(57)【要約】      （修正有）【課題】転写すべきパターンを導電性の薄膜層に開口形成したステンシルマスク構造の荷電粒子線用転写マスクを、量産性良く製造できる製造方法とそれにより作製されたマスクを提供する。【解決手段】石英ガラス基板の一主面上に導電性の薄膜層を形成する工程と、前記石英ガラス基板の薄膜層側でない側からザグリ加工し、前記石英ガラス基板に薄肉部を形成する工程と、前記薄膜層をエッチングして、転写すべきパターン状の貫通孔を該薄膜層に形成する工程f,gと、前記薄肉部に梁のレジストパターンを形成hし、前記薄肉部をサンドブラスト加工してさらに薄くする工程iと、前記薄くなった薄肉部をウエットエッチングして除去し、石英ガラスの梁を形成するとともに、荷電粒子線が荷電粒子線通過孔を通過し、転写に寄与しうるように窓を形成する工程jと、を有する。【選択図】図２
2005286276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体部に支持された薄膜層に荷電粒子線通過孔を形成してなる荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、
（ａ）石英ガラス基板の一主面上に導電性の薄膜層を形成する工程と、
（ｂ）前記石英ガラス基板の薄膜層側でない側からパターン形成領域をザグリ加工し、前記石英ガラス基板に薄肉部を形成する工程と、
（ｃ）前記薄膜層をパターン状にエッチングして、転写すべきパターン状の貫通孔を該薄膜層に形成する工程と、
（ｄ）前記薄肉部に梁のレジストパターンを形成し、該レジストパターンに基づいて前記薄肉部をサンドブラスト加工してさらに薄くする工程と、
（ｅ）前記サンドブラスト加工して薄くなった薄肉部をウエットエッチングして除去し、石英ガラスの梁を形成するとともに、荷電粒子線が荷電粒子線通過孔を通過し、転写に寄与しうるように窓を形成する工程と、
を有することを特徴とする荷電粒子線用転写マスクの製造方法。
【請求項２】
支持体部に支持された薄膜層に荷電粒子線通過孔を形成してなる荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、
（ａ）石英ガラス基板のパターン形成領域をザグリ加工し、前記石英ガラス基板に薄肉部を形成する工程と、
（ｂ）前記ザグリ加工した側でない石英ガラス基板の一主面上に導電性の薄膜層を形成する工程と、
（ｃ）前記薄膜層をパターン状にエッチングして、転写すべきパターン状の貫通孔を該薄膜層に形成する工程と、
（ｄ）前記薄肉部に梁のレジストパターンを形成し、該レジストパターンに基づいて前記薄肉部をサンドブラスト加工してさらに薄くする工程と、
（ｅ）前記サンドブラスト加工して薄くなった薄肉部をウエットエッチングして除去し、石英ガラスの梁を形成するとともに、荷電粒子線が荷電粒子線通過孔を通過し、転写に寄与しうるように窓を形成する工程と、
を有することを特徴とする荷電粒子線用転写マスクの製造方法。
【請求項３】
請求項１もしくは２に記載の荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、前記薄肉部をウエットエッチングして除去する工程の後に、前記石英ガラス基板の薄膜層側でない側に導電性層を設ける工程を有することを特徴とする荷電粒子線用転写マスクの製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、前記薄膜層に転写すべきパターンを形成した後、前記薄肉部をウエットエッチングする前に、必要に応じて、洗浄工程、検査工程、修正工程の１工程以上を行うことを特徴とする荷電粒子線用転写マスクの製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、薄膜層はクロム単層膜あるいはをクロム層を主層とする多層膜であることを特徴とする荷電粒子線用転写マスクの製造方法。
【請求項６】
支持体部に支持された薄膜層に荷電粒子線通過孔を形成してなる荷電粒子線用転写マスクであって、
前記支持体部は石英ガラス基板よりなり、パターンの形成領域には石英ガラスよりなる梁が設けられ、該梁部分の厚さはマスク周辺部の石英ガラス基板の厚さよりも薄く、前記薄膜層は導電性を有することを特徴とする荷電粒子線用転写マスク。
【請求項７】
前記石英ガラスよりなる梁の厚さが、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項６に記載の荷電粒子線用転写マスク。
【請求項８】
