JPH10135104A

JPH10135104A - 荷電粒子線転写用マスクまたはｘ線転写用マスクの製造方法

Info

Publication number: JPH10135104A
Application number: JP28382796A
Authority: JP
Inventors: Shintaro Kawada; 真太郎河田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-10-25
Filing date: 1996-10-25
Publication date: 1998-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】パターン形成に関与しない境界領域が占める
割合を低減した（大型化を抑制した）荷電粒子線転写用
のマスクまたはＸ線転写用のマスクを製造する方法を提
供すること。【解決手段】ターゲットに転写すべきパターンをメン
ブレン33' 上にそれぞれ備えた多数の小領域10a'が前記
パターンが存在しない境界領域10b'により区分されたマ
スク10' であり、前記境界領域に対応する部分に支柱Hs
が設けられた荷電粒子線転写用またはＸ線転写用のマス
クを製造する方法であり、Ｓｉ層33／中間層32／Ｓｉ基
板31の３段構造を有する部材を用意して、前記Ｓｉ基板
31に誘導結合プラズマエッチング、側壁保護プラズマエ
ッチングまたは極低温反応性イオンエッチングを施すこ
とにより、前記Ｓｉ層33及び／または中間層32と直交ま
たは略直交する壁面Hs' を有する複数の支柱Hsを前記境
界領域10b'の各設定箇所に対応させて形成するととも
に、前記小領域10a'の各設定箇所に対応する各支柱間の
開口部を形成する工程を備えた荷電粒子線転写用マスク
またはＸ線転写用のマスクを製造する方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＸ線や荷電粒子線
（電子線やイオンビーム等）に対して感応するターゲッ
ト（例えば、感応基板）に所定のパターンを転写するた
めのマスク（マスク及びレチクルを含む広義のマスク）を製造
する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体集積回路技術の進展は目ざ
ましく、半導体素子の微細化、高集積化の傾向も著し
い。半導体ウェハに集積回路パターンを焼き付けるため
のリソグラフィー装置としては、これまで光を用いた所
謂光ステッパー装置が一般的であった。

【０００３】しかし、回路パターンの微細化が進むにつ
れて光の解像限界が懸念され、電子線、イオンビーム、
Ｘ線を用いたリソグラフィー装置の検討、開発が近年盛
んに行われている。そして、所定パターンを有するマス
クに電子線、イオンビーム、またはＸ線を照射し、その
照射範囲にあるパターンを投影光学系によりウェハに縮
小転写する荷電粒子線縮小転写装置やＸ線縮小転写装置
が提案されている。

【０００４】かかる縮小転写装置において使用されるマ
スクのうち、例えば電子線用マスクとしては、例えば図
４、５に示すものが知られている。図４のマスク２１
は、シリコン製のマスク基板２２に貫通孔２３が設けら
れたものであり、マスク基板２２は電子線を吸収するの
に十分な厚さ（例えば５０μｍ）にて形成される。

【０００５】マスク２１に照射された電子線は貫通孔２
３のみを通過し、その通過した電子線ＥＢを一対の投影
レンズ２４ａ、２４ｂにて感応基板（例えば、レジスト
を塗布したシリコンウェハ）２５のレジスト面に集束さ
せると、感応基板２５に貫通孔２３の形状に対応したパ
ターンが転写される。また、図５のマスク１００は、シ
リコン製のマスク基板２０の表面に散乱体３０ａのパタ
ーンを形成したものであり、マスク基板２０は電子線が
透過しやすい厚さまで薄膜化されている（メンブレ
ン）。

【０００６】このマスク１００に電子線を照射すると、
メンブレン２０のみ（メンブレンの電子線透過領域２０
ａ）を通過した電子線ＥＢ１（図に実線で示す）よりも
散乱体３０ａも通過した電子線ＥＢ２（図に二点鎖線で
示す）の方が前方散乱の程度が大きくなる。従って、投
影レンズ５による電子線のクロスオーバ像ＣＯの近傍に
アパーチャ７を設置すれば、感応基板１１０上で電子線
ＥＢ１、ＥＢ２の散乱の程度に応じたコントラストが得
られる。

【０００７】図４のように、基板に貫通孔パターンが形
成されたものをステンシルマスクと呼び、図５のように
貫通孔が存在せず、メンブレン上に散乱体パターンが形
成されたものを散乱透過マスクと呼ぶ。ステンシルマス
クは、(1) 貫通孔を環状に繋げたドーナッツ状パターン
の形成が不可能である、(2) 電子線の殆どを厚いマスク
基板２２で吸収するため、大量の熱がマスクに発生して
マスクの大きな熱変形（パターン歪み）を引き起こす、
等の問題点を有する。

