(57)【要約】      （修正有）【課題】パターンのエッジラフネスを向上させた導電性を有する荷電粒子線成形体及びそれを用いた荷電粒子線の成形方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の荷電粒子線成形体１００は、支持枠部１１ａに接合層２１ａを介して接合された薄膜部（メンブレン）３１ａに貫通孔３２が形成された荷電粒子線成形体３０の表面にアモルファス構造の導電膜層４１が形成されたものである。また、本発明の荷電粒子線成形体３００は、支持枠部１１ａに酸化シリコン２１ａを介して接合された薄膜部（メンブレン）３１ａに開口部（アパーチャ）３３が形成された荷電粒子線成形体４０の表面、側面及び裏面にアモルファス構造の導電膜層４１が形成されたものである。【選択図】図１
2007027360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持枠部に支持された薄膜部に貫通孔及び／または開口部が形成されてなる荷電粒子線成形体であって、少なくとも荷電粒子線成形体表面上にアモルファス構造を有する導電膜層を設けたことを特徴とする荷電粒子線成形体。
【請求項２】
支持枠部に支持された薄膜部に貫通孔及び／または開口部が形成されてなる荷電粒子線成形体であって、前記荷電粒子線成形体の表面、側面及び裏面にアモルファス構造を有する導電膜層が形成されていることを特徴とする荷電粒子線成形体。
【請求項３】
請求項１または２に記載の荷電粒子線成形体に荷電粒子線を照射し、被転写基板上に転写パターンを形成することを特徴とする荷電粒子線成形体を用いた荷電粒子線の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体素子製造に用いる荷電粒子線成形体及びそれを用いた荷電粒子線の成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の微細化に伴い、その製造技術として荷電粒子線リソグラフィー、イオンビームリソグラフィー等の研究開発が盛んに行われており、詳しくは、係るリソグラフィ技術の中でも半導体の微細化に対応する方法として、電子線を用いたセルプロジェクション露光法やブロック露光法と呼ばれる方法、さらに高スループット化が可能なＥＰＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）法、ＬＥＥＰＬ（Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｅ−ｂｅａｍ  Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）法と呼ばれる電子線投影露光法が開発されている。
これらのリソグラフィーに用いる転写マスクは、加工性や強度の点からシリコン基板及びシリコン薄膜に酸化シリコン膜を挟み込んだ構造を有するＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ
ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用い、シリコン基板面に開口部を設けて形成した自立シリコン薄膜（メンブレン）に転写貫通パターンを形成したものが使われている。
【０００３】
このような転写マスクは、シリコン基板／薄膜が導電性を有しないため、そのままでは荷電粒子線を照射した際にマスクが帯電（チャージアップ）する現象が生じ、荷電粒子線が偏向したり、帯電の程度によっては試料基板交換時にメンブレンが破壊されるなどの問題も生じる。
【０００４】
この問題を解決するため、転写マスクの表面に導電膜を形成し、マスクに導電性を持たせる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
しかし、パターンの微細化が進むにつれて、パターンエッジ部のラフネスが転写後のパターンに大きな影響を持つようになってきた。このためエッジのラフネスを改善する開発が進められているが、作製された転写マスクに導電膜を形成すると、導電膜が有する結晶粒の影響により、導電膜形成前と比較してエッジラフネスが悪化するという問題がある。
【特許文献１】特開平０８−２４０９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、パターンのエッジラフネスを向上させた導電性を有する荷電粒子線成形体及びそれを用いた荷電粒子線の成形方法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】
