＬｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）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形成したステンシルマスクを用意し、前記小領域に電子ビームを照射し、貫通孔パターンによって成形された電子ビームを被露光基板であるウェハ上に縮小転写する技術が記載されており、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にて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）。
【０００３】
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、シリコン薄膜に電子線を透過する貫通孔を設け、パターン領域を裏側からストラット（ｓｔｒｕｔ）と称する支柱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、パターン位置制度の向上を図っている。ステンシルマスクの代表的な製造方法を図５に示して説明する。
【０００４】
図５（ａ）に示すように、ステンシルマスク用基板としては、シリコンとシリコンの間にシリコン酸化膜を有する構造のＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板５１が主に用いられている。ＳＯＩ基板５１は既にＬＳＩ用半導体回路基板として実績があり、パターンを形成する上部のシリコン薄膜層（シリコン・メンブレンと呼ばれる）５２の品質は、無欠陥である点、および膜厚均一性の点で信頼性が高い。ＳＯＩ基板５１は、シリコン酸化膜５３を介して２枚のシリコン結晶基板を張り合わせた構造を有し、マスクブランクスおよびマスクの支持体（ストラット）部分となる支持体シリコン５４の厚さは数１００μｍ、マスクパターンを作製するシリコン薄膜層５２は数μｍの厚さを有し、マスクブランクスおよびマスク製造時のエッチング停止層として機能するシリコン酸化膜５３は約１μｍ程度の厚さで設けられている。
次に、上記のＳＯＩ基板５１のマスクパターンを形成するシリコン薄膜層５２上に、シリコンエッチング時のマスキング材としてＣｒ等をスパッタリングしハードマスク層５５を形成する（図５（ｂ））。
【０００５】
続いて、基板の裏面側にフォトレジスト等により露光領域に開口部を形成するためのエッチングの保護膜を設け、所定の方法により基板の裏面側から、シリコン酸化膜５３をエッチング停止層として、シリコンをドライエッチングして開口部５６を形成した後、レジストを剥離し、マスクブランクス５８を形成する（図５（ｃ））。
【０００６】
次に、表面側のハードマスク層５５上に電子線レジストを塗布し、電子線露光装置で所定のパターンを露光し、現像し、露出したハードマスク層５５をエッチングしてパターン化したハードマスク層５９を形成し、電子線レジストを除去した後、露出したシリコン薄膜層をドライエッチングして電子線透過孔６０を設け、マスクパターン６１を形成する（図５（ｄ））。
次に、パターン化したハードマスク層５９をエッチング除去し、次いで開口部５６のエッチング停止層５３のシリコン酸化膜をエッチング除去して、ステンシルマスク６３を形成する（図５（ｅ））。
【０００７】
なお、場合によっては、残存シリコン酸化膜６２の圧縮応力によるマスクパターン６１層の変形を避けるため、予めＳＯＩ基板５１の表面シリコン薄膜層５２にボロン等をドープして引張り応力を持たせることも実施されている。
【０００８】
しかしながら、上記の従来の製造法によると、裏面側のシリコンをドライエッチングして開口部５６を形成した図５（ｃ）の段階で、裏面のシリコンが除去されたことにより、中間にあるシリコン酸化膜５３の３００ＭＰａ程の圧縮応力により、シリコン・メンブレンが変形し、図６に示すように２０μｍ程度の撓みを生じ、この撓みを生じたままのブランクス５８を用いてマスクを作製すると、所望のＬＳＩ等のパターンが大きな位置ずれを起こしてしまうという問題があった。
【０００９】
