(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏面エッチング加工によって薄膜層を支持するための支持体を形成するためのシリコンを含む材料からなる基板と、
該基板上に形成されたエッチングストッパー層と、
該エッチングストッパー層上に形成されたシリコンを含む材料からなる薄膜層を有する電子線マスク用基板であって、
前記エッチングストッパー層が、金属化合物のアモルファス体からなり、該金属化合物は、クロム化合物、又は、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）およびタングステン（Ｗ）の化合物のうちから選ばれる何れかであることを特徴とする電子線マスク用基板。
【請求項２】
前記エッチングストッパー層が、クロム化合物のアモルファス体からなることを特徴とする請求項１記載の電子線マスク用基板。
【請求項３】
前記エッチングストッパー層が、裏面エッチング加工後の膜応力が±３０ＭＰａ以内である低応力材料又は裏面エッチング加工後の膜応力を±３０ＭＰａ以内に制御可能な低応力材料からなることを特徴とする請求項１又は２記載の電子線マスク用基板。
【請求項４】
前記エッチングストッパー層が、シリコンを含む材料からなる基板に対するエッチング選択比が７００以上の材料からなることを特徴とする請求項１又は２記載の電子線マスク用基板。
【請求項５】
請求項１から４の何れかに記載の電子線マスク用基板に、裏面エッチング加工を施し、支持体を形成した電子線マスクブランクス。
【請求項６】
請求項１から４何れかに記載の基板に、裏面エッチング加工を施すとともに、表面側エッチング加工を施してマスクパターンを形成した電子線マスク。
【請求項７】
請求項１又は２の材料構成からなる基板において、薄膜層にマスクパターン形成するためのドライエッチング主ガスとして、レジストをエッチングマスクとする場合には六フッ化硫黄（ＳＦ6）あるいは４フッ化炭素（ＣＦ4）の何れかを主ガスに用い、エッチングマスクが二酸化珪素（ＳｉＯ2）の場合には四塩化珪素（ＳｉＣｌ4）、塩化水素（ＨＣｌ）、臭化水素（ＨＢｒ）、ヨウ化水素（ＨＩ）の何れかを用い、裏面ドライエッチング加工用のガスとして、ＳＦ6、Ｃ4Ｆ8、Ｃ3Ｆ8、Ｃ4Ｆ6、Ｃ2Ｆ6，及びＣ5Ｆ8のうちから選ばれる一又は二以上のフッ素系ガスを用い、マスク作製することを特徴とする電子線露光用マスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は荷電粒子線、特に電子線を用いた半導体デバイス等の製造のための電子線リソグラフィー技術に用いる転写マスク（レチクル）、マスクブランクス（マスク作製用基板）の構造、製法等に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、従来のフォトレチクル及びステッパー装置を用いたステップ＆リピート方式による露光技術や、従来のフォトマスクを用いた等倍露光方式による露光技術と同様に、電子線レチクル及びＥＢステッパー装置を用いたステップ＆リピート方式による電子線露光技術や、ＬＥＥＰＬマスクを用いた低加速電圧電子ビーム方式の等倍リソグラフィーによる電子線露光技術が、提唱され、諸課題の解決の目途により、急速に現実性を帯びるに至った。
これらのＥＰＬマスク（Electron Projection Lithography Mask）（ステンシルタイプとメンブレンタイプがある）や、ＬＥＥＰＬマスク（Low Energy Electron beam Projection Lithography Mask）（ステンシルタイプである）では、実用性を高めるため、８インチサイズまで拡大化することが要求されている。つまり、８インチサイズのＥＰＬレチクルを用いると１レイヤー分のマスクパターンを１枚のＥＰＬレチクル上に収めることが可能となり、また８インチサイズのＬＥＥＰＬマスクを用いると８インチサイズのシリコンウエハ上に全チップのマスクパターンを一度に転写することも可能となる。
【発明が解決しようとする課題】
これらのＥＰＬマスクやＬＥＥＰＬマスクにおいては、マスクパターンを形成する薄膜層の厚さの規格が２μｍ程度以下と極端に薄く（前者では２μｍ、後者では０．５μｍ）、従来の電子線露光用ステンシルマスク（部分一括描画法）の薄膜層の厚さ１０μｍ程度に比べ極端に薄いので、マスクの作製が難しい。
また、これらのＥＰＬマスクやＬＥＥＰＬマスクにおいては、従来のフォトレチクルやフォトマスクと同様なマスク品質が必要とされる。これは、電子線部分一括マスクの縮小率１／２５〜１／６０に比べて、ＥＰＬマスクでは縮小率が１／４になるからであり、ＬＥＥＰＬマスクでは等倍となるからである。また、例えばＥＰＬの８インチマスクではマスクパターンは０．２〜０．３μｍサイズとなる（ウエハ上では５０〜７０ｎｍとなる）からである。特にマスクパターンの位置精度に関しては、マスクパターンが形成される薄膜層に生じる応力を十分に制御する必要があり、このマスクパターンの位置精度の制御は、薄膜層の厚さが２μｍ程度以下と極端に薄く、マスクサイズが例えば８インチに大型化すると、面内分布特性などが、難しくなる。
