(57)【要約】【課題】パターン形成用層の破壊や開口の位置精度の変動を防止しつつ、マスクパターンとなる開口の寸法を効果的に縮小することができるステンシルマスクおよびその製造方法を提供する。また、上記のステンシルマスクを用いて、微細なパターンを被露光層に露光することができる露光装置および露光方法、並びに電子装置の製造方法を提供する。【解決手段】荷電粒子線通過用の開口１２ａを含むパターン形成用層１２の全面に、等方的な成膜方法により寸法制御層１５を形成する。これによって、実質的にマスクパターンとなる開口１３の寸法Ｌ２は、マスク描画機を用いて形成された開口１２ａの寸法Ｌ１よりも、寸法制御層１５の膜厚分だけ縮小する。寸法制御層１５は、チャージアップの防止のため導電性を有することが好ましく、さらに、パターン形成用層１２と線膨張係数が略等しい材料により形成されていることが好ましい。【選択図】図３
2005108938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線通過用の開口からなるパターンが形成されたパターン形成用層と、
少なくとも前記開口の内壁を被覆して、前記パターンの寸法を縮小させる寸法制御層と
を有するステンシルマスク。
【請求項２】
前記寸法制御層は、前記開口の内壁を含む前記パターン形成用層の全面に、等方的に形成されている
請求項１記載のステンシルマスク。
【請求項３】
前記寸法制御層は、導電性を有する
請求項１記載のステンシルマスク。
【請求項４】
前記寸法制御層は、前記パターン形成用層と線膨張係数が略等しい材料により形成されている
請求項１記載のステンシルマスク。
【請求項５】
パターン形成用層に荷電粒子線通過用の開口からなるパターンを形成する工程と、
少なくとも前記開口の内壁を被覆し、前記パターンの寸法を縮小させる寸法制御層を形成する工程と
を有するステンシルマスクの製造方法。
【請求項６】
前記パターン形成用層にパターンを形成する工程は、
前記パターン形成用層上に被露光層を形成する工程と、
露光により前記被露光層に露光パターンを形成する工程と、
前記被露光層をエッチングマスクとして用いたエッチングにより、前記パターン形成用層に前記開口からなるパターンを形成する工程と
を有する請求項５記載のステンシルマスクの製造方法。
【請求項７】
前記寸法制御層を形成する工程において、等方性の成膜方法を用いて前記開口の内壁を含む前記パターン形成用層の全面に、等方的に前記寸法制御層を形成する
請求項５記載のステンシルマスクの製造方法。
【請求項８】
荷電粒子線の照射部と、前記照射部により照射される前記荷電粒子線の経路に設けられたステンシルマスクとを有する露光装置であって、
前記ステンシルマスクは、
荷電粒子線通過用の開口からなるパターンが形成されたパターン形成用層と、
少なくとも前記開口の内壁を被覆して、前記パターンの寸法を縮小させる寸法制御層と
を有する露光装置。
【請求項９】
ステンシルマスクに荷電粒子線を照射して、前記ステンシルマスクに設けられたパターンを被露光層に露光する露光方法であって、
荷電粒子線通過用の開口からなる前記パターンが形成されたパターン形成用層と、少なくとも前記開口の内壁を被覆して前記パターンの寸法を縮小させる寸法制御層とを有する前記ステンシルマスクに、前記荷電粒子線を照射する
露光方法。  
【請求項１０】
ステンシルマスクを用いた露光により被露光層に露光パターンを形成する露光工程と、前記被露光層をエッチングマスクとして用いて電子装置を構成するパターン層をエッチング加工するパターン加工工程と、を有する電子装置の製造方法であって、
前記露光工程において、
荷電粒子線通過用の開口からなるパターンが形成されたパターン形成用層と、少なくとも前記開口の内壁を被覆して前記パターンの寸法を縮小させる寸法制御層とを有するステンシルマスクに、荷電粒子線を照射する
電子装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線を用いたリソグラフィ用のステンシルマスクおよびその製造方法、当該ステンシルマスクを用いた露光装置および露光方法、並びに電子装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、集積回路の高密度化に伴い、微細パターン形成技術の主流をなしてきたフォトリソグラフィはその限界が指摘され、この限界を打ち破るものとして電子ビームによるリソグラフィ（電子ビーム露光装置）が急速に進歩している。