また、上記の製造方法とは別に、マスク材料として圧縮応力の大きいシリコン酸化膜を用いているＳＯＩ基板をまったく使わない製造方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。この製造方法は、シリコン結晶の上にエッチング停止層をスパッタリングで設け、さらにその上にシリコン薄膜層をスパッタリング成膜し、マスク用材料基板とする方法である。
【００１０】
しかしながら、ＳＯＩ基板を用いない上記の方法では、マスクおよびマスクブランクスにおいて最も高い品質特性が求められるパターンを形成するシリコン薄膜層をスパッタリング法により２μｍ程度の厚い膜を成膜するために、成膜されたシリコン薄膜層はアモルファス状態となり、ＳＯＩ基板の結晶シリコンと異なり、上記の方法によるアモルファスシリコン薄膜層は膜も緻密ではなく、シリコンの異常粒子等が生じることによる欠陥等が存在し、無欠陥で均一膜厚の薄膜シリコン層を成膜することは困難であり、この製造方法によるマスクブランクスを用いても高品質マスクを得るのが難しいという問題があった。
【００１１】
【特許文献１】
特許第２８２９９４２号公報
【非特許文献１】
Ａｂｓｔｒａｃｔｓ  ｏｆ  Ｔｈｅ  ４６th  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ，Ｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐｈｏｔｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ｎａｎｏｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ，ｐ４０１，“Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃｏｍｐｌｅｔｅ  ８"  ｓｔｅｎｃｉｌ  ｍａｓｋ  ｆｏｒ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ”
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明はこ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、シリコン薄膜層の品質に優れたＳＯＩ基板を用いながら、中間シリコン酸化膜の応力による変形を取り除いた荷電粒子線露光用マスクブランクスと、その荷電粒子線露光用マスクブランクスおよびマスクの製造方法を提供することである。
【００１３】
【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の発明に係わる荷電粒子線露光用マスクブランクスは、シリコン酸化膜を介してシリコン薄膜層とシリコンとを表裏に有するＳＯＩ基板を用いた荷電粒子線露光用マスクブランクスにおいて、露光領域となる前記ＳＯＩ基板の裏面側のシリコンを除去して開口部が形成されており、該開口部のシリコン酸化膜が除去され、該開口部に低応力のエッチング停止層が設けられているようにしたものである。
【００１４】
請求項２の発明に係わる荷電粒子線露光用マスクブランクスは、前記エッチング停止層がＣｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｒ、およびこれらの金属の窒化物、酸化物、酸窒化物のうちのいずれか１種から構成されているようにしたものである。
【００１５】
請求項３の発明に係わる荷電粒子線露光用マスクブランクスは、前記荷電粒子線露光用マスクブランクスの表面側のシリコン薄膜層上にＣｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｒ、およびこれらの金属の酸化物、窒化物、酸窒化物のなかのいずれか１種からなるハードマスク層が設けられているようにしたものである。
【００１６】
請求項４の発明に係わる荷電粒子線露光用マスクブランクスは、前記エッチング停止層と前記ハードマスク層が同じ材料で形成されているようにしたものである。
【００１７】
請求項５の発明に係わる荷電粒子線露光用マスクブランクスの製造方法は、シリコン酸化膜を介してシリコン薄膜層とシリコンとを表裏に有するＳＯＩ基板を用いた荷電粒子線露光用マスクブランクスの製造方法において、順に、前記ＳＯＩ基板の露光領域となる裏面側のシリコンを除去して開口部を形成する工程と、
