(57)【要約】【課題】  応力の経時変化が小さい、薄い膜厚のパターン支持層を得る。【解決手段】  電子線を透過するパターン支持層（６）と、前記パターン支持層上に形成された電子線散乱層（５）と、前記パターン支持層と前記電子線散乱層とを支持する支持体（３）とを有する電子線露光用マスクおよびマスクブランクにおいて、前記パターン支持層が、炭素と珪素の結合から主として構成される非晶質構造の材料からなり、表面粗さが０．２（ｎｍ、Ｒｍｓ）以下となるように成膜された引張り応力膜である。【選択図】      図１０Ａ
2005340835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線を透過するパターン支持層と、前記パターン支持層上に形成された電子線散乱層と、前記パターン支持層と前記電子線散乱層とを支持する支持体とを有する電子線露光用マスクブランクにおいて、
前記パターン支持層が、炭素と珪素の結合から主として構成される非晶質構造の材料からなり、表面粗さが０．２（ｎｍ、Ｒｍｓ）以下となるように成膜された引張り応力膜であることを特徴とする電子線露光用マスクブランク。
【請求項２】
前記炭素と珪素の結合から主として構成される非晶質構造の材料において、珪素の添加割合が４０＜（珪素の含有量atm％）／（珪素の含有量atm％＋炭素の含有量atm％）＜６０であることを特徴とする請求項１に記載の電子線露光用マスクブランク。
【請求項３】
前記パターン支持層の膜厚が、５〜５５ｎｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子線露光用マスクブランク。
【請求項４】
前記電子線散乱層が、前記パターン支持層の膜厚より２倍以上厚いことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子線露光用マスクブランク。
【請求項５】
前記電子線散乱層が炭素と珪素の混合材料からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子線露光用マスクブランク。
【請求項６】
前記炭素と珪素を主成分とした電子線散乱層の材料において、４０＜（珪素の含有量atm％）／（珪素の含有量atm％＋炭素の含有量atm％）＜６０であることを特徴とする請求項５に記載の電子線露光用マスクブランク。
【請求項７】
前記電子線散乱層の膜厚が、０.１〜１．５μmの範囲であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の電子線露光用マスクブランク。
【請求項８】
前記パターン支持層と前記電子線散乱層の間、および前記パターン支持層と前記支持体の間にエッチングストッパー層を有することを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の電子線露光用マスクブランク。
【請求項９】
請求項１〜８の何れかに記載の電子線露光用マスクブランクにおける前記電子線散乱層にリソグラフィー法によりパターンを形成してなることを特徴とする電子線露光用マスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマスクブランク及びマスクに関し、特に、電子線露光用マスクブランク及びマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
配線パターン等を形成するためのリソグラフィー技術において、形成パターンが非常に微細化するに伴い、従来からの汎用技術である光リソグラフィー技術ではパターン形成が困難になり、更なる微細化に向け電子線、イオンビームなどの荷電粒子線やＸ線源等の短波長ビームを用いた露光技術が積極的に検討されている。中でも電子線描画技術は初期の点ビーム描画から、矩形ビームのサイズや形状を変化させて描画を行う可変成形描画法、続いて、パターン精度の向上や描画時間の短縮などの観点から、マスクを介してパターンの一部を部分的に一括して描画しこれを繰り返す部分一括描画法が提案され、発展が図られてきた。そして、部分一括描画法に引き続き、Ｓ．Ｄ．ＢｅｒｇｅｒおよびＪ．Ｍ．Ｇｉｂｓｏｎ著、ＡＰＰＬ．ＰＨＹＳ．ＬＥＴＴＥＲＳ５７（２）（１９９０）１５３（非特許文献１）によって新しい電子投射システム（ＳＣＡＬＰＥＬシステム）が提案された。その後、同様の描画システム（ＰＲＥＶＡＩＬシステム）やこれらの描画システムに適用するための転写マスク（レチクル）構造およびその作製方法に関する提案が種々なされてきた。
