(57)【要約】 【課題】  連続的に電子線リソグラフィーを行っても、マスクの帯電によるリソグラフィーパターンのズレが発生することがなく、高精度のリソグラフィーが可能な電子線リソグラフィ用マスク構造体を提供する。【解決手段】  所望のパターンが形成されている薄膜と、該薄膜の外周を保持する単結晶Si保持枠と、該保持枠を補強する補強体とからなる電子線リソグラフィー用マスク構造体において、前記薄膜として体積抵抗率が105Ωcm以下であり、かつ、熱膨張係数が2〜5×10-6/℃である薄膜を用いて電子線リソグラフィー用マスク構造体とする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望のパターンが形成されている薄膜と、該薄膜の外周を保持する単結晶Si保持枠と、該保持枠を補強する補強体とからなる電子線リソグラフィー用マスク構造体であって、前記薄膜の体積抵抗率が105Ωcm以下であり、かつ、熱膨張係数が2〜5×10-6/℃であることを特徴とする電子線リソグラフィー用マスク構造体。
【請求項２】
前記薄膜がダイヤモンドライクカーボンからなることを特徴とする請求項1に記載した電子線リソグラフィー用マスク構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子線リソグラフィー用マスク構造体、特に、高精度なリソグラフィーが可能になる電子線リソグラフィー用マスク構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスにおけるリソグラフィー技術についてはパターン形成の微細化に伴って電子線リソグラフィー技術が有望視されている。（例えば、特許文献１参照。）
この電子線リソグラフィーに用いられるマスク構造体は、通常は図1に模式的な斜視図を示したように、所望のパターンが形成されているSiC薄膜１とその薄膜を保持する単結晶Si保持枠２と保持枠を補強するための補強体３とからなるものが使用されている。
また、図２の本発明に係る電子線リソグラフィー用マスク構造体の断面図で示したように単結晶Si保持枠２は通常、接合部４で補強体３と接合されている。
【０００３】
ここで、薄膜は一般的には厚さ1μm以下のSiC薄膜が用いられている。また、薄膜を保持する保持枠は、表面が平坦で、しかも鏡面であり、アルカリ液による異方性エッチングが可能なものであることが要件とされることから、通常は単結晶Siウエハが用いられている。
また、電子線リソグラフィー用マスク構造体は、この単結晶Siウエハの鏡面にSiC薄膜を成膜した後、単結晶Siウエハの反対面からアルカリエッチングを行ってSiC薄膜をメンブレン状態とすることによって作られ、この場合メンブレンの周囲に相当する未エッチング領域がSiC薄膜保持枠となる。SiC薄膜への所望のパターン形成は、SiC薄膜のメンブレン形成後に行なっている。
【０００４】
しかし、このSiC薄膜と保持枠としての単結晶Siウエハは割れ易く、強度も不十分であることから、この保持枠はその周囲を補強体で補強する必要があり、この補強体としては、単結晶Siウエハと比較的熱膨張係数が等しい、SiCセラミックスや単結晶Siが用いられ、この保持枠と補強体は通常接着剤やロウ剤を用いて接合部で固定されている。
【特許文献１】特開平０６−０１３２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本マスク構造体を連続して電子線リソグラフィーに使用すると、電子線によりマスク(SiC薄膜)が帯電し、マスクを通過した電子線がマスクの帯電により曲げられ、リソグラフィーパターンが所望の位置からズレが発生する課題がある。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、高精度でリソグラフィーが行える電子線リソグラフィ用マスク構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、電子線リソグラフィー用マスク構造体において、所望のパターンが形成されている薄膜の体積抵抗率を105Ωcm以下、熱膨張係数を2〜5×10-6/℃とすることにより、高精度でリソグラフィーが行える電子線リソグラフィー用マスク構造体が得られることを知見し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００７】
即ち本発明は、
（１）所望のパターンが形成されている薄膜と、該薄膜の外周を保持する単結晶Si保持枠と、該保持枠を補強する補強体とからなる電子線リソグラフィー用マスク構造体であって、前記薄膜の体積抵抗率が105Ωcm以下であり、かつ、熱膨張係数が2〜5×10-6/℃であることを特徴とする電子線リソグラフィー用マスク構造体。
（２）前記薄膜がダイヤモンドライクカーボンからなることを特徴とする請求項1に記載した電子線リソグラフィー用マスク構造体。
を要旨とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、所望のパターンが形成されている薄膜と、該薄膜の外周を保持する単結晶Si保持枠と、該保持枠を補強する補強体とからなる電子線リソグラフィー用マスク構造体において、所望のパターンが形成されている薄膜が、連続した電子線リソグラフィーによっても帯電せず、所望のリソグラフィーパターンとのズレのない、高精度の電子線リソグラフィ用マスク構造体が得られる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を更に詳しく説明する。
本発明においては、所望のパターンが形成されている薄膜と、該薄膜の外周を保持する単結晶Si保持枠と、該保持枠を補強する補強体とからなる電子線リソグラフィー用マスク構造体であって、前記薄膜が、体積抵抗率が105Ωcm以下であり、熱膨張係数が2〜5×10-6/℃であることを特徴とする電子線リソグラフィー用マスク構造体を提案している。
【００１０】
