JP2000348996A - ステンシルマスク、その製造方法、及びそれを用いた縮小投影露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステンシルマスクのマスク母体の破断を防止
しつつマスク母体の厚さを薄くして、マスク母体に形成
される透過孔パターンを微細化できるようにする。 【解決手段】 マスク母体となる非晶質シリコン膜２３
のマスクパターン形成領域２７には透過孔パターン２３
ａが形成されている。非晶質シリコン膜２３におけるマ
スクパターン形成領域２７以外の領域は、接着材料とな
るＳＯＧ膜２２を介して、保持部材となるシリコン基板
２１により保持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子ビームの
投影露光に用いられる投影露光用マスク、特に、所定の
パターン形状を有し、照射された荷電粒子ビームを透過
させる透過孔を備えたステンシルマスク、その製造方
法、及びそれを用いて被露光材料に対して荷電粒子ビー
ムを縮小投影露光する縮小投影露光方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子ビーム又はイオンビーム等による荷
電粒子ビーム露光法をリソグラフィ技術に用いることに
よって、０．１μｍ以下の解像度が容易に得られると共
に数μｍ以上の大きな焦点深度が実現されるので、サブ
０．１μｍルールの半導体装置の製造手段として荷電粒
子ビーム露光法の研究開発が行なわれている。

【０００３】投影方式の荷電粒子ビーム露光法において
は、投影露光用マスクとして、所定のパターン形状を有
し、照射された荷電粒子ビームを透過させる透過孔（以
下、透過孔パターンと称する）を備えたステンシルマス
クが用いられている。透過孔パターンが形成されるステ
ンシルマスクのマスク母体には、通常、メンブレンと呼
ばれる薄膜状基板が用いられる。

【０００４】また、投影方式の電子ビーム露光法におい
ては、一般的にセルプロジェクション方式又はブロック
露光方式と呼ばれる部分一括露光方式が実用化されてい
る。

【０００５】以下、部分一括露光方式により電子ビーム
の縮小投影露光を行なう方法について簡単に説明する。 （１）描画したい半導体回路パターンのうち高い頻度で
繰り返される５μｍ□程度のパターン形状を抽出して、
該抽出されたパターン形状と対応する透過孔パターンを
ステンシルマスクのマスク母体に形成する。尚、マスク
母体に形成された透過孔パターンの大きさは、対応する
パターン形状を所定の倍率（マスク倍率）で拡大したも
のである。 （２）ステンシルマスクの透過孔パターンに電子ビーム
を照射して、透過孔パターンを透過した電子ビームを被
露光材料の所定部分に縮小投影露光する。これにより、
被露光材料の所定部分に、電子ビームが照射された透過
孔パターンと対応するパターン形状が描画される。 （３）電子ビームを偏向させて、電子ビームを照射する
透過孔パターンを変えながら、（２）を繰り返し行な
う。抽出されなかったパターン形状、つまり繰り返しの
少ないパターン形状の描画は可変成形ビームを用いて行
なう。

【０００６】以下、従来のステンシルマスクの構造につ
いて、図３（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。

【０００７】図３（ａ）に示すように、マスク母体とな
る膜厚１０〜２０μｍの単結晶シリコンメンブレン１に
おける所定の領域、つまりマスクパターン形成領域１ａ
には、第１〜第５の透過孔パターン２ａ、２ｂ、２ｃ、
２ｄ及び２ｅ、並びに可変成形ビーム生成用の成形開口
部３が形成されている。

【０００８】また、図３（ｂ）に示すように、単結晶シ
リコンメンブレン１におけるマスクパターン形成領域１
ａ以外の領域の下側、つまり単結晶シリコンメンブレン
１の周縁部の下側には、接着材料となる酸化シリコン膜
４を介して、保持部材となる膜厚５００μｍ程度のシリ
コン基板５が形成されている。

【０００９】尚、図３（ａ）及び（ｂ）に示すステンシ
ルマスクの製造には、シリコン基板の張り合わせ技術に
より作成されるＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板が
用いられている。

【００１０】以下、従来のステンシルマスクの製造方法
について、図４（ａ）〜（ｃ）及び図５（ａ）〜（ｃ）
を参照しながら説明する。

【００１１】まず、図４（ａ）に示すように、第１のシ
リコン基板１１の表面に第１の酸化シリコン膜１２を形
成した後、第１の酸化シリコン膜１２の表面と、第２の
シリコン基板１３の表面とを圧着すると共に熱処理を行
なうことにより、第１のシリコン基板１１、第１の酸化
シリコン膜１２及び第２のシリコン基板１３からなるＳ
ＯＩ構造を形成する。

【００１２】次に、図４（ｂ）に示すように、第２のシ
リコン基板１３に対して機械的研磨及び化学的研磨を行
なって、第１の酸化シリコン膜１２の上に、膜厚１０〜
２０μｍのシリコンメンブレン１４を形成する。

【００１３】尚、シリコンメンブレン１４はマスク母体
として用いられ、第１のシリコン基板１１は保持部材と
して用いられ、第１の酸化シリコン膜１２はマスク母体
と保持部材とを密着させる接着材料として用いられる。

【００１４】次に、図４（ｃ）に示すように、シリコン
メンブレン１４の上にＣＶＤ法によって第２の酸化シリ
コン膜１５を形成した後、第２の酸化シリコン膜１５の
上に形成されたマスクパターン（図示せず）をマスクと
して第２の酸化シリコン膜１５に対してエッチングを行
なって、第２の酸化シリコン膜１５に第１の開口部１５
ａを形成する。

【００１５】次に、図５（ａ）に示すように、第１の開
口部１５ａを有する第２の酸化シリコン膜１５をマスク
としてシリコンメンブレン１４に対して、低圧力・高密
度の塩素系ガス又はフッ素系ガスを用いた反応性イオン
エッチングを行なって、シリコンメンブレン１４の所定
の領域、つまりマスクパターン形成領域１６に透過孔パ
ターン１４ａを形成する。

【００１６】次に、図５（ｂ）に示すように、第１のシ
リコン基板１１、第１の酸化シリコン膜１２、シリコン
メンブレン１４及び第２の酸化シリコン膜１５の上に全
面に亘って窒化シリコン膜１７を形成した後、第１のシ
リコン基板１１の下面におけるマスクパターン形成領域
１６の下側が露出するように、窒化シリコン膜１７に第
２の開口部１７ａを形成する。

【００１７】次に、図５（ｃ）に示すように、第２の開
口部１７ａを有する窒化シリコン膜１７をマスクとして
第１のシリコン基板１１に対して、水酸化カリウム水溶
液を用いたエッチングを行なって、第１の酸化シリコン
膜１２の下面におけるマスクパターン形成領域１６の下
側が露出するように、第１のシリコン基板１１に第３の
開口部１１ａを形成した後、燐酸を用いて窒化シリコン
膜１７を全て除去する。続いて、緩衝フッ化水素酸を用
いて第２の酸化シリコン膜１５を全て除去すると共に、
第３の開口部１１ａを有する第１のシリコン基板１１を
マスクとして第１の酸化シリコン膜１２に対して、前記
の緩衝フッ化水素酸を用いたエッチングを行なって、マ
スクパターン形成領域１６の下面が露出するように、第
１の酸化シリコン膜１２に第４の開口部１２ａを形成す
る。