これらのＥＰＬマスク（特にステンシルタイプ）やＬＥＥＰＬマスクにおいては、Ｓｉ／ＳｉＯ2／Ｓｉ構成のＳＯＩ（Silicon on insulator）ウエハーを用いるマスクを作製することが現在の所一般的又は現実的である。しかし、ＳＯＩウエハーをマスク基板とした場合、エッチングストッパー機能目的の二酸化珪素（ＳｉＯ2）層の圧縮応力が非常に大きく、Ｓｉ薄膜層に応力変化を生じさせる。このことを、より具体的に図４を用いて説明する。
８インチサイズのステンシルタイプのＥＰＬマスクを作製するためのＳＯＩ基板の厚さは提案されている標準仕様として、Ｓｉ薄膜層：２μｍ、ＳｉＯ2エッチングストッパー層：１μｍ、支持体層：７２５〜７５０μｍ（８インチ）である（図４（１））。
ＳｉＯ2エッチングストッパー層が強い圧縮性応力を有しているので、図４（２）に示す様に裏面加工により、形成された薄膜部は圧縮応力膜の影響で大きな膜歪み（撓み）を生じてしまい、非常に破損しやすい状態になることがわかった（以下、第１の問題１という）。
さらに図４（３）に示す様に、裏面開口部に露出するＳｉＯ2層を除去した場合にも、Ｓｉ薄膜層の引張応力が十分大きくないと膜歪み（膜の撓み）を生じることがわかった。これは図５に示す様にＳｉＯ2層の圧縮方向への曲げ応力が、Ｓｉ薄膜層に作用することが理由である（以下、第１の問題２という）。
【０００３】
この対策として従来提案されている方法はマスクパターンを形成するためのＳｉ薄膜層にボロン（Ｂ）などの不純物ドーピングを非常に高濃度にすることによりＳｉ薄膜層の引張応力値を高めて、自立膜化を成し得ていた。
【０００４】
しかしながら、この方法では高濃度ドーピングに長時間を要することや、不純物濃度がＳｉ層の深さ方向で分布を持ってしまうことなどの問題がある。更にはパターン位置精度を満足するためにマスク形成後のＳｉ薄膜層の膜応力を１０ＭＰａ以下に制御することが非常に困難である。何故なら、厚さが１μｍと厚い上に、大きな圧縮応力を有しているＳｉＯ2膜はマスク作製工程中でエッチングストッパー層としての必要性がなくなった後、上述のように選択的に除去する。この様な工程に対応した上で、Ｓｉ層の膜応力を最終的に１０ＭＰａ以下にするためには、不純物濃度を再現良く制御することや、ＳｉＯ2層の厚さを再現良く制御することが必須となるが、実用的な観点から見ると非常に困難と言わざるを得ない。
ＳＯＩウエハーを基板材とした対策として考えられる方法としては、一般的なＳｉへの不純物ドープ濃度（１０14〜15ａｔｍ／ｃｍ3）でもＳｉ膜自体は引張方向への歪（引張応力）を有しているので、裏面加工後のウインド端部で生じるＳｉＯ2層の曲げ力を低減する方法が考えられる。ＳｉＯ2層の曲げ応力低減方法としてはＳｉＯ2膜の内部応力を低減するか、ＳｉＯ2膜厚を薄くするかである。内部応力そのものの低減は現在のＳＯＩウエハーの製法上、困難である。したがって圧縮性の曲げ応力を低減するためにはＳｉＯ2層の厚さを薄くすることに限定される。
実際にＳｉＯ2層の厚さを変化させたときのバジル法を用いて測定したＳｉ薄膜層の応力変化を図６に示す。この時のＳｉ薄膜層への不純物ドープには、ボロン（Ｂ）を用い、その濃度は８×１０15ａｔｍ／ｃｍ3である。図６よりＳｉ薄膜層の応力はＳｉＯ2層の厚さに従って変化する。Ｓｉ薄膜層の応力範囲を１〜１０ＭＰａと設定した場合、適切なＳｉＯ2厚さは約０．３μｍ（３００ｎｍ）であった。
しかしながらＳｉＯ2層は表裏面よりのエッチング加工のためのエッチングストッパーとしての機能を有することが必要条件である。よって限定された膜厚さでエッチング時の選択性が十分に必要となる。実際にエッチング選択比の確認を実施したところ、マスクパターン加工（表面パターン加工）においては、シリコン（Ｓｉ）材に対して選択比１０程度であり、裏面加工に対しては図７に示す様にエッチング時のチャンバー圧力に従って、エッチング選択比の向上が認められたが、十分な特性ではなかった。さらに、同図に示す様にエッチング速度の面内分布均一性がエッチング選択比と相反して低下することが認められた。この特性は基板サイズの拡大と共に顕著になる。例えば４インチサイズの基板では選択比１００の条件下でエッチング速度面内分布均一性は９５％以上であったが、８インチサイズではエッチング選択比１００以上得られる条件下でエッチング速度面内分布均一性は６０％以下に低下する。これは被エッチング部分の基板面内での偏りに起因している（基板外周部のエッチング速度が速く、基板中心部のエッチング速度が遅い）ため、現在までに市販化されている最新の高速エッチング装置においても、Ｓｉ／ＳｉＯ2エッチング選択比を３００以上になるようにエッチング条件を調整した場合、エッチング速度均一性は８０％以下であった。
以上の結果、ＳｉＯ2薄膜化とエッチングストッパーとしての良好な特性とを両立することが困難となり、８インチステンシルマスクを作製できないことが明らかとなった（以下、第２の問題という）。
【０００５】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、エッチングストッパーの膜応力を改善することによって、撓みを低減し、破損しにくい電子線用マスク、及び電子線用マスクを得るための、電子線用マスク基板、電子線用マスクブランクスを提供することを目的とする。