前記薄膜層は、クロム単層膜あるいはクロム層を主層とする多層膜であることを特徴とする請求項６もしくは７に記載の荷電粒子線用転写マスク。
【請求項９】
前記薄膜層は応力調整を行なうための不純物が含まれていることを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の荷電粒子線用転写マスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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の製造方法およびマスクに関し、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荷電粒子線用転写マスクの製造方法および荷電粒子線用転写マスクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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提案され、研究開発が盛んに行われている。
【０００３】
光源として電子ビームを用いたものとしては、加速電圧１００ＫｅＶ程度の高エネルギー電子ビームを用いてマスクの絵柄をウエハ上に縮小投影する電子線投影リソグラフィＥＰＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｂｅａｍ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）方式（例えば、特許文献１参照。）や、加速電圧２ＫｅＶ程度の低エネルギー電子ビームを用いてマスクの絵柄を等倍で近接露光するＬＥＥＰＬ方式（例えば、特許文献２参照。）が提唱され、実用化が期待されている。
ＥＰＬ方式は、例えば、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孔開きマスク（ステンシルマスクと称する）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開発されており、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でつなぎ合わせながらデバイスパターンを形成する。ＥＰＬ方式の場合、自己支持の薄膜（メンブレンと称する）の開口部を通った電子は、アパーチャの開口を通り、像形成に寄与するが、メンブレンの非開口部を通った電子は、散乱体であるメンブレンにより散乱され、その大半がアパーチャの開口を通ることができず、像形成には寄与しない。
ＬＥＥＰＬ方式の場合、メンブレンとレジストとのギャップを３０μｍ〜９０μｍと近接させ、所定スポット径の電子ビームを照射しながら走査するもので、メンブレンの非開口部に照射された電子ビームは吸収体であるメンブレンに吸収され、像形成に寄与せず、メンブレンの開口部に照射された電子ビームのみが像形成に寄与する
【０００４】
ＥＰＬ方式では、回路パターンはマスク上では多数の分割された小領域（以下サブフィールドと呼ぶ）上に配置され、１ｍｍ×１ｍｍの正方形電子ビームを照射して、サブフィールドを一括転写、あるいは、一方向にスキャンして転写するものである。
ＬＥＥＰＬ方式のものは、マスクの転写領域全体に電子ビームをラスタースキャンして転写するものである。
【０００５】
ステンシルマスクと称する孔開きマスクは、従来、主に、シリコン、あるいはダイヤモンド等からなる薄膜をパターン状に孔開け加工し、マスクパターンを形成させたものである。
【０００６】
従来の電子線用転写マスクの代表的な製造方法を図６に示して説明する。電子線用転写マスク基板としては、図６（ａ）に示すように、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６１がよく用いられている。ＳＯＩ基板６１は、シリコン酸化膜６３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として梁（ストラット；ｓｔｒｕｔとも称する。）となる支持体シリコン６４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６２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６３は約１μｍ程度の厚さで設けられている。
次に、上記のＳＯＩ基板６１のマスクパターンを形成するシリコン薄膜層６２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６５を形成する（図６（ｂ））。