該開口部に露出したシリコン酸化膜を除去する工程と、該開口部にエッチング停止層を形成する工程と、を有するようにしたものである。
【００１８】
請求項６の発明に係わる荷電粒子線露光用マスクブランクスの製造方法は、  前記ＳＯＩ基板の表面側のシリコン薄膜層上にハードマスク層を設ける工程を含むようにしたものである。
【００１９】
請求項７の発明に係わる荷電粒子線露光用マスクの製造方法は、シリコン酸化膜を介してシリコン薄膜層とシリコンとを表裏に有するＳＯＩ基板を用いた荷電粒子線露光用マスクの製造方法において、順に、前記ＳＯＩ基板の露光領域となる裏面側のシリコンを除去して開口部を形成する工程と、該開口部に露出したシリコン酸化膜を除去する工程と、該開口部にエッチング停止層を形成する工程と、前記ＳＯＩ基板の表面側のシリコン薄膜層をパターンエッチングしてマスクパターンを形成する工程と、前記エッチング停止層を除去する工程と、を有するようにしたものである。
【００２０】
請求項８の発明に係わる荷電粒子線露光用マスクの製造方法は、前記ＳＯＩ基板の表面側のシリコン薄膜層をエッチングするに際し、前記シリコン薄膜層上にハードマスク層を形成し、該ハードマスク層をパターンエッチングし、次に、前記シリコン薄膜層をパターンエッチングしてマスクパターンを形成する工程と、前記マスクパターン形成後に前記パターン化したハードマスク層を除去する工程と、を含むようにしたものである。
【００２１】
請求項９の発明に係わる荷電粒子線露光用マスクの製造方法は、前記エッチング停止層と前記パターン化したハードマスク層を同時に除去するようにしたものである。
【００２２】
【作用】
本発明の荷電粒子線露光用マスクブランクスおよびマスクの製造方法によれば、無欠陥で、膜厚均一性が良い高品質のＳＯＩ基板を用いながら、ＳＯＩ基板の裏面加工において中間のシリコン酸化膜までシリコンをエッチングした後、開口部に存在する応力の高いシリコン酸化膜を除去し、代わりに前記の開口部に、内部応力の低いエッチング停止層を新たに設けて応力制御を行ない、シリコン薄膜層（シリコン・メンムブレン）が変形しないように内部応力の調整をしたブランクスを形成する。このブランクスを用いてマスクを作製することにより、エッチング停止層の内部応力に起因するパターン位置ずれを低減し、品質に優れ、高い位置精度のパターンを有する荷電粒子線露光用マスクを得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、荷電粒子線露光の中で実用化が近い電子線露光を例に、電子線露光用マスクブランクスとその製造方法、および電子線露光用マスクの製造方法について、図面を参照して説明する。
（荷電粒子線露光用マスクブランクス）
図１は、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に用いる本発明の電子線露光用マスクブランクスの一実施形態を模式的に示す部分縦断面図である。図１において、電子線露光用マスクブランクス１は、シリコンよりなる支持体４と、シリコン酸化膜３を介して支持体シリコン４に接合しているパターンを形成する部分である表面側のシリコン薄膜層２と、そのシリコン薄膜層２の上に設けられたハードマスク層５と、露光領域となるＳＯＩ基板の裏面側のシリコンがシリコン酸化膜３のところまで除去されて開口部６が形成されており、該開口部６のシリコン酸化膜が除去され、該開口部に低応力のエッチング停止層７が設けられている構造をしているものである。
【００２４】
本発明で用いるマスク材料としてのＳＯＩ基板は、シリコン酸化膜３を介して表裏に単結晶シリコン薄膜層２と単結晶の支持体シリコン４を有する各種のＳＯＩ基板を用いることができる。例えば、シリコンウェハ上に熱酸化でシリコン酸化膜を形成し、その上にシリコンウェハを貼り合せて研磨した基板、あるいはエピタキシャルシリコンを用いるＥＬＴＲＡＮ（Ｅｐｉｔａｘｉａｌ  ＬａｙｅｒＴｒａｎｓｆｅｒ）基板、あるいは酸素イオン注入によるＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｂｙ  Ｉｍｐｌａｎｔｅｄ  Ｏｘｙｇｅｎ）基板等が用いられる。ＳＯＩ基板の裏面側の支持体シリコン４厚さは、５００〜７２５μｍ、シリコン酸化膜３の厚さは０．２〜１μ程度、表面のシリコン薄膜層２の厚さは１μｍ〜数μｍであり、ＳＯＩ基板の大きさを含めて上記の値は、露光装置や用いられるマスク形態によって異なってくる。