【０００３】
特に電子線投影露光装置や電子線近接露光装置では、３００ｎｍ〜２μｍ厚のＳｉＣ、Ｓｉ、あるいはダイヤモンドなどで形成した薄いメンブレン層を有したマスクを用いる。そのマスクの作製方法では、メンブレン層上にレジストを塗布し、電子線やレーザーなどでパターンを転写、現像し、そのレジストをマスクにメンブレン層のエッチングを行うことでマスクパターンを形成する（特許文献１〜４参照）。
【０００４】
特に電子線近接露光装置で使用されるマスクの場合は、それが等倍のマスクであるため、マスクを作製するための電子線、あるいはレーザー描画では例えば１００ｎｍ以下の高解像度のマスク描画、つまりマスクのエッチング加工のためのパターンニングが求められる。このようなパターンを作製するためには最新の描画機を使用する必要がありその仕様を満たすマスク描画機はほとんどなく、またあっても非常に高価なマスク描画機である。また、さらには微細化のためマスク描画機の解像度限界以下でのパターンを作製することも要求されるが、それはもちろんマスク描画機により達成することは不可能である。
【０００５】
上記した問題を解決するには、マスク加工のためのレジストの性能の向上とマスク描画機の高性能化が必要であるが、前者は後者の影響を大きく受け、またレジスト性能の改善も電子線のレジストへの潜像の影響によるところが大きいため頭打ちとなる。また、後者は技術障壁が高く、仮に出来ても大変高価な装置となってしまう。
【０００６】
マスクの加工のための微細なレジストパターンをマスク描画機の性能以上に得るためには、レジストパターンを熱収縮させて微細レジストパターンを形成する方法が提案されている（特許文献５，６参照）。
【０００７】
また、別の方法としては、従来公知の方法で形成されたレジストパターンに被覆層を施し、この被覆層を架橋させてレジストのパターンを太らせることにより、トレンチパターンやホールパターンを実効的に解像限界以下に微細化することのできる方法が提案されている（特許文献７参照）。
【０００８】
あるいはそれ以前に研究されていた方法としては、ポリメチルメタクリレートなどの電子線レジストをパターン化し、該レジストパターン上にポジ型レジストを塗布したのち、加熱処理して該レジストパターンとポジ型レジスト層の境界に反応層を設け、ポジ型レジストの非反応部分を除去することにより、レジストパターンを微細化する方法が提案されている（特許文献８参照）。
【０００９】
同様に、レジストをシュリンクさせる方法として、下層レジストパターンと上層レジストとの間に酸発生剤や酸による熱架橋を利用して反応層を形成させる方法や（特許文献９参照）、上層レジスト塗布液として、感光性成分を含まず、水溶性樹脂や水溶性架橋剤、あるいはこれらの混合物を水溶性溶媒に溶解した微細パターン形成材料を用いる方法（特許文献１０参照）が提案されている。
【００１０】
さらに、レジストをシュリンクさせる方法として、基板上に化学増幅型レジストからなる感光層を設け、露光後、現像処理してレジストパターンを形成させ、このレジストパターン上に、ポリビニルアセタールのような水溶性樹脂やテトラ（ヒドロキシメチル）グリコールウリルのような水溶性架橋剤とアミンのような水溶性含窒素有機化合物と、場合によりフッ素及びケイ素含有界面活性剤とを含む塗膜形成剤を塗布したのち、加熱処理してレジストパターンとレジストパターン微細化用塗膜との界面に非水溶性の反応層を形成させ、次いで溶剤により、レジストパターン微細化用塗膜の非反応部分を除去する方法が提案されている（特許文献１１参照）。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−２３１５９９号公報
【特許文献２】特開２００２−２５２１５７号公報
【特許文献３】特開２００２−２７０４９６号公報
【特許文献４】特開２００２−３４３７１０号公報
【特許文献５】特開２００３−８４４５９号公報
【特許文献６】特開２００３−８４４６０号公報
【特許文献７】特開２００１−１９８６０号公報
【特許文献８】特許第２７２３２６０号
【特許文献９】特開平６−２５０３７９号公報
【特許文献１０】特開平１０−７３９２７号公報
【特許文献１１】特開２０００−３４７４１４号公報
【特許文献１２】特開平１−３０７２２８号公報
【特許文献１３】特開平４−３６４０２１号公報