【００１８】これにより、シリコンメンブレン１４つま
りマスク母体におけるマスクパターン形成領域１６以外
の領域が、第１の酸化シリコン膜１２つまり接着材料を
介して、第１のシリコン基板１１つまり保持部材により
保持される。

【００１９】現在実用化されている部分一括露光方式の
電子ビーム露光装置においては、一般に、ステンシルマ
スクのマスク倍率は２５〜６０倍程度である。すなわ
ち、ステンシルマスクを透過した電子ビームが被露光材
料に縮小投影されるときの縮小率は１／２５〜１／６０
程度である。例えば、被露光材料上において５μｍ□程
度の大きさを有するパターン形状の描画に必要な透過孔
パターンの大きさは、１２５〜３００μｍ□程度であ
る。

【００２０】このため、描画したい半導体回路パターン
のうちから多数のパターン形状を透過孔パターンとして
抽出すると、ステンシルマスクのマスク母体の周縁部に
まで透過孔パターンを形成する必要が生じる一方、マス
ク母体の周縁部に電子ビームを照射するために電子ビー
ムを偏向させると、電子光学系の偏向収差が増大して電
子ビームの露光精度が低下するので、透過孔パターンと
して抽出できるパターン形状の数は最大で１００種類程
度に制限されている。従って、透過孔パターンとして抽
出するパターン形状の数を減らすため、半導体回路パタ
ーンのうち繰り返しの少ないパターン形状の描画には、
透過孔パターンと共にマスク母体に形成された可変成形
ビーム生成用の成形開口部（図３（ａ）参照）が用いら
れる。

【００２１】ところで、縮小投影露光のスループットを
高くするためには、露光照度を高くしてショットサイク
ル時間（１回の露光時間と、一の露光から次の露光まで
に要する時間との和）を短くすると共に、被露光材料の
全面を露光するのに必要なショット数（露光回数）を低
減する必要がある。

【００２２】現在、半導体装置の製造に広く用いられて
いる光による縮小投影露光を８インチウェハに対して行
なう場合、ショットサイズ（１回の露光により被露光材
料が露光される面積）が２０ｍｍ□程度であるため、８
インチウェハ全面を露光するのに必要な総ショット数が
７０〜８０ショット程度であると共に、ショットサイク
ル時間が数百ｍｓｅｃであるので、８０枚／時程度のス
ループットが達成されている。

【００２３】一方、電子ビームによる縮小投影露光を８
インチウェハに対して行なう場合、ショットサイクル時
間は数百ｎｓｅｃ〜数μｓｅｃと短いにも関わらず、５
枚／時程度のスループットが限界である。これは、現在
実用化されている部分一括露光方式の電子ビーム露光装
置においては、ショットサイズが最大５μｍ□程度と、
光による縮小投影露光の場合と比べて桁違いに小さいた
め、８インチウェハ全面を露光するのに必要な総ショッ
ト数が１．２Ｇ（１．２×１０⁹ ）ショットという膨大
な数になるためである。

【００２４】また、イオンビーム等の他の荷電粒子ビー
ムによる縮小投影露光を行なう場合においても、ショッ
トサイズが小さいため、スループットを高くすることが
できない。

【００２５】すなわち、荷電粒子ビームによる縮小投影
露光のスループットを高くするためには、ショットサイ
ズを大きくして、被露光材料の全面を露光するのに必要
なショット数を低減させる必要がある。このとき、ショ
ットサイズを大きくするためには、ステンシルマスクの
マスク倍率（現行では２５〜６０倍程度）を小さくし
て、荷電粒子ビームを被露光材料に対して縮小投影する
ときの縮小率を緩和する方法が有力である。以下にその
理由を説明する。

【００２６】ステンシルマスクのマスク倍率を小さくせ
ずにショットサイズを大きくしようとすると、透過孔パ
ターンつまりステンシルマスク自体を大きくしなければ
ならないので、ステンシルマスクの製作が困難になる。
例えば２５ｍｍ□の半導体チップのパターン作成に必要
なステンシルマスクのマスク母体の大きさは、マスク倍
率が２５倍の場合で６２５ｍｍ□にも達する。

【００２７】また、図３（ｂ）に示すように、ステンシ
ルマスクのマスク母体はメンブレン（薄膜）構造を有す
るため、ステンシルマスクが大型化すると、メンブレン
構造が自重によってたわみやすくなり、その結果、ステ
ンシルマスクのマスク母体が破断しやすくなる。

【００２８】それに対して、ステンシルマスクのマスク
母体の破断を防ぐために、透過孔パターンをさらに小さ
なパターン領域に分割して、該パターン領域の境界部に
梁を入れることにより、ステンシルマスクのマスク母体
を補強した後、該パターン領域毎に照射され、且つ該パ
ターン領域を透過した電子ビームによる被露光材料上の
描画パターンがスティッチング（縫い合わせ）されるよ
うに縮小投影露光を行なう方法が検討されている。

【００２９】しかし、この方法においては、マスク倍率
が大きくなるに従って、透過孔パターンを、より多くの
パターン領域に分割しなければならないため、ショット
数が増大してしまうという問題が生じる。また、描画パ
ターンをスティッチングするためには、ステンシルマス
クを移動するときの位置決めを高精度に行なう必要があ
る一方、ステンシルマスクが大型化するに従って、ステ
ンシルマスクを移動するためのステージが大型化するの
で、ステンシルマスクの位置決めの精度が低下するとい
う問題が生じる。

【００３０】以上に説明したように、荷電粒子ビームに
よる縮小投影露光においては、ステンシルマスクを大き
くすることによりショットサイズを大きくすることは困
難であるため、ステンシルマスクの大きさを変えずにス
テンシルマスクのマスク倍率を小さくしてショットサイ
ズを大きくする必要がある。このような試みとして、例
えばＳＣＡＬＰＥＬ方式又はＰＲＥＶＡＩＬ方式等の、
電子ビームによる縮小投影露光法の研究開発が行なわれ
ている。

【００３１】尚、光による縮小投影露光においては、マ
スク倍率が４〜５倍、大きさが最大２００ｍｍ□程度の
投影露光用マスクが利用されているが、ＳＣＡＬＰＥＬ
方式又はＰＲＥＶＡＩＬ方式等においても、ステンシル
マスクのマスク倍率としては４〜５倍が検討されてい
る。

【００３２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ステンシル
マスクの大きさを変えずにステンシルマスクのマスク倍
率を小さくするためには、ステンシルマスクのマスク母
体に形成される透過孔パターンを微細化しなければなら
ない。