【０００８】これに対して散乱透過マスクは、かかるス
テンシルマスクが有する問題点を解決するものと期待さ
れている。即ち、散乱透過マスクでは、メンブレン２０
により散乱体３０ａを支持できるので、図５（ａ）のＡ
部に示すように、散乱体３０ａが島状に孤立するドーナ
ッツ状パターンの形成が可能である。

【０００９】また、散乱体３０ａで完全に電子線を遮る
必要がなく、従って散乱透過マスク部分で阻止される電
子線の量が少ないため、散乱透過マスクにおける電子線
照射による発熱がステンシルマスクと比較すると抑制さ
れる。なお、前述したように、前記ステンシルマスク
は、電子線の殆どを基板２２の非貫通孔部分により吸収
すべく、基板２２の厚さを大きくしているので、大量の
熱がマスクに発生してマスクの大きな熱変形（パターン
歪み）を引き起こす。

【００１０】そこで、ステンシルマスクにおいても、電
子線が照射される基板部分の厚さを薄くしてメンブレン
とし、かかるメンブレンに貫通孔パターンを形成した散
乱ステンシルマスクとすれば、前記問題点(2) を解決す
ることができる。各マスクに用いるメンブレンの材料と
しては、例えばＳｉ₃Ｎ₄、Ｂｅ、Ｃ（ダイアモン
ド）、ＳｉＣ、Ａｌ₂Ｏ₃、Ａｌ、Ｓｉ、ＳｉＯ₂等
が、また散乱透過マスクに用いる散乱体の材料として
は、例えばタングステン、Ａｕ等が検討されている。

【００１１】しかしながら、Ｂｅはその酸化物が毒性を
有するという欠点があり、またＳｉ₃Ｎ₄、Ｃ（ダイア
モンド）、ＳｉＣ、Ａｌ₂Ｏ₃、Ａｌ、Ｓｉ、ＳｉＯ₂
等の軽元素または軽元素化合物でさえも、電子線の平均
自由行程が比較的短いため、電子線に対する透過率が低
いという欠点がある。散乱透過マスクの上述した転写原
理から明らかなように、感応基板１１０に投影されるパ
ターン像のコントラストを高めて高精度の露光を行うた
めには、散乱体３０ａにおける荷電粒子線の吸収や散乱
を増大し、またメンブレン２０における荷電粒子線の吸
収や散乱を低減することが好ましい。

【００１２】また、散乱ステンシルマスクにおいては、
パターン歪みを引き起こすメンブレンにおける荷電粒子
線の吸収を低減することが好ましい。ところが、上述し
たメンブレンの材料は、いずれもアモルファス単結晶や
多結晶であり、相当に薄くしないと荷電粒子線の吸収や
散乱を十分に抑えられない。そこで、例えば散乱透過マ
スクでは、メンブレン２０の厚さを１０ｎｍ程度に薄く
設定することが検討されたが、散乱体３０ａで吸収され
るエネルギーによりメンブレンの温度が上昇してマスク
に歪み（パターン歪み）が発生し、転写精度が劣化する
おそれがあった。

【００１３】特に、図５（ａ）のＡ部に示すように、散
乱体３０ａが島状に孤立する部分では、散乱体３０ａの
熱が逃げにくく温度上昇が激しいと考えられる。また、
メンブレン２０を薄くしすぎると強度が大きく低下する
ので、メンブレン２０による散乱体３０ａの支持ができ
なくなる。即ち、メンブレンにおける荷電粒子線の吸収
や散乱を抑えて、しかもメンブレンの温度上昇に伴うパ
ターン歪みによる転写精度の劣化を防止するためには、
メンブレンの厚さを薄くすると共に、この薄くしたメン
ブレンを熱的及び強度的に保持する構造が必要となる。

【００１４】そこで、荷電粒子線用の散乱透過マスクま
たは散乱ステンシルマスクとして、「感応基板に転写す
べきパターンをメンブレン上にそれぞれ備えた多数の小
領域が前記パターンが存在しない境界領域により区分さ
れ、前記境界領域に対応する部分に支柱が設けられたマ
スク（メンブレンを熱的及び強度的に保持する構造を有
するマスク）」が使用されている。

