(57)【要約】【課題】  電子線露光用マスク等の荷電粒子線露光用マスクの製造方法において、マスク基板の表面側のマスクパターンと裏面側のストラットパターンを精度よく位置合わせし、裏面側にアライメントマークを形成することなく、したがって酸化シリコン層が破壊されたり、マスクが汚染、破損されることのない荷電粒子線露光用マスクの製造方法およびそれに用いるフォトマスクを提供する。【解決手段】  透明基板および遮光膜からなるフォトマスクにおいて、少なくともアラメントマーク部が２層以上の異なる遮光膜から構成され、前記アライメントマーク部の２層以上の遮光膜の１層にアライメントパターンが形成されており、前記アライメントマーク部は露光光を遮光す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】
透明基板および遮光膜からなるフォトマスクにおいて、少なくともアラメントマーク部が２層以上の異なる遮光膜から構成され、前記アライメントマーク部の２層以上の遮光膜の１層にアライメントパターンが形成されており、前記アライメントマーク部は露光光を遮光することを特徴とするフォトマスク。
【請求項２】
前記アラメントマーク部の遮光膜のうち1層がクロムを主成分とする膜で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフォトマスク。        
【請求項３】
前記アラメントマーク部の遮光膜の１層が、アライメント光を透過し、かつ露光光を遮光するシースルー膜であることを特徴とする請求項１または２に記載のフォトマスク。
【請求項４】
荷電粒子線露光用マスクの製造方法において、荷電粒子線露光用マスクの表面側のパターンと裏面側のパターンの位置合わせを行うに際し、裏面側に請求項１ないし３のいずれかに記載のフォトマスクを用いて位置合わせし、露光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。
【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用いられる、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露光用マスクの製造方法において、マスクの表面と裏面のアライメントパターンの位置合わせに用いるフォトマスクおよびそのフォトマスクを用いた荷電粒子線露光用マスクの製造方法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開発され、最近では、高スループット化が可能なＥＰＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｂｅａｍ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）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技術に使われるマスクの一例を図１０に示す。図１０は８インチウェハ基板を用いた電子線露光用マスク１００の例であり、図１０（ａ）がマスクの全体図であり、二つのパターン領域（１３２．５７ｍｍ×５４．４３ｍｍ）１０１は、メンブレンマスクパターン１０２と呼ばれるシリコンの薄膜層に電子線を透過する貫通孔を設けてパターンを形成し、メンブレンマスクパターン１０２が非常に薄いので、パターン領域を裏側からストラット（ｓｔｒｕｔ）１０３（０．１７ｍｍ幅）と称するシリコンの支柱で分割してメンブレンマスクパターン１０２を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。図１０（ｂ）は図１０（ａ）の一部拡大模式図であり、ウェハ上に転写されるメンブレンマスクパターン１０２はストラット１０３間に形成される。
【０００４】
上記の電子線露光用マスクの代表的な従来の製造方法の断面模式図を図８およびそれに続く図９に示して説明する。電子線露光用マスクの製造方法には、マスク裏面のストラットを形成してから表面のマスクパターンを形成する方法と、表面のマスクパターンを形成してから裏面のストラットを形成する方法がある。図８および図９は、表面のマスクパターン形成を先行させる方法である。
【０００５】