【００３３】現在、ステンシルマスクのマスク母体とし
ては単結晶シリコンメンブレンが用いられているが、こ
れは、半導体装置の製造に広く利用されている低圧力・
高密度プラズマによる高精度の反応性イオンエッチング
法を用いて、マスク母体に微細な透過孔パターンを形成
できるようにするためである。

【００３４】一方、透過孔パターンのアスペクト比（透
過孔パターンの幅に対する透過孔パターンの深さの比
率）が高くなると、電子ビームが透過孔パターンを透過
する際に露光量が減少したり、露光精度が低下したりす
るため、透過孔パターンの最小パターンサイズは透過孔
パターンのアスペクト比によって制限される。

【００３５】従来のステンシルマスクの場合、透過孔パ
ターンの深さ、つまりマスク母体の厚さが１０〜２０μ
ｍである一方、透過孔パターンの最小パターン幅は、ラ
インパターンを形成する場合で１．２５〜２．５μｍ程
度であり、ホールパターンを形成する場合で２．５〜
５．０μｍ程度である。

【００３６】すなわち、透過孔パターンのアスペクト比
の上限は、ラインパターンを形成する場合で８程度であ
り、ホールパターンを形成する場合で４程度である。

【００３７】従って、マスク倍率が４〜５倍程度のステ
ンシルマスクを用いて、被露光材料に最小パターンサイ
ズが０．１μｍ以下のパターンを描画するためには、ス
テンシルマスクのマスク母体に、最小パターン幅が０．
５μｍ程度以下の透過孔パターンを設ける必要があるの
で、ステンシルマスクのマスク母体の厚さを１〜２μｍ
程度に薄くして、透過孔パターンのアスペクト比を低減
しなければならない。

【００３８】しかしながら、ステンシルマスクのマスク
母体として、従来の単結晶シリコンメンブレンを用いる
と共に、該単結晶シリコンメンブレンの厚さを１〜２μ
ｍ程度に薄くすると、マスク母体におけるマスクパター
ン形成領域、つまりマスク母体における保持部材により
保持されていない部分の機械的強度が失われるので、マ
スク母体が破断しやすくなるという問題が生じる。

【００３９】また、ステンシルマスクのマスク母体の厚
さを薄くすると、マスク母体に圧縮方向の内部応力が存
在する場合には、マスク母体におけるマスクパターン形
成領域が弛むため、透過孔パターンが位置ずれして荷電
粒子ビームの露光精度が低下するという問題が生じる一
方、マスク母体に引っ張り方向の応力が存在する場合に
は、マスク母体におけるマスクパターン形成領域が引き
延ばされるため、透過孔パターンが位置ずれして荷電粒
子ビームの露光精度が低下したり、マスク母体が破断し
たりするという問題が生じる。

【００４０】前記に鑑み、本発明は、ステンシルマスク
のマスク母体の破断を防止しつつマスク母体の厚さを薄
くして、マスク母体に形成される透過孔パターンを微細
化できるようにすることを第１の目的とし、透過孔パタ
ーンの位置ずれを防止して、荷電粒子ビームの露光精度
を向上させることを第２の目的とする。

【００４１】

【課題を解決するための手段】本件発明者は、ステンシ
ルマスクのマスク母体として単結晶シリコンメンブレン
を用いた場合に、マスク母体が破断する原因について詳
しく検討した結果、透過孔パターンが形成されているマ
スク母体に何らかの外力が加わると、マスク母体に生じ
た応力が透過孔パターンのコーナ部（屈曲部）に集中す
ると共に、単結晶シリコンメンブレン等の単結晶材料
が、結晶面に沿って裂けやすい劈開という性質を有して
いるため、単結晶シリコンメンブレンからなるマスク母
体が透過孔パターンのコーナ部から破断することが判明
した。

【００４２】本発明は、前記の知見に基づいてなされた
ものであって、具体的には、前記の第１の目的を達成す
るために、本発明に係る第１のステンシルマスクは、所
定のパターン形状を有し、照射された荷電粒子ビームを
透過させる透過孔パターンが形成されたマスク母体を備
え、マスク母体は非晶質材料膜からなる。

【００４３】第１のステンシルマスクによると、マスク
母体が非晶質材料膜からなるため、例えば露光装置内部
の真空排気時初期に生じる圧力、又はステンシルマスク
の移動時に生じる加速度等の力がマスク母体に加わっ
て、マスク母体に形成された透過孔パターンのコーナ部
に応力が集中した場合にも、マスク母体が劈開を生じな
いので、マスク母体の機械的強度を向上させることがで
きる。

【００４４】前記の第２の目的を達成するために、本発
明に係る第２のステンシルマスクは、所定のパターン形
状を有し、照射された荷電粒子ビームを透過させる透過
孔パターンが形成されたマスク母体と、マスク母体を保
持する保持部材と、マスク母体と保持部材とを密着させ
る接着材料とを備え、接着材料が軟化し始めるガラス転
移温度は、マスク母体を構成する物質の結晶構造が変化
し始める結晶構造変化温度よりも低く、接着材料は、ガ
ラス転移温度よりも高く、且つ結晶構造変化温度よりも
低い温度において熱処理されている。

【００４５】第２のステンシルマスクによると、マスク
母体と保持部材とを密着させる接着材料が、接着材料の
ガラス転移温度よりも高い温度において熱処理されてい
るため、該熱処理時に接着材料が軟化するので、マスク
母体に残留応力が存在している場合、該残留応力により
マスク母体が伸縮して、マスク母体の残留応力が解放さ
れることにより、マスク母体の残留応力を除去できる。

【００４６】また、第２のステンシルマスクによると、
マスク母体と保持部材とを密着させる接着材料が、マス
ク母体の結晶構造変化温度よりも低い温度において熱処
理されているため、マスク母体の結晶構造の変化を防止
できる。

【００４７】前記の第１の目的を達成するために、本発
明に係る第１のステンシルマスクの製造方法は、所定の
パターン形状を有し、照射された荷電粒子ビームを透過
させる透過孔パターンを、非晶質材料膜からなるマスク
母体に形成する。

【００４８】第１のステンシルマスクの製造方法による
と、マスク母体が非晶質材料膜からなるため、例えば露
光装置内部の真空排気時初期に生じる圧力、又はステン
シルマスクの移動時に生じる加速度等の力がマスク母体
に加わって、マスク母体に形成された透過孔パターンの
コーナ部に応力が集中した場合にも、マスク母体が劈開
を生じないので、マスク母体の機械的強度を向上させる
ことができる。

【００４９】前記の第２の目的を達成するために、本発
明に係る第２のステンシルマスクの製造方法は、所定の
パターン形状を有し、照射された荷電粒子ビームを透過
させる透過孔パターンが形成されるマスク母体を、マス
ク母体を保持する保持部材の上に、マスク母体と保持部
材とを密着させる接着材料を介して形成するマスク母体
形成工程を備え、接着材料が軟化し始めるガラス転移温
度は、マスク母体を構成する物質の結晶構造が変化し始
める結晶構造変化温度よりも低く、マスク母体形成工程
の後に、前記接着材料に対して、前記ガラス転移温度よ
りも高く、且つ前記結晶構造変化温度よりも低い温度に
おいて熱処理を行なう熱処理工程をさらに備えている。