【００１５】例えば、電子線縮小転写装置用の散乱透過
マスクとしては、感応基板（例えばレジストを塗布した
ウェハ）に転写すべきパターンをそれぞれ備えた多数の
小領域１００ａが境界領域（パターンが存在しない領
域）１００ｂにより格子状に区分され、境界領域に対応
する部分に格子状の支柱Ｘが設けられたものが使用され
ており、その一例である散乱透過マスク１００を図５、
６に示す。

【００１６】図５、６のマスク１００は、電子線を透過
させるメンブレン２０の上面のうち、前記多数の小領域
１００ａのそれぞれに電子線の散乱体３０ａが形成さ
れ、またメンブレン２０の下面のうち、前記格子状の境
界領域１００ｂに対応する部分に格子状の支柱Ｘが設け
られている。マスクの小領域１００ａに形成されたパタ
ーン（一例）の平面図を図５（ａ）に、マスクの小領域
１００ａ〜感応基板１１０間における配置図を図５
（ｂ）に、それぞれ示す。

【００１７】マスクの小領域１００ａに一括して電子線
を照射すると、図５（ｂ）に示すように、メンブレン２
０のみ（メンブレンの電子線透過領域２０ａ）を通過し
た電子線ＥＢ１（図に実線で示す）よりも、散乱体３０
ａも通過した電子線ＥＢ２（図に二点鎖線で示す）の前
方散乱の程度が大きくなる。電子線縮小転写装置（一
例）には、マスク１００の原図パターンを感応基板１１
０に縮小投影するための一対の投影レンズ５、６と、投
影レンズ５によるクロスオーバーＣＯの近傍を通る電子
線のみを通過させる貫通孔７ａを備えた散乱アパーチャ
ー７とが設けられている。

【００１８】上述したメンブレンの電子線透過領域２０
ａ及び散乱体３０ａにおける電子線散乱の相違により、
メンブレン２０（電子線透過領域２０ａ）のみを通過し
た電子線ＥＢ１よりも散乱体３０ａも通過した電子線Ｅ
Ｂ２の方が散乱アパーチャー７により遮られる割合が大
きい。そのため、感応基板１１０上のレジストが散乱体
３０ａ同士の隙間である電子線透過領域２０ａ（図５
（ａ）の白抜き部分）に応じたパターンにて露光され
る。

【００１９】なお、散乱アパーチャー７の中央を閉塞部
とし、その周囲に貫通孔を設けて上記とは逆に、散乱体
３０ａのパターンに対応して前記レジストが露光される
場合もある。また、散乱体３０ａに代えて電子線の吸収
体を設ける場合もある。図６は、「感応基板に転写すべ
きパターンをメンブレン上にそれぞれ備えた多数の小領
域が前記パターンが存在しない境界領域により区分さ
れ、前記境界領域に対応する部分に格子状の支柱が設け
られたマスク（メンブレンを熱的及び強度的に保持する
構造を有するマスク）」の一例である散乱透過マスク１
００を用いて各小領域１００ａのパターンを感応基板１
１０に転写する様子を模式的に示したものである（散乱
ステンシルマスクを用いた場合も同様に転写が行われ
る）。

【００２０】各小領域１００ａは、感応基板１１０の１
チップ（１チップの半導体）分の領域１１０ａに転写す
べきパターンを分割した部分パターンをそれぞれ備えて
おり、分割した部分パターン毎に感応基板１１０に転写
される（分割転写）。感応基板１１０の外観形状は、図
６（ｂ）に示した通りであり、図６（ｂ）では感応基板
１１０の一部（図６（ｂ）のＶａ部）を拡大して示して
いる。

【００２１】図６において、電子線光学系の光軸ＡＸと
平行にｚ軸をとり、小領域１００ａの並び方向と平行に
ｘ軸、ｙ軸をとる。そして、矢印Ｆｍ，Ｆｗで示すよう
にマスク１００及び感応基板１１０をｘ軸方向へ互いに
逆向きに連続移動させながら、電子線をｙ軸方向にステ
ップ的に走査して一列の小領域１００ａのパターンを順
次転写し、その列のパターン転写が終了した後はｘ軸方
向に隣接する次の小領域１００ａの列を電子線で走査
し、以降同様にして小領域１００ａ毎に転写（分割転
写）を繰り返す。

【００２２】このときの小領域１００ａの走査順序及び
感応基板１１０への転写順序は、それぞれ矢印Ａ_m、Ａ
_wで示すとおりである。なお、マスク１００と感応基板
１１０の連続移動方向が逆なのは、一対の投影レンズに
よりマスク１００と感応基板１１０とでｘ軸、ｙ軸方向
がそれぞれ反転するためである。