マスク作製工程において、メンブレン側シリコンとストラット側シリコンとは、それぞれ異なる工程でエッチング加工されるので、マスク基板としては、両者のシリコンの中間に所定の厚さを有するエッチング停止層が必要となり、一般にはシリコン酸化膜が用いられている。それゆえ、図８（ａ）に示すように、電子線露光用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８０が主に用いられている。ＳＯＩ基板８０は、シリコン酸化膜８３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８１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（シリコン・メンブレンと呼ばれる）８２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８３は約１μｍ程度の厚さで設けられている。
【０００６】
上記のＳＯＩ基板８０のマスクパターンを形成するシリコン薄膜層８２上に、シリコン薄膜層８２の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８４を形成する（図８（ｂ））。
【０００７】
続いて、表面のハードマスク層８４上にレジスト層を形成し製版した後、ハードマスク層８４をエッチングし、ハードマスク層によるアライメントパターン８４ａとマスクパターン８４ｂとを形成する（図８（ｃ））。
【０００８】
続いて、ＳＯＩ基板８０の裏面側にフォトレジスト層８５を形成し、表面側のアライメントマーク８４ａを検出して裏面用フォトマスク７１のアライメントパターン７６と位置合わせを行ない、紫外線露光７７する（図８（ｄ））。次いで、現像し、ストラット用の開口部を形成するためのレジストパターン８５ａ、８５ｂを設ける（図９（ｅ））。裏面用フォトマスク７１としては、従来のクロムマスクやシースルーマスクが用いられる（例えば、特許文献２参照。）。図７は、このときに用いる従来の裏面用フォトマスク７１の断面模式図であり、透明基板７２上に遮光膜７３により、ストラットパターン７５、アライメントパターン７６が形成されている。
上記の露光・現像のとき、ストラット用レジストパターン８５ｂと共に、アライメント用レジストパターン８５ａも形成される。アライメントマークの位置合わせは、両面アライナーを用いて顕微鏡等で可視領域にて目視もしくは自動で行うが、パターン位置を見つけやすくするために、アライメントマーク全体の大きさは数ｍｍ角程度である。またアライメントマークを形成するパターン線幅は数１０μｍ程度である。
【０００９】
次に、基板の裏面側から、シリコン酸化膜８３をエッチング停止層として、シリコンをＳＦ6 等のエッチングガスを用いてドライエッチングするか、あるいはＮａＯＨ液やＫＯＨ液などのアルカリ液を加熱してウエットエッチングすることにより、ストラット８７を形成する。上記の裏面側シリコンエッチングにおいては、ドライエッチングの場合でも、ウエットエッチングの場合でも、ストラットパターン部分と同時に裏面アライメントマーク部分８６もエッチングされる。次いで、レジストパターン８５ａ、８５ｂを剥離する（図９（ｆ））。
【００１０】
次に、露出したシリコン酸化膜８３をエッチングする（図９（ｇ））。次いで、表面側より、パターン化したハードマスク層８４ａ、８４ｂをマスクにして、露出したシリコン薄膜層８２をドライエッチングして電子線透過孔８８を設けてマスクパターン８９を形成し、電子線露光用マスク９０を得る（図９（ｈ））。
【００１１】
上記に説明したように、従来の電子線露光用マスクの製造方法においては、裏面シリコンをエッチングする場合、ドライエッチングの場合には、面方位の影響は小さく、垂直方向にエッチングが進行するため、アライメントマーク部もストラット部同様エッチング停止層である酸化シリコン層までエッチングが進行してしまうという問題があった。一方、アルカリ水溶液によるウエットエッチングの場合には、面方位におけるエッチング速度の違いからエッチングの異方性が生じ、開口部が大きくなり、サイドエッチングが進んでやがて貫通してしまうという問題があった。
【００１２】
そしてアライメントマーク部分は面積的に大きいために、アライメントマーク部の酸化シリコン層が破壊されてしまい、表側パターン面にエッチングガスやエッチング液が廻り込み、マスクを損傷したり、メンブレン破壊による異物の発生、付着によりマスクが汚染してしまうという問題があった。
さらに、電子線露光用マスクでは、露光時のマスク保持は静電チャック吸着による方式が多く、吸着領域にアライメントマーク部等が薄膜として存在すると、吸着によりその薄膜の汚染や破壊が容易に生じるという問題もあった。
【００１３】
上記の問題を解決するために、アライメントマークを矩形パターンの組み合わせで構成し、シリコンの面方位を利用して、アライメントマーク部のウエットエッチングがシリコン基板の途中で止まるようなアライメントマークが提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
また、裏面のレジストパターン形成後に、アライメントマーク部のみをレジスト等の保護膜で部分的に被覆してエッチングが入らないようにする方法が行われていた。