【００５０】第２のステンシルマスクの製造方法による
と、マスク母体と保持部材とを密着させる接着材料に対
して、接着材料のガラス転移温度よりも高い温度におい
て熱処理を行なうため、該熱処理時に接着材料が軟化す
るので、マスク母体に残留応力が存在している場合、該
残留応力によりマスク母体が伸縮して、マスク母体の残
留応力が解放されることにより、マスク母体の残留応力
を除去できる。

【００５１】また、第２のステンシルマスクの製造方法
によると、マスク母体と保持部材とを密着させる接着材
料に対して、マスク母体の結晶構造変化温度よりも低い
温度において熱処理を行なうため、マスク母体の結晶構
造の変化を防止できる。

【００５２】本発明に係る第１のステンシルマスクを用
いた縮小投影露光方法は、所定のパターン形状を有し、
照射された荷電粒子ビームを透過させる透過孔パターン
が形成されたマスク母体を備えたステンシルマスクを用
いて、荷電粒子ビームを被露光材料に対して縮小投影露
光する縮小投影露光方法を前提とし、マスク母体は非晶
質材料膜からなる。

【００５３】第１のステンシルマスクを用いた縮小投影
露光方法によると、マスク母体が非晶質材料膜からなる
ため、例えば露光装置内部の真空排気時初期に生じる圧
力、又はステンシルマスクの移動時に生じる加速度等の
力がマスク母体に加わって、マスク母体に形成された透
過孔パターンのコーナ部に応力が集中した場合にも、マ
スク母体が劈開を生じないので、マスク母体の機械的強
度を向上させることができる。

【００５４】本発明に係る第２のステンシルマスクを用
いた縮小投影露光方法は、所定のパターン形状を有し、
照射された荷電粒子ビームを透過させる透過孔パターン
が形成されたマスク母体と、マスク母体を保持する保持
部材と、マスク母体と保持部材とを密着させる接着材料
とを備えたステンシルマスクを用いて、荷電粒子ビーム
を被露光材料に対して縮小投影露光する縮小投影露光方
法を前提とし、接着材料が軟化し始めるガラス転移温度
は、マスク母体を構成する物質の結晶構造が変化し始め
る結晶構造変化温度よりも低く、接着材料は、ガラス転
移温度よりも高く、且つ結晶構造変化温度よりも低い温
度において熱処理されている。

【００５５】第２のステンシルマスクを用いた縮小投影
露光方法によると、マスク母体と保持部材とを密着させ
る接着材料が、接着材料のガラス転移温度よりも高い温
度において熱処理されているため、該熱処理時に接着材
料が軟化するので、マスク母体に残留応力が存在してい
る場合、該残留応力によりマスク母体が伸縮して、マス
ク母体の残留応力が解放されることにより、マスク母体
の残留応力を除去できる。

【００５６】また、第２のステンシルマスクを用いた縮
小投影露光方法によると、マスク母体と保持部材とを密
着させる接着材料が、マスク母体の結晶構造変化温度よ
りも低い温度において熱処理されているため、マスク母
体の結晶構造の変化を防止できる。

【００５７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
ステンシルマスク、ステンシルマスクの製造方法及びス
テンシルマスクを用いた縮小投影露光方法について、図
１（ａ）〜（ｃ）及び図２（ａ）、（ｂ）を参照しなが
ら説明する。

【００５８】まず、図１（ａ）に示すように、不純物が
高濃度でドープされた比抵抗の小さいシリコン基板２１
上に、例えば膜厚０．５μｍのＳＯＧ膜２２を塗布した
後、ＳＯＧ膜２２を乾燥させ、その後、窒素雰囲気中に
おいてＳＯＧ膜２２に対して２００℃の熱処理を行な
う。続いて、シリコン基板２１の温度を２５０℃に保ち
ながらＳＯＧ膜２２の上に、例えばプラズマＣＶＤ法に
より膜厚１〜２μｍの非晶質シリコン膜２３を堆積す
る。

【００５９】このとき、例えばアルシン（ＡｓＨ₃ ）又
はフォスフィン（ＰＨ₃ ）等のドーピングガスを用い
て、非晶質シリコン膜２３に不純物をドープすることに
より、非晶質シリコン膜２３に導電性を与える。

【００６０】尚、非晶質シリコン膜２３はマスク母体と
して用いられ、シリコン基板２１は保持部材として用い
られ、ＳＯＧ膜２２はマスク母体と保持部材とを密着さ
せる接着材料として用いられる。

【００６１】また、ＳＯＧ膜２２が軟化し始める温度、
つまりＳＯＧ膜２２のガラス転移温度は約２００〜２５
０℃であり、非晶質シリコン膜２３の結晶構造が変化
（再結晶化）し始める温度、つまり非晶質シリコン膜２
３の結晶構造変化温度（再結晶化温度）は約４００〜５
００℃である。

【００６２】次に、図１（ｂ）に示すように、シリコン
基板２１の下面に接するように設置され、表面が平坦、
且つ平滑な第１の石英板２４と、非晶質シリコン膜２３
の上面に接するように設置され、表面が平坦、且つ平滑
な第２の石英板２５とを用いて、シリコン基板２１、Ｓ
ＯＧ膜２２及び非晶質シリコン膜２３を挟むように密着
させると共に、マスク母体（非晶質シリコン膜２３）側
及び保持部材（シリコン基板２１）側からそれぞれ赤外
線（ＩＲ）を照射することにより、ＳＯＧ膜２２に対し
て、ＳＯＧ膜２２つまり接着材料のガラス転移温度より
も高く、且つ非晶質シリコン膜２３つまりマスク母体の
結晶構造変化温度よりも低い温度、例えば２００〜２５
０℃程度の熱処理を行なった後、ＳＯＧ膜２２を冷却す
る。

【００６３】このようにすると、ＳＯＧ膜２２に対して
ＳＯＧ膜２２のガラス転移温度よりも高温が加えられる
ため、ＳＯＧ膜２２が軟化するので、非晶質シリコン膜
２３の堆積時に非晶質シリコン膜２３に残留した応力
（以下、残留応力と称する）が存在している場合、該残
留応力により非晶質シリコン膜２３が伸縮して、非晶質
シリコン膜２３の残留応力が解放されることにより非晶
質シリコン膜２３の残留応力を除去できる。また、ＳＯ
Ｇ膜２２に対して非晶質シリコン膜２３の結晶構造変化
温度よりも低温が加えられるため、非晶質シリコン膜２
３の再結晶化を抑制できる。

【００６４】また、表面が平坦、且つ平滑な第１の石英
板２４と第２の石英板２５との間に、シリコン基板２
１、ＳＯＧ膜２２及び非晶質シリコン膜２３を挟みこん
で密着させるため、非晶質シリコン膜２３に、残留応力
に起因する皺（しわ）が発生することを防止できる。