【００２３】マスク１００と感応基板１１０の連続移動
速度の比は、マスク１００から感応基板１１０へのパタ
ーン縮小率と一致させる。例えば、パターン縮小率が１
／４のときは、マスク１００の移動速度を感応基板１１
０の移動速度の４倍に設定する。このような設定によ
り、マスク１００と感応基板１１０とのｘ軸方向の位置
関係が一定に保たれる。ＣＯは光学系によるクロスオー
バである。

【００２４】前記手順で転写（分割転写）を行う場合、
ｙ軸方向の一列の小領域１００ａのパターンを一対の投
影レンズで感応基板１１０にそのまま投影するだけで
は、小領域１００ａそれぞれに対応した感応基板１１０
の被転写領域１１０ｂそれぞれの間に、境界領域１００
ｂに相当する隙間が生じる。このため、各小領域１００
ａを通過した電子線ＥＢを境界領域１００ｂの幅Ｌｙに
相当する量だけｙ軸方向に偏向してパターン転写位置を
補正する必要がある。

【００２５】ｘ軸方向に関しても、パターン縮小率比に
応じた一定速度でマスク１００と感応基板１１０を移動
させるだけでなく、一列の小領域１００ａの転写が終わ
って次の列の小領域１００ａの転写に移る際に、境界領
域１００ｂの幅Ｌｘだけ電子線ＥＢをｘ軸方向に偏向し
て、被転写領域１１０ｂ同士の間にｘ軸方向の隙間が生
じないようにパターン転写位置を補正する必要がある。

【００２６】次に、縮小転写装置において使用されるマ
スクのうち、例えばＸ線転写用マスクとしては、図７に
示すもの（一例）が知られている。このマスク１１はＸ
線が透過するように薄膜化されたマスク基板（メンブレ
ン）１２の片面に支柱１３が設けられ、反対面にＸ線の
吸収体１４及び遮蔽膜１５が設けられたものである。支
柱１３は、メンブレンを熱的及び強度的に保持する構造
として設けられ、これによりマスク基板（メンブレン）
１２が矩形状の複数の小領域１２ａに区分されている。

【００２７】このようなＸ線転写用マスク１１を用いた
パターン転写では、各小領域１２ａに対してＸ線がステ
ップ的に走査され、各小領域１２ａの吸収体１４の配置
に応じたパターンが不図示の光学系により感応基板１７
に順次、縮小転写される。以上のようなマスクを用いた
転写方法によれば、薄膜化されたマスク基板（メンブレ
ン）が支柱により強固に支持されるので、荷電粒子線照
射またはＸ線照射によるマスク基板のたわみや熱歪みを
抑制することができる。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】前記マスクの支柱は例
えば、単結晶シリコン（シリコンウェハ）のエッチング
液を用いた選択的エッチングにより形成することができ
る。ここで、支柱１３、Ｘはエッチング液に対する単結
晶シリコンの（１００）面と（１１１）面とのエッチン
グレートの差を利用したエッチングにより形成される。
そのため、支柱１３、Ｘの壁面１３ａ、Ｘａは（１１
１）面であり、マスク基板（メンブレン）１２、２０の
面（（１００）面）に対して54.7度傾斜した壁面となる
（図５、図７参照）。

【００２９】発散性のＸ線をＸ線転写用マスク１１に照
射する場合には、壁面１３ａの傾斜がＸ線の発散に対す
る逃げとして機能するため、壁面１３ａの傾斜は特に問
題とならない。しかしながら、マスクに照射されるのは
発散性のＸ線に限らず、開き角がごく小さい荷電粒子線
やシンクロトロン放射Ｘ線もあり、かかる荷電粒子線や
放射Ｘ線をマスク基板に対して垂直に入射させる限り、
支柱壁面の逃げは不要である。

【００３０】むしろ、支柱１３、Ｘの壁面傾斜は、壁面
が基板（メンブレン）１２、２０面に対して垂直に形成
された場合と比較すると、支柱１３、Ｘの幅増加をもた
らすので、マスク上をパターン形成に関与しない境界領
域が占める割合が大きくなりマスク１１、１００が大型
化するという問題点を引き起こしていた。マスクが大型
化すると、マスクへの照射光学系のフィールド拡大や、
マスクステージの可動範囲の増大が必要となる等の弊害
が発生する。

【００３１】また、荷電粒子線縮小転写装置等における
前記分割転写を行う場合には、マスクの小領域毎のパタ
ーンを感応基板上でつなぎ合わせるために、マスクを通
過した荷電粒子線等を支柱の幅に相当する量だけ偏向さ
せる操作が必要である。そのため、支柱１３、Ｘの幅が
増加すると、前記偏向の量も増加させる必要があり、偏
向歪みが大きくなって転写精度が悪化するという弊害が
発生する。