【０００７】
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１においては、支持枠部に支持された薄膜部に貫通孔及び／または開口部が形成されてなる荷電粒子線成形体であって、少なくとも荷電粒子線成形体表面上にアモルファス構造を有する導電膜層を設けたことを特徴とする荷電粒子線成形体としたものである。
【０００８】
また、請求項２においては、支持枠部に支持された薄膜部に貫通孔及び／または開口部が形成されてなる荷電粒子線成形体であって、前記荷電粒子線成形体の表面、側面及び裏面側に前記導電膜層が形成されていることを特徴とする荷電粒子線成形体としたものであ
る
。
【０００９】
さらにまた、請求項３においては、請求項１または２に記載の荷電粒子線成形体に荷電粒子線を照射し、被転写基板上に転写パターンを形成することを特徴とする荷電粒子線成形体を用いた荷電粒子線の成形方法としたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の荷電粒子線成形体にはアモルファス構造を有する導電膜層が形成されているため、導電性を有する荷電粒子線成形体が得られ、結晶粒は存在せず、導電膜層を形成した後のパターンエッジラフネスの悪化を防止できる。
また本発明の荷電粒子線成形体は、支持枠部（基板）やこれに支持された薄膜部の材質は問わないため、従来から用いられている転写マスクまたはアパーチャにそのまま適用でき、新たなコスト増加を抑えることができる。
【００１１】
また本発明の荷電粒子線成形体を用いたパターン転写方法によると、荷電粒子線成形体のパターンのエッジラフネスが良好であるため転写後のパターンのエッジラフネスも良好となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態につき説明する。
図１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、本発明の荷電粒子線成形体の実施例を示す模式構成断面図である。
本発明の荷電粒子線成形体１００は、請求項１に係る本発明の荷電粒子線成形体の一実施例を示すもので、図１（ａ）に示すように、支持枠部１１ａに接合層２１ａを介して接合された薄膜部（メンブレン）３１ａに貫通孔３２が形成された荷電粒子線成形体３０の表面にアモルファス構造の導電膜層４１が形成されたものである。なお、接合層２１ａは無くても構わない。
本発明の荷電粒子線成形体２００は、請求項１に係る本発明の荷電粒子線成形体の一実施例を示すもので、図１（ｂ）に示すように、支持枠部１１ａに接合層２１ａを介して接合された薄膜部（メンブレン）３１ａに開口部（アパーチャ）３３が形成された荷電粒子線成形体４０の表面にアモルファス構造の導電膜層４１が形成されたものである。
【００１３】
本発明の荷電粒子線成形体３００は、請求項２に係る本発明の荷電粒子線成形体の一実施例を示すもので、図１（ｃ）に示すように、支持枠部１１ａに接合層２１ａを介して接合された薄膜部（メンブレン）３１ａに開口部（アパーチャ）３３が形成された荷電粒子線成形体４０の表面、側面及び裏面にアモルファス構造の導電膜層４１が形成されたものである。
【００１４】
上記したように、本発明の荷電粒子線成形体１００及び２００は、荷電粒子線成形体の表面にアモルファス構造の導電膜層４１が形成されており、薄い膜厚（１００ｎｍ以下）で導電性が得られるため、導電性を有する荷電粒子線成形体が容易に得られ、導電膜層４１を形成した後の貫通孔３２及び開口部（アパーチャ）３３のパターン形状（エッジラフネス）に影響を及ぼすことがない。
また、本発明の荷電粒子線成形体３００は、荷電粒子線成形体の表面、側面及び裏面にアモルファス構造の導電膜層４１が形成されており、薄い膜厚（１００ｎｍ以下）で導電性が得られるため、導電性を有する荷電粒子線成形体が容易に得られ、導電膜層４１を形成した後の貫通孔３２及び開口部（アパーチャ）３３のパターン形状（エッジラフネス）に影響を及ぼすことがない。
さらに、薄膜部（メンブレン）３１ａのほか支持枠部１１ａまたは／及び接合層２１ａが
導電性を持たないかまたは導電性に乏しい場合であっても、荷電粒子線成形体４０の表面、側面、裏面に導電膜４１が形成されているためチャージアップを防ぐことができる。