【００６５】さらに、加熱手段として赤外線を用いてい
るため、温度上昇及び温度下降のプロファイルが制御し
やすくなるので、非晶質シリコン膜２３の内部応力を十
分に解放することができると共に、非晶質シリコン膜２
３の再結晶化を抑制できる。また、熱処理炉を用いて加
熱する場合と比べて、ＳＯＧ膜２２を急激に冷却できる
ので、冷却時にＳＯＧ膜２２が収縮することを抑制し
て、ＳＯＧ膜２２が非晶質シリコン膜２３に応力を発生
させる事態を防止できる。

【００６６】次に、図１（ｃ）に示すように、非晶質シ
リコン膜２３の上に、例えば電子ビーム露光を用いてレ
ジストパターン２６を形成した後、レジストパターン２
６をマスクとして非晶質シリコン膜２３に対して、例え
ば低圧力・高密度の塩素系ガスを用いたドライエッチン
グを行なって、非晶質シリコン膜２３の所定の領域、つ
まりマスクパターン形成領域２７に透過孔パターン２３
ａを形成する。

【００６７】次に、図２（ａ）に示すように、例えば酸
素プラズマを用いてレジストパターン２６を除去した
後、シリコン基板２１を洗浄する。続いて、シリコン基
板２１、ＳＯＧ膜２２及び非晶質シリコン膜２３の上に
全面に亘って、例えばシランガス及びアンモニアガスを
用いたプラズマＣＶＤ法により窒化シリコン膜２８を形
成した後、シリコン基板２１の下面におけるマスクパタ
ーン形成領域２７の下側が露出するように、窒化シリコ
ン膜２８に第１の開口部２８ａを形成する。

【００６８】次に、図２（ｂ）に示すように、第１の開
口部２８ａを有する窒化シリコン膜２８をマスクとして
シリコン基板２１に対して、水酸化カリウム水溶液を用
いたエッチングを行なって、ＳＯＧ膜２２の下面におけ
るマスクパターン形成領域２７の下側が露出するよう
に、シリコン基板２１に第２の開口部２１ａを形成した
後、第２の開口部２１ａを有するシリコン基板２１をマ
スクとしてＳＯＧ膜２２に対して、緩衝フッ化水素酸を
用いたエッチングを行なって、マスクパターン形成領域
２７の下面が露出するように、ＳＯＧ膜２２に第３の開
口部２２ａを形成し、その後、熱濃燐酸を用いて窒化シ
リコン膜２８を全て除去する。

【００６９】これにより、非晶質シリコン膜２３つまり
マスク母体におけるマスクパターン形成領域２７以外の
領域が、ＳＯＧ膜２２つまり接着材料を介して、シリコ
ン基板２１つまり保持部材により保持される。

【００７０】以上に説明したように、本実施形態による
と、ステンシルマスクのマスク母体として非晶質シリコ
ン膜２３を用いているため、例えば露光装置内部の真空
排気時初期に生じる圧力、又はステンシルマスクの移動
時に生じる加速度等の力がマスク母体に加わって、マス
ク母体に形成された透過孔パターンのコーナ部に応力が
集中した場合にも、マスク母体が劈開を生じないので、
マスク母体の機械的強度を向上させることができる。こ
のため、マスク母体の破断を防止しつつマスク母体の厚
さを薄くできるので、マスク母体に形成される透過孔パ
ターンを微細化できる。

【００７１】従って、本実施形態に係るステンシルマス
クを用いて、荷電粒子ビームを被露光材料に対して縮小
投影露光すると、ステンシルマスクのマスク倍率を小さ
くできるため、荷電粒子ビームのショットサイズを大き
くすることが可能になるので、荷電粒子ビームによる縮
小投影露光のスループットを高くすることができる。こ
の場合、荷電粒子ビームが電子ビームであると、電子は
他の荷電粒子よりも質量が小さいため、電子ビームの照
射によるマスク母体の損傷が小さくなるので、ステンシ
ルマスクの耐用期間が長くなる。また、荷電粒子ビーム
が正に帯電したイオンビームであると、イオンは電子よ
りも質量が大きいため、イオンビームが被露光材料に入
射したときに生じる散乱が小さくなるので、近接効果に
よって荷電粒子ビームの露光精度が悪化する事態を抑制
できる。

【００７２】また、本実施形態によると、ＳＯＧ膜２２
に対して、ＳＯＧ膜２２のガラス転移温度よりも高温が
加えられるため、ＳＯＧ膜２２が軟化するので、非晶質
シリコン膜２３に残留応力が存在している場合、該残留
応力により非晶質シリコン膜２３が伸縮して、非晶質シ
リコン膜２３の残留応力が解放されることにより非晶質
シリコン膜２３の残留応力を除去できる。従って、非晶
質シリコン膜２３に形成された透過孔パターン２３ａの
位置ずれを防止できるので、荷電粒子ビームの露光精度
を向上させることができる。また、ＳＯＧ膜２２に対し
て非晶質シリコン膜２３の結晶構造変化温度よりも低温
が加えられるため、非晶質シリコン膜２３の再結晶化を
抑制できるので、非晶質シリコン膜２３つまりマスク母
体の機械的強度を保つことができる。

【００７３】また、本実施形態によると、マスク母体と
なる非晶質シリコン膜２３に導電性を与えているため、
荷電粒子ビームが照射されたときにマスク母体表面部が
帯電する事態を防止できるので、荷電粒子ビームのビー
ムドリフト（荷電粒子ビームの照射位置がずれること）
を抑制して、荷電粒子ビームの露光精度を向上させるこ
とができる。

【００７４】また、本実施形態によると、マスク母体と
して非晶質シリコン膜２３を用いているため、ハロゲン
系ガスを用いた反応性イオンエッチングによりマスク母
体に対して異方性エッチングを容易に行なうことができ
るので、マスク母体に透過孔パターンを高精度で形成す
ることができる。

【００７５】また、本実施形態によると、マスク母体と
して非晶質シリコン膜２３を用いていると共に、保持部
材としてシリコン基板２１を用いているため、言い換え
ると、マスク母体及び保持部材として、結晶構造のみ異
なる同一の物質を用いているため、マスク母体及び保持
部材の熱膨張係数の大きさがほぼ同じになるので、荷電
粒子ビームの照射によりステンシルマスクの温度が上昇
した場合にも、マスク母体に熱応力が発生する事態を抑
制できる。このため、透過孔パターン２３ａの位置ずれ
を防止できるので、荷電粒子ビームの露光精度を向上さ
せることができる。

【００７６】尚、本実施形態において、マスク母体とし
て非晶質シリコン膜を用いたが、これに限られず、他の
非晶質材料膜、例えば非晶質石英膜又は非晶質金属膜等
を用いてもよい。

【００７７】また、本実施形態において、接着材料とな
るＳＯＧ膜の上に、ＣＶＤ法によりマスク母体となる非
晶質シリコン膜を形成したが、これに代えて、ＳＯＩの
張り合わせ技術を用いて、ＳＯＧ膜の上に非晶質シリコ
ン基板を張り付けた後、該非晶質シリコン基板を研磨し
て、所望の膜厚を有する非晶質シリコン膜を形成しても
よい。