【００３２】また、マスク（散乱透過マスクまたは散乱
ステンシルマスク）を構成する従来のメンブレン材料
（アモルファス材料や金属）は、電子線透過率が低いた
め、厚さをかなりうすくしないと所定の透過率が得られ
ないという問題点があった。そして、前記アモルファス
材料（例えば、Ｓｉ₃Ｎ₄、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂）で
は、熱伝導率が悪く、メンブレンが熱変形しやすい（特
に、厚さがうすい場合）という問題点があった。

【００３３】さらに、前記散乱透過マスクを構成する従
来の散乱体材料（例えば、金、タングステン）は、高精
度な加工（パターン形成）が可能な程度に厚さを小さく
すると、電子線のエネルギー損失による温度上昇が大き
くなり、メンブレンの熱変形（パターン歪み）の原因と
なるという問題点があった。本発明は、かかる問題点に
鑑みてなされたものであり、パターン形成に関与しない境界領域が占める割合を低
減した（大型化を抑制した）マスク、メンブレンの熱
伝導率がよいマスク、散乱体または吸収体における、
荷電粒子線またはＸ線のエネルギー損失による温度上昇
が小さいマスク、のうちの少なくともいずれかを製造す
ることができる、荷電粒子線転写用のマスクまたはＸ線
転写用のマスクを製造する方法を提供することを目的と
する。

【００３４】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明は第一
に「ターゲットに転写すべきパターンをメンブレン上に
それぞれ備えた多数の小領域が前記パターンが存在しな
い境界領域により区分されたマスクであり、前記境界領
域に対応する部分に支柱が設けられた荷電粒子線転写用
またはＸ線転写用のマスクを製造する方法において、Ｓ
ｉ層／中間層／Ｓｉ基板の３段構造を有する部材を用意
する工程と、前記Ｓｉ層上における前記小領域の各設定
箇所に、前記転写すべきパターンをそれぞれ形成するこ
とにより、前記多数の小領域及び境界領域を設ける工程
と、前記Ｓｉ基板上に、前記各小領域に対応する開口部
分をそれぞれ有するレジストパターン層を形成する工程
と、前記レジストパターン層をエッチングマスクにし
て、前記Ｓｉ基板に誘導結合プラズマエッチング、側壁
保護プラズマエッチングまたは極低温反応性イオンエッ
チングを施すことにより、前記Ｓｉ層及び／または中間
層と直交または略直交する壁面を有する複数の支柱を前
記境界領域に対応させて形成するとともに、前記各小領
域に対応する各支柱間の開口部をそれぞれ形成する工程
と、前記開口部において露出した中間層をエッチングに
より除去して、各開口部に前記Ｓｉ層のメンブレンを露
出させる工程と、を備えたことを特徴とする荷電粒子線
転写用マスクまたはＸ線転写用のマスクを製造する方法
（請求項１）」を提供する。

【００３５】また、本発明は第二に「ターゲットに転写
すべきパターンをメンブレン上にそれぞれ備えた多数の
小領域が前記パターンが存在しない境界領域により区分
されたマスクであり、前記境界領域に対応する部分に支
柱が設けられた荷電粒子線転写用またはＸ線転写用のマ
スクを製造する方法において、Ｓｉ層／中間層／Ｓｉ基
板の３段構造を有する部材を用意する工程と、前記Ｓｉ
基板上に、前記小領域の各設定箇所に対応する開口部分
をそれぞれ有するレジストパターン層を形成する工程
と、前記レジストパターン層をエッチングマスクにし
て、前記Ｓｉ基板に誘導結合プラズマエッチング、側壁
保護プラズマエッチングまたは極低温反応性イオンエッ
チングを施すことにより、前記Ｓｉ層及び／または中間
層と直交または略直交する壁面を有する複数の支柱を前
記境界領域の設定箇所に対応させて形成するとともに、
前記小領域の各設定箇所に対応する各支柱間の開口部を
それぞれ形成する工程と、前記開口部において露出した
中間層をエッチングにより除去して、各開口部に前記Ｓ
ｉ層のメンブレンを露出させる工程と、前記メンブレン
上における前記小領域の各設定箇所に、前記転写すべき
パターンをそれぞれ形成することにより、前記多数の小
領域及び境界領域を設ける工程と、を備えたことを特徴
とする荷電粒子線転写用マスクまたはＸ線転写用のマス
クを製造する方法（請求項２）」を提供する。