【０００３】
例えば、特開平７−２０１７２６号（特許文献１）は、Ｈ．Ｃ．Ｐｆｅｉｆｆｅｒらによって発明されたＰＲＥＶＡＩＬシステムに関するものであり、概略的には各小領域に所定のサイズ、配置にて形成された貫通孔（アパーチャ）パターンを形成したステンシルマスクを用意し、前記小領域に荷電粒子線を照射し、貫通孔パターンによって成形されたビームを光学系にて感光材を形成した被露光基板上に貫通孔パターンを縮小転写するものであり、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繋ぎ合わせながらデバイスパターンを形成するものである。このシステムのために提案されている転写マスクは、パターン部が全く遮蔽されない貫通孔からなるステンシルタイプのマスクを主構造としている（特開平１０−２６１５８４（特許文献２）、特開平１０−２６０５２３（特許文献３）等）。ステンシルタイプのマスクでは、パターン領域を裏面側からストラット（桟）構造で分割、補強することによりパターン領域の撓みの低減が図られ、これによってパターン位置精度の向上等が図られている。
【０００４】
またＳＣＡＬＰＥＬシステムのためのマスク構造は主としてステンシルマスクよりも散乱マスク（レチクル）が提案されている。これらについては、例えば上記非特許文献１や、上記特許文献２、特開平１０−３２１４９５号（特許文献４）公報等に具体的に記載されている。これら記載によれば、マスク構造はＳｉＮ等のメンブレン（自立した薄膜）上に重金属層を形成し、この重金属層に所望のパターン形成を施したものであり、電子線（電子ビーム）は双方の層に照射されるが、電子線散乱体の有無により電子散乱度が異なり、この散乱度の違いを利用してウエハ上でのビームコントラストを得て、パターンの縮小転写を行う方法である。
【０００５】
これらの露光システムは荷電粒子線の特徴である高解像性を満足し、０．１μｍより微細なパターン形成を可能としており、部分一括法と比較した場合、ショットサイズの大幅な拡大（例えば、被露光基板上の最大ショットサイズが５μｍから２５０μｍへ拡大）、システムの高速化等によりデバイスの製造におけるスループット向上が図られ（例えば、最小線幅０．０８μｍ、８インチ基板で、公称３０枚／時以上の露光スループット）、汎用デバイス生産対応も可能な装置能力を有しており、実用性の高いシステムである。
【０００６】
上記のように新たな露光システムの提案、そのシステムに適用するための転写マスク（レチクル）構造に関する提案やマスクの作製方法に関する提案が種々公表されているが、提案されている各種マスク構造では実用性の観点から諸問題を抱えている状況である。以下それらの諸問題について概説する。
【０００７】
これまで提案されているマスク構造は大別して２種類であり、パターンが、メンブレンに貫通孔を形成した構造であるステンシルマスクと、１００〜２００ｎｍ厚の薄膜透過層の上に重金属からなる電子線散乱体を形成した散乱マスクである。これらの代表的な構造図を図１５、図１６に示す。
【０００８】
図１５に示すように、ステンシルマスクの転写パターン部分はメンブレン２に貫通孔１を形成した構造であるため描画電子のエネルギー損失がほとんど無い反面、高アスペクト比のパターンであるためパターン寸法精度の問題や、パターン領域（薄膜部）が薄く(例えば２μｍ)、貫通孔構造であるためマスク強度に関する問題がある。この対策として、マスク裏面よりパターン領域（パターンフィールド）を支持するためのストラット（桟）（イラスト図を準備した）を形成することにより加工精度の向上とマスク構造の強化を図る技術が知られている。しかしながら、貫通孔構造の場合、リング型（ドーナッツ型）パターン等は完全に独立した形では形成することができない。