【００７８】また、本実施形態において、不純物をドー
プして非晶質シリコン膜つまりマスク母体に導電性を与
えたが、これに加えて、導電性を与えられた非晶質シリ
コン膜の上に、導電性が高く、且つエッチングが容易な
チタン膜等をさらに堆積してもよい。このようにする
と、マスク母体の導電性が一層高くなるので、荷電粒子
ビームが照射されたときにマスク母体表面部が帯電する
事態を一層確実に防止できる。

【００７９】また、本実施形態において、マスク母体に
形成された透過孔パターンの位置ずれを防止するため、
マスク母体の残留応力を除去すると共に、マスク母体及
び保持部材として同一の物質を用いて、マスク母体及び
保持部材の熱膨張係数の大きさを同じにすることによ
り、荷電粒子ビームが照射されて温度上昇したときにマ
スク母体に熱応力が生じる事態を抑制したが、これに代
えて、透過孔パターンの位置ずれを防止するため、以下
に説明する方法を用いてもよい。

【００８０】すなわち、図１（ｂ）に示す工程におい
て、マスク母体側から照射する赤外線と、保持部材側か
ら照射する赤外線との間に強度差を与えて、マスク母体
と保持部材との間に温度差を生じさせることにより、マ
スク母体に、所定の大きさの残留応力、具体的には、荷
電粒子ビームが照射されたときに生じる熱応力を打ち消
す残留応力を発生させる。このようにすると、荷電粒子
ビームが照射されているときにマスク母体に応力が存在
しないので、マスク母体に形成された透過孔パターンの
位置ずれを防止できる。

【００８１】

【発明の効果】第１のステンシルマスクによると、マス
ク母体の機械的強度を向上させることができるため、マ
スク母体の破断を防止しつつマスク母体の厚さを薄くで
きるので、マスク母体に形成される透過孔パターンを微
細化できる。このため、ステンシルマスクのマスク倍率
を小さくして荷電粒子ビームのショットサイズを大きく
することが可能になるので、荷電粒子ビームによる縮小
投影露光のスループットを高くすることができる。

【００８２】第１のステンシルマスクにおいて、マスク
母体が導電性を有すると、荷電粒子ビームが照射された
ときにマスク母体表面部が帯電する事態を防止できるの
で、荷電粒子ビームのビームドリフトを抑制して、荷電
粒子ビームの露光精度を向上させることができる。

【００８３】第１のステンシルマスクにおいて、マスク
母体を構成する非晶質材料膜が非晶質シリコン膜である
と、ハロゲン系ガスを用いた反応性イオンエッチングに
よりマスク母体に対して異方性エッチングを容易に行な
うことができるので、マスク母体に透過孔パターンを高
精度で形成することができる。

【００８４】第１のステンシルマスクにおいて、マスク
母体が、内部応力の少なくとも大部分を除去されている
と、マスク母体に形成される透過孔パターンの位置ずれ
を防止できるので、荷電粒子ビームの露光精度を向上さ
せることができる。このとき、マスク母体が、荷電粒子
ビームが照射されたときに生じる熱応力を打ち消す残留
応力を有すると、透過孔パターンの位置ずれを確実に防
止できるので、荷電粒子ビームの露光精度を一層向上さ
せることができる。

【００８５】第２のステンシルマスクによると、マスク
母体の残留応力を除去できるため、マスク母体に形成さ
れた透過孔パターンの位置ずれを防止できるので、荷電
粒子ビームの露光精度を向上させることができる。

【００８６】また、第２のステンシルマスクによると、
マスク母体の結晶構造の変化、例えば非晶質材料膜から
なるマスク母体の再結晶化等を防止できるので、マスク
母体の機械的強度を保つことができる。

【００８７】第２のステンシルマスクにおいて、マスク
母体が導電性を有すると、荷電粒子ビームが照射された
ときにマスク母体表面部が帯電する事態を防止できるの
で、荷電粒子ビームのビームドリフトを抑制して、荷電
粒子ビームの露光精度を向上させることができる。

【００８８】第２のステンシルマスクにおいて、マスク
母体が非晶質材料膜からなると、マスク母体が劈開を生
じないので、マスク母体の機械的強度を向上させること
ができる。この場合、非晶質材料膜が非晶質シリコン膜
であると、マスク母体に透過孔パターンを高精度で形成
することができる。

【００８９】第２のステンシルマスクにおいて、マスク
母体が、熱処理により、荷電粒子ビームが照射されたと
きに生じる熱応力を打ち消す残留応力を与えられると、
マスク母体に形成された透過孔パターンの位置ずれを確
実に防止できるので、荷電粒子ビームの露光精度を一層
向上させることができる。

【００９０】第１のステンシルマスクの製造方法による
と、マスク母体の機械的強度を向上させることができる
ため、マスク母体の破断を防止しつつマスク母体の厚さ
を薄くできるので、マスク母体に形成される透過孔パタ
ーンを微細化できる。このため、ステンシルマスクのマ
スク倍率を小さくして荷電粒子ビームのショットサイズ
を大きくすることが可能になるので、荷電粒子ビームに
よる縮小投影露光のスループットを高くすることができ
る。

【００９１】第１のステンシルマスクの製造方法におい
て、マスク母体が導電性を有すると、荷電粒子ビームが
照射されたときにマスク母体表面部が帯電する事態を防
止できるので、荷電粒子ビームのビームドリフトを抑制
して、荷電粒子ビームの露光精度を向上させることがで
きる。

【００９２】第１のステンシルマスクの製造方法におい
て、マスク母体を構成する非晶質材料膜が非晶質シリコ
ン膜であると、ハロゲン系ガスを用いた反応性イオンエ
ッチングによりマスク母体に対して異方性エッチングを
容易に行なうことができるので、マスク母体に透過孔パ
ターンを高精度で形成することができる。

【００９３】第１のステンシルマスクの製造方法におい
て、マスク母体が、内部応力の少なくとも大部分を除去
されていると、マスク母体に形成される透過孔パターン
の位置ずれを防止できるので、荷電粒子ビームの露光精
度を向上させることができる。このとき、マスク母体
が、荷電粒子ビームが照射されたときに生じる熱応力を
打ち消す残留応力を有すると、透過孔パターンの位置ず
れを確実に防止できるので、荷電粒子ビームの露光精度
を一層向上させることができる。

【００９４】第２のステンシルマスクの製造方法による
と、マスク母体の残留応力を除去できるため、マスク母
体に形成された透過孔パターンの位置ずれを防止できる
ので、荷電粒子ビームの露光精度を向上させることがで
きる。

【００９５】また、第２のステンシルマスクの製造方法
によると、マスク母体の結晶構造の変化、例えば非晶質
材料膜からなるマスク母体の再結晶化等が防止されるの
で、マスク母体の機械的強度を保つことができる。