【０００７】
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窓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６３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窓６６を形成した後、レジストを剥離し、マスクブランクス６７を形成する（図６（ｃ））。
次に、表面側のハードマスク層６５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６５をエッチングしてパターン化したハードマスク層６５ａ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通過孔６８を設け、マスクパターン６２ａを形成する（図６（ｄ））。
次に、パターン化したハードマスク層６５ａをエッチング除去し、次いで窓６６のエッチング停止層６３のシリコン酸化膜をエッチング除去して、電子線用転写マスク６０を形成する（図６（ｅ））。
【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窓６６を形成する図６（ｃ）の段階で、ほぼシリコンの厚さに相当する深さにまで垂直に裏面のシリコンをエッチング除去しなければならない。例えば、8インチウェハを用いてマスクブランクスを作製する場合には、裏面側シリコンの深掘エッチングは約７２５μｍにもなり、膜厚２５μｍ程度のフォトレジストをマスクにして、ＳＦ6 等のエッチングガスを使ってドライエッチングを行っているが、約５時間のエッチング時間を要し、しかも１枚／バッチでしか処理できないという問題があった。
【０００９】
また、ドライエッチングではエッチングすべき面積が大きくなると、エッチングすべきパターンの粗密によってエッチング速度が大きく異なってしまい、パターン領域の周辺部が中心部よりもエッチング速度が速くなるローディング効果という現象が生じる。エッチング速度の不均一性が生じると、エッチング速度の速い部分ではオーバーエッチングとなり、エッチング停止層や梁の側壁もエッチングされ、エッチングにさらされている時間が長いと、エッチング停止層や支持体となる梁が消滅してしまうという問題が生じており、今後のマスクの大面積化傾向に障害となっていた。
【特許文献１】特許第２８２９９４２号公報
【特許文献２】特許第２９５１９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のように、従来の荷電粒子線用転写マスクに用いるステンシルマスクは、ガラス基板上にクロム等を遮光膜として設けた従来のフォトマスクと比べると、その構造、材質が異なり、また製造方法も異なるため、従来のクロム等を遮光膜とするフォトマスクの製造設備ではその製造に対応することができなく、また、パターン部を支持するシリコン等の基材のパターン形成領域の孔開け加工は、作業が複雑で、作業性が悪く、量産には向かないという問題があった。
本発明は、これらの課題に対応するものであり、転写すべきパターンを導電性の薄膜層に開口形成したステンシルマスク構造の荷電粒子線用転写マスクを、量産性良く製造できる製造方法を提供しようとするものであり、更に、マスクのパターニングを従来のクロム等を遮光膜とする光転写用のフォトマスクの製造設備をそのまま利用できる製造方法を提供しようとするものである。
同時に、そのような製造方法により作製された荷電粒子線用転写マスクを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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用転写マスクの製造方法は、支持体部に支持された薄膜層に荷電粒子線通過孔を形成してなる荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、（ａ）石英ガラス基板の一主面上に導電性の薄膜層を形成する工程と、（ｂ）前記石英ガラス基板の薄膜層側でない側からパターン形成領域をザグリ加工し、前記石英ガラス基板に薄肉部を形成する工程と、（ｃ）前記薄膜層をパターン状にエッチングして、転写すべきパターン状の貫通孔を該薄膜層に形成する工程と、（ｄ）前記薄肉部に梁のレジストパターンを形成し、該レジストパターンに基づいて前記薄肉部をサンドブラスト加工してさらに薄くする工程と、（ｅ）前記サンドブラスト加工して薄くなった薄肉部をウエットエッチングして除去し、石英ガラスの梁を形成するとともに、荷電粒子線が荷電粒子線通過孔を通過し、転写に寄与しうるように窓を形成する工程と、