【００２５】
本発明で用いるエッチング停止層７は表面のシリコン薄膜層２のドライエッチング時にエッチング停止層として機能し、エッチング停止層７形成後の内部応力が低い材料が用いられ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｒ、およびこれらの金属の窒化物、酸化物、酸窒化物のうちのいずれか１種から構成されているものである。
シリコン薄膜層（シリコン・メンブレン）２が変形しないようなエッチング停止層７の内部応力は、−１０ＭＰａ〜+１０ＭＰａの範囲にあることが好ましい。−（マイナス）は圧縮応力を、＋（プラス）は引張り応力をそれぞれ示すものである。
エッチング停止層７の厚さは１００ｎｍ〜１μｍ程度であり、スパッタリング法やＣＶＤ法で、応力を制御しながら成膜して形成することができる。図１では、エッチング停止層７は開口部６と支持体シリコン４の下部に形成されているが、成膜方法によっては、図２に示す本発明のマスクブランクスの別な実施形態の部分断面図に示すように、支持体シリコン４の側面部にも成膜されることもあるが、マスクブランクスの特性およびマスク製造工程には何の支障もない。
【００２６】
また、本発明の電子線露光用マスクブランクスにおいては、ハードマスク層５とエッチング停止層７が同じ材料で形成されていてもよく、ハードマスク層５とエッチング停止層７は、ともにマスク製造工程の最後にエッチング除去されるので、成膜設備、エッチング設備の削減、および１回のエッチング工程で除去できるという工程短縮の点から、同じ材料で形成するのが好ましい。
【００２７】
本発明のマスクブランクス１の表面側のシリコン薄膜層５上に設けるハードマスク層５としては、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｒ、およびこれらの金属の酸化物、窒化物、酸窒化物のなかのいずれか１種からなる材料を、数１００ｎｍの厚さにスパッタリング等の真空成膜方法で設けた薄膜が用いられる。
【００２８】
図２は、本発明の電子線露光用マスクブランクスの別な実施形態を示す部分断面図である。図２に示す実施形態では、マスクブランクス２１の表面側のシリコン薄膜層２２上にハードマスク層が設けられていない構成である。シリコン薄膜層２２の上に直接電子線レジスト層を設けてレジストパターンを形成し、シリコン薄膜層２２をパターンエッチングすることができる。
しかし、前述のように、より微細なパターンエッチングをする場合には、シリコン薄膜層上にハードマスク層を設けた図１に示す実施形態とすることが好ましい。
【００２９】
（荷電粒子線露光用マスクブランクスおよびマスクの製造方法）
図３およびそれに続く図４は、図１に示した本発明の実施形態の一例に関わる電子線露光用マスクブランクスおよびマスクの製造方法を示す工程図である。
図３（ａ）に示すように、ＳＯＩ基板３１を準備する。ＳＯＩ基板としては市販の基板が適用でき、ＳＯＩ基板３１の表面のシリコン薄膜層３２の厚さは１μｍ〜数μｍ、裏面側の支持体シリコン３４の厚さは５００〜７２５μｍ、シリコン酸化膜３３の厚さは０．２〜１μ程度である。
【００３０】
次に、シリコン薄膜層３２上にハードマスク層３５を形成する（図３（ｂ）)。ハードマスク層の材料としては、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｒ、およびこれらの金属の酸化物、窒化物、酸窒化物のなかのいずれか１種からなる材料を、数１００ｎｍの厚さにスパッタリング等の方法で真空成膜して設ける。このハードマスク層３５は必ずしも必要ではなく、ハードマスクを形成せずに電子線露光用マスクブランクスを作製し、マスク作製時に直接にシリコン薄膜層３２上に電子線レジストを塗布し、レジストパターンをもとにシリコン薄膜層３２をエッチングする工程も可能である。しかし、微細なパターンエッチングをする場合には、ドライエッチング耐性を高めるために、ハードマスク層３５を設けるのが好ましい。
【００３１】
