(57)【要約】      （修正有）【課題】電気的導通が不連続な被加工基板に対し、荷電粒子線を照射してパターン形成を行う場合、電界の発生を抑止しつつ、かつ、レジストの解像性を損なうことなく、微細なパターンを精度よく形成する手段を提供する。【解決手段】被加工基板１０の裏面に当たる第２の面１０ｂに導電膜１２を形成し、当該導電膜１２と導通ピン１５を接触させることで、荷電粒子線１４の照射による蓄積電荷に対抗する電荷を導電膜１２に発生させ、電界による荷電粒子線の偏向を抑止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面および前記第１の面と向かい合う第２の面を有する基板にパターンを形成するパターン形成方法であって、
前記第２の面に導電膜を形成し、
前記第１の面側から荷電粒子線を照射することにより前記第１の面側に前記パターンを形成するパターン形成方法。
【請求項２】
前記導電膜に導通手段を接続し、前記パターンを形成する請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項３】
前記第１の面上に、遮光膜を島状に配置し、
前記遮光膜をレジストで覆い、前記荷電粒子線の照射を行う請求項１または２に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
第１の面および前記第１の面と向かい合う第２の面を有する基板をパターン形成するパターン形成装置であって、
前記第１の面に向かって荷電粒子線を照射して前記第１の面側に前記パターンを形成する粒子線照射手段と、
前記第２の面側と導通する導通手段と、を備えるパターン形成装置。
【請求項５】
前記導通手段は、前記第２の面に形成された導電膜と接触して接地されている請求項４に記載のパターン形成装置。
【請求項６】
第１の面および前記第１の面と向かい合う第２の面を有する基板と、
前記基板の第１の面側に荷電粒子線照射により形成されたパターンと、を有し、
前記第２の面を覆うように導電膜が形成され、または、前記第２の面を覆うように導電膜が形成され剥離されているフォトマスク。
【請求項７】
前記第１の面上に、遮光膜が島状に形成されている請求項６に記載のフォトマスク。
【請求項８】
第１の面および前記第１の面と向かい合う第２の面を有する基板の前記第１の面側にパターンが形成されたフォトマスクの製造方法であって、
前記第２の面に導電膜を形成し、
前記第１の面側から荷電粒子線を照射することにより前記第１の面側に前記パターンを形成するフォトマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線によりパターン形成を行うパターン形成方法およびパターン形成装置、並びに荷電粒子線を用いてパターン形成されたフォトマスクおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置を製造するため、ウエハを加工するフォトリソグラフィー技術では、一般にフォトマスク上に形成されたパターンを４分の１に縮小してウエハ上に転写する。半導体装置の微細化に伴い、フォトマスクにおいても常にパターンの微細化が要求されている。特に近年のいわゆる超解像技術の導入により、フォトマスク上のパターン寸法はウエハ上のそれと比肩するほど微細化、かつ高精度化し、これを実現させることに困難が伴うようになった。
【０００３】
図３に従来のフォトマスク製造工程を示す。フォトマスク基板２０の上には、金属膜からなる遮光膜２１が形成されている。位相シフト法などに代表される超解像技術では、遮光膜２１をパターン状に形成した後、当該遮光膜をレジスト（第１レジスト２３）で覆って再びパターンを形成する。
【０００４】
パターン形成の際、荷電粒子線を用いる電子線リソグラフィ法によれば、光リソグラフィ法に比べて高い解像度が得られる。一方、荷電粒子線を用いてパターニングを行う場合、照射した荷電粒子の一部がレジスト中で停止して、パターニングの精度が低下する問題がある。これは、荷電粒子線がレジスト中に留まって電界が生じる結果、荷電粒子線の軌道が曲がるためである。
【０００５】
そこで、図３に示すように、遮光膜２１に導通手段（一般には金属からなるピンなど）としての導通ピン２５を接触させることで、レジストの帯電防止が図られる。遮光膜２１はクロムのような導電性材料で形成され、導通ピン２５で接地することにより、荷電粒子線の照射により生成される電界は、シールド効果で相殺される。しかし、遮光膜２１が島状にパターン形成されている領域では、導通ピン２５による電気的な接地が得られないため電界（図示せず）が発生する。この電界は荷電粒子線の軌道を偏向させる効果があるため、所望のパターンが得られなくなる要因となる。
【０００６】
従来、このような遮光膜が電気的に不連続であるような被加工基板に導通を与えつつパターニングを行う場合、第１レジスト２３の上に塗布型の導電膜２２を一様に形成し、このシールド効果により電界を相殺する方法が取られてきた。しかし、導電膜２２を構成する成分が、第１レジスト２３と意図しない反応を起こし、必要とされる微細なパターンを精度よく得られないことがあった。
【０００７】
別の従来技術として、上記導電膜による悪影響を回避するため、パターン形成に係るポストエクスポージャーベークの前段で導電膜を除去する手段がある（例えば特許文献１）。あるいは、レジストと導電膜との間に干渉を遮断する膜を形成し、影響を回避する手段がある（例えば特許文献２）。