この場合の対処法として、Ｈ．ＢｏｈｌｅｎらがＳｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｅｐｔ（１９８４）２１０頁（非特許文献２）で記述しているように所望の構成素子パターンを組み立てるための相補形マスクを作製し、相補形パターンの重ね合わせによりパターンを形成する方法が提案されている。しかし、この方法では最低２倍のマスクを必要とする上、露光ショット数が多くなり露光時間の大幅な増加を招いてしまい、露光スループットを低減させてしまう。また、デバイスパターン毎の適切にパターン分割したマスクデータが必要となるデメリットもある。
【０００９】
また、加工精度（パターン寸法精度）向上のためにパターン領域（薄膜部）の薄膜化を行うと新たな課題が生じる。ステンシルマスクの転写パターン部分は貫通孔である。このときに形成するパターンがコンタクトホールや短寸法ラインパターンのみであれば特別な問題は生じないが、素子パターンデザインの都合上、パターン支え部が片持ち形状のパターン（以下、リーフパターンと称す）である場合が少なからず生じる。このような場合、リーフパターンでは諸条件により縦方向（マスク面に垂直な方向）に撓み変位を生じてしまう。また、パターン密度の高いラインパターン（例えばＬ＆Ｓ比が１：１）であって微細なパターンでは横方向（マスク面に水平な方向）への機械的強度も低下してしまう。この場合、マスク体材料のヤング率が非常に大きければ、撓み変位の低減も可能となるが、現在知られている最も弾性係数の大きな多結晶ダイヤモンド膜を仮にアパーチャ体に適応しても、パターン支持部分の厚さが薄くなる限り、パターン領域の撓み変位を実用レベルにすることは困難である。加えて、ＳＣＡＬＰＥＬやＰＲＥＶＥＩＬタイプの装置では、露光システム上マスクは高速で常時動作するため、微視的な観点から判断すると、マスクパターン（リーフパターンを含む）にも横方向に非常に大きな力が作用してしまう。即ち縦方向のみでなく、横方向（マスク面に平行な方向）に対するマスク剛性の観点も重要になる。しかしながら、リーフパターン部には、マスクステージの高速移動により曲げ応力やねじり応力等が作用し、リーフパターン支持部では応力集中が生じるため、パターン破損が生じることが予測される。
【００１０】
一方、ＳＣＡＬＰＥＬマスク（電子線散乱マスク）においては、マスク構造による電子線透過層（膜）（パターン支持層（膜）、又はメンブレンと称す）での電子線散乱による透過電子量の損失とマスク耐久性の問題が生じる。上記電子線散乱マスクの断面構造図（図１６）を基に説明する。電子線散乱マスクは、電子線散乱体５の有無による電子散乱角度の差と制限アパーチャによりコントラストを確保するが、重金属からなる電子線散乱体５のみでは膜自立することが難しいため、重金属散乱層の支持を目的にパターン支持層６を形成する必要がある。
【００１１】
この構造のマスクでは、電子線散乱層を支持するためのパターン支持層の厚さと電子透過性の相反する課題が生じる。即ち、公知のパターン支持層材料はＳｉＮ系やＳｉ材であり、その他ダイヤモンド膜等も提案されている。これらのパターン支持層材料に要求される特性としては、材料密度が低く、ヤング率等の材料力学特性に優れることが好ましい。言い換えれば、パターン支持層での電子透過性に優れ、材料の弾性率等が大きい程好ましいと言える。電子透過性の観点のみであれば、荷電粒子ビームの高加速電圧化やパターン支持層の薄膜化により対応は可能であり、ＳＣＡＬＰＥＬ等で使用される電子源の加速電圧は１００ＫｅＶ以上と高加速電圧であるため、例えば米国特許第５２６０１５１号（特許文献５）に記載されているパターン支持層の厚さ（５０〜２００ｎｍ）では電子はほぼ１００％透過する。但し、如何なる物質中でも電子は散乱される。散乱電子はパターン支持層を通過するが、パターン支持層からの電子出射角が所定の範囲をもつため、所定範囲外の出射角を有する電子は露光装置内の被露光基板の上部に設けられた制限アパーチャを通過できないために、露光するための電子（露光電子と称す）の割合の減少を招いてしまう。