【特許文献１】特許第２８２９９４２号公報
【特許文献２】特開昭５２−６９２６９号公報
【特許文献３】特開平１０−２８４３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献３に記載された方法は、支持体シリコンにエッチングが途中まで入るので、マスク強度を低下させてしまうという問題があり、またドライエッチングを行う場合には面方位によるエッチング速度の違いが出ないため適用できないという問題があった。
また、裏面のレジストパターン形成後に、アライメントマーク部のみにレジスト等の保護膜で部分的に被覆する方法は、高密度パターンがアライメントマークの近くにあるときは適用しにくいという問題があり、また生産性に劣るという問題があった。
【００１５】
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、電子線露光用マスク等の荷電粒子線露光用マスクの製造方法において、マスク基板の表面側のマスクパターンと裏面側のストラットパターンを精度よく位置合わせし、裏面側にアライメントマークを形成することなく、したがって薄膜シリコン層や酸化シリコン層が破壊されたり、マスクが汚染、破損されることのない荷電粒子線露光用マスクの製造方法およびそれに用いるフォトマスクを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するために、透明基板および遮光膜からなるフォトマスクにおいて、少なくともアラメントマーク部が２層以上の異なる遮光膜から構成され、前記アライメントマーク部の２層以上の遮光膜の１層にアライメントパターンが形成されており、前記アライメントマーク部は露光光を遮光するようにしたものである。上記の構成とすることにより、フォトマスクのアライメントマーク部を含む全面露光を行っても、マーク部は転写されない。
【００１７】
請求項２の発明に係わるフォトマスクは、前記アラメントマーク部の遮光膜のうち1層がクロムを主成分とする膜で形成されているようにしたものである。
【００１８】
請求項３の発明に係わるフォトマスクは、前記アラメントマーク部の遮光膜の１層が、アライメント光を透過し、かつ露光光を遮光するシースルー膜であるようにしたものである。
【００１９】
請求項４の発明に係わる荷電粒子線露光用マスクの製造方法は、荷電粒子線露光用マスクの製造方法において、荷電粒子線露光用マスクの表面側のパターンと裏面側のパターンの位置合わせを行うに際し、裏面側に請求項１ないし３のいずれかに記載のフォトマスクを用いて位置合わせし、露光するようにしたものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のフォトマスクを用いて電子線露光用マスク等の荷電粒子線露光用マスクを作製することにより、基板の表裏のパターンの位置合わせは高精度にでき、しかもフォトマスク上の裏面側アライメントマークは基板に転写されないので、ストラット以外の支持枠部となる裏面側シリコンはエッチングされることがなく、マスクパターンの損傷や汚染を防止でき、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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の製造方法に用いるフォトマスク、およびそのフォトマスクを用いた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。
【００２２】
（フォトマスク）
図１および図２は、本発明の電子線露光用マスクの裏面側のパターン形成に用いるフォトマスクの実施形態の例を模式的に示す部分縦断面図である。図１および図２は、アライメントマーク部の2層以上の異なる遮光膜の１層がアライメント光を透過し、かつ露光光を遮光するシースルー膜である場合の実施形態の例を示す。
【００２３】
図１に示すように、本発明において、フォトマスク１１は低膨張ガラス基板や石英基板等の透明基板１２と露光光を遮光する第１の遮光膜１３、第２の遮光膜１４からなり、ストラットパターン１５とアライメントマーク部１６が設けられ、少なくともアライメントマーク部１６が２層の遮光膜から構成され、その２層の遮光膜の１層にアライメントパターンが形成されているものである。遮光膜は２層以上であればさらに多層でもよいが、マスク製造コスト、エッチングの容易性の点からは２層が好ましい。また、本発明において、図２に示すように、ストラットパターン２５も２層以上の多層の遮光膜で構成されていてもよいが、パターンの解像力、パターンエッジ精度等の点から、ストラットパターンは１層の遮光膜で形成するのがより好ましい。さらに、図１に示す形態は、第２の遮光層１４をシースルー膜とすることにより、第１の遮光層１３との重ね合わせ精度は低くても良いという利点があり、製造が容易である。