【００３６】また、本発明は第三に「前記中間層はエッ
チングストッパーであり、金属または合金により形成さ
れていることを特徴とする請求項１または２記載の製造
方法（請求項３）」を提供する。また、本発明は第四に
「ターゲットに転写すべきパターンをメンブレン上にそ
れぞれ備えた多数の小領域が前記パターンが存在しない
境界領域により区分されたマスクであり、前記境界領域
に対応する部分に支柱が設けられた荷電粒子線転写用ま
たはＸ線転写用のマスクを製造する方法において、両面
にＳｉ単結晶の（１１０）面を有し、オリエンテーショ
ンフラットにｎタイプの（１１１）面を有するＳｉウェ
ハを用意する工程と、前記Ｓｉウェハの一方の表面に、
ボロンドープのＳｉ単結晶層を形成する工程と、前記ボ
ロンドープのＳｉ単結晶層上における前記小領域の各設
定箇所に、前記転写すべきパターンをそれぞれ形成する
ことにより、前記多数の小領域及び境界領域を設ける工
程と、前記Ｓｉウェハの他方の表面に、前記各小領域に
対応する開口部分をそれぞれ有するエッチングマスク層
を形成する工程と、前記エッチングマスク層の開口部に
おいて露出した前記他方の表面に異方性エッチングを施
すことにより、ボロンドープのＳｉ単結晶層からなるメ
ンブレンを前記各小領域に対応させて形成するととも
に、Ｓｉ単結晶からなり前記メンブレンと直交または略
直交する壁面を有する複数の支柱を前記境界領域に対応
させて形成する工程と、を備えたことを特徴とする荷電
粒子線転写用マスクまたはＸ線転写用のマスクを製造す
る方法（請求項４）」を提供する。

【００３７】また、本発明は第五に「ターゲットに転写
すべきパターンをメンブレン上にそれぞれ備えた多数の
小領域が前記パターンが存在しない境界領域により区分
されたマスクであり、前記境界領域に対応する部分に支
柱が設けられた荷電粒子線転写用またはＸ線転写用のマ
スクを製造する方法において、両面にＳｉ単結晶の（１
１０）面を有し、オリエンテーションフラットにｎタイ
プの（１１１）面を有するＳｉウェハを用意する工程
と、前記Ｓｉウェハの一方の表面に、ボロンドープのＳ
ｉ単結晶層を形成する工程と、前記Ｓｉウェハの他方の
表面に、前記小領域の各設定箇所に対応する開口部分を
それぞれ有するエッチングマスク層を形成する工程と、
前記エッチングマスク層の開口部において露出した前記
他方の表面に異方性エッチングを施すことにより、ボロ
ンドープのＳｉ単結晶層からなるメンブレンを前記小領
域の各設定箇所に対応させて形成するとともに、Ｓｉ単
結晶からなり前記メンブレンと直交または略直交する壁
面を有する複数の支柱を前記境界領域の設定箇所に対応
させて形成する工程と、前記メンブレン上における前記
小領域の設定箇所に、前記転写すべきパターンをそれぞ
れ形成する工程と、を備えたことを特徴とする荷電粒子
線転写用マスクまたはＸ線転写用のマスクを製造する方
法（請求項５）」を提供する。

【００３８】また、本発明は第六に「前記小領域の各設
定箇所に、荷電粒子線の散乱体もしくは吸収体、または
Ｘ線の吸収体を形成することにより、前記転写すべきパ
ターンを形成することを特徴とする請求項１〜５記載の
荷電粒子線転写用の散乱透過マスクまたはＸ線転写用マ
スクを製造する方法（請求項６）」を提供する。また、
本発明は第七に「前記散乱体または吸収体を原子番号１
４〜４７の金属元素により形成することを特徴とする請
求項６記載の製造方法（請求項７）」を提供する。

【００３９】また、本発明は第八に「前記小領域の各設
定箇所に、貫通孔パターンを形成することにより、前記
転写すべきパターンを形成することを特徴とする請求項
１〜５記載の荷電粒子線転写用のステンシルマスクを製
造する方法（請求項８）」を提供する。

【００４０】

【発明の実施の形態】ターゲットに転写すべきパターン
をメンブレン上にそれぞれ備えた多数の小領域が前記パ
ターンが存在しない境界領域により区分されたマスクで
あり、前記境界領域に対応する部分に支柱が設けられた
荷電粒子線転写用マスクまたはＸ線転写用のマスクを製
造する方法である本発明によれば、前記メンブレンと直
交または略直交する壁面を有する支柱を形成することが
できる。