さらに、本発明は、特に裏面加工の際に良好な特性を有するエッチングストッパーを備えた電子線用マスク基板、電子線用マスクブランクス、及びそれらを用いて製造した電子線マスクを提供することを目的とする。
また、本発明は、特に、大型の基板サイズ（例えば、８インチサイズ）の電子線マスクを製造することのできる電子線用マスク基板、電子線用マスクブランクス、及びそれらを用いて製造した電子線マスクを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の構成を有する。
（構成１）  裏面エッチング加工によって薄膜層を支持するための支持体を形成するための基板と、該基板上に形成されたエッチングストッパー層と、該エッチングストッパー層上に形成された薄膜層を有する電子線マスク用基板であって、
前記薄膜層の薄膜化に伴って前記薄膜層の引張応力が小さく、前記エッチングストッパー層の応力の影響で、裏面加工時に前記薄膜層と前記エッチングストッパー層で構成される薄膜部が撓んでしまう場合、及び／又は、前記エッチングストッパー層の除去時に前記薄膜層がマスクパターン位置精度を満たさない範囲で撓んでしまう場合において、
前記薄膜層の膜応力と前記エッチングストッパー層の膜応力とを、裏面加工時に前記薄膜部が撓まない関係とする、及び／又は、エッチングストッパー層除去時に前記薄膜層がマスクパターン位置精度を満たす範囲を超えて撓まない関係とすることを特徴とする電子線マスク用基板。
（構成２）  裏面エッチング加工によって薄膜層を支持するための支持体を形成するための基板と、該基板上に形成されたエッチングストッパー層と、該エッチングストッパー層上に形成された薄膜層を有する電子線マスク用基板であって、
裏面ドライエッチング加工時のドライエッチング条件の裕度を確保する目的で、前記エッチングストッパー層の前記基板に対するエッチング選択比を十分大きくしたことを特徴とする電子線マスク用基板。
（構成３）  裏面エッチング加工によって薄膜層を支持するための支持体を形成するためのシリコンを含む材料からなる基板と、該基板上に形成されたエッチングストッパー層と、該エッチングストッパー層上に形成されたシリコンを含む材料からなる薄膜層を有する電子線マスク用基板であって、
前記エッチングストッパー層が、裏面エッチング加工後の膜応力が±３０ＭＰａ以内である低応力材料又は裏面エッチング加工後の膜応力を±３０ＭＰａ以内に制御可能な低応力材料からなることを特徴とする電子線マスク用基板。
（構成４）  裏面エッチング加工によって薄膜層を支持するための支持体を形成するためのシリコンを含む材料からなる基板と、該基板上に形成されたエッチングストッパー層と、該エッチングストッパー層上に形成されたシリコンを含む材料からなる薄膜層を有する電子線マスク用基板であって、
前記エッチングストッパー層が、シリコンを含む材料からなる基板に対するエッチング選択比が７００以上の材料からなることを特徴とする電子線マスク用基板。
（構成５）  裏面エッチング加工によって薄膜層を支持するための支持体を形成するためのシリコンを含む材料からなる基板と、該基板上に形成されたエッチングストッパー層と、該エッチングストッパー層上に形成されたシリコンを含む材料からなる薄膜層を有する電子線マスク用基板であって、
前記エッチングストッパー層が、金属材料、金属化合物、炭素及び炭素化合物から選ばれる何れか又はこれらの組合せからなることを特徴とする電子線マスク用基板。
（構成６）  前記金属化合物が、クロム化合物であることを特徴とする構成５記載の電子線マスク用基板。
（構成７）  前記金属化合物が、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）およびタングステン（Ｗ）の化合物のうちから選ばれる何れか又はこれらの組合せであることを特徴とする構成５記載の電子線マスク用基板。
（構成８）  構成１から７の何れかに記載の電子線マスク用基板に、裏面エッチング加工を施し、支持体を形成した電子線マスクブランクス。
（構成９）  構成１から７の何れかに記載の基板に、裏面エッチング加工を施すとともに、表面側エッチング加工を施してマスクパターンを形成した電子線マスク。
（構成１０）  構成６又は７の材料構成からなる基板において、薄膜層にマスクパターン形成するためのドライエッチング主ガスとして、レジストをエッチングマスクとする場合には六フッ化硫黄（ＳＦ6）あるいは４フッ化炭素（ＣＦ4）の何れかを主ガスに用い、エッチングマスクが二酸化珪素（ＳｉＯ2）の場合には四塩化珪素（ＳｉＣｌ4）、塩化水素（ＨＣｌ）、臭化水素（ＨＢｒ）、ヨウ化水素（ＨＩ）の何れかを用い、裏面ドライエッチング加工用のガスとして、ＳＦ6、Ｃ4Ｆ8、Ｃ3Ｆ8、Ｃ4Ｆ6、Ｃ2Ｆ6，及びＣ5Ｆ8のうちから選ばれる一又は二以上のフッ素系ガスを用い、マスク作製することを特徴とする電子線露光用マスクの製造方法。
【０００７】
以下、本発明について詳細に説明する。
本第１発明は、上記第１の問題１、２を解決するために成されたものであり、
裏面エッチング加工によって薄膜層（メンブレン）を支持するための支持体を形成するための基板と、該基板上に形成されたエッチングストッパー層と、該エッチングストッパー層上に形成された薄膜層を有する電子線マスク用基板であって、