次いで、開口部形成のために、裏面側の支持体シリコン３４をドライエッチングして開口部のシリコンを除去する。ドライエッチング時のエッチングマスク材料としては、ドライエッチング耐性のあるノボラック系樹脂を用いたフォトレジストを厚く塗布し、露光、現像して所定のレジスト開口部を設けてもよいし、シリコンとのエッチング選択比がとれる酸化シリコン、窒化シリコン等のシリコン系薄膜や、Ｔｉ、Ｗ等の金属薄膜を予め成膜し、フォトエッチング法でパターン化してエッチングマスクとして用いてもよい（図示せず）。形成したエッチングマスクをもとに、支持体シリコン３４をドライエッチングし、シリコン酸化膜３３をエッチング停止層として開口部３６を形成した後、エッチングマスクを除去する（図３（ｃ））。
シリコンの深堀りドライッチングは、通常市販されているＩＣＰ−ＲＩＥ装置等を用いることができ、プロセスガスとしては、ＳＦ6 、ＣＦ4 、Ｃ2 Ｆ6 、Ｃ4 Ｆ8 等のフッ素系ガス等を用い、例えば、ＳＦ6 ガスとＣ4 Ｆ8 ガスとを交互に供給しながら高密度プラズマでドライエッチングを行なういわゆるボッシュ（ＢＯＳＣＨ）プロセスにより行なうことができる。また、エッチング速度を速めるために、マスク材に影響しない範囲内で酸素や窒素を微量に混合することも可能である。
【００３２】
次に、開口部３６に露出している部分のシリコン酸化膜３３を緩衝フッ酸等を用いてエッチングし除去する（図３（ｄ））。
【００３３】
次いで、開口部３６に新たに内部応力の低いエッチング停止層３９を設け、マスクブランクス４０を得る（図３（ｅ））。  エッチング停止層３９は表面のシリコン薄膜層３２のドライエッチング時にエッチング停止層として機能し、成膜形成後の内部応力が低い材料が用いられ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｒ、およびこれらの金属の窒化物、酸化物、酸窒化物のうちのいずれか１種から構成されているものである。エッチング停止層３９の厚さは１００ｎｍ〜５００ｎｍ程度であり、スパッタリング法やＣＶＤ法で、応力を制御しながら成膜することができる。
エッチング停止層３９は開口部３６に成膜されるのと同時に支持体シリコン３７の下部にも成膜形成され、また、成膜方法によっては、支持体シリコン３７の側面部にも成膜されることもあるが、マスクブランクス４０の特性およびマスク製造工程には何の支障もなく、後のマスク製造工程で除去されるものである。
なお、本発明の荷電粒子線露光用マスクの製造方法において、開口部のシリコン酸化膜を除去したままの状態（図３（ｄ））で、エッチング停止層を設けずに表面側のシリコン薄膜層３２をドライエッチングすると、エッチング停止層が無いために、先に貫通した電子線透過孔からエッチングガスが漏れ、望まない部分までをエッチングしてしまうという問題が生じるので、エッチング停止層３９はマスクの製造過程で必要である。
【００３４】
次に、上記のマスクブランクス４０上に電子線レジストを塗布し、マスク用電子線露光装置で所定のパターンを露光し、現像して、レジストパターンを形成した後、先ずハードマスク３５をエッチングして、ハードマスクパターン４１を形成するが、エッチング条件は、ハードマスク材料により異なる。次いで、レジストパターンを剥膜後、露出しているシリコン薄膜層をドライエッチングし、電子線透過孔４３を設けたマスクパターン４２を形成する（図４（ｆ））。マスクパターン４２を形成するシリコン薄膜層のドライエッチングは、高精度のトレンチエッチングが求められ、例えば、ＨＢｒ系ガス等によるプラズマエッチングが用いられる。
【００３５】
次に、ハードマスクパターン４１をエッチング除去し、次いで開口部および支持体下部のエッチング停止層３９をエッチング除去して、電子線透過孔４３を有するマスクパターン４２を設けたステンシルマスク４４を形成する（図４（ｇ））。
【００３６】
【実施例】
８インチのＳＯＩ基板を準備した。表面側のシリコン薄膜層の膜厚は２μｍ、中間のシリコン酸化膜は１μｍ、裏面側の支持体シリコンは７２５μｍであった。また、シリコン薄膜層のボロン・ドープ量は２×１０19ａｔｏｍ／ｃｍ3であった。
上記のＳＯＩ基板のシリコン薄膜層上にＣｒを２００ｎｍの厚さにスパッタリングし、ハードマスク層とした。
【００３７】
次に、裏面の支持体シリコン上にノボラック系樹脂を用いたフォトレジストを１５μｍの厚さに塗布し、開口部パターンを有するフォトマスクを用いて露光し、現像して、レジストパターンを形成した。開口部パターンは、開口部の１単位が１．１３×１．１３ｍｍ、支持体シリコン（ストラット）となる開口部間の幅は１７０μｍであって、開口部は複数単位が設けられたものであった。