を有するようにしたものである。
なお、本発明において、「薄肉部」とは、元の厚さより薄い部分という意味である。
【００１２】
請求項２の発明に係わる荷電粒子線用転写マスクの製造方法は、支持体部に支持された薄膜層に荷電粒子線通過孔を形成してなる荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、（ａ）石英ガラス基板のパターン形成領域をザグリ加工し、前記石英ガラス基板に薄肉部を形成する工程と、（ｂ）前記ザグリ加工した側でない石英ガラス基板の一主面上に導電性の薄膜層を形成する工程と、（ｃ）前記薄膜層をパターン状にエッチングして、転写すべきパターン状の貫通孔を該薄膜層に形成する工程と、（ｄ）前記薄肉部に梁のレジストパターンを形成し、該レジストパターンに基づいて前記薄肉部をサンドブラスト加工してさらに薄くする工程と、
（ｅ）前記サンドブラスト加工して薄くなった薄肉部をウエットエッチングして除去し、石英ガラスの梁を形成するとともに、荷電粒子線が荷電粒子線通過孔を通過し、転写に寄与しうるように窓を形成する工程と、を有するようにしたものである。
【００１３】
請求項３の発明に係わる荷電粒子線用転写マスクの製造方法は、請求項１もしくは２に記載の荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、前記薄肉部をウエットエッチングして除去する工程の後に、前記石英ガラス基板の薄膜層側でない側に導電性層を設ける工程を有するようにしたものである。
請求項４の発明に係わる荷電粒子線用転写マスクの製造方法は、請求項１ないし３のいずれかに記載の荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、前記薄膜層に転写すべきパターンを形成した後、前記薄肉部をウエットエッチングする前に、必要に応じて、洗浄工程、検査工程、修正工程の１工程以上を行うようにしたものである。
請求項５の発明に係わる荷電粒子線用転写マスクの製造方法は、請求項１ないし４のいずれかに記載の荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、薄膜層はクロム単層膜あるいはをクロム層を主層とする多層膜であるようにしたものである。
【００１４】
請求項６の発明に係わる荷電粒子線用転写マスクは、支持体部に支持された薄膜層に荷電粒子線通過孔を形成してなる荷電粒子線用転写マスクであって、前記支持体部は石英ガラス基板よりなり、パターンの形成領域には石英ガラスよりなる梁が設けられ、該梁部分の厚さはマスク周辺部の石英ガラス基板の厚さよりも薄く、前記薄膜層は導電性を有するようにしたものである。
【００１５】
請求項７の発明に係わる荷電粒子線用転写マスクは、前記石英ガラスよりなる梁の厚さが、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲であるようにしたものである。
請求項８の発明に係わる荷電粒子線用転写マスクは、前記薄膜層が導電性を有し、クロム単層膜あるいはをクロム層を主層とする多層膜であるようにしたものである。
請求項９の発明に係わる荷電粒子線用転写マスクは、前記薄膜層は応力調整を行なうための不純物が含まれているようにしたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の荷電粒子線用転写マスクの製造方法は、転写すべきパターン状の貫通孔を形成したステンシルマスクを構成する薄膜層がクロム単層あるいはクロム層を主層とする多層である場合には、薄膜層の形成、薄膜層のパターニングを、従来のクロム等を遮光膜とするフォトマスクの通常の製造設備を利用することができ、また、このようなフォトマスク用基板は、その作製は比較的簡単で、汎用で入手し易いため、本発明の荷電粒子線用転写マスクの製造方法は、量産性に適した製造方法である。
【００１７】
本発明の荷電粒子線用転写マスクは、支持体部の梁に支持された薄膜層に荷電粒子線通過孔を形成してなる構成にすることにより、薄膜層を石英ガラスの梁により支持するので、マスクの反りが非常に小さく、パターンの位置歪を低減する効果がある。
また、梁部分の厚さはマスク周辺部の石英ガラス基板の厚さよりも薄いので、その上を十分に覆ってマスク裏面に導電層を形成することにより、マスクのチャージアップを防止することができる。
【００１８】