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係る荷電粒子線成形体の製造方法について説明する。
図２（ａ）及び（ｂ）と図３（ａ）及び（ｂ）と図４（ａ）及び（ｂ）とは本発明の荷電粒子線成形体の製造方法の主要工程を示す模式構成断面図である。
まず、支持枠部１１ａに接合層２１ａを介して接合された薄膜部（メンブレン）３１ａに貫通孔３２が形成された荷電粒子線成形体３０を用意する（図２（ａ）参照）。
また、別の事例では、支持枠部１１ａに接合層２１ａを介して接合された薄膜部（メンブレン）３１ａに開口部（アパーチャ）３３が形成された荷電粒子線成形体４０を用意する（図３（ａ）及び図４（ａ）参照）。
ここで、荷電粒子線成形体３０及び４０の製法は問わない。材質については、後に成膜するアモルファス構造の導電膜層との密着性が高い薄膜部（メンブレン）が望ましいが、密着性が低いものであっても、薄膜部（メンブレン）とアモルファス導電膜との間にそのどちらにも密着性が高いアモルファス構造を有する中間層を挿入することで密着性を向上させることができるため、材質は問わない。
【００１６】
次に、荷電粒子線成形体３０上にアモルファス構造の導電膜層４１を成膜し、本発明の荷電粒子線成形体１００を作製する（図２（ｂ）参照）。
また、別の事例では、荷電粒子線成形体４０上にアモルファス構造の導電膜層４１を成膜し、本発明の荷電粒子線成形体２００を作製する（図３（ｂ）参照）。
また、別の事例では、荷電粒子線成形体４０の表面、側面及び裏面にアモルファス構造の導電膜層４１を成膜し、本発明の荷電粒子線成形体３００を作製する（図４（ｂ）参照）。いずれの場合も接合層２１ａは必ずしも必要でなく、例えば、薄膜部３１ａと支持枠部３１ａとの間でエッチング選択比がとれれば、接合層２１ａは必要ない。
ここで、アモルファス構造の導電膜層４１の材質は問わないが、熱伝導性に優れ、発熱によるマスクの熱歪みが防止できるものが望ましい。
成膜方法は均一にコーティングすることができ、付着力も高いスパッタ法が望ましいが、これに限らず、蒸着法、ＣＶＤ法、めっき法などあらゆる方法が利用できる。
【００１７】
この時、アモルファス構造の導電膜層４１の応力が、荷電粒子線成形体３０及び荷電粒子線成形体４０のパターンが転写マスクとして許容できない程度に変形することがない範囲になるような成膜条件で成膜する。例えば、応力が０ＭＰａ未満では基板が反ったり、メンブレンが弛んだりする。一方、２０ＭＰａを超えると、基板が先の場合とは反対方向に反ったり、メンブレンが割れたり、あるいはメンブレン上に形成されているパターンがその形状によっては位置ずれを生じたりする。応力が１００ＭＰａを超えるとこの影響が顕著になり、もはや荷電粒子線成形体として使用に耐えなくなる。
【００１８】
ただし、荷電粒子線成形体３０及び荷電粒子線成形体４０の薄膜部（メンブレン）３１ａがある程度の引っ張り応力を持っている場合は、これを相殺する範囲までは圧縮応力を持たせることができる。すなわち応力値が０ＭＰａ未満のアモルファス構造の導電膜層４１も適用可能である。
応力を調整する方法としては公知の技術が適用可能である。すなわち、基板との熱応力を利用する方法、成膜後に焼成する方法などである。
【００１９】
荷電粒子線成形体３０及び荷電粒子線成形体４０を加熱した状態でその材質より熱膨張係数の大きな材料を用いてアモルファス構造の導電膜層４１を成膜すると、冷却時に応力が０ＭＰａを超え、すなわち引っ張り応力を有する膜が得られる。
必要な熱膨張係数の値を持つ材料や、あるいは加熱温度を適切に選択することによって応力を調整することが可能である。また成膜後に焼成することで膜中の欠陥が低減し、体積
収縮を生じる。この現象を用いて膜を引っ張り応力にすることが可能であり、膜の材料、焼成温度やその時間などを適切に選択することによって応力の調整が可能である。
【００２０】
また、特にスパッタ法を用いた成膜の場合は成膜時のガスの全圧を制御する方法も適用できる。これらを単独で用いてもよいし、複数の方法を組み合わせることも可能で、応力調整の方法は問わない。膜の応力の測定は、基板の変形量から求める方法のほか、自立メンブレンへ加える圧力と変形量から見積もるいわゆるバルジ法などが知られている。
さらに、導電膜層の応力が調整されているためマスク全体の反りやメンブレンの弛みを防止することが可能になり、それ故微細パターンの変形や転写の位置ずれを抑制することができる。