【００９６】第２のステンシルマスクの製造方法におい
て、マスク母体が導電性を有すると、荷電粒子ビームが
照射されたときにマスク母体表面部が帯電する事態を防
止できるので、荷電粒子ビームのビームドリフトを抑制
して、荷電粒子ビームの露光精度を向上させることがで
きる。

【００９７】第２のステンシルマスクの製造方法におい
て、マスク母体が非晶質材料膜からなると、マスク母体
が劈開を生じないので、マスク母体の機械的強度を向上
させることができる。この場合、非晶質材料膜が非晶質
シリコン膜であると、マスク母体に透過孔パターンを高
精度で形成することができる。

【００９８】第２のステンシルマスクの製造方法におい
て、熱処理工程が、マスク母体に、荷電粒子ビームが照
射されたときに生じる熱応力を打ち消す残留応力を与え
ると、マスク母体に形成された透過孔パターンの位置ず
れを確実に防止できるので、荷電粒子ビームの露光精度
を一層向上させることができる。

【００９９】第１のステンシルマスクを用いた縮小投影
露光方法によると、マスク母体の機械的強度を向上させ
ることができるため、マスク母体の破断を防止しつつマ
スク母体の厚さを薄くできるので、マスク母体に形成さ
れる透過孔パターンを微細化できる。このため、ステン
シルマスクのマスク倍率を小さくして荷電粒子ビームの
ショットサイズを大きくすることが可能になるので、荷
電粒子ビームによる縮小投影露光のスループットを高く
することができる。

【０１００】第１のステンシルマスクを用いた縮小投影
露光方法において、荷電粒子ビームが電子ビームである
と、電子は他の荷電粒子よりも質量が小さいため、電子
ビームの照射によるマスク母体の損傷が小さくなるの
で、ステンシルマスクの耐用期間が長くなる。

【０１０１】第１のステンシルマスクを用いた縮小投影
露光方法において、荷電粒子ビームが正に帯電したイオ
ンビームであると、イオンは電子よりも質量が大きいた
め、イオンビームが被露光材料に入射したときに生じる
散乱が小さくなるので、近接効果によって荷電粒子ビー
ムの露光精度が悪化する事態を抑制できる。

【０１０２】第１のステンシルマスクを用いた縮小投影
露光方法において、マスク母体が導電性を有すると、荷
電粒子ビームが照射されたときにマスク母体表面部が帯
電する事態を防止できるので、荷電粒子ビームのビーム
ドリフトを抑制して、荷電粒子ビームの露光精度を向上
させることができる。

【０１０３】第１のステンシルマスクを用いた縮小投影
露光方法において、マスク母体を構成する非晶質材料膜
が非晶質シリコン膜であると、ハロゲン系ガスを用いた
反応性イオンエッチングによりマスク母体に対して異方
性エッチングを容易に行なうことができるため、マスク
母体に透過孔パターンを高精度で形成できるので、荷電
粒子ビームの露光精度を向上させることができる。

【０１０４】第１のステンシルマスクを用いた縮小投影
露光方法において、マスク母体が、内部応力の少なくと
も大部分を除去されていると、マスク母体に形成された
透過孔パターンの位置ずれを防止できるので、荷電粒子
ビームの露光精度を向上させることができる。このと
き、マスク母体が、荷電粒子ビームが照射されたときに
生じる熱応力を打ち消す残留応力を有すると、透過孔パ
ターンの位置ずれを確実に防止できるので、荷電粒子ビ
ームの露光精度を一層向上させることができる。

【０１０５】第２のステンシルマスクを用いた縮小投影
露光方法によると、マスク母体の残留応力を除去できる
ため、マスク母体に形成された透過孔パターンの位置ず
れを防止できるので、荷電粒子ビームの露光精度を向上
させることができる。

【０１０６】また、第２のステンシルマスクを用いた縮
小投影露光方法によると、マスク母体の結晶構造の変
化、例えば非晶質材料膜からなるマスク母体の再結晶化
等が防止されるので、マスク母体の機械的強度を保つこ
とができる。

【０１０７】第２のステンシルマスクを用いた縮小投影
露光方法において、荷電粒子ビームが電子ビームである
と、電子は他の荷電粒子よりも質量が小さいため、電子
ビームの照射によるマスク母体の損傷が小さくなるの
で、ステンシルマスクの耐用期間が長くなる。

【０１０８】第２のステンシルマスクを用いた縮小投影
露光方法において、荷電粒子ビームが正に帯電したイオ
ンビームであると、イオンは電子よりも質量が大きいた
め、イオンビームが被露光材料に入射したときに生じる
散乱が小さくなるので、近接効果によって荷電粒子ビー
ムの露光精度が悪化する事態を抑制できる。

【０１０９】第２のステンシルマスクを用いた縮小投影
露光方法において、マスク母体が導電性を有すると、荷
電粒子ビームが照射されたときにマスク母体表面部が帯
電する事態を防止できるので、荷電粒子ビームのビーム
ドリフトを抑制して、荷電粒子ビームの露光精度を向上
させることができる。

【０１１０】第２のステンシルマスクを用いた縮小投影
露光方法において、マスク母体が非晶質材料膜からなる
と、マスク母体が劈開を生じないので、マスク母体の機
械的強度を向上させることができる。この場合、非晶質
材料膜が非晶質シリコン膜であると、マスク母体に透過
孔パターンを高精度で形成することができる。

【０１１１】第２のステンシルマスクを用いた縮小投影
露光方法において、マスク母体が、熱処理により、荷電
粒子ビームが照射されたときに生じる熱応力を打ち消す
残留応力を与えられると、マスク母体に形成された透過
孔パターンの位置ずれを確実に防止できるので、荷電粒
子ビームの露光精度を一層向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施形態に係るス
テンシルマスクの製造方法の各工程を示す端面図であ
る。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る
ステンシルマスクの製造方法の各工程を示す端面図であ
る。

【図３】（ａ）は従来のステンシルマスクの平面図であ
り、（ｂ）は（ａ）におけるIIIｂ−IIIｂ線の断面図で
ある。

【図４】（ａ）〜（ｃ）は従来のステンシルマスクの製
造方法の各工程を示す端面図である。

【図５】（ａ）〜（ｃ）は従来のステンシルマスクの製
造方法の各工程を示す端面図である。

【符号の説明】

２１ シリコン基板 ２１ａ 第２の開口部 ２２ ＳＯＧ膜 ２２ａ 第３の開口部 ２３ 非晶質シリコン膜 ２３ａ 透過孔パターン２３ ２４ 第１の石英板 ２５ 第２の石英板 ２６ レジストパターン ２７ マスクパターン形成領域 ２８ 窒化シリコン膜 ２８ａ 第１の開口部