所定範囲外の散乱電子は電子数を低減する、言い換えれば散乱されずに透過する電子数を増加させるためには、支持体であるパターン支持層を薄くする他はない。しかし重金属散乱体の場合、例えば散乱体がタングステンの場合、数回の電子散乱を確保するためには５０ｎｍ程度の膜厚さがあれば良いが、５０ｎｍ厚の散乱体を支持するためには、例えば窒化シりコン（ＳｉＮ系）系のパターン支持層を適用すると、材料力学特性の観点より膜厚設定した場合、約１００〜１５０ｎｍ厚のＳｉＮ膜を必要とする。この膜厚のパターン支持層を使用すると、１００ＫｅＶの加速電圧下でのパターン支持層による電子散乱は非常に大きく、露光に寄与できる電子の割合は数％に低減してしまう。仮にＳｉＮパターン支持層の厚さを薄くしようとすると、タングステン散乱体の自重によりパターン支持層に撓みを生じやすく、さらに、多くの加工工程に耐えられなくなり、パターン支持層などの破損が生じ易くなる。
【００１２】
以上のように、重金属からなる電子線散乱層が薄過ぎると、良好なビームコントラストが得られない。一方、良好なビームコントラストを得るために重金属電子線散乱層を厚くすると自重で撓んでしまったり、加工工程中での膜応力変化（反り変化）が大きくなり破損などが生じ易くなる。また、その重金属電子線散乱層を支えるためにはパターン支持層の膜厚をかなり厚くしなければならず、露光電子の損失が大きくなるという問題があった。そして、上記のようなＳＣＡＬＰＥＬ用マスクでは、各々の層の薄膜化と無散乱電子透過率が相反し、実用的なマスクを得ることは従来は困難であった。
【００１３】
さらにステンシルマスクと同様にマスク使用時にマスクステージを高速動作した場合、電子線散乱体を含めたパターン領域（薄膜部分）が非常に壊れ易いことが予測される。加えて、電子線散乱体がタングステンのような金属材料では表面酸化の問題もある。経時的に酸化し易い材料では酸化に伴い、その膜応力が圧縮方向にシフトしてしまう。その結果、長期的なマスク性能の確保が難しくなることが推測される。
【００１４】
このような問題点を解決するために、本願発明者は、先に、ＳＣＡＬＰＥＬ用マスクにおいて、電子線散乱層の厚さを厚くしパターン支持層の厚さを薄くしたマスクの提案を行った（特開２００１−７７０１３号公報（特許文献６））。電子線散乱層の厚さを厚く（膜厚０．２μｍ〜２μｍ）することによって、電子線散乱層の膜自立性を図り、その結果、パターン支持層の膜厚を低減する（０．００５μｍ〜０．２μｍ）ことによって、パターン支持層の電子線の損失を低減し、かつパターン各層について最適な膜応力を得ようとするものである。このようなマスク構造を可能とする各層の材料としては、電子線散乱層としては、炭素元素及び／又は珪素元素、具体的には、Ｄｉａｍｏｎｄ  ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ（以下、ＤＬＣ）、又はＤＬＣにＢ、Ｎ、Ｓｉ、Ｐのうちの少なくとも１つをドープした材料（ドープ量は０．１〜４０モル％）、又は珪素を主成分とした材料が開示されている。また、パターン支持層としては、ＤＬＣ、又はＤＬＣにＢ，Ｎ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ａｌのうち少なくとも１つをドープした材料（ドープ量は０．１〜４０モル％）、珪素を主成分とした材料、ＳｉＣ、及びＴｉＣが開示されている。
【００１５】
【特許文献１】特開平７−２０１７２６号公報
【特許文献２】特開平１０−２６１５８４号公報
【特許文献３】特開平１０−２６０５２３号公報
【特許文献４】特開平１０−３２１４９５号公報
【特許文献５】米国特許第５２６０１５１号
【特許文献６】特開２００１−７７０１３号公報
【非特許文献１】Ｓ．Ｄ．Ｂｅｒｇｅｒ＆Ｊ．Ｍ．Ｇｉｂｓｏｎ著、ＡＰＰＬ．ＰＨＹＳ．ＬＥＴＴＥＲＳ５７（２）（１９９０）１５３
【非特許文献２】Ｈ．Ｂｏｈｌｅｎら  Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｅｐｔ（１９８４）２１０頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記公報に開示されているパターン支持層は、さらに時間の経過と共に膜応力が引張り応力から圧縮方向へ変化してしまうという問題点があり、膜厚が薄い程その変化量が大きいことが判った。しかしながら、電子線透過量の観点等からは膜厚は薄い方がよく、薄い膜厚で応力の経時変化を小さくするために、良好な膜質のパターン支持層を形成することが必要となった。