前記薄膜層の薄膜化に伴って前記薄膜層の引張応力が小さく、前記エッチングストッパー層の圧縮応力や曲げ応力の影響で、裏面加工時に前記薄膜層と前記エッチングストッパー層で構成される薄膜部が撓んでしまう場合、及び／又は、前記エッチングストッパー層の除去時（従ってマスク完成時）に前記薄膜層がマスクパターン位置精度を満たさない範囲で撓んでしまう場合において、
前記薄膜層の膜応力と前記エッチングストッパー層の膜応力とを、裏面加工時に前記薄膜部が撓まない関係とする、及び／又は、エッチングストッパー層除去時に前記薄膜層がマスクパターン位置精度を満たす範囲を超えて撓まない関係とすることを特徴とする電子線マスク用基板（構成１）である。
これにより、上記第１の問題１、２を回避する目的で、成膜条件や膜厚等を制御・調整する煩雑な作業が不要となる。
上記第１発明では、前記薄膜層の膜応力と前記エッチングストッパー層の膜応力とを、裏面加工時に前記薄膜部が撓まない関係とし、かつ、エッチングストッパー層除去時に前記薄膜層がマスクパターン位置精度を満たす範囲を超えて撓まない関係とすることが好ましい。
上記第１発明においては、電子線マスク用基板作製時（イニシャル）の応力関係を上記関係とすることが好ましい。これは、マスクの作製が非常に容易となるからである。上記第１発明においては、電子線マスク用基板加工過程において、裏面加工時、エッチングストッパー層除去時の直前に応力関係を上記関係とすることが可能である。
上記第１発明は、前記薄膜層の厚さが２μｍ以下である場合に、特に効果的である。これは、膜歪みの大きさは、膜の内部応力と膜厚との積で決まるため、薄膜層の厚さが極端に薄い場合、薄膜層の引張応力が小さくなり、その結果エッチングストッパー層（ＳｉＯ2層）の圧縮応力が上回り、薄膜層が極端に撓みやすくなるからである。
上記第１発明においては、エッチングストッパー層として低応力材料又は膜応力を低応力に制御可能な材料を用いることが好ましい。これによって、上記第１の問題１、２が発生する可能性を極端に低減でき、マスク作製の裕度が著しく向上できるからである。
また、エッチングストッパー層の膜応力を低応力とすることによって、裏面加工後、ステンスルマスクを製造する場合、そのまま表面側の加工（開口部の形成）の際のエッチングストッパー層として利用することできる。エッチングストッパーの応力が大きいと、薄膜部が撓んでしまい破損しやすいので、そのまま表面加工用のエッチングストッパーとして使用することが困難である。そのため、表面加工前にエッチングストッパーを除去してしまうことが考えられるが、表面加工の際にエッチングストッパーがないと、マスクパターンが貫通した時点で裏面にガス（ドライエッチングガス）が回り込み、浸食などの問題を引き起こす。また、エッチングストッパー除去後に新たに表面加工用のエッチングストッパーを設けることも考えられるが、その場合も裏面の段差により均一な膜を形成することが困難である。従って、裏面加工と表面加工のエッチングストッパーは兼用することが好ましい。
上記第１発明においては、図３に示すサブフィールド（薄膜部）破損回避の目的で、エッチングストッパー層として低応力材料又は膜応力を低応力に制御可能な材料を用いること、あるいは、サブフィールド破損回避の目的で、エッチングストッパー層を低応力とすること、ができる。
上記第１発明は、基本的に基板サイズによらず適用可能である。これは例えば４インチサイズの基板であってもサブフィールド破損確率が低いだけで、サブフィールド破損の恐れがあるからであり、これを回避するためである。ただし大サイズ基板の方がサブフィールド破損確率が高くなる（例えば、８インチ基板でサブフィールド数８０００個であり、サブフィールドの１つが破損しても製品として使用不可であり、８インチだとサブフィールド破損が顕著となりマスク作製不可となる）ので、上記第１発明は、大サイズ基板（例えば、４インチを超える基板、特に８インチ以上の基板）の場合に、特に効果的である。
上記第１発明は、ステンシルタイプのＥＰＬマスク、メンブレンタイプのＥＰＬマスク、ＬＥＥＰＬマスクを作製するのに非常に効果的である。なお、ステンシルタイプのＥＰＬマスクやＬＥＥＰＬマスクでは、薄膜層に貫通孔を形成してマスクパターンを形成する。メンブレンタイプのＥＰＬマスクでは、薄膜層上に電子線散乱体材料層を形成し、この電子線散乱体材料層をパターニングしてマスクパターンを形成する。
上記第１発明の場合、前記エッチングストッパー層の材料は、ドライエッチング耐久性を有していることが好ましい。具体的には、裏面側及び必要に応じ表面側からのドライエッチングに対し、エッチングストッパー層の厚さの半分以上が残る程度以上のドライエッチング耐久性を有していることが好ましい。また、前記エッチングストッパー層の材料は、マスク洗浄に対する耐久性の観点から、化学的耐久性を有していることが好ましい。また、前記エッチングストッパー層の材料は、電子線による加熱に対する安定性確保や加熱による応力変動を避けるため、熱的安定性を有していることが好ましい。また、前記エッチングストッパー層の材料は、高品質の膜を安定して作製できる成膜性を有していることが好ましい。