【００３８】
続いて、上記のレジストパターンをもとに、ＩＣＰ−ＲＩＥエッチング装置でＳＦ6 ガスとＣ4 Ｆ8 ガスを交互に供給するボッシュプロセスを用いて、裏面側のシリコンを７２５μｍの深さにドライエッチングし、開口部を形成した後、レジストパターンを専用の剥離液で除去した。
【００３９】
次に、開口部に露出したシリコン酸化膜を緩衝フッ酸（フッ酸：フッ化アンモニウム＝１：１０）を用いてエッチング除去した。
【００４０】
次に、開口部に低応力のＣｒを３００ｎｍの厚さにスパッタリング成膜し、エッチング停止層とすることにより、マスクブランクスを形成した。
【００４１】
上記のマスクブランクス上に電子線レジストを塗布し、マスク用電子線露光装置で所定のパターンを露光し、現像して、２６０ｎｍのライン＆スペースのレジストパターンを形成した。このレジストパターンをもとに、ハードマスク層のＣｒをドライエッチングしてハードマスクパターンを形成した後、レジストパターンを剥膜し、次いで、Ｃｒのハードマスクパターンをもとに、露出しているシリコン薄膜層をＨＢｒガスを用いてドライエッチングし、電子線透過孔を設けたマスクパターンを形成した。マスクパターンは２６０ｎｍのライン＆スペースであった。
【００４２】
次に、ハードマスク層のＣｒとエッチング停止層のＣｒを、硝酸第２セリウムアンモニウム系エッチング液で同時にエッチング除去し、電子線露光用マスクとしてのステンシルマスクを形成した。
本実施例のステンシルマスクは、マスク裏面の開口部が１．１３×１．１３ｍｍ、支持体シリコン（ストラット）は１７０μｍ幅で高さ７２５μｍ、結晶シリコンよりなるマスクパターンは２μｍ厚で２６０ｎｍのライン＆スペースが形成されているマスクであった。構造上は従来のマスクと同じであるが、低応力のエッチング停止層を用いたマスクブランクスから製造されているので、パターンの位置ずれの無い高精度マスクが得られた。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の荷電粒子線露光用マスクブランクスおよびマスクの製造方法によれば、無欠陥で、膜厚均一性が良い高品質のＳＯＩ基板を用いながら、ＬＳＩパターン等の位置ずれの無い、品質に優れ、高い位置精度のパターンを有する荷電粒子線露光用マスクブランクスおよびマスクを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子線露光用マスクブランクスの一実施形態を示す部分断面図
【図２】本発明の電子線露光用マスクブランクスの別の実施形態を示す部分断面図
【図３】本発明の実施形態の一例に関わる電子線露光用マスクブランクスおよびマスクの製造方法を示す工程図
【図４】図３に続く本発明の電子線露光用マスクブランクスおよびマスクの製造方法を示す工程図
【図５】従来の電子線露光用マスクブランクスおよびマスクの製造方法を示す工程図
【図６】従来の電子線露光用マスクブランクスにおけるシリコン・メンブレンの撓みの説明図
【符号の説明】
１、２１、４０  電子線露光用マスクブランクス
２、２２、３２  シリコン薄膜層
３、２３、３８  シリコン酸化膜
４、２４、３７  支持体シリコン（ストラット）
５、３５  ハードマスク層
６、２６、３６  開口部
７、２７、３９  エッチング停止層
３１  ＳＯＩ基板
３３  シリコン酸化膜
３４  支持体シリコン
４１  パターン化したハードマスク層
４２  マスクパターン
４３  電子線透過孔
４４  電子線露光用マスク（ステンシルマスク）
５１  ＳＯＩ基板
５２  シリコン薄膜層
５３  シリコン酸化膜
５４  支持体シリコン
５５  ハードマスク層
５６  開口部
５７  支持体シリコン（ストラット）
５８  マスクブランクス
５９  パターン化したハードマスク層
６０  電子線透過孔
６１  マスクパターン
６２  シリコン酸化膜
６３  電子線露光用マスク（ステンシルマスク）
【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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