本発明は、上記のように、従来のクロム等を遮光膜とし光転写するフォトマスクの製造設備をできるだけ利用し、品質面でも問題がなく、量産性良く製造できる荷電粒子線用転写マスクおよびその製造方法の提供を可能とした。
特に、本発明の荷電粒子線用転写マスクの製造方法においては、支持体部を薄肉化し窓を形成する際、従来のエッチング加工のみの加工時間に比べ、機械的なザグリ加工、サンドブラスト加工を併用することで、加工時間を大幅に短縮し、実用性を高めたものである。また、パターン形成領域の石英ガラスによる梁の厚さは、周辺部の石英ガラス基板の厚さよりも薄いので、梁の製造が容易であり、マスク強度、品質も高く、取扱い易いという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第１の実施形態）
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１およびそれに続く図２は、本発明の荷電粒子線用転写マスクの製造方法の第１の実施形態を示す工程断面図である。
【００２０】
透明な石英ガラス基板１１の一主面上に導電性の薄膜層１２を形成する（図１（ａ））。石英ガラス基板１１としては、平坦性（フラットネス）がオーバオールで１μｍ以下の合成石英ガラスによるフォトマスク用石英ガラス基板がそのまま使用できる。石英ガラス基板１１の大きさは露光装置のマスクホルダーと関係するが、例えば、６インチ角で厚さ０．０９インチあるいは０．２５インチ等、通常のフォトマスク基板の大きさが適用できる。本発明におけるメンブレンを形成する導電性の薄膜層１２としては、フッ化水素酸に比較的高い耐性を示す金属が好ましく、クロム、タンタル、チタン等のいずれかの金属の単層膜、もしくはそれらの金属膜を主層とし、それらの金属の酸化膜、窒化膜等との多層膜が用いられ、スパッタリング法や真空蒸着法により石英ガラス基板１１上に成膜される。それらの薄膜の中で、薄膜の応力制御がし易く作製が比較的簡単で、汎用性があり、現状設備、技術が適用できる点で、クロム単層膜がより好ましい。また、クロム、タンタル、チタン等のいずれかの金属の単層膜、もしくはそれらの金属膜を主層とする多層膜に、Ｂ、Ｐ等の不純物をイオン注入法等の方法により含ませて、メンブレンを形成する導電性の薄膜層１２の応力調整を行なうのも好ましい。薄膜層１２の厚さは、マスクとなった場合の転写性や品質面、加工性等から、フォトマスクの場合の薄膜と同じ程度の厚さが適し、３０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲の厚さで用いられる。
【００２１】
次いで、石英ガラス基板１１の薄膜層１２側に対向する側から、石英ガラス基板１１のパターン形成をすべき領域１３をザグリ加工し、パターン形成をすべき領域の石英ガラスを部分的に除去し、薄肉部１４を形成する（図１（ｂ））。ザグリ加工する部分の形状は、マスクパターンにもよるが、通常は四角形である。
ザグリ加工の機械加工手段としては、加工スピードが速く、制御しやすく、加工品質が良いものが好ましく、フライス加工等が挙げられるが、特に機械加工手段に限定はされない。
石英ガラス基板１１の薄肉部１４の厚さは、ザグリ加工により、マスクに品質的な影響がでない厚さであり、かつ、できるだけ薄い方が、加工の生産性の面から好ましく、後工程でマスクとしての梁を形成したときに、薄膜層１２を十分に支持し得る強度を有する厚さが求められる。上記の点から、ザグリ加工により残される薄肉部１４の厚さは、強度面からは０．５ｍｍ以上の厚さが好ましく、品質面からは、１．５ｍｍ以下であることが好ましい。薄肉部１４の厚さが０．５ｍｍ未満であると、マスクとなった後、石英ガラスの梁としての強度面で不十分となり、破損するおそれがあるからである。また、１．５ｍｍ以上であると、次のサンドブラスト工程、ウエットエッチング工程での加工時間が長くなり、梁の幅が細く、よりテーパー形状となり、マスク品質面から好ましくないからである。
【００２２】
次いで、図１（ｃ）に示すように、石英ガラス基板１１のザグリ加工した周辺部端面１５（斜線部）を角度θでテーパー形状に研削除去し、図１（ｄ）に示す構造体を形成する。周辺部端面１５をテーパー形状に研削除去するのは、ザグリ加工して形成した薄肉部１４に、梁形成用のフォトレジスト製版等の作業を容易に行なえるようにするためである。研削除去する角度θは、３０°〜８０°程度の範囲であれば任意に設定できる。角度θが３０°未満だと、支持体部となる周辺部の石英ガラス基板の幅が狭くなってしまいマスクとしての品質に支障を生じ、角度θが８０°を超えると、フォトレジスト製版等の後工程が相当に困難になるからである。