上記第１発明は、前記薄膜層が、シリコン又はシリコンを含む材料からなる場合に適用される場合すると、高品質の薄膜層を安定的に成膜可能であり、高い加工精度で容易に加工が可能であるので好ましい。
上記第１発明は、前記支持体を形成するための基板が、シリコン又はシリコンを含む材料からなる場合に適用すると、平坦度が高くかつ高品質の基板を安定的に入手可能であり、高い加工精度で容易に加工が可能であるので好ましい。
上記第１発明は、裏面加工をドライエッチングで行う場合、ウエットエッチングで行う場合のいずれにおいても適用可能である。
【０００８】
本第２発明は、上記第２の問題を解決するために成されたものであり、
裏面エッチング加工によって薄膜層（メンブレン）を支持するための支持体を形成するための基板と、該基板上に形成されたエッチングストッパー層と、該エッチングストッパー層上に形成された薄膜層を有する電子線マスク用基板であって、
裏面ドライエッチング加工時のドライエッチング条件の裕度を確保する目的で、前記エッチングストッパー層の前記基板に対するエッチング選択比を十分大きくしたことを特徴とする電子線マスク用基板（構成２）である。
これにより、エッチング選択比を上げる目的で裏面ドライエッチング加工時のドライエッチング条件を調整する煩雑な作業が不要となる。また、ドライエッチング条件の変動に対するプロセスの安定性が飛躍的に向上する。さらに、上記エッチング選択比を十分大きくすることによって、表面側からエッチングを行う場合に表面側からのエッチングに対するエッチング選択比を向上させることが可能となる。
上記本第２発明では、前記薄膜層（前記基板）の大サイズ化に伴って、裏面ドライエッチング加工時のエッチング速度面内均一性が悪化する場合において、エッチング速度面内均一性の裕度を確保する目的で、前記エッチングストッパー層の前記基板に対するエッチング選択比を十分大きくすることができる。これにより、裏面ドライエッチング装置のエッチング速度面内均一性が厳しく要求されず、裏面加工における装置制約の問題が解消されるので、製造の容易化、低コスト化が図れる。これにより、エッチング速度面内均一性が通常より悪い（例えば９０％以下）場合であっても、大サイズマスク（例えば、４インチを超えるマスク、特に８インチ以上のマスク）を製造できる。
上記本第２発明では、前記薄膜層（前記基板）の大サイズ化及び前記基板の厚板化に伴って、裏面ドライエッチング加工時のオーバーエッチング時間が長時間化する場合において、この長時間化するオーバーエッチング時間に対処する目的で、前記エッチングストッパー層の前記基板に対するエッチング選択比を十分大きくすることができる。エッチング選択比が十分大きくないと、エッチングストッパー層がエッチングされて消失してしまい、表面側のＳｉ層を簡単にエッチング（消失）してしまう。
上記本第２発明では、前記薄膜層（前記基板）の大サイズ化に伴って、ＳＯＩ基板のＳｉＯ2では電子線マスクの作製条件が厳しくなる場合［例えばエッチングストッパー層の膜応力低減による薄膜層の破損防止と、エッチングストッパーとしての特性を両立させることが困難である場合］に、電子線マスクの作製を容易に可能とすべく、前記エッチングストッパー層の前記基板に対するエッチング選択比を十分大きくすることができる。
上記本第２発明では、前記エッチングストッパー層として、前記エッチングストッパー層の前記基板に対するエッチング選択比が十分大きい材料を用いることが好ましい。
上記本第２発明では、前記エッチングストッパー層として、前記エッチングストッパー層の選択的除去が可能な材料を用いることが好ましく、前記エッチングストッパー層の選択的除去が容易な材料を用いることが更に好ましい。前記エッチングストッパー層の材料は、エッチングレートが高く、エッチングレート均一性が良好な材料であると、前記エッチングストッパー層の選択的除去の際に、オーバーエッチングによる前記薄膜層へのダメージを低減できることから好ましい。
上記第２発明の場合、前記エッチングストッパー層の材料は、ドライエッチング耐久性を有していることが好ましい。また、前記エッチングストッパー層の材料は、マスク洗浄に対する耐久性の観点から、化学的耐久性を有していることが好ましい。また、前記エッチングストッパー層の材料は、電子線による加熱に対する安定性確保や加熱による応力変動を避けるため、熱的安定性を有していることが好ましい。また、前記エッチングストッパー層の材料は、高品質の膜を安定して作製できる成膜性を有していることが好ましい。
上記第２発明は、ステンシルタイプのＥＰＬマスク、メンブレンタイプのＥＰＬマスク、ＬＥＥＰＬマスクを作製するのに非常に効果的である。
【０００９】
本第３発明は、上記第１の問題１、２を解決するために成されたものであり、
裏面エッチング加工によって薄膜層（メンブレン）を支持するための支持体を形成するためのシリコンを含む材料からなる基板と、該基板上に形成されたエッチングストッパー層と、該エッチングストッパー層上に形成されたシリコンを含む材料からなる薄膜層を有する電子線マスク用基板であって、
前記エッチングストッパー層が、裏面エッチング加工後の膜応力が±３０ＭＰａ以内である低応力材料又は裏面エッチング加工後の膜応力を±３０ＭＰａ以内に制御可能な低応力材料からなることを特徴とする電子線マスク用基板（構成３）である。