【００１７】
従って、本発明の目的は、応力の経時変化が小さい、薄い膜厚のパターン支持層を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
即ち、本発明は、下記の各構成を有する。
【００１９】
（構成１）
電子線を透過するパターン支持層と、前記パターン支持層上に形成された電子線散乱層と、前記パターン支持層と前記電子線散乱層とを支持する支持体とを有する電子線露光用マスクブランクにおいて、
前記パターン支持層が、炭素と珪素の結合から主として構成される非晶質構造の材料からなり、表面粗さが０．２（ｎｍ、Ｒｍｓ）以下となるように成膜された引張り応力膜であることを特徴とする電子線露光用マスクブランク。
【００２０】
（構成２）
前記炭素と珪素の結合から主として構成される非晶質構造の材料において、珪素の添加割合が４０＜（珪素の含有量atm％）／（珪素の含有量atm％＋炭素の含有量atm％）＜６０であることを特徴とする構成１に記載の電子線露光用マスクブランク。
【００２１】
（構成３）
前記パターン支持層の膜厚が、５〜５５ｎｍであることを特徴とする構成１又は２に記載の電子線露光用マスクブランク。
【００２２】
（構成４）
前記電子線散乱層が、前記パターン支持層の膜厚より２倍以上厚いことを特徴とする構成１〜３のいずれかに記載の電子線露光用マスクブランク。
【００２３】
（構成５）
前記電子線散乱層が炭素と珪素の混合材料からなることを特徴とする構成１〜４のいずれかに記載の電子線露光用マスクブランク。
【００２４】
（構成６）
前記炭素と珪素を主成分とした電子線散乱層の材料において、４０＜（珪素の含有量atm％）／（珪素の含有量atm％＋炭素の含有量atm％）＜６０であることを特徴とする構成５に記載の電子線露光用マスクブランク。
【００２５】
（構成７）
前記電子線散乱層の膜厚が、０．１〜１．５μmの範囲であることを特徴とする構成１〜６の何れかに記載の電子線露光用マスクブランク。
【００２６】
（構成８）
前記パターン支持層と前記電子線散乱層の間、および前記パターン支持層と前記支持体の間にエッチングストッパー層を有することを特徴とする構成１〜７の何れかに記載の電子線露光用マスクブランク。
【００２７】
（構成９）
構成１〜８の何れかに記載の電子線露光用マスクブランクにおける前記電子線散乱層にリソグラフィー法によりパターンを形成してなることを特徴とする電子線露光用マスク。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１〜図６に、Ｓｉ基板からなる支持体上に、マルチカソード方式で炭素と珪素を混合した膜をＡｒガスを用いたスパッタ法により形成したパターン支持層について、Ｃに対するＳｉ含有量（図中％はatm％を示す）を振った材料における評価した結果を示す。尚、比較として、炭素ターゲットを用いたＡｒスパッタリングで形成したＤＬＣ膜の結果についても同時に示している。
【００２９】
まず、図１は、前記各パターン支持層の膜応力と成膜圧力の関係を示したものである。また、図２は、前記各パターン支持層に対し、Ｓｉの添加量変化に対する最大引張り膜応力と、その最大引張り膜応力となるときの成膜圧力を示したものである。図１及び図２の結果より、Ｓｉの含有量が増すにつれて引張り応力が増すことがわかる（但し、６０atm％以上ではＳｉ含有量の増加に伴って膜応力は低下する）。また、Ｓｉの含有量が増すにつれて、最大引張り応力となるときの成膜圧力は、高真空側に圧力がシフトしていることがわかる。パターン支持層は、支持体上に支持されるために、引張り応力にコントロールされる必要があるが、上記の結果により、Ｓｉを含有させることによって、高真空もしくは低圧成膜において引張り応力が得られることが判った。また低圧成膜により、緻密な膜質の膜が得られる。図３は、Ｓｉ、Ｃ混合パターン支持層と、ＤＬＣパターン支持層において、成膜圧力と成膜後の膜の表面粗さ（Ｒｍｓ）の関係を示したものである。尚、表面粗さが小さいと透過電子量の均一性を向上することができ、さらに表面粗さにより膜の緻密さを推測することができる。この結果より、成膜圧力が高真空ほど平滑な表面を持つ膜を得ることができ、その関係はＳｉ含有の有無にも依存するが成膜圧力依存の方が大きいことが判る。