なお、ザグリ加工と周辺端部の研削加工を１工程で実現することも可能である。
【００２３】
次いで、薄膜層１２上に、形成するマスクパターンに対応した所定の開口を有するレジストパターン１６を形成した（図１（ｅ））後、薄膜層１２をドライエッチングまたはウエットエッチングして、転写すべきパターン状の貫通孔を有する薄膜層パターン１２ａを形成し（図２（ｆ））、次にレジストパターン１６を剥離する（図２（ｇ））。
薄膜層１２上のレジストパターン１６の形成は、従来のフォトマスクのパターン形成と同様に行うことができる。パターンニング露光は電子線露光装置等を用いて行う。レジストとしては、所望の解像性があれば、特に限定はされない。薄膜層１２のエッチングは、薄膜層１２の材質に適したエッチングガスあるいはエッチング液を用いて行う。例えば、薄膜層１２がクロム系の場合、ドライエッチングするには塩素系のガスを用い、ウエットエッチングするには硝酸第二セリウムアンモニウム水溶液が用いられる。
【００２４】
次いで、必要に応じて、薄膜層パターン１２ａを設けた石英ガラス基板１１を洗浄、検査、修正等を行った後、ザグリ加工されて残っている石英ガラス基板１１の薄肉部１４の上にサンドブラスト耐性のある感光性のレジスト層を設け、形成しようとする梁の形状に対応した所定形状のパターンを有するフォトマスクを用いて平行光で投影露光し、現像して、薄肉部１１に所定形状のレジストパターン１７を形成する（図２（ｈ））。このとき、薄肉部以外のサンドブラスト加工をしない石英ガラス基板１１の裏面もレジストで覆う方が好ましい。レジストとしては感光性ドライフィルムレジストを用いるのが、レジスト層形成が容易で、サンドブラスト耐性が高いので好ましい。
石英ガラス基板と所定形状のパターンを有するフォトマスクとの位置合わせは、例えば、合わせピンを用いることにより合わせることができる。また、あらかじめ薄膜パターンとして両面アライメントマークを形成しておき、それとフォトマスクの両面アライメントマークとを用いて、合わせることができる。
【００２５】
次に、レジストパターン１７をマスクとして、サンドブラスト加工処理を行い、レジストパターン１７から露出している薄肉部１４のみを切削して、薄肉部をさらに薄い薄肉部１４ａとし、続いて薄膜層パターン１２ａ側を耐フッ化水素酸の保護材料１８で覆う（図２（ｉ））。サンドブラスト加工で研削する石英ガラスの厚さは、薄肉部１４の厚さによるが、約０．５ｍｍ程度である。
耐フッ化水素酸の保護材料１８としては、特に限定されないが、感光性樹脂やワックス類を所定の溶剤に溶解して塗布するのが好ましい。ワックス類としては、例えば、鯨ロウ、蜜ロウ、カルナバロウ、木ロウ等の天然ワックス、パラフィンロウ、マイクロクリスタリンワックス、エステルワックス、酸化ワックス、低分子量ポリエチレンワックス、塩化パラフィン等の合成ワックス等が挙げられる。
【００２６】
図３は、図２（ｉ）に示したザグリ加工し、サンドブラスト加工した荷電粒子線用転写マスクを加工側から見た上面模式図である。個々のサブフィールドを形成するメンブレンは未だ石英ガラス基板１１の薄肉部１４ａとして残っているが、石英ガラスの梁１９により支持される構造を示している。
【００２７】
次に、サンドブラスト加工後の残っている石英ガラス基板１１の薄肉部１４ａをフッ化水素酸水溶液でウエットエッチングして除去し、パターンの形成領域の石英ガラスを貫通させる。次に、レジストパターン１７を剥離し、石英ガラスの梁１９を形成するとともに、梁１９に支持され荷電粒子線が通過する窓２０を形成した荷電粒子線用転写マスク２１を得る（図２（ｊ））。
本発明では、サンドブラスト加工した石英ガラス面は梨地状態になり、エッチング液であるフッ化水素酸との接触面積が広がり液の浸透性もよく、エッチング速度を速める効果がある。
【００２８】
本発明では、基板として絶縁性の石英ガラス基板を用いているため、電子線露光時、マスク上に電荷が蓄積されるおそれがあるので、通常、上記の工程の後、薄膜層形成側でない側から石英ガラス基板上に、スパッタリングによりＣｒ、Ｐｔ／Ｐｄ等を１０ｎｍ程度成膜し、導電性層を形成する。
【００２９】
本発明において、薄肉部１４の貫通孔形成加工において、サンドブラスト加工から化学的なエッチング加工に切り替えるのは、薄膜層１２が薄い膜で機械的な衝撃に弱く、破損し易いためである。