【００４１】そのため、本発明によれば、パターン形
成に関与しない境界領域が占める割合を低減した（大型
化を抑制した）マスクを製造することができる（請求項
１〜８）。即ち、本発明によれば、支柱の壁面がメンブ
レンに対して傾斜して形成された場合と比較すると支柱
の幅が小さくなるので、マスク上をパターン形成に関与
しない境界領域が占める割合も小さくなり、マスクの大
型化を抑制することができる。

【００４２】そのため、マスクの大型化に伴う、マスク
への照射光学系のフィールド拡大や、マスクステージの
可動範囲の増大等の弊害も発生しない。また、分割転写
を行う場合におけるマスクの大型化に伴う偏向歪みの増
大により、転写精度が悪化するという弊害も発生しな
い。そして、本発明によれば、マスク上をパターン形成
に関与しない境界領域が占める割合が低減されるので、
ウェハ上へより集積度が高いチップパターンを転写する
ためのマスクを製造することができる。

【００４３】本発明にかかる、メンブレンと直交または
略直交する壁面を有する支柱は、Ｓｉ層／中間層／Ｓｉ
基板の３段構造を有する部材の構成要素であるＳｉ基板
に誘導結合プラズマエッチング、側壁保護プラズマエッ
チングまたは極低温反応性イオンエッチングを施すこと
により、或いはＳｉ単結晶の（１１０）面を有し、オリ
エンテーションフラットにｎタイプの（１１１）面を有
するＳｉウェハの表面（（１１０）面）に異方性エッチ
ングを施すことにより、形成することができる。

【００４４】前記中間層は、誘導結合プラズマエッチン
グ、側壁保護プラズマエッチングまたは極低温反応性イ
オンエッチングに対するエッチングストッパーとして使
用する。また、前記異方性エッチングに対しては、ボロ
ンドープのＳｉ単結晶層がエッチングストッパーとな
る。前記中間層は、金属または合金により構成すること
ができる（請求項３）。中間層を金属または合金により
構成してマスクを作製すると、従来のＳＯＩウェハによ
り作製したマスクと比較して、熱伝導がよくなる、荷電
粒子線を用いた場合におけるＳＯＩマスクのＳｉＯ₂層
でのチャージアップの問題が回避できる、という効果を
奏する。

【００４５】本発明は、荷電粒子線またはＸ線を透過さ
せるメンブレン上で、ターゲットに転写すべきパターン
をそれぞれ備えた多数の小領域が前記パターンが存在し
ない境界領域により区分されたマスクであり、前記多数
の小領域のそれぞれに荷電粒子線の散乱体もしくは吸収
体、またはＸ線の吸収体が形成された荷電粒子線転写用
マスクまたはＸ線転写用マスクを製造する方法（請求項
６）に適用される。

【００４６】また、本発明は、ターゲットに転写すべき
貫通孔パターンをメンブレン上にそれぞれ備えた多数の
小領域が前記貫通孔パターンが存在しない境界領域によ
り区分された荷電粒子線転写用のステンシルマスクを製
造する方法（請求項８）に適用される。本発明にかかる
マスクの散乱体または吸収体は原子番号１４〜４７の金
属元素により構成されることが好ましい（請求項７）。

【００４７】かかる構成にした請求項７記載の製造方法
によれば、散乱体または吸収体における、荷電粒子線
またはＸ線のエネルギー損失による温度上昇が小さいマ
スクを製造することができる。そのため、請求項７記載
の製造方法によれば、散乱体または吸収体の厚さを２０
０ｎｍ（原子番号４７のＡｇの場合）〜１μｍ（原子番
号１４のＴｉの場合）程度という、温度上昇が問題とな
る程うすくはなく、かつ高精度な加工が困難となる程あ
つくはない散乱体または吸収体とすることができる。

【００４８】本発明にかかるメンブレンはＳｉ層によ
り、或いは（１１０）シリコン単結晶面上に形成されて
なるＢドープのシリコン単結晶層により構成できるが、
前記Ｂドープのシリコン単結晶層により構成した場合に
は、異方性エッチングによるメンブレン形成時のエッチ
ングストッパーとして兼用することができる。また、メ
ンブレンを前記Ｂドープのシリコン単結晶層により構成
すると、熱伝導率が従来のメンブレン材料を用いた場合
よりもよくなる（メンブレンの熱伝導率がよいマスク
を製造できる）。