【特許文献１４】特開平７−４５５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、これらの方法は、感光性レジスト（下層レジスト）の波長限界を超え、微細パターン形成材料（上層レジスト）によるパターンの微細化を簡単に行うことができるという点で好ましいものであるが、レジストパターンの底部分の不必要な部分まで微細パターン形成材料の架橋を生じたり、裾ひき形状となったり、微細パターン形成材料の断面形状の垂直性が不良になったり、あるいは上層レジストパターンサイズが架橋を起こすための加熱であるミキシングベークにより左右されるなどの欠点があり、まだ十分に満足しうるものとはいえない。また、これらのプロセスは１０数ｎｍ／℃と熱依存性が高く、基板の大型化、パターンの微細化に際し、ウエーハ面内での温度を均一に保つことは困難であるため、得られたパターンの寸法制御性が低下するという欠点がある。
【００１３】
そのほか、基板上にフォトレジストパターンを形成したのち、それに熱又は放射線照射を施し、フォトレジストパターンを流動化させ、パターン寸法を解像限界よりも小さくする、いわゆる熱フロープロセスが提案されている（特許文献１２，１３参照）。
【００１４】
しかしながら、この方法では、熱や放射線によるレジストの流動制御が困難であり、品質の一定した製品が得られないという欠点がある。さらに、この熱フロープロセスを発展させた方法として、基板上にフォトレジストパターンを形成したのち、その上に水溶性樹脂膜を設け、フォトレジストの流動を制御する方法が提案されているが（特許文献１４参照）、この方法で用いられるポリビニルアルコールのような水溶性樹脂は、水による除去時に必要とされる溶解性や経時安定性が不十分であり、残留分を生じるという欠点がある。
【００１５】
一方、上記に列記したレジストをシュリンクさせる方法では、例えば熱収縮させる場合などに開口部では圧縮応力、レジスト部では引っ張り応力を掛けてしまいメンブレンが破損する可能性が高く、また開口部の位置精度もメンブレンの内部応力変動により劣化する欠点がある。つまり、ウェハプロセスには適応できても本発明で対象とするステンシルマスクに適用することは難しい。
【００１６】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、パターン形成用層の破壊や開口の位置精度の変動を防止しつつ、マスクパターンとなる開口の寸法を効果的に縮小することができるステンシルマスクおよびその製造方法を提供することにある。
【００１７】
本発明の他の目的は、上記のステンシルマスクを用いて、微細なパターンを被露光層に露光することができる露光装置および露光方法、並びに電子装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の目的を達成するため、本発明のステンシルマスクは、荷電粒子線通過用の開口からなるパターンが形成されたパターン形成用層と、少なくとも前記開口の内壁を被覆して、前記パターンの寸法を縮小させる寸法制御層とを有する。
【００１９】
上記の本発明のステンシルマスクでは、パターン形成用層に形成された開口の内壁を被覆する寸法制御層により、開口の寸法が縮小され、これにより開口よりなるパターンの寸法が縮小される。
【００２０】
上記の目的を達成するため、本発明のステンシルマスクの製造方法は、パターン形成用層に荷電粒子線通過用の開口からなるパターンを形成する工程と、少なくとも前記開口の内壁を被覆し、前記パターンの寸法を縮小させる寸法制御層を形成する工程とを有する。
【００２１】
上記の本発明のステンシルマスクの製造方法では、パターン形成用層に形成された開口の内壁を被覆する寸法制御層により、開口の寸法を縮小し、これにより開口よりなるパターンの寸法を縮小している。このため、パターン形成用層に開口からなるパターンを形成する工程において、加工精度の観点からパターン形成用層に形成する開口の寸法には限界があるが、後の寸法制御層の形成によりパターンの寸法がさらに縮小される。
【００２２】
上記の目的を達成するため、本発明の露光装置は、荷電粒子線の照射部と、前記照射部により照射される前記荷電粒子線の経路に設けられたステンシルマスクとを有する露光装置であって、前記ステンシルマスクは、荷電粒子線通過用の開口からなるパターンが形成されたパターン形成用層と、少なくとも前記開口の内壁を被覆して、前記パターンの寸法を縮小させる寸法制御層とを有する。