本第３発明によれば、上記第１の問題１、２を余裕をもって解決することができる。
上記第３発明においては、図３に示すサブフィールド（薄膜部）破損回避の目的で、エッチングストッパー層として膜応力が±３０ＭＰａ以内である低応力材料又は膜応力を±３０ＭＰａ以内に制御可能な低応力材料を用いること、ができる。
なお、上記膜応力は±２０ＭＰａ以内とすることがさらに好ましい。
その他の事項に関しては、上述した第１発明と同様である。
【００１０】
本第４発明は、上記第２の問題を解決するために成されたものであり、
裏面エッチング加工によって薄膜層（メンブレン）を支持するための支持体を形成するためのシリコンを含む材料からなる基板と、該基板上に形成されたエッチングストッパー層と、該エッチングストッパー層上に形成されたシリコンを含む材料からなる薄膜層を有する電子線マスク用基板であって、
前記エッチングストッパー層が、シリコンを含む材料からなる基板に対するエッチング選択比が７００以上の材料からなることを特徴とする電子線マスク用基板（構成４）である。
本第４発明によれば、上記第２の問題を余裕をもって解決することができる。
本第４発明では、前記薄膜層（前記基板）の大サイズ化に伴って、裏面ドライエッチング加工時のエッチング速度面内均一性が悪化する場合において、エッチング速度面内均一性の裕度を確保する目的で、前記エッチングストッパー層の前記基板に対するエッチング選択比を７００以上とすることができる。
本第４発明では、前記薄膜層（前記基板）の大サイズ化及び前記基板の厚板化に伴って、裏面ドライエッチング加工時のオーバーエッチング時間が長時間化する場合において、この長時間化するオーバーエッチング時間に対処する目的で、前記エッチングストッパー層の前記基板に対するエッチング選択比を７００以上とすることができる。
本第４発明では、前記薄膜層（前記基板）の大サイズ化に伴って、ＳＯＩ基板のＳｉＯ2では電子線マスクの作製条件が厳しくなる場合に、電子線マスクの作製を容易に可能とすべく、前記エッチングストッパー層の前記基板に対するエッチング選択比を７００以上とすることができる。
なお、前記エッチングストッパー層の前記基板に対するエッチング選択比は１０００以上とすることが好ましい。
その他の事項に関しては、上述した第２発明と同様である。
【００１１】
本第５発明は、上記第１の問題１、２及び上記第２の問題の双方を同時に解決するために成されたものであり、
裏面エッチング加工によって薄膜層（メンブレン）を支持するための支持体を形成するためのシリコンを含む材料からなる基板と、該基板上に形成されたエッチングストッパー層と、該エッチングストッパー層上に形成されたシリコンを含む材料からなる薄膜層を有する電子線マスク用基板であって、
前記エッチングストッパー層が、金属材料又は金属窒化物からなることを特徴とする電子線マスク用基板（構成５）である。
本第５発明によれば、上記第１の問題１、２及び上記第２の問題の双方を同時にを解決することができる。
金属材料としては、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｚｒ，Ａｌ，Ｍｏ，Ｗの一種又は二種以上の材料が挙げられる。また、金属化合物とは、例えば、ＣｒＣx、ＣｒＮxＣY、ＣｒＯxＣY、ＣｒＯx等、前記金属材料の窒化物、酸化物、炭化物、酸窒化物、炭酸化物、炭窒化物、等またはこれらの混合物等が挙げられる。炭素化合物とは、窒化炭素等が挙げられる。
【００１２】
本第６、７発明は、上記第１の問題１、２及び上記第２の問題の双方を同時に解決するとともに、更に付加的な利点を付与するために成されたものであり、
上述の課題に対して構成６、７記載の発明は、エッチングストッパー層を、クロム化合物又は所定の金属化合物とし［特に、エッチングストッパー層を窒化クロム（ＣｒＮ）、窒化チタン（ＴｉＮX）、窒化タンタル（ＴａＮX）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮX）、窒化モリブデン（ＭｏＮX）および窒化タングステン（ＷＮX）の何れかにし］、またその上層に真空成膜によりシリコンを形成した基板とすることにより、基板の表裏面よりのドライエッチング加工時のエッチング選択性を格段に向上させ、このことにより、従来のＳＯＩ基板では困難であった大サイズの電子線マスクの作製を可能にした。これは、これらの金属窒化膜は、窒素ガスをアシストガスとしてスパッタ成膜することによって膜応力をゼロ付近に制御することが可能であり、しかも成膜後の表面酸化等による圧縮応力変化（例えば−５０〜−１００ＭＰａ）の問題を生ずる恐れが少ない。特に、窒化クロム（ＣｒＮ）膜（窒化とクロムを主成分とする膜）は、窒素ガスをアシストガスとしてスパッタ成膜することによって膜応力をゼロ付近に制御することが容易であり、チャンバー圧力などのスパッタ条件の変動に対する膜応力の変動を低く抑えるように調整が可能であり、しかも成膜後の表面酸化等による圧縮応力変化の問題を生ずる恐れがほとんどない。