【００２４】
本発明において、遮光膜は１層単独で露光光を遮光する特性が必要である。アライメントマーク部に用いる２層以上の遮光膜のうちの１層は、クロム膜、酸化クロム膜等の通常用いられるフォトマスク材料が適用できる。アライメントマークの位置合わせは、両面アライナーを用いて可視領域にて目視もしくは自動で行なわれる。
【００２５】
本発明のフォトマスクは、２層以上の遮光膜の１層にアライメントパターンが形成されており、ＳＯＩ基板等の表裏のパターンの位置合わせにおいて、フォトマスク上のアライメントパターンをコントラスト良く検出することができ、かつアライメントパターンを含むアライメントマーク部は露光光を遮光する特性を有するものである。上記のフォトマスクについて図面により説明する。
【００２６】
図１は、2層以上の遮光膜からなるアラメントマーク部１６の１層として示した第２の遮光膜１４が、可視光およびアライメント光を透過し、かつ露光光を遮光するシースルー膜とした形態であり、アライメントパターンはクロム膜等の第１の遮光膜１３に形成され、アライメントパターンを覆ってシースルー膜とした第２の遮光膜１４が形成されている。  図２は、アラメントマーク部２６のみならずストラットパターン２５を形成する第１の遮光膜２３上にも、第２の遮光膜２４が形成されている形態であり、シースルー膜とした第１の遮光膜２３でストラットパターン２５を形成し、アライメントパターンを第２の遮光膜２４で形成し、アラメントマーク部２６のみならずストラットパターン２５の遮光膜２３上にも、第２の遮光膜２４が形成されている形態である。
【００２７】
図１の第１の遮光膜１３もしくは図２の第２の遮光膜２４としては、クロムを主成分とする膜が好ましく、クロム、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム、炭化クロム、酸化窒化炭化クロムの薄膜を単層もしくは多層にし、遮光膜の厚さが数１０ｎｍ〜数１００ｎｍで用いられる。
【００２８】
上記のシースルー膜としては、シリコン膜、シリコンとゲルマニウムの混合膜（例えば、重量比Ｓｉ：Ｇｅ＝９９：１）等をスパッタリング、真空蒸着した薄膜が用いられる。シースルー膜と異なる遮光膜は露光光のみならず可視光をも遮光するので、上記のシースルー膜の可視光の透過率は、アライメントパターンが識別し得るシースルー性があればよい。上記のシースルー膜は、例えば特許文献２に記載されるように、すでにフォトマスク用遮光膜として知られているものであり、エッチングは、例えば、フッ化アンモニウムと硝酸銀と過酸化水素とを含む水溶液が用いられる。
【００２９】
（フォトマスクの製造方法）
図３およびそれに続く図４は、本発明の図１に示すフォトマスク１１の製造工程を示す断面模式図である。図３（ａ）に示すように、透明基板１２上に露光光を遮光する第１の遮光膜１３をスパッタリング等で成膜したフォトマスクブランクスを準備する。次に、前記のブランクス上にフォトレジスト層３４を形成し（図３（ｂ））、露光、現像して、ストラット・レジストパターン１５ａおよびアライメント・レジストパターン１６ａを形成する（図３（ｃ））。続いて、第１の遮光膜１３をエッチングし（図３（ｄ））、レジストパターンを剥離し、第１の遮光膜１３によるストラットパターン１５ｂ、および第１の遮光膜１３によるアライメントパターン１６ｂを有するフォトマスク３１を形成する（図３（ｅ））。
【００３０】
第１の遮光膜１３のエッチングは、ウェットエッチングでもドライエッチングでもよく、例えば、第１の遮光膜１３がクロムを主成分とする膜の場合には、硝酸第二セリウムアンモニウム系のエッチング液でウェットエッチングできるし、塩素を含むガスによりドライエッチングすることもできる。
【００３１】
次に、フォトマスク３１上にアライメント光を透過し、露光光を遮光するシースルー膜をスパッタリングや真空蒸着により第２の遮光膜１４として成膜する（図４（ｆ））。次に、第２の遮光膜１４上にフォトレジストを塗布し、アライメントパターン１６ｂを覆ってレジストパターン４４が形成されるように製版する（図４（ｇ））。このとき、レジストパターン４４はアライメントパターン１６ｂの端と正確に位置合わせされている必要はなく、アライメントパターン１６ｂの開口部分が覆われているように形成すれば十分であり、この位置合わせはきわめて容易である。
【００３２】