【００２３】
上記の本発明の露光装置では、ステンシルマスクを通過する荷電粒子線は、パターン形成用層の開口よりも寸法制御層の膜厚分だけ縮小された開口を通過する。これにより、被露光層に露光されるパターンは、パターン形成用層に形成された開口よりも寸法制御層の膜厚分だけ縮小されたものとなる。
【００２４】
上記の目的を達成するため、本発明の露光方法は、ステンシルマスクに荷電粒子線を照射して、前記ステンシルマスクに設けられたパターンを被露光層に露光する露光方法であって、荷電粒子線通過用の開口からなる前記パターンが形成されたパターン形成用層と、少なくとも前記開口の内壁を被覆して前記パターンの寸法を縮小させる寸法制御層とを有する前記ステンシルマスクに、前記荷電粒子線を照射するものである。
【００２５】
上記の本発明の露光方法では、ステンシルマスクに荷電粒子線が照射されると、荷電粒子線はパターン形成用層の開口よりも寸法制御層の膜厚分だけ狭められた開口を通過する。これにより、被露光層に露光されるパターンは、パターン形成用層に形成された開口よりも寸法制御層の膜厚分だけ縮小されたものとなる。
【００２６】
上記の目的を達成するため、本発明の電子装置の製造方法は、ステンシルマスクを用いた露光により被露光層に露光パターンを形成する露光工程と、前記被露光層をエッチングマスクとして用いて電子装置を構成するパターン層をエッチング加工するパターン加工工程と、を有する電子装置の製造方法であって、前記露光工程において、荷電粒子線通過用の開口からなるパターンが形成されたパターン形成用層と、少なくとも前記開口の内壁を被覆して前記パターンの寸法を縮小させる寸法制御層とを有するステンシルマスクに、荷電粒子線を照射するものである。
【００２７】
上記の本発明の電子装置の製造方法では、露光工程において、被露光層に露光される露光パターンは、パターン形成用層に形成された開口よりも寸法制御層の膜厚分だけ縮小されたものとなる。従って、この被露光層をエッチングマスクとして用いてエッチング加工されたパターン層の寸法が縮小される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のステンシルマスクおよびその製造方法によれば、パターン形成用層の破壊や開口の位置精度の変動を防止しつつ、マスクパターンとなる開口の寸法を効果的に縮小したステンシルマスクを実現できる。上記のステンシルマスクを用いた本発明の露光装置および露光方法によれば、微細なパターンを被露光層に露光することができる。また、本発明の電子装置の製造方法によれば、電子装置のパターン層を微細化することができ、電子装置の小型化や高集積化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、一例としてＬＥＥＰＬに使用されるステンシルマスクおよびその製造方法、露光装置および露光方法、並びに電子装置の製造方法について説明するが、これに限定されるものではない。
【００３０】
図１は、本実施形態に係る電子線露光装置の概略構成を示す図である。
図１に示す電子線露光装置１は、露光光として電子ビームＥＢを出射する電子銃２を備えており、この電子銃２から出射された電子ビームＥＢの経路を法線とする状態で、ステンシルマスク１０が配置され、このステンシルマスク１０との間に間隔を保って、ｘｙ方向に移動可能な図示しないステージにウエハ等の被処理基板２０が配置されている。被処理基板２０の表面には、電子線レジストからなる被露光層２１が形成されている。被処理基板２０の表面とステンシルマスク１０の表面との間に約５０μｍの間隔が設けられるように被処理基板２０が配置される。
【００３１】
電子銃２とステンシルマスク１０との間には、電子ビームＥＢの経路を囲む状態で、電子銃２側から順に、電子ビームＥＢを平行化するコンデンサレンズ３と、電子ビームＥＢを制限するアパーチャ４と、電子ビームＥＢが平行なままでラスターまたはベクトル走査モードの何れかで且つステンシルマスク１０に垂直に入射するように偏向させる一対の主偏向器５，６と、電子ビームの照射位置の微調整を行うために電子ビームを偏向させる一対の副偏向器７，８とを有する。
【００３２】