さらに、これらのエッチングストッパー層材料は、膜応力が±３０ＭＰａ以内である低応力材料又は膜応力を±３０ＭＰａ以内に制御可能な低応力材料であり、しかもシリコンを含む基板材料に対するエッチング選択比が１０００以上であるため、エッチングストッパー層の膜応力の問題、エッチングストッパー層のエッチング選択比の問題、裏面加工における装置制約の問題をすべてクリアして、大サイズマスク（例えば、４インチを超えるマスク、特に８インチ以上のマスク）を製造できる。さらにこれらのエッチングストッパー層材料は、エッチングストッパー層の選択的除去が容易であり、しかも、エッチングレートが高く、エッチング速度面内均一性が良好な材料である。これに加え、これらのエッチングストッパー層材料は、表裏両面からのドライエッチング耐久性を有しており、化学的耐久性を有しており、熱的安定性を有しており、高品質の膜を安定して作製できる成膜性を有している。したがって、高品質の大サイズマスクを製造できる。
なお、上記第６、７発明記載の材料構成からなる基板において、薄膜層にマスクパターン形成するためのドライエッチング主ガスとして、レジストをエッチングマスクとする場合には六フッ化硫黄（ＳＦ6）あるいは４フッ化炭素（ＣＦ4）の何れかを主ガスに用い、エッチングマスクが二酸化珪素（ＳｉＯ2）の場合には四塩化珪素（ＳｉＣｌ4）、塩化水素（ＨＣｌ）、臭化水素（ＨＢｒ）、ヨウ化水素（ＨＩ）の何れかを用い、裏面ドライエッチング加工用のガスとして、ＳＦ6、Ｃ4Ｆ8、Ｃ3Ｆ8、Ｃ4Ｆ6、Ｃ2Ｆ6，及びＣ5Ｆ8のうちから選ばれる一又は二以上のフッ素系ガス（好ましくは二以上のガスを混合した状態で又は二以上のガスを交互に導入して）を用い、マスク作製することが、高精度の加工を可能とする上で好ましい（構成１０）。
【００１３】
上述した本第１〜第７発明において、エッチングストッパー層の膜応力を±２０ＭＰａ（＋は引張応力、−は引張応力）以内にすることにより、マスク加工後のパターン位置精度を要求特性範囲（位置ずれ：２０ｎｍ）にすることができるため好ましい。エッチングストッパー層の膜応力は、より好ましくは±５ＭＰａ（＋は引張応力、−は引張応力）範囲である。
上述した本第１〜第７発明において、マスクパターン形成するための薄膜層又は薄膜層の応力を＋０．２〜＋２０ＭＰａ（＋は引張応力）範囲にすることにより、マスク加工後のパターン位置精度を要求特性範囲にすることができるため好ましい。マスクパターン形成するための薄膜層又は薄膜層の膜応力は、より好ましくは＋０．２〜＋１０ＭＰａ（＋は引張応力）である。
【００１４】
上述した本第１〜第７発明において、前記エッチングストッパー層の膜質は、低応力制御性の観点等から、多結晶体あるいはアモルファス体もしくは多結晶とアモルファスの混晶であることが好ましい。
上述した本第１〜第７発明において、前記薄膜層の膜質は、低応力制御性の観点等から、多結晶体あるいはアモルファス体もしくは多結晶とアモルファスの混晶であることが好ましい。
【００１５】
本第８発明は、上述した本第１〜第７発明の何れかに記載の電子線マスク用基板に、裏面エッチング加工を施し、支持体を形成した電子線マスクブランクス（構成８）である。
本発明では、裏面エッチング加工に際し、薄膜層が２μｍ程度と薄いので薄膜層裏面にストラット（ｓｔｒｕｔ）（桟）を所定の間隔で形成して補強することが好ましい（図３参照）。例えば、８インチマスクでは薄膜層が２μｍ程度と薄くて広いので薄膜層裏面にストラット（ｓｔｒｕｔ）（桟）を１ｍｍ間隔で形成して補強する必要がある。
また、本発明では、裏面エッチング加工をドライエッチングにより行うことで、テーパーのない垂直なストラット（ｓｔｒｕｔ）を形成することが、マスクパターン領域の拡大を図る観点から好ましい。
【００１６】
本第９発明は、上述した本第１〜第７発明の何れかに記載の基板に、裏面エッチング加工を施すとともに、表面側エッチング加工を施してマスクパターンを形成した電子線マスク（構成９）である。
ステンシルタイプのＥＰＬマスクやＬＥＥＰＬマスクでは、薄膜層に貫通孔を形成してマスクパターンを形成する。メンブレンタイプのＥＰＬマスクでは、薄膜層上に電子線散乱体材料層を形成し、この電子線散乱体材料層をパターニングしてマスクパターンを形成する。
マスクには、アライメントマーク等を形成できる。
【００１７】
【実施例】
実施例１
ベース基板にＳｉウエハーを用い（図２▲１▼）、真空成膜法（ＰＶＤ法、ＣＶＤ法）によりＣｒＮ膜、Ｓｉ膜を順次形成しマスク基板とした（図２▲２▼，▲３▼）。このマスク基板に先ず裏面より裏面エッチング加工（図３に示すストラットを有する）を施す（図２▲４▼）。この時のエッチングマスクはレジスト、ＳｉＯ2、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｗの各種金属のほか、上述の窒化クロム（ＣｒＮ）、窒化チタン（ＴｉＮX）、窒化タンタル（ＴａＮX）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮX）、窒化モリブデン（ＭｏＮX）および窒化タングステン（ＷＮX）などを用いることができる。裏面加工にはＳＦ6を主エッチングガスに用い、エッチング形状制御のためにＣXＦY系のガスを用いる。この時のガス導入は混合状態かＳＦ6とＣXＦYガスを交互に導入する。