【００３０】
従って、図１〜図３により、Ｓｉを含有させることによって、引張り応力を有しかつ緻密な（表面粗さの小さい）パターン支持層を得ることができることが判る。
【００３１】
このような、引張り応力を有しかつ緻密な（表面粗さの小さい）パターン支持層が、膜応力の経時変化に与える影響を調べた結果が図４である。図４は、各パターン支持層について、経過時間に対する膜応力の関係を示したものである。図４において、ＤＬＣパターン支持層の膜厚の異なる例からわかるように、膜厚が薄くなるほど経時変化が大きくなってしまう。従って、本願発明において要求される薄いパターン支持層においては、特に問題視すべきことであることが判る。さらに、２０ｎｍと薄い膜厚のパターン支持層において、４０％を超え６０％を下回る範囲でＳｉを含有させたパターン支持層については、膜応力の経時変化が３ＭＰａ以下と最も低い結果が得られた。
【００３２】
図５は、各パターン支持層材料をラマンスペクトルによる解析結果である。このデータは、取得した測定データ中のＳｉ基板に起因するピークは除外しており、また各データの最大ピーク強度で規格化したものである。この結果よりＳｉ添加量の増加に伴って、Ｃ−Ｃ結合に起因するピークが減少し、Ｓｉ−Ｃ結合に起因するピークが増加していることが判る。
【００３３】
またピークがブロードであることから膜はすべて非晶質(アモルファス)構造と言える。Ｓｉ添加量が４０atm％以上ではランダムなＳｉ−Ｃ結合で構成された膜であり、６０％以上では過剰なＳｉがＳｉ−Ｓｉ結合で存在している。
【００３４】
図６は、いくつかのパターン支持層の膜特性をまとめた表である。膜硬度（ＧＰａ）は大きい程、ヤング率は（ＧＰａ）は大きい程、材料の機械的強度に優れ、パターン支持層が支持体に支持されたときの撓みを低減することができる。膜密度（ｇ／ｃｍ３）はＳｉ添加量増加に伴い大きくなるが一割程度であり悪影響はなく、膜表面粗さ（ｎｍ，Ｒｍｓ）は平滑なほど透過電子量の均一性に優れる。図６によれば、Ｓｉを４３atm％含有したランダム構造な主としてＳｉ−Ｃ結合からなる膜特性が最良であった。
【００３５】
次に、パターン支持層の厚さをパラメータとした時の支持膜を散乱なく透過する電子の割合(無散乱電子透過率)を測定した結果を図７〜図８に示す。用いたサンプルは150nm厚がＳｉＮ膜、44nm厚がＤＬＣ膜、25nm厚および15nm厚が本発明のＳｉ添加膜(この場合は43atm％)である。 比較のため、ＳｉＮパターン支持層の透過率特性を含んでいる。
【００３６】
なお、このデータは支持膜なしの状態でのエネルギーロスの無い電子透過率を１で規格化したものであり、データを１００倍したものが当該支持膜の無散乱透過率に相当する。図７は、図６の透過特性の一部をプロットしたものである。また図中の曲線はパターン支持層（メンブレン）の膜厚と無散乱電子線透過率（％）の関係を示したものである。尚、電子線透過率（Ｔ％）は、
Ｔ（％）＝ｅｘｐ（−ｔｍ／Λ）×１００
で示している。ここでｔｍ：パターン支持層の膜厚、Λ：100keV電子の非弾性散乱における平均自由工程である。
【００３７】
図７及び図８により、パターン支持層の膜厚が薄い程、電子線透過率が高くなることが判る。またExp.カーブに一致していることもわかる。
【００３８】
また、図９は、パターン支持層（メンブレン）と膜応力の関係を示したものである。本発明の支持膜は１０ｎｍ厚さでも引張応力を有していることがわかる。
【００３９】
次に、本発明における電子線描画用マスクブランク及び電子線描画用マスクについて説明する。
【００４０】