ステンシルマスク１０は、開口（貫通孔）によりマスクパターンが形成されたマスクであり、周囲が厚膜の支持枠１１により支持され、支持枠１１により囲まれた薄膜のパターン形成用層１２にマスクパターンとなる開口が形成されている。
【００３３】
以上のような構成の露光装置を用いて露光を行う場合には、まず、図示しないステージ上に、表面に被露光層２１が形成された被処理基板２０を載置する。次に、電子銃２から出射された電子ビームＥＢを、コンデンサレンズ３、アパーチャ４で成形しつつ、上述した偏向器５〜８で電子ビームＥＢの照射位置を調整しつつ走査させながらステンシルマスク１０に照射する。そして、このステンシルマスク１０の開口よりなるマスクパターンを通過した電子ビームが、被処理基板２０の被露光層２１に照射されることにより、被露光層２１に対してパターン露光が行われる（露光工程）。
【００３４】
被露光層２１がポジ型の電子線レジストであれば、電子ビームが照射された部分が後の現像により溶解される。あるいは、被露光層２１がネガ型の電子線レジストであれば、電子ビームが照射された部分が後の現像により残る。
【００３５】
電子装置の製造では、このようにして露光パターンが形成された被露光層をエッチングマスクとして、下層をエッチング加工することにより、パターン層が形成される（パターン加工工程）。上記の露光工程と、パターン加工工程とを繰り返すことにより、パターン層が集積され、電子装置が製造される。
【００３６】
図２は、ステンシルマスクの要部斜視図である。
図２に示すように、ステンシルマスク１０のパターン形成用層１２には、マスクパターンとなる開口１３が形成されている。パターン形成用層１２の膜厚は、３００ｎｍ〜２μｍ程度である。パターン形成用層１２は、例えばＳｉ、ＳｉＣ、あるいはダイモンドからなる。
【００３７】
薄膜のパターン形成用層１２の強度を補強するため、格子状の補強用梁部１４が形成されている。補強用梁部１４は、例えばＳｉからなり、その膜厚は７００μｍ程度である。
【００３８】
図３は、パターン形成用層１２の要部断面図である。
図３に示すように、パターン形成用層１２には開口１２ａが形成されており、開口１２ａの内壁を含むパターン形成用層１２の全面に、寸法制御層１５が形成されている。図３に示すように、寸法制御層１５は、パターン形成用層１２の一方面のみに成膜されているのではなく、パターン形成用層１２の開口１２ａを含む全面に成膜され、すなわち等方的に成膜されている。
【００３９】
寸法制御層１５は、導電性材料により形成されることが好ましい。ステンシルマスク１０には、電子ビームなどの荷電粒子線が照射されることから、荷電粒子線によるチャージアップを防止するためである。従って、パターン形成用層１２には、例えば、ポリシリコン、タングステン、チタン、タングステンシリサイド、チタンシリサイド、モリブデンシリサイド、コバルトシリサイドを用いることが好ましい。
【００４０】
また、寸法制御層１５は、パターン形成用層１２の線膨張係数に近い線膨張係数をもつ材料により形成されることが好ましい。これは、線膨張係数が異なると、パターン形成用層１２が撓んでしまい、開口の位置が変動するためである。例えば、パターン形成用層１２を単結晶シリコンにより形成する場合には、寸法制御層１５にはポリシリコンを用いることが好ましい。
【００４１】
図３に示すように、パターン形成用層１２に形成された開口１２ａの寸法がＬ１であるとすると、開口１２ａの内壁を被覆する寸法制御層１５の膜厚分だけ、寸法が縮小された開口１３が得られる。この開口１３の線幅が、最終的なマスクパターンの線幅となる。
【００４２】
例えば、開口１２ａの寸法Ｌ１が７０〜８０ｎｍ程度の場合に、寸法制御層１５の膜厚を１０ｎｍ程度とすることにより、実質的な開口１３の寸法Ｌ２は、５０〜６０ｎｍ程度となる。
【００４３】
次に、上記の本実施形態に係るステンシルマスクの製造方法について、図面を参照して説明する。図４は、本実施形態に係るステンシルマスクの製造に用いるマスクブランクスの斜視図である。図５〜図７は、本実施形態に係るステンシルマスクの全体の製造工程を示す工程断面図である。図８は、本実施形態に係るステンシルマスクの製造工程におけるパターン形成用層の要部工程断面図である。
【００４４】
図４に示すように、パターン形成用層１２が形成され、パターン形成用層１２の強度を補強する補強用梁部１４が形成されたマスクブランクス１０ａを用意する。なお、マスクブランクス１０ａの製法として様々な製法があるが、本実施形態ではＳＯＩ基板を利用する例について説明する。