薄膜の体積抵抗率は105Ωcm以下が望ましい理由は、105Ωcm以下であれば、連続して電子線リソグラフィーを行っても、薄膜が帯電することがなくなり、所望のリソグラフィーパターンからのズレを生じることがないからである。
また、さらに薄膜の熱膨張係数は、2〜5×10-6/℃が望ましい。その理由は、2〜5×10-6/℃であれば、連続した電子線リソグラフィーによるマスク構造体の温度上昇による、薄膜と単結晶Si保持枠との熱膨張の差による薄膜の歪を少なくすることができるからである。
すなわち、熱膨張係数が2×10-6/℃より小さい場合は、連続した電子線リソグラフィーによる温度上昇により薄膜に引張り応力が発生し、薄膜が破損する可能性があり好ましくない。また、熱膨張係数が5×10-6/℃より大きいと、連続した電子線リソグラフィーによる温度上昇により薄膜に弛みが発生し、パターンの精度が低下するため好ましくない。
【００１１】
薄膜の材質としては、体積抵抗率が105Ωcm以下であり、熱膨張係数が2〜5×10-6/℃であれば特に限定するものではないが、特に低熱膨張で低体積抵抗率の薄膜が得られることからダイヤモンドライクカーボンが望ましい。
ダイヤモンドライクカーボンは、炭化水素系ガスを原料にCVD法あるはPVD法により成膜されるが、成膜時に窒素等をドープすると体積抵抗率を1012Ωcmから101Ωcmまで制御することが可能である。
【００１２】
次に、補強体としては、上記したように単結晶Siや、SiC焼結体を用いることができる。しかし、補強体は単結晶Siであることが特に望ましい。その理由は、補強体の材質を、保持枠の材質と同じSi単結晶とすることにより、補強体と保持枠との熱膨張差がなくなり、熱膨張差による歪を低減することが可能であるからである。さらには、補強体と保持枠を一体で作製すれば、歪を低減することが可能であり、特に好ましい。
【００１３】
以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
（１）実施例
保持枠２としては、直径４インチ、厚さ600μmの結晶方位が(100)である、両面研磨した単結晶Siウエハを用いた。これにCVD法で厚さ0.5μm、体積抵抗率5×103Ωcm、熱膨張係数3×10-6/℃のダイヤモンドライクカーボン薄膜１を成膜した。
次に、結晶方位が同じく(100)で、直径が100mm、厚さが5mmである両面研磨した円盤形のSi単結晶の中央部に直径55mmの穴を設けてリング円盤状の補強体３を作った。
次に、リング円盤状の補強体の穴の周囲でその穴と同心円上で円周を３等分とした120°等配部位に点状の凹部を3箇所形成した。その凹部に組成が3.15wt%Ｓｉ−96.85wt%ＡｕのAuはんだ箔(融点：370℃)を配した後、薄膜を形成した面と反対面である研磨面と補強体とが接触するように重ね合わせ、それを真空中において、10g/cm2の荷重をかけながら加熱処理して補強体３と保持枠２とを点接合して接合部４をなした。
【００１４】
また、この接合体については保持枠の接合面にプラズマCVD法で、アルカリエッチング保護膜としてBN膜を厚さ0.5μmに形成した後、メンブレン領域となる1辺25mmの四角形部分のBN膜をCF4/O2混合ガスによってドライエッチングで除去した後、露出したSi面をアルカリエッチングで除去して、電子線リソグラフィー用マスク構造体を得た。
同様にして、厚さ1.0μm、体積抵抗率5×101Ωcm、熱膨張係数5×10-6/℃のダイヤモンドライクカーボン薄膜を形成した場合(実施例２)と、厚さ0.7μm、体積抵抗率5×104Ωcm、熱膨張係数2×10-6/℃のダイヤモンドライクカーボン薄膜を形成した場合(実施例３)と、厚さ0.5μm、体積抵抗率5×103Ωcm、熱膨張係数3×10-6/℃のダイヤモンドライクカーボン薄膜を形成し、支持枠と補強体を一体の単結晶Siで形成した場合(実施例４)とについても表1にその作製条件をまとめて示した。
【００１５】
（２）比較例
薄膜を厚さ1.0μm、体積抵抗率5×106ΩcmのSiCとした場合(比較例１)、厚さ0.5μm、体積抵抗率5×101Ωcm、熱膨張係数7×10-6/℃のダイヤモンドライクカーボン薄膜とした場合(比較例２)、厚さ0.7μm、体積抵抗率5×1010Ωcm、熱膨張係数1×10-6/℃のダイヤモンドライクカーボン薄膜とした場合(比較例３)について比較例の電子線リソグラフィー用マスク構造体を実施例と同様にして得た。表１にそれぞれの作成条件をまとめて示した。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
（３）評価方法
得られた電子線リソグラフィー用マスク構造体を用いて、10時間電子線リソグラフィーを連続して行い、所望のリソグラフィーパターンからのズレを、ウエハ検査装置により測定した。その測定結果を表２にまとめて示した。
【００１８】
【表２】
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【００１９】
（４）評価結果
表２の評価結果から、本発明の電子線リソグラフィー用マスク構造体は、所望のパターンからのズレが10nm以下と良好であった。特に、支持枠と補強体を一体の単結晶Siで形成した場合(実施例４)は、所望のパターンからのズレが1nmと実用上無視できる程度に小さかった。
それに、比較して比較例のものは、いずれも所望のパターンからのズレは50nmを超えて大きく不良であった。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る電子線リソグラフィー用マスク構造体の斜視図である。
【図２】本発明に係る電子線リソグラフィー用マスク構造体の断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１；薄膜
２；Si保持枠
３；補強体
４；接合部
【図１】
2005347553.tif 000005
【図２】
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