次に、第２の遮光膜１４をエッチングした後、レジストパターン４４を剥離し、本発明のフォトマスク１１を形成する（図４（ｈ））。第２の遮光膜１４のエッチングは、例えば、第２の遮光膜１４がシリコン膜あるいはシリコンとゲルマニウムの混合膜の場合には、フッ化アンモニウムと硝酸銀と過酸化水素とを含む水溶液でエツチングすることができ、このときクロムを主成分とする第１の遮光膜１３には影響を及ぼさない。
【００３３】
（電子線露光用マスクの製造方法）
上記の本発明のフォトマスクを用いた、本発明の電子線露光用マスクの製造方法を図５およびそれに続く図６に示して説明する。図５は、表面側のマスクパターン形成を先行させる方法であり、図５（ａ）に示すように、電子線露光用マスク用基板として、ＳＯＩ基板５０を用いる。ＳＯＩ基板としては市販の基板が適用でき、裏面側の支持体シリコン５１の厚さは５００〜７２５μｍ、表面のシリコン薄膜層５２の厚さは０．５μｍ〜数μｍ、シリコン酸化膜５３の厚さは０．２〜１μｍ程度である。
【００３４】
上記のＳＯＩ基板５０のマスクパターンを形成するシリコン薄膜層５２上に、シリコン薄膜層５２の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５４を形成する（図５（ｂ））。
【００３５】
続いて、表面のハードマスク層５４上にレジスト層を形成し製版した後、ハードマスク層５４をエッチングし、ハードマスク層による表面側のアライメントパターン５４ａとマスクパターン５４ｂとを形成する（図５（ｃ））。
【００３６】
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５４は必ずしも必要ではなく、直接にシリコン薄膜層５２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５２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５４を設けるのが好ましい。
【００３７】
ハードマスク層のアライメントパターン５４ａとマスクパターン５４ｂの形成は、電子線レジストを塗布して電子線露光により同時に行なうか、あるいはアライメントパターン５４ａをフォトレジストを用いて製版し、先ずハードマスク層のエッチングによるアライメントパターン５４ａを形成し、次に電子線レジスト塗布による電子線露光のパターニングによりマスクパターン５４ｂを形成することも可能である（図示せず）。
【００３８】
続いて、ＳＯＩ基板５０の裏面側にフォトレジスト層５５を形成し、表面側のアライメントパターン５４ａに対応した位置にフォトマスク１１のアライメントパターン１３を可視光で位置合わせし、紫外線（波長４３６ｎｍ）露光５６する（図５（ｄ））。このとき、フォトマスク１１のアライメントマーク部１６はシースルー膜１４よりなる第２の遮光膜で覆われており、アライメントマーク部１６の露光光は遮光される。続いて、現像することにより、ＳＯＩ基板の裏面にはストラット用レジストパターン５５ｂのみが転写され、アライメントパターンは形成されない（図６（ｅ））。
【００３９】
次に、シリコン酸化膜５３をエッチング停止層として、基板の裏面側から、シリコンをＳＦ6 等のエッチングガスを用いてドライエッチングすることにより、ストラット５７を形成した後、フォトレジスト層５５を剥離する（図６（ｆ））。
ドライエッチング時のエッチングマスク材料としては、上記のように、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（１５μｍ）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、あるいは、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、Ｃｒ、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）。
シリコンの深掘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。
【００４０】
次に、露出したシリコン酸化膜５３を緩衝フッ酸等を用いてエッチングする（図６（ｇ））。次いで、表面側のパターン化したハードマスク層５４ａ、５４ｂをマスクにして、露出したシリコン薄膜層５２をドライエッチングして電子線透過孔５８を設け、マスクパターン５９を形成する。マスクパターン５９を形成するシリコン薄膜層５２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。次に、ハードマスク層５４ａ、５４ｂをエッチング除去し、電子線露光用マスク６０を形成する（図６（ｈ））。
本発明の電子線露光用マスクの製造方法では、マスク６０の周辺部の支持体シリコン５１はエッチングされないので、マスクとして十分な強度を有することができる。
【実施例１】
【００４１】