このように、石英ガラス基板１１の薄肉部１４ａをウエットエッチングして、薄膜層１２を残す。ウエットエッチングにおける、薄肉部１４ａに対する薄膜層１２のエッチング選択比は数１０以上であることが必要で、好ましくは数百以上である。薄膜層１２として、その石英ガラス基板１１側に、この選択比を大きくするエッチングストッパー層を設けても良い。ウエットエッチングに際しては必要に応じてエッチング液の攪拌を行っても良い。
【００３０】
加工後のパターン形成領域の薄膜層１２は支持体である石英ガラスの梁に支持され、張った状態を保っており、平坦性の面でも、石英基板と同程度のものが得られる。
尚、加工終了後、パターン形成領域の薄膜層１２は梁に支持され、張った状態であるが、その応力の制御は、薄膜作成条件（圧力、温度、流量等）の調整、および膜の主成分と異なる元素（Ｎ、Ｃ、Ｏ、Ｂ、Ｐ等）の添加等により行われる。
本発明の製造方法では、ザグリ加工、サンドブラスト加工以外は、ほとんど、従来のクロム等を遮光膜とする光転写用のフォトマスクの製造設備を利用できるという利点がある。
【００３１】
(第２の実施形態)
図４およびそれに続く図５は、本発明の荷電粒子線用転写マスクの製造方法の第２の実施形態を示す工程断面図である。
第２の実施形態は、第１の実施形態と同様、転写すべきパターン状の貫通孔を有するステンシルマスク構造の荷電粒子線用転写マスクの製造方法であり、パターン形成のための薄膜層を支持する基材として、平坦性の良い従来のフォトマスク用の石英ガラス基板（合成石英ガラス）を用いたものである。薄膜層をつけていない石英ガラス基板４１（図４（ａ））の、パターンの形成領域４３をザグリ加工して薄肉部４４を形成（図４（ｂ））した後、ザグリ加工した周辺部を角度θでテーパー形状に研削除去する（図４（ｃ））。
【００３２】
次に、マスク層となる導電性の薄膜層４２を、ザグリ加工側でない石英ガラス基板４１の一主面上に設けてから（図４（ｄ））、薄膜層４２上にマスクパターンに対応したレジストパターン４６を形成した（図４（ｅ））後、薄膜層をドライエッチングまたはウエットエッチングして、薄膜層に転写すべきパターンを形成する（図４（ｆ））。これ以降は、第１の実施形態と同様にして、石英ガラス基板４１の薄肉部４４の上に感光性のレジスト層を設け、梁のレジストパターン４７を形成し（図４（ｈ））、サンドブラスト加工し、薄肉部をさらに薄い薄肉部４４ａとし、薄膜層パターン４２ａ側を耐フッ化水素酸の保護材料４８で覆う（図４（ｉ））。続いてウエットエッチングして、荷電粒子線用転写マスク５１を製造する。（図４（ｊ））
本実施形態の例でも、導電性がない石英ガラス基板を用いているため、この後、スパッタリング等により薄膜層形成側の面でない面（裏面）側からＣｒ等の導電性層を設ける。
各部の材質や厚さ、各処理方法は、第１の実施形態の場合と同じであり、ここでは説明を省く。
【実施例】
【００３３】
(実施例１)
光学研磨された６インチ角の超高純度合成石英ガラス基板（６．０×６．０×０．２５インチ）上に、８００ｎｍのクロム単層膜をスパッタリング法により成膜し導電性の薄膜層とした。
次いで、上記の石英ガラス基板のクロム薄膜層に対向する側から、ＮＣ制御されたフライス加工機（牧野フライス製作所製、Ｖ２２）によりザグリ加工し、パターン形成をすべき領域として石英ガラス基板の中央部５０×５０ｍｍの石英ガラスを除去し、石英ガラス基板の薄肉部が１ｍｍとなるまで研削した。続いて、ザグリ加工周辺部端面の４面を角度４５°でテーパー状に研削除去した。
次に、上記の石英ガラス基板のクロム薄膜層上に、電子線レジストとして化学増幅レジスト（東京応化工業（株）製ＣＡＰ２０９）をスピンコーティング法により塗布し、１３０℃で２０分間プリベークし、厚さ０．３μｍの均一な膜厚を得た。
次に、上記の基板に常法に従って、電子線露光装置（（株）日立製作所製ＨＬ−８００Ｍ）によりマスクパタ−ン描画を行った。露光時の加速電圧は５０ｋＶで、露光量は１５μＣ／ｃｍ2 で露光した。
【００３４】
続いて、１３０℃にて２０分間の露光後ベ−ク（ＰＥＢ）を行なった後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを主成分とするアルカリ水溶液で現像し、純水にてリンスして、レジストパタ−ンを形成した。
【００３５】
続いて、レジストパタ−ンの開口部より露出したクロム薄膜層を、塩素ガスを主成分とするエッチングガスにてドライエッチング装置（アルバック成膜（株）製ＭＥＰＳ−６０２５）でドライエッチングし、次に、残存するレジストを酸素プラズマにより灰化除去し、ザグリ加工した石英基板上にクロム薄膜層によるマスクパターンを得た。
【００３６】