【実施例１】
【００２１】
まず、低抵抗シリコンウェハーを用いて、支持枠部１１ａにＩＴＯ膜からなる接合層２１ａを介して接合された薄膜部（メンブレン）３１ａに貫通孔３２が形成された荷電粒子線成形体３０を作製した（図２（ａ）参照）。
【００２２】
次に、ホウ素を高濃度ドープした低比抵抗のシリコンターゲットを用いて、ガス圧０．５Ｐａ、投入電力１５０Ｗで直流マグネトロンスパッタ装置にて水素を導入しながら、荷電粒子線成形体３０表面にシリコン薄膜からなる１００ｎｍ厚のアモルファス構造の導電膜層４１を形成し、本発明の荷電粒子線成形体１００を得た（図２（ｂ）参照）。
【実施例２】
【００２３】
まず、低抵抗シリコンウェハーを用いて、支持枠部１１ａにＩＴＯ膜からなる接合層２１ａを介して接合された薄膜部（メンブレン）３１ａに開口部（アパーチャ）３３が形成された荷電粒子線成形体４０を作製した（図３（ａ）参照）。
【００２４】
次に、ホウ素を高濃度ドープした低比抵抗のシリコンターゲットを用いて、ガス圧０．５Ｐａ、投入電力１５０Ｗで直流マグネトロンスパッタ装置にて水素を導入しながら、荷電粒子線成形体４０の表面にシリコン薄膜からなる１００ｎｍ厚のアモルファス構造の導電膜層４１を形成し、本発明の荷電粒子線成形体２００を得た（図３（ｂ）参照）。
【実施例３】
【００２５】
まず、ＳＯＩ基板を加工して、支持枠部１１ａに酸化シリコン膜からなる接合層２１ａを介して接合された薄膜部（メンブレン）３１ａに開口部（アパーチャ）３３が形成された荷電粒子線成形体４０を作製した（図３（ａ）参照）。
【００２６】
次に、ホウ素を高濃度ドープした低比抵抗のシリコンターゲットを用いて、ガス圧０．５Ｐａ、投入電力１５０Ｗで直流マグネトロンスパッタ装置にて水素を導入しながら、荷電粒子線成形体４０の表面、側面及び裏面にシリコン薄膜からなる１００ｎｍ厚のアモルファス構造の導電膜層４１を形成し、本発明の荷電粒子線成形体３００を得た（図４（ｂ）参照）。
【００２７】
Ｘ線回折装置により、上記荷電粒子線成形体１００、２００及び３００の導電膜層４１を分析した結果、導電膜層４１はアモルファス構造であることを確認した。
応力は２０ＭＰａ以下で、良好な荷電粒子線成形体が作製された。
また、エッジラフネス（ｐ−ｐ）は多結晶Ｐｔ膜を用いた場合と比較して０．７４倍に低減された。
【００２８】
上記荷電粒子線成形体１００を荷電粒子線露光装置に搭載してパターン露光を行った。ここでの荷電粒子線は、電子銃から射出された電子線を、所定の位置に配置されたステー
ジ上の荷電粒子線成形体に照射して、転写パターンの形状に電子線を成形し、この電子線を電子レンズで縮小し、試料として予めレジストを塗布したステージ上の感応基板の所望の位置に転写パターンを投影結像させて、電子線露光を行った。この結果、試料上のパターンは設計値通りに高精度なパターン露光ができていることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（ａ）は、本発明の荷電粒子線成形体の一実施例を示す部分模式構成断面図である。（ｂ）は、本発明の荷電粒子線成形体の他の実施例を示す部分模式構成断面図である。（ｃ）は、本発明の荷電粒子線成形体の他の実施例を示す部分模式構成断面図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の荷電粒子線成形体の製造方法の一例を示す部分模式構成断面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の荷電粒子線成形体の製造方法の一例を示す部分模式構成断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の荷電粒子線成形体の製造方法の一例を示す部分模式構成断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１１ａ……支持枠
２１ａ……接着層
３０、４０……荷電粒子線成形体
３１ａ……薄膜部（メンブレン）
３２……貫通孔
３３……開口部
４１……導電膜層
１００、２００、３００……荷電粒子線成形体
【図１】
2007027360.tif 000003
【図２】
2007027360.tif 000004
【図３】
2007027360.tif 000005
【図４】
2007027360.tif 000006