８インチ×８インチの合成石英基板上に、スパッタリングにより１層目の遮光膜としてクロム膜を厚さ７０ｎｍで形成した。次に、このクロムブランクスをフォトレジストを用いた通常のフォトマスク製造方法によりパターン化し、ＳＯＩ基板の裏面加工用のストラットパターンとアライメントパターンを有するクロム・フォトマスクを作製した。
【００４２】
次に、上記のクロム・フォトマスク上の全面に、シースルー膜としてシリコンとゲルマニウム（重量比Ｓｉ：Ｇｅ＝９９：１）よりなる２層目の遮光膜をスパッタリングにより厚さ２００ｎｍに形成した。次いで、２層目の遮光膜上にフォトレジストを塗布し、アライメントマーク部の２層目遮光膜のみを残すように製版し、フッ化アンモニウム１ｇ／水１００ｍｌに３０％過酸化水素水５ｍｌを加えたエッチング液でエッチングして、不要なシリコンとゲルマニウム層を除去し、続いてフォトレジストを剥離し、ストラットパターン部がクロム膜、アラメントマーク部がクロム膜とシースルー膜よりなる２層の遮光膜から構成されたＳＯＩ基板の裏面加工用フォトマスクを作製した。
【００４３】
次に、電子線露光用マスク用基板として８インチのＳＯＩ基板を用意した。ＳＯＩ基板は、厚さ１μｍのシリコン酸化膜を介してマスクの支持体部分となる裏面側シリコンの厚さは７２５μｍ、マスクパターンを作製するシリコン薄膜層は２μｍの厚さとした。このシリコン薄膜層上に、シリコン薄膜層のエッチング時のマスキング材としてＣｒを２００ｎｍの厚さにスパッタリングし、ハードマスク層を形成した。
【００４４】
続いて、表面のＣｒハードマスク層上にフォトレジスト層を形成し、製版して、アライメント用レジストパターンを形成し、次に、上記のレジストパターンを基にＣｒを硝酸第２セリウムアンモニウム系エッチング液でエッチングし、次いで、レジストを除去して、Ｃｒによる表面側のアライメントパターンを形成した。
【００４５】
次に、表面側のアライメントパターンを覆ってハードマスク層上に電子線レジストを塗布し、電子線露光装置で所定のマスクパターン描画を行ない、現像し、電子線レジストパターンを形成した。
【００４６】
次に、電子線レジストパターンを基に露出したＣｒハードマスク層をエッチングし、電子線レジストパターンを除去し、先に形成したアライメントパターンとともにハードマスク層によるマスクパターンを形成した。
【００４７】
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、表面側のアライメントパターンに対応した位置にフォトマスクのアライメントマークを位置合わせし、紫外線露光した。このとき、フォトマスクのアライメントマーク部はシースルー膜よりなる第２の遮光膜で覆われており、可視光は本シースルー膜を透過し、下地のＣｒハードマスクでは反射する為、可視光でアライメントが可能であり、露光光は遮光される。続いて、現像することにより、裏面にストラット用レジストパターンのみが転写された。ストラットパターンは、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。
【００４８】
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、ストラットを形成した後、レジストパターンを専用の剥離液で除去した。
【００４９】
次に、ストラットの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。
【００５０】
次いで、表面側の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。次に、ハードマスク層のＣｒを硝酸第２セリウムアンモニウム系エッチング液でエッチング除去し、電子線露光用マスクを形成した。
本実施例の電子線露光用マスクは、マスク裏面の開口部が１．１３×１．１３ｍｍ、ストラットは１７０μｍ幅で高さ７２５μｍであり、マスク周辺部は支持体シリコンがマスク強度を維持するのに十分な幅で確保されており、シリコン薄膜層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。マスクパターンとストラットの位置ずれがなく、マスクの破損や汚れのない、高精度で強度的に優れた電子線露光用マスクが得られた。
【実施例２】
【００５１】
８インチ×８インチの合成石英基板上に、スパッタリングにより１層目の遮光膜としてシリコンとゲルマニウム（重量比Ｓｉ：Ｇｅ＝９９：１）よりなるシースルー膜をスパッタリングにより厚さ２００ｎｍに形成した。次にスパッタリングにより２層目の遮光膜としてクロム膜を厚さ７０ｎｍで形成した。次に、このクロム膜をフォトレジストを用いた通常のフォトマスク製造方法によりパターン化し、ストラットパターンとアライメントパターンを有するクロムマスクを作製した。