【００４５】
すなわち、図５（ａ）に示すように、単結晶シリコン基板上に酸化シリコン膜が形成され、酸化シリコン膜上に薄膜のシリコン層が形成されたＳＯＩ基板を用いる。ＳＯＩ基板の単結晶シリコン基板を支持基板１６とし、ＳＯＩ基板の酸化シリコン膜をストッパ層１７とし、ＳＯＩ基板のシリコン層をパターン形成用層１２として用いる。
【００４６】
次に、図５（ｂ）に示すように、ＳＯＩ基板の表面および裏面を含む全面に、例えばＬＰＣＶＤ（Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 法によりＳｉ3 Ｎ4 を成膜してハードマスク１８を形成する。ハードマスク１８の膜厚は、例えば４００ｎｍ程度である。
【００４７】
次に、図５（ｃ）に示すように、ＳＯＩ基板の裏面側（支持基板１６側）におけるハードマスク１８上に、レジスト塗布、電子線描画および現像を行い、レジストをエッチングマスクとしてハードマスク１８をドライエッチングすることにより、補強用梁部および支持枠のパターンをもつハードマスク１８ａを形成する。ハードマスク１８のエッチングは、例えばフロロカーボン系のガスを用いる。その後、レジストを除去する。
【００４８】
次に、図６（ａ）に示すように、ハードマスク１８ａをエッチングマスクとして、ストッパ層１７に達するまで支持基板１６をエッチングして、支持枠１１および補強用梁部１４を形成する。支持基板１６のエッチングは、例えば塩素系ガスを用いる。
【００４９】
次に、図６（ｂ）に示すように、ＳＯＩ基板の表面側（パターン形成用層１２側）におけるハードマスク１８上に、レジスト塗布、電子線描画および現像を行い、レジストをエッチングマスクとしてハードマスク１８をドライエッチングすることにより、露光領域となる部分を露出するパターンのハードマスク１８ｂに加工する。ハードマスク１８のエッチングは、例えばフロロカーボン系のガスを用いる。その後、レジストを除去する。
【００５０】
本実施形態では、上記の工程により製造されたものをマスクブランクス１０ａとして、使用する。ただし、上記の工程以外の工程により製造されたものをマスクブランクス１０ａとして使用することもできる。
【００５１】
次に、図７（ａ）に示すように、マスクブランクス１０ａのパターン形成用層１２上に、レジストからなる被露光層１９を形成し、被露光層１９にマスク描画機を用いて露光し、現像することにより、露光パターンをもつ被露光層１９を形成する。パターン形成用層１２の要部断面図である図８（ａ）に示すように、ここでの露光パターンの寸法Ｌ１’は、被露光層１９の性能やマスク描画機の性能により制限される。
【００５２】
次に、図８（ｂ）に示すように、被露光層１９をエッチングマスクとして、パターン形成用層１２をドライエッチングすることにより、パターン形成用層１２に開口１２ａを形成する。パターン形成用層１２のエッチングは、例えば塩素系ガスを用いる。その後、図８（ｃ）に示すように、被露光層１９を除去する。このときパターン形成用層１２に形成される開口１２ａの寸法Ｌ１は、先の図８（ａ）に示す被露光層１９の露光パターンの寸法Ｌ１’により決まる。これにより、図７（ｂ）に示すように、ストッパ層１７に達する開口１２ａが形成される。ストッパ層１７は、エッチングストッパとなる。
【００５３】
次に、図７（ｃ）に示すように、補強用梁部１４から露出したストッパ層１７をエッチング除去し、さらにハードマスク１８ｂを除去する。酸化シリコンからなるストッパ層１７のエッチングは、例えばフロロカーボン系ガスを用いる。
【００５４】
以上により、開口１２ａが形成されたステンシルマスクが製造される。
【００５５】
次に、図８（ｄ）に示すように、開口１２ａを含むパターン形成用層１２の全面に、等方的な成膜方法により寸法制御層１５を形成する。これによって、実質的にマスクパターンとなる開口１３の寸法Ｌ２は、マスク描画機を用いて形成された開口１２ａの寸法Ｌ１よりも、寸法制御層１５の膜厚分だけ縮小する。
【００５６】
寸法制御層１５の形成では、例えばＬＰＣＶＤやプラズマＣＶＤ等の等方性の成膜方法を用い、成膜材料としては例えばポリシリコンを用いる。ＬＰＣＶＤによりポリシリコン膜を成膜する場合には、真空度は０．３Ｐａ以下、成膜温度は５５０℃以上の条件が等方性を保つ上では好ましい。
【００５７】