図１にストッパー材にＣｒＮを用い、エッチングにＳＦ6とＣXＦYＣｘガスを交互に導入した場合のエッチング選択比特性を示す。図１は基板印加するバイアスをパラメータとした場合であるが、何れの条件下でもＣｒＮのエッチング耐久性はＳｉＯ2膜に対して格段に優れていることを見出した。この時のＳｉ／ＣｒＮエッチング選択比はバイアスパワーが６０Ｗ以下で１０００以上であった。またＣｒＮ膜などの金属窒化物は成膜時の窒素分圧などの成膜条件を適正化することにより、ストッパー膜自体の応力を±１０ＭＰａ以内に制御可能であるため、マスク作製時の応力制御が容易である。
基板裏面加工に続いて、基板表面にレジスト材を形成後、裏面がエッチングされた薄膜エリアにアライメント調整しながらマスクパターンをレジストに形成した（図２▲５▼）。この時にパターン形成は電子線描画技術を用いた。このレジストをエッチングマスクとして、ＳＦ6をエッチング主ガスとしてマスクパターンをＳｉ薄膜層に形成した（図２▲５▼，▲６▼）。この時にＳｉ／ＣｒＮエッチング選択比は２４０であった。
その後、エッチングマスク層、ストッパーＣｒＮ膜を選択的に除去することにより、容易に大サイズ（８ｉｎｃｈ）ステンシルタイプのＥＰＬマスクを作製することができた（図２▲６▼）。このマスク上のパターンサイズは最も小さいもので２００ｎｍであり、これはウエハー上で５０ｎｍに相当するものであった。
【００１８】
実施例２
ベース基板にＳｉウエハーを用い、真空成膜法（ＰＶＤ、ＣＶＤ）によりＴｉＮ膜、Ｓｉ膜を順次形成し、このＳｉ膜上にＳｉＯ2膜をＣＶＤ法により形成しマスク基板を作製した。このマスク基板に先ず裏面よりバックエッチング加工を施す。この時のエッチングマスクはレジストを用いた。裏面加工にはＳＦ6を主エッチングガスに用い、エッチング形状制御のためにＣXＦY系のガスを用いた。この時のガス導入はＳＦ6とＣXＦYガスを交互に導入した。このときのＳｉ／ＴｉＮエッチング選択比は２６００であった。またＴｉＮストッパー膜自体の応力は＋４ＭＰａであった。
基板裏面加工続いて、基板表面にレジスト材を形成後、裏面がエッチングされた薄膜エリアにアライメント調整しながらマスクパターンをレジストに形成した。パターン形成は電子線描画技術を用いた。このレジストをエッチングマスクとして、ＣＦ4ガスを主ガスにＳｉＯ2層にマスクパターンを形成し、続いてＨＩガスを主ガスにＳｉ薄膜層にドライエッチングを施し、マスクパターンを形成した。この時にＳｉ／ＴｉＮエッチング選択比は１２０であった。
その後、エッチングマスク層、ストッパーＴｉＮ膜を選択性に除去することにより、容易に大サイズ（８ｉｎｃｈ）マスクを作製した。
【００１９】
参考例１
実施例１においてマスクパターンエッチングガスに塩素（Ｃｌ2）を用いたところ、Ｓｉ／ＣｒＮエッチング選択比は３しか得られず、８ｉｎｃｈマスクを作製することができなかった。
【００２０】
以上実施例を挙げて説明したが、本発明は上記実施例の範囲に限られるものではない。
例えば、上記実施例において、工程順は最終目的となるマスク構造及び品質を満足すれば順番は問わない。
【００２１】
また、加工前の基板状態で、エッチングのためのエッチングマスク層等やその他の層を形成した基板もマスク基板のうちに含まれる。このようなマスク基板は、通常マスクブランクスの概念に含まれる。
また、上記マスク基板について裏面加工等の途中状態まで加工を行ったものは全てマスクブランクスのうちに含まれる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、エッチングストッパーの膜応力を改善することによって、撓みを低減し、破損しにくい電子線用マスク、及び電子線用マスクを得るための、電子線用マスク基板、電子線用マスクブランクスを提供することができる。
さらに、本発明は、特に裏面加工の際に良好な特性を有するエッチングストッパーを備えた電子線用マスク基板、電子線用マスクブランクス、及びそれらを用いて製造した電子線マスクを提供することができる。
また、本発明は、特に、大型の基板サイズ（例えば、８インチサイズ）の電子線マスクを製造することのできる電子線用マスク基板、電子線用マスクブランクス、及びそれらを用いて製造した電子線マスクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の効果を説明するための、バイアスパワーとエッチング選択比との関係を示す図である。
【図２】本発明の一実施例に係るマスクの製造過程を説明するための模式図である。
【図３】ストラット（ｓｔｒｕｔ）構造を説明するための部分斜視図である。
【図４】従来の撓みの問題を説明するための模式図である。
【図５】従来のエッチングストッパー層の曲げ応力の問題を説明するための模式図である。
【図６】従来の問題点を説明するための、ＳｉＯ2エッチングストッパー層の厚さとＳｉ薄膜層の膜応力との関係を示す図である。
【図７】従来の問題点を説明するための、チャンバー圧力とＳｉ／ＳｉＯ2エッチング選択比との関係を示す図である。
【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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