【００５２】
次いで、２層目の遮光膜（クロム膜）上にフォトレジストを塗布し、アライメントマーク部の２層目遮光膜のみを残すように製版し、クロム膜をハードマスクとしてシースルー膜をエッチングして、フォトレジストを剥離し、ストラットパターン部及びアラメントマーク部がクロム膜とシースルー膜よりなる２層の遮光膜から構成されたフォトマスクを作製した。このフォトマスクの断面模式図は図２に示すものである。
【００５３】
次に、電子線露光用マスク用基板として実施例１と同様の８インチのＳＯＩ基板を用意し、シリコン薄膜層上に、シリコン薄膜層のエッチング時のマスキング材としてＣｒをスパッタリングし、ハードマスク層を形成した。
【００５４】
続いて、表面のＣｒハードマスク層上に実施例１と同じくレジスト層を形成し、製版して、レジストパターンをもとにＣｒをエッチングし、レジストを除去して、Ｃｒによる表面側のアライメントパターンとマスクパターンを形成した。
【００５５】
続いて、ＳＯＩ基板の裏面側にフォトレジストを塗布し、表面側のアライメントパターンに対応した位置にフォトマスクのアライメントマークを可視光により位置合わせし、続いて紫外線露光した。フォトマスクのアライメントマーク部はシースルー膜で覆われており露光光は遮光される。続いて、現像することにより、裏面にストラット用レジストパターンのみが転写された。
【００５６】
次に、シリコン酸化膜をエッチング停止層として、基板の裏面側から、シリコンをエッチングガスＳＦ6 を用いてドライエッチングし、ストラットを形成した後、フォトレジストを剥離した。
【００５７】
次に、ストラットの開口部に露出したシリコン酸化膜を緩衝フッ酸を用いてエッチング除去した。
次に、表面側のパターン化したハードマスク層をマスクにして、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を設け、マスクパターンを形成し、電子線露光用マスクを得た。
本実施例では、マスクパターンとストラットの位置ずれがなく、マスクの破損や汚れのない、高精度で強度的に優れた電子線露光用マスクが得られた。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】電子線露光用マスクの製造に用いる本発明のフォトマスクの実施形態例を示す断面模式図
【図２】電子線露光用マスクの製造に用いる本発明のフォトマスクの他の実施形態例を示す断面模式図
【図３】図１に示す本発明のフォトマスクの製造工程を示す断面模式図
【図４】図３に続く本発明のフォトマスクの製造工程を示す断面模式図
【図５】本発明の実施形態の一例に関わる電子線露光用マスクの製造方法を示す工程断面図
【図６】図５に続く本発明の実施形態の一例に関わる電子線露光用マスクの製造方法を示す工程断面図
【図７】電子線露光用マスクの製造に用いる従来のフォトマスクの形態を示す断面模式図
【図８】従来の電子線露光用マスクの製造方法を示す工程断面図
【図９】図８に続く従来の電子線露光用マスクの製造方法を示す工程断面図
【図１０】従来の電子線露光用マスクの一例
【符号の説明】
【００５９】
１１、２１  本発明のフォトマスク
３１、７１  フォトマスク
１２、２２、７２  透明基板
１３、２３  第１の遮光膜
１４、２４  第２の遮光膜
７３  遮光膜
１５、２５、７５  ストラットパターン
１５ａ  ストラット・レジストパターン
１５ｂ  第１の遮光膜によるストラットパターン
１６、２６、７６  アライメントマーク部
１６ａ  アライメント・レジストパターン
１６ｂ  第１の遮光膜によるアライメントパターン
３４、５５、８５  フォトレジスト層
４４  レジストパターン
５０、８０  ＳＯＩ基板
５１、８１  支持体シリコン
５２、８２  シリコン薄膜層
５３、８３  シリコン酸化膜
５４、８４  ハードマスク層
５４ａ、８４ａ  アライメントパターン
５４ｂ、８４ｂ  マスクパターン
５５ｂ、８５ｂ  ストラット用レジストパターン
５６、７７  紫外線露光
５７、８７  ストラット
５８、８８  電子線透過孔
５９、８９  マスクパターン
６０、９０、１００  電子線露光用マスク
８５ａ  アライメント用レジストパターン
８６  アライメントマーク部分
１０１  パターン領域
１０２  メンブレンマスクパターン
１０３  ストラット
【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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【図１０】
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