【特許文献１】特開２００３−３０７８５６号公報
【特許文献２】特開平１１−０９７３２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載された技術によれば、ポストエクスポージャーベークを行う際に、レジストと導電膜が意図しない反応を起こすことを防止できる。しかし、ポストエクスポージャーベークを行う前にレジスト内部に拡散した導電膜の成分がレジストと反応し、微細なパターンを精度良く得られないことがあった。また特許文献２に記載された技術によれば、特許文献１と同様にレジストと導電膜の反応を防止できるが、荷電粒子線がレジスト上層に形成された膜を通過する際の散乱により、やはり微細なパターンを精度よく得られないことがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明はかかる課題を解決するものであり、パターン形成される被加工基板のパターン形成面と反対面（裏面）に導電性の膜を形成して荷電粒子線の照射を行うことを特徴とする。そして、パターン形成装置に、被加工基板の裏面と電気的な導通をとる手段を設け、基板裏面の導電膜と導通をとることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項１に係る発明は、第１の面および前記第１の面と向かい合う第２の面を有する基板にパターンを形成するパターン形成方法であって、前記第２の面に導電膜を形成し、前記第１の面側から荷電粒子線を照射することにより前記第１の面側に前記パターンを形成するパターン形成方法としたものである。
【００１１】
本発明の請求項２に係る発明は、前記導電膜に導通手段を接続し、前記パターンを形成する請求項１に記載のパターン形成方法としたものである。
【００１２】
本発明の請求項３に係る発明は、前記第１の面上に、遮光膜を島状に配置し、前記遮光膜をレジストで覆い、前記荷電粒子線の照射を行う請求項１または２に記載のパターン形成方法としたものである。
【００１３】
本発明の請求項４に係る発明は、第１の面および前記第１の面と向かい合う第２の面を有する基板をパターン形成するパターン形成装置であって、前記第１の面に向かって荷電粒子線を照射して前記第１の面側に前記パターンを形成する粒子線照射手段と、前記第２の面側と導通する導通手段と、を備えるパターン形成装置としたものである。
【００１４】
本発明の請求項５に係る発明は、前記導通手段は、前記第２の面に形成された導電膜と接触して接地されている請求項４に記載のパターン形成装置としたものである。
【００１５】
本発明の請求項６に係る発明は、第１の面および前記第１の面と向かい合う第２の面を有する基板と、前記基板の第１の面側に荷電粒子線照射により形成されたパターンと、を有し、前記第２の面を覆うように導電膜が形成され、または、前記第２の面を覆うように導電膜が形成され剥離されているフォトマスクとしたものである。
【００１６】
本発明の請求項７に係る発明は、前記第１の面上に、遮光膜が島状に形成されている請求項６に記載のフォトマスクとしたものである。
【００１７】
本発明の請求項８に係る発明は、第１の面および前記第１の面と向かい合う第２の面を有する基板の前記第１の面側にパターンが形成されたフォトマスクの製造方法であって、前記第２の面に導電膜を形成し、前記第１の面側から荷電粒子線を照射することにより前記第１の面側に前記パターンを形成するフォトマスクの製造方法としたものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、一様に接地された被加工基板を用いるため、基板表面に形成されたパターンの形状によらず荷電粒子線を照射することで発生する電界を抑止することが可能となり、所望のパターンを精度よく形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を用いて、本発明の一実施形態について説明する。なお、以下ではレベンソン型位相シフトマスクを例示するが、これは発明の一形態を示すものである。本発明は電気的に不連続な被加工基板上に荷電粒子線でパターニングを行う際の電界の発生に起因するパターン精度の低下を防止することを目的としており、同様の効果が得られる限り、被加工物の種類や材料は限定されない。
【００２０】
[第１実施形態]
図１は、本発明に係る方法によりパターン形成され製造される、本発明の一実施形態に係るフォトマスク１の製造工程を示す模式図である。図２は、フォトマスク１の製造過程で行われるパターン形成に用いられるパターン形成装置２の概略構成を示す模式図である。
【００２１】
本実施形態ではまず、フォトマスク１の基板１０として、透明な基板（例えば石英板）を用意する。図１（ａ）に示すように、基板１０の互いに向かい合う２つの面の片側（第１の面１０ａ）には、クロムからなる遮光膜１１が通常の方法によりパターン形成されている。遮光膜１１は、第１の面１０ａ全面を連続的に覆うものではなく、分断され周囲と隔絶された島状の部分１１ｂを少なくとも１カ所以上（この図では２カ所）有している。
【００２２】