図１０Ａ〜図１３Ｂは、本発明のマスクおよびマスクブランクの構造例である。図１０Ａはマスクの構造例を示す断面図であり、図１０Ｂは図１０Ａの部分拡大図である。図１１Ａおよび図１１Ｂはマスクブランクの構造例の２つの態様を示す断面図である。図１２Ａはマスクの他の構造例を示す断面図であり、図１２Ｂは図１２Ａの部分拡大図である。図１３Ａおよび図１３Ｂはマスクブランクの他の構造例の２つの態様を示す断面図である。これらの図において、５は電子線散乱層（電子線散乱体パターン）、６はパターン支持層（パターン支持膜）、３は支持体、７はエッチングストッパー層である。なお、マスク材料は本発明のマスク特性を満たすものであれば如何なる材料でも構わないが、そのうちの代表的な材料構成例や作製例について記述する。また、図１２Ａ、１２Ｂ及び図１３Ａ、１３Ｂには、電子線散乱層５のエッチングに対するエッチングストッパー層７だけが示されているが、実際には、裏面加工エッチングに対するエッチングストッパー層も設けられている。
【００４１】
図１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃに示すように、シリコン基板１１上に、クロムターゲットを用い、Ａｒと窒素の雰囲気でスパッタ成膜を行って、ＣｒＮからなる裏面ストッパー１２を形成し、その上にＳｉターゲットとＣターゲットを用いて、Ａｒ雰囲気中、ガス圧０．３Ｐａの条件でスパッタ成膜を行い、アモルファスＳｉ−Ｃ結合をもつパターン支持層１３（膜厚１５ｎｍ、表面粗さ０．１３１ｎｍ、Ｒｍｓ、膜応力５０ＭＰａ）を形成した。次いで、クロムターゲットを用い、Ａｒと窒素の雰囲気でスパッタ成膜を行って、散乱層エッチング用のＣｒＮエッチングストッパー層（膜厚２０ｎｍ）１４を形成した。尚、エッチングストッパー層は、応力が±１０ＭＰａ以内と低応力に制御されている。次いで、パターン支持層成膜時と同様のターゲットを用い、Ａｒ＋Ｈｅ雰囲気中でスパッタ製膜を行い、アモルファスＳｉ−Ｃ結合を主とする電子線散乱層（膜厚４５０ｎｍ）１５を形成した（図１４Ａ）。この電子線散乱層の応力は約０．８ＭＰａに制御されている。続いて基板裏面よりドライエッチング法によりＳｉをエッチングし、露出しているエッチングストッパーを除去してパターン領域を支持する支持体（支持柱）１６を形成した（図１４Ｂ）。次に、電子線散乱層１３上面よりリソグラフィー法（レジスト塗布、露光、現像など）により所望のパターン形状を有するレジストパターンを形成した。次に、電子線散乱層１３をＥＣＲタイプの高密度プラズマエッチング法によりエッチングし、引続き、エッチングストッパー層の露出部分をウエットエッチングにより除去した後、残存レジストパターンを剥離した（図１４Ｃ）。
【００４２】
このように製造した電子線描画用マスクは、薄膜のパターン支持層を有することから、電子線透過率が高く、高スループットでデバイスパターンを露光することができる。さらにパターン支持層の引張り応力の経時的変化が殆どないことから、長期間安定した露光特性を得ることができる。
【００４３】
尚、パターン支持層は、０より大で５００ＭＰａ以下の引張り応力を有することが自立性の面から好ましい。またパターン支持層の表面粗さは０．２（ｎｍ、Ｒｍｓ）以下とすることが、膜の緻密性及び透過電子量の均一性の向上の観点から好ましい。さらに好ましくは０．１５（ｎｍ、Ｒｍｓ）以下である。
【００４４】
また、上記実施例においては、エッチングストッパーの材料としてＣｒＮを用いたが、ＳｉＣ電子線散乱層のエッチングに対し、耐性（エッチング選択比が７００以上）を有する材料であれば、他の材料であってもよい。さらに、エッチングストッパーは、露出部分の除去の前後で応力が変化するのを防止するために、応力をゼロ近傍（±１０ＭＰａ以内）の低応力に制御されていることが好ましい。このようなエッチングストッパーの材料としては、例えば、ＣｒＮの他に、ＣｒＯｘＮｙ、 ＣｒＣｘＮｙ、ＣｒＣｘＯｙなどのクロム化合物や、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｗ、Ｍｏなどの遷移金属の化合物やＳｉ、Ｓｂなどの半金属材料の化合物が適用できる。
【００４５】