Claims (31)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定のパターン形状を有し、照射された
   荷電粒子ビームを透過させる透過孔パターンが形成され
   たマスク母体を備え、 前記マスク母体は非晶質材料膜からなることを特徴とす
   るステンシルマスク。
2. 【請求項２】 前記マスク母体は導電性を有することを
   特徴とする請求項１に記載のステンシルマスク。
3. 【請求項３】 前記非晶質材料膜は非晶質シリコン膜で
   あることを特徴とする請求項１に記載のステンシルマス
   ク。
4. 【請求項４】 前記マスク母体は、内部応力の少なくと
   も大部分を除去されていることを特徴とする請求項１に
   記載のステンシルマスク。
5. 【請求項５】 所定のパターン形状を有し、照射された
   荷電粒子ビームを透過させる透過孔パターンが形成され
   たマスク母体と、 前記マスク母体を保持する保持部材と、 前記マスク母体と前記保持部材とを密着させる接着材料
   とを備え、 前記接着材料が軟化し始めるガラス転移温度は、前記マ
   スク母体を構成する物質の結晶構造が変化し始める結晶
   構造変化温度よりも低く、 前記接着材料は、前記ガラス転移温度よりも高く、且つ
   前記結晶構造変化温度よりも低い温度において熱処理さ
   れていることを特徴とするステンシルマスク。
6. 【請求項６】 前記マスク母体は導電性を有することを
   特徴とする請求項５に記載のステンシルマスク。
7. 【請求項７】 前記マスク母体は非晶質材料膜からなる
   ことを特徴とする請求項５に記載のステンシルマスク。
8. 【請求項８】 前記非晶質材料膜は非晶質シリコン膜で
   あることを特徴とする請求項７に記載のステンシルマス
   ク。
9. 【請求項９】 前記マスク母体は、前記熱処理により、
   荷電粒子ビームが照射されたときに生じる熱応力を打ち
   消す残留応力を与えられることを特徴とする請求項５に
   記載のステンシルマスク。
10. 【請求項１０】 所定のパターン形状を有し、照射され
    た荷電粒子ビームを透過させる透過孔パターンを、非晶
    質材料膜からなるマスク母体に形成することを特徴とす
    るステンシルマスクの製造方法。
11. 【請求項１１】 前記マスク母体は導電性を有すること
    を特徴とする請求項１０に記載のステンシルマスクの製
    造方法。
12. 【請求項１２】 前記非晶質材料膜は非晶質シリコン膜
    であることを特徴とする請求項１０に記載のステンシル
    マスクの製造方法。
13. 【請求項１３】 前記マスク母体は、内部応力の少なく
    とも大部分を除去されていることを特徴とする請求項１
    ０に記載のステンシルマスクの製造方法。
14. 【請求項１４】 所定のパターン形状を有し、照射され
    た荷電粒子ビームを透過させる透過孔パターンが形成さ
    れるマスク母体を、前記マスク母体を保持する保持部材
    の上に、前記マスク母体と前記保持部材とを密着させる
    接着材料を介して形成するマスク母体形成工程を備え、 前記接着材料が軟化し始めるガラス転移温度は、前記マ
    スク母体を構成する物質の結晶構造が変化し始める結晶
    構造変化温度よりも低く、 前記マスク母体形成工程の後に、前記接着材料に対し
    て、前記ガラス転移温度よりも高く、且つ前記結晶構造
    変化温度よりも低い温度において熱処理を行なう熱処理
    工程をさらに備えていることを特徴とするステンシルマ
    スクの製造方法。
15. 【請求項１５】 前記マスク母体は導電性を有すること
    を特徴とする請求項１４に記載のステンシルマスクの製
    造方法。
16. 【請求項１６】 前記マスク母体は非晶質材料膜からな
    ることを特徴とする請求項１４に記載のステンシルマス
    クの製造方法。
17. 【請求項１７】 前記非晶質材料膜は非晶質シリコン膜
    であることを特徴とする請求項１６に記載のステンシル
    マスクの製造方法。
18. 【請求項１８】 前記熱処理工程は、前記マスク母体
    に、荷電粒子ビームが照射されたときに生じる熱応力を
    打ち消す残留応力を与える工程を含むことを特徴とする
    請求項１４に記載のステンシルマスクの製造方法。
19. 【請求項１９】 所定のパターン形状を有し、照射され
    た荷電粒子ビームを透過させる透過孔パターンが形成さ
    れたマスク母体を備えたステンシルマスクを用いて、荷
    電粒子ビームを被露光材料に対して縮小投影露光する縮
    小投影露光方法であって、 前記マスク母体は非晶質材料膜からなることを特徴とす
    る縮小投影露光方法。
20. 【請求項２０】 前記荷電粒子ビームは電子ビームであ
    ることを特徴とする請求項１９に記載の縮小投影露光方
    法。
21. 【請求項２１】 前記荷電粒子ビームは正に帯電したイ
    オンビームであることを特徴とする請求項１９に記載の
    縮小投影露光方法。
22. 【請求項２２】 前記マスク母体は導電性を有すること
    を特徴とする請求項１９に記載の縮小投影露光方法。
23. 【請求項２３】 前記非晶質材料膜は非晶質シリコン膜
    であることを特徴とする請求項１９に記載の縮小投影露
    光方法。
24. 【請求項２４】 前記マスク母体は、内部応力の少なく
    とも大部分を除去されていることを特徴とする請求項１
    ９に記載の縮小投影露光方法。
25. 【請求項２５】 所定のパターン形状を有し、照射され
    た荷電粒子ビームを透過させる透過孔パターンが形成さ
    れたマスク母体と、前記マスク母体を保持する保持部材
    と、前記マスク母体と前記保持部材とを密着させる接着
    材料とを備えたステンシルマスクを用いて、荷電粒子ビ
    ームを被露光材料に対して縮小投影露光する縮小投影露
    光方法であって、 前記接着材料が軟化し始めるガラス転移温度は、前記マ
    スク母体を構成する物質の結晶構造が変化し始める結晶
    構造変化温度よりも低く、 前記接着材料は、前記ガラス転移温度よりも高く、且つ
    前記結晶構造変化温度よりも低い温度において熱処理さ
    れていることを特徴とする縮小投影露光方法。
26. 【請求項２６】 前記荷電粒子ビームは電子ビームであ
    ることを特徴とする請求項２５に記載の縮小投影露光方
    法。
27. 【請求項２７】 前記荷電粒子ビームは正に帯電したイ
    オンビームであることを特徴とする請求項２５に記載の
    縮小投影露光方法。
28. 【請求項２８】 前記マスク母体は導電性を有すること
    を特徴とする請求項２５に記載の縮小投影露光方法。
29. 【請求項２９】 前記マスク母体は非晶質材料膜からな
    ることを特徴とする請求項２５に記載の縮小投影露光方
    法。
30. 【請求項３０】 前記非晶質材料膜は非晶質シリコン膜
    であることを特徴とする請求項２９に記載の縮小投影露
    光方法。
31. 【請求項３１】 前記マスク母体は、前記熱処理によ
    り、荷電粒子ビームが照射されたときに生じる熱応力を
    打ち消す残留応力を与えられることを特徴とする請求項
    ２５に記載の縮小投影露光方法。