遮光膜１１上には、第２のパターンを形成するための第１レジスト１３が、遮光膜１１全体を覆うように成膜されている。第１レジスト１３としては、電子線のような荷電粒子線に反応するものであれば制限なく使用できる。図１に示す例では、第１レジスト１３としてポジ型のレジストを用いている。
【００２３】
第１の面１０ａの反対面（第２の面１０ｂ）には、全面に渡って薄膜（導電膜）１２が形成されている。導電膜１２は、基板１０の裏面に一様な導電性を付与するために設けられ、例えばクロムのような導電性の材料で形成されている。
【００２４】
このように、基板１０は、第１の面１０ａ上に遮光膜１１および第１レジスト１３が形成され、第２の面１０ｂを覆うように導電膜１２が形成された、図１（ａ）に示す状態でパターン形成工程に供される。以下、図２に示すパターン形成装置２を用いる本発明の一実施形態に係るパターン形成方法を説明する。
【００２５】
パターン形成装置２は、基板１０を載せるステージ１８と、荷電粒子線としての電子線を照射する粒子線照射手段としての電子光学系１７と、導通手段としての導通ピン１５と、を備える。電子光学系１７と導通ピン１５とは、基板１０を挟んで向かい合うように配置される。電子線は電子光学系１７で制御され、電子光学系１７からステージ１８上に載置された基板１０に向かって電子線が照射される。この際マスクが設置されたステージ１８が適宜移動することで基板１０の第１の面１０ａの全面に所望のパターンが照射される。導通ピン１５は、一端が基板１０の裏面と接するように配置され、また、接地されている。導通ピン１５からは正の電荷が供給され、導電膜１２に正の電荷を発生させるように構成されている。
【００２６】
図１（ｂ）は、このようなパターン形成装置２のステージ１８上に基板１０が載置され、パターン形成される状態を示す。基板１０は、第２の面１０ｂを覆うように形成された導電膜１２に導通ピン１５の先端が接するようにステージ１８上に配置される。この状態で、第１の面１０ａに形成された第１レジスト１３に向かって、所望のパターンを形成するための電子線１４が照射される。その際、基板１０および第１レジスト１３の内部には電子線に由来する電荷（図示せず）が蓄積される。
【００２７】
ここで導電膜１２はパターン形成装置２に具備された導通ピン１５により電気的に接地されており、このことにより、電荷が蓄積された第１レジスト１３と対向する領域の導電膜１２には相反する電荷（図示せず）が発生する。すなわち、これら相反する電荷により電界は相殺され、電子線１４の照射が所望のパターンどおりに精度よく行われる。
【００２８】
電子線によりパターンを描画した後、現像工程で電子照射された部分のレジストを現像液に溶解させて除去する。そして、エッチングを行い、第１レジスト１３で保護されず露出した部分をエッチングして遮光膜１１および基板１０に第２のパターンが形成される（図１（ｃ）参照）。
【００２９】
次に、第２のパターンが形成された基板１０の上に、第２のパターンを被覆するための第２レジスト１６を成膜する。この状態で基板１０の第２の面１０ｂ側をエッチングすることで図１（ｄ）に示すごとく、第２の面１０ｂ上に形成された導電膜１２を除去する。導電膜１２は通常のウエットエッチングにより除去すればよい。
【００３０】
最後に図１(ｅ)に示すごとく第２レジスト１６を除去して、パターン形成が完了する。かかる工程により、基板１０上に所望のパターンが形成されたフォトマスク１が得られる。
【００３１】
フォトマスク１は、パターン形成される面（第１の面１０ａ）と反対側の面（第２の面１０ｂ）に導電膜１２を形成し、導通ピン１５で導通をとった状態でパターン形成される。これにより電界の発生を抑止できるため、電子線の歪みが防止され、高精度でパターン形成されたフォトマスク１が得られる。
【００３２】
導電膜１２は、基板１０の第２の面１０ｂ全面に形成されるので、遮光膜１１が島状に形成され連続していない場合でも、電気的な接地が可能となる。また導電膜１２は第１レジスト１３と接触しないため、レジストの解像性を損なわない。
【００３３】
さらに、図３に示す従来例に比べて、塵芥由来のパターニング不良の恐れが少ない。つまり、図３の従来例では、第１レジスト２３を破って導通ピン２５を遮光膜２１に導通させるため、第１レジスト２３を穿孔することにより、塵芥が発生してパターニング不良を引き起こす恐れがある。これに対し、本発明では第１レジスト１３を穿孔する必要がないため、かかる恐れを回避できる。
【００３４】
またパターン形成装置２は、被加工基板裏面に形成された導電膜と導通をとる手段を具備するため、当該導電膜に電界の発生を抑止する効果を付与することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係るパターン形成方法により製造されるフォトマスクの製造工程を示す模式図。
【図２】本発明に係るパターン形成装置の構成を示す模式図。
【図３】従来技術に係るパターン形成方法を示す模式図。
【符号の説明】
【００３６】
１０、２０…基板
１１、２１…遮光膜
１２、２２…導電膜
１３、２３…第１レジスト
１４…電子線
１５、２５…導通ピン
１６…第２レジスト
１７…電子光学系
１８…ステージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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