次に、石英ガラス基板のザグリ加工した側（以下、裏面側という）に感光性ドライフィルムレジスト（東京応化工業（株）製ＢＦ−６０５）を貼り付けた。そして、梁の幅３ｍｍの格子状の梁パターンを有するフォトマスクを用いて、照射量４００ｍＪ／ｃｍ2 で投影露光し、炭酸ナトリウム０．２重量％水溶液により現像して、石英ガラス基板の薄肉部に梁のレジストパターンを形成した。このとき裏面側の薄肉部以外の部分もレジストで覆って加工されないようにした。ただし、裏面側の薄肉部以外の部分を覆うレジストは、必ずしも感光性ドライフィルムレジストに限定されず、感光性のないウェーハ用保護フィルム等でもよい。
次いで、乾燥工程を経てから、石英ガラス基板の薄肉部を研削材としてＷＡ （＃１２００）を用い、ブラストノズル噴射量１５０ｇ／分、圧力０．７ｋｇ重／ｃｍ2 にてサンドブラスト加工し、薄肉部を０．２ｍｍの厚さになるまで研削した。
次に、クロム薄膜層によるマスクパターン面および石英基板側面を、耐フッ化水素酸の保護材料としてカルナバロウワックスを用いて保護した後、フッ化水素酸３０％水溶液に常温で浸漬し、露出している薄肉部をウエットエッチングした。
【００３７】
ウエットエッチングによりパターン形成領域の石英ガラスを貫通させた後、レジストおよび保護膜を剥離し、石英ガラスの梁に支持された、荷電粒子通過孔を有するクロム薄膜層の自己支持状態を得た。次に、薄膜層形成側でない側から石英ガラス基板上に、スパッタリングによりＣｒを下引層として、Ｐｔ／Ｐｄを１０ｎｍ成膜し、導電性層を形成し、荷電粒子線用転写マスクを得た。
本実施例による荷電粒子線用転写マスクは従来のフォトマスク製造装置、技術が適用でき、製造コスト面で有利であり、マスクの薄膜層（メンブレン）は石英ガラスの梁に支持されているので、品質面、強度面で十分な特性を示すことができた。
【００３８】
（実施例２）
実施例１で用いた光学研磨された６インチ角の超高純度合成石英ガラス基板（６．０×６．０×０．２５インチ）を準備し、ＮＣ制御されたフライス加工機（牧野フライス製作所製、Ｖ２２）によりザグリ加工し、パターン形成をすべき領域として石英ガラス基板の中央部５０×５０ｍｍの石英ガラスを除去し、石英ガラス基板の薄肉部が１ｍｍとなるまで研削した。続いて、ザグリ加工周辺部端面の４面を角度４５°でテーパー状に研削除去した。
【００３９】
次に、上記の石英ガラス基板のザグリ加工した反対側に、８００ｎｍのクロム単層膜をスパッタリング法により成膜し導電性の薄膜層とした。
次いで、以後は実施例１と同様にして、薄膜層パターンを形成し、ザグリ加工部を梁状にサンドブラスト加工し、ウエットエッチング加工して、石英ガラスの梁に支持されたクロム薄膜層に荷電粒子通過孔を有する荷電粒子線用転写マスクを得た。
本実施例によるマスクも実施例１と同じ品質面、強度面で十分な特性を示すことができた。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の荷電粒子線用転写マスクの製造方法の第１の実施形態を説明する工程断面図である。
【図２】図１に続く本発明の荷電粒子線用転写マスクの製造方法の第１の実施形態を説明する工程断面図である。
【図３】サンドブラスト加工した荷電粒子線用転写マスクを加工側から見た上面模式図である。
【図４】本発明の荷電粒子線用転写マスクの製造方法の第２の実施形態を説明する工程断面図である。
【図５】図４に続く本発明の荷電粒子線用転写マスクの製造方法の第２の実施形態を説明する工程断面図である。
【図６】従来の電子線用転写マスクの製造方法を説明する工程断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１１、４１  石英ガラス基板
１２、４２  薄膜層
１２ａ、４２ａ  薄膜層パターン
１３、４３  パターン形成領域
１４、４４  薄肉部
１４ａ、４４ａ  さらに薄い薄肉部
１５  ザグリ加工周辺部端面
１６、４６  レジストパターン
１７、４７  レジストパターン
１８、４８  保護膜
１９、４９  梁
２０、５０  窓
２１、５１  荷電粒子線用転写マスク
６０  電子線用転写マスク
６１  ＳＯＩ基板
６２  シリコン薄膜層
６３  シリコン酸化膜
６４  支持体シリコン
６５  ハードマスク層
６６  窓
６７  マスクブランクス
６８  電子線通過孔
【図１】
2005286276.tif 000003
【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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