さらに電子線散乱層についても、電子線照射耐性に優れ、ドライエッチング加工などマスク化できるような材料であれば、ＳｉＣ以外の材料であってもよい。そのような材料としては、（ＤＬＣ、アモルファスカーボンやＭｏＳｉ、ＺｒＳｉなどのシリサイド化合物、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｇｅなどと窒素、酸素、炭素などの少なくとも一つを含んだ化合物が挙げられる。また２種類以上の合金の化合物でも構わないことは言うまでもない。
【００４６】
但し、０．１μｍ以上の膜厚にして膜に自立特性を加味することが望ましいのでＳｉやＣなどの材料密度が１０ｇ/ｃｍ３以下の材料で構成することが好ましい。ＳｉとＣで構成した場合の組成としては、Ｓｉの割合が４０＜（珪素の含有量atm％）／（珪素の含有量atm％＋炭素の含有量atm％）＜６０であることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】パターン支持層の成膜圧力と膜応力の関係を示したグラフである。
【図２】パターン支持層の組成と最大膜応力、及び最大膜応力を得たときの成膜圧力の関係を示したグラフである。
【図３】パターン支持層の成膜圧力と表面粗さの関係を示したグラフである。
【図４】時間経過に伴なうパターン支持層の膜応力の変化を示したグラフである。
【図５】パターン支持層の各材料のラマンスペクトル解析の結果を示すグラフである。
【図６】パターン支持層の膜特性を示す表である。
【図７】パターン支持層を透過する電子のエネルギー分布を示すグラフである。
【図８】パターン支持層の膜厚と電子線透過率との関係を示すグラフである。
【図９】パターン支持層の膜厚を膜応力の関係をグラフである。
【図１０Ａ】本発明の一実施例に係るマスクの構造を示す断面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの部分拡大図である。
【図１１Ａ】本発明の一実施例に係るマスクブランクの構造を示す断面図であり、１つの態様を示す。
【図１１Ｂ】本発明の一実施例に係るマスクブランクの構造を示す断面図であり、もう１つの態様を示す。
【図１２Ａ】本発明の他の実施例に係るマスクの構造を示す断面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａの部分拡大図である。
【図１３Ａ】本発明の他の実施例に係るマスクブランクの構造を示す断面図であり、１つの態様を示す。
【図１３Ｂ】本発明の他の実施例に係るマスクブランクの構造を示す断面図であり、更にもう１つの態様を示す。
【図１４Ａ】本発明の一実施例に係るマスクの製造過程を示す断面図である。
【図１４Ｂ】本発明の一実施例に係るマスクの製造過程を示す断面図である。
【図１４Ｃ】本発明の一実施例に係るマスクの製造過程を示す断面図である。
【図１５】ステンシルマスクの構造を示す断面図である。
【図１６】ＳＣＡＬＰＥＬマスク（電子線散乱マスク）の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    貫通孔
２    メンブレン
３    支持体
５    電子線散乱体
６    パターン支持層
７    エッチングストッパー層
１１    シリコン基板
１２    裏面ストッパー
１３    パターン支持層
１４    CrNエッチングストッパー層
１５    電子線散乱層
１６    支持体
【図１】
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【図２】
2005340835.tif 000004
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
2005340835.tif 000013
【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５】
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【図１６】
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