また、ＬＰＣＶＤやプラズマＣＶＤ等の等方性の成膜方法では、ステンシルマスクの面内における膜厚の制御性を確保することができることから、中央部と周辺部とで寸法制御層１５の膜厚が大きく変わってしまうこともない。
【００５８】
また、電子線露光時のチャージアップを抑制するために、寸法制御層１５が導電性をもつことが好ましいため、成膜中にホウ素、リン、砒素等をドーピングして導電性を付与する。あるいは、成膜後に液相拡散、固相拡散、あるいはイオン注入により、ホウ素、リン、砒素等を膜中にドーピングすることにより、導電性を付与する。ただし、成膜後にドーピングする方法では熱処理を必要とすることから、パターン形成用層１２の歪みを低減する観点からは成膜中にドーピングすることが好ましい。また、イオン注入ではドーピングに方向性があることから、全面的に導電性をもつ寸法制御層１５を形成するためには、成膜中にドーピングすることが好ましい。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態に係るステンシルマスクによれば、パターン形成用層１２に形成された開口１２ａの内壁を被覆する寸法制御層１５により、開口１２ａよりも寸法制御層１５の膜厚分だけ寸法が縮小された開口１３よりなるマスクパターンが形成される。
【００６０】
本実施形態に係るステンシルマスクの製造方法によれば、レジストをシュリンクさせるのではなく、パターン形成用層１２に開口１２ａを形成した後に、等方的な成膜方法により寸法制御層１５を形成することにより、開口１３の寸法を縮小することができることから、熱や液体によるパターン形成用層の破壊やパターンの位置精度の変動を防止しつつ、マスクパターンとなる開口１３の寸法を効果的に縮小することができる。
【００６１】
このため、微細なマスクパターンを形成するために、高価でかつ技術障壁が高いマスク描画機の導入や開発を行うことなしに、マスク描画機の解像限界以下、例えば１００ｎｍ以下の寸法のマスクパターンをもつステンシルマスクを製造することができる。
【００６２】
上記のステンシルマスクを用いた本実施形態に係る露光装置および露光方法によれば、微細なパターンを被露光層に露光することができる。また、本発明の電子装置の製造方法によれば、電子装置のパターン層を微細化することができ、電子装置の小型化や高集積化を図ることができる。
【００６３】
本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。
本発明は、電子線を用いた例について説明したが、電子線以外にもイオンビーム等の荷電粒子線であれば同様に適用可能である。また、ＳＯＩ基板を利用したステンシルマスクの製造方法について説明したが、これに限定されるものではない。さらに、補強用梁部をもつステンシルマスクについて説明したが、補強用梁部の存在しないステンシルマスクにも同様に適用可能である。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本実施形態に係る電子線露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】ステンシルマスクの要部斜視図である。
【図３】パターン形成用層の要部断面図である。
【図４】マスクブランクスの要部斜視図である。
【図５】本実施形態に係るステンシルマスクの製造工程を示す工程断面図である。
【図６】本実施形態に係るステンシルマスクの製造工程を示す工程断面図である。
【図７】本実施形態に係るステンシルマスクの製造工程を示す工程断面図である。
【図８】本実施形態に係るステンシルマスクの製造工程におけるパターン形成用層の要部工程断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１…電子線露光装置、２…電子銃、３…コンデンサレンズ、４…アパーチャ、５，６…主偏向器、７，８…副偏向器、１０…ステンシルマスク、１０ａ…マスクブランクス、１１…支持枠、１２…パターン形成用層、１２ａ…開口、１３…開口、１４…補強用梁部、１５…寸法制御層、１６…支持基板、１７…ストッパ層、１８…ハードマスク、１９…被露光層、２０…被処理基板、２１…被露光層
【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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