【００４９】このように、本発明（請求項１〜８）によ
れば、パターン形成に関与しない境界領域が占める割
合を低減した（大型化を抑制した）マスク、メンブレ
ンの熱伝導率がよいマスク、散乱体または吸収体にお
ける、荷電粒子線またはＸ線のエネルギー損失による温
度上昇が小さいマスク、のうちの少なくともいずれかを
製造することができる。以下、本発明を実施例により
更に詳細に説明するが、本発明はこの例に限定されるも
のではない。

【００５０】

【実施例１】本実施例のマスク製造方法を以下の工程に
より説明する（図１、２参照）。なお、本実施例により
製造されるマスクは、ターゲットに転写すべきパターン
をメンブレン上にそれぞれ備えた多数の小領域が前記パ
ターンが存在しない境界領域により区分されたマスクで
あり、前記境界領域に対応する部分に支柱が設けられた
荷電粒子線転写用の散乱透過マスクである。

【００５１】工程１．二表面ＦにＳｉ単結晶の（１１
０）面を、オリエンテーションフラットＯＦにｎタイプ
の（１１１）面を有するＳｉウェハ１を用意する。工程２．前記Ｓｉウェハ１の一表面にＢ（ボロン）ド
ープのＳｉ単結晶層２’をエピタキシャル層として、
或いは熱拡散層として５０ｎｍ形成する。工程３．前記Ｓｉウェハの裏面（別表面）にＳｉ₃Ｎ₄
層とＳｉＯ₂層をそれぞれ１μｍの厚さに形成して積層
し、その上にフォトレジストを塗布する。

【００５２】工程４．前記フォトレジストに、オリエン
テーションフラットＯＦに平行な２ｍｍ×１１ｍｍの長
方形パターンをピッチ2.3 ｍｍにて２列形成してフォト
レジストパターンとする。工程５．前記フォトレジストパターンをエッチングマス
クにして前記ＳｉＯ₂ 層をエッチングし、さらにエッチ
ングしたＳｉＯ₂層をエッチングマスクにしてＳｉ₃
Ｎ₄層をエッチングする。

【００５３】工程６．エッチングしたＳｉ₃Ｎ₄層Ｅを
エッチングマスクにしてＫＯＨ溶液中でＳｉ単結晶の
（１１０）面Ｆを異方性エッチングすることにより、メ
ンブレン（ＢドープのＳｉ単結晶のエピタキシャル層ま
たは熱拡散層からなる）２及び支柱（Ｓｉ単結晶製）Ｈ
を形成する（図１（ａ）、（ｂ）参照）。

【００５４】・異方性エッチングは、Ｓｉウェハの（１
１０）面Ｆに＋電圧を印加し、Ｔｉ電極に−電圧を印加
して電流を流しながら行う。・Ｓｉ単結晶の（１１０）面Ｆの異方性エッチングが進
行して、Ｐタイプのエピタキシャル層または熱拡散層
（ＢドープのＳｉ単結晶層）２’に到達するとこの層
２’には電圧が印加されないのでエッチングが進行しな
い。

【００５５】このとき、電流が流れなくなるのでエッチ
ングが終了したことがわかる。

【００５６】・支柱Ｈの壁面Ｈ’はＳｉ単結晶の（１１
１）面となる。工程７．前記メンブレン２上に厚さ２００ｎｍのＣｒ層
（散乱層または吸収層）３をスパッタリングにより形成
して、その上にレジストを塗布した後、ＥＢ描画により
レジストパターンを形成する。・ここで、Ｃｒ層３を前記メンブレン２上の全面にコー
ティングすると、大きな応力が発生してメンブレン２を
破壊するおそれがあるので、支柱Ｈに対向するメンブレ
ン上やマスク周辺のメンブレン上等の不要な部分Ｎには
マスキングを施して、Ｃｒがスパッタリングされないよ
うにする。

【００５７】工程８．前記レジストパターンをエッチン
グマスクにして、ＲＩＥエッチングによりＣｒ層３のパ
ターニングを行ってパターン化されたＣｒ層３ａ及び荷
電粒子線透過領域２ａを形成する（小領域１０ａ及び境
界領域１０ｂの形成）。ここで、ＲＩＥエッチングによ
り、メンブレン２に対して垂直なＣｒ層３ａ及び荷電粒
子線透過領域２ａのパターンが形成される。

【００５８】以上の工程を備えた本実施例の方法によ
り、荷電粒子線縮小転写用の散乱透過マスク（図２参
照）が製造される。なお、工程７及び工程８は、工程２
と工程３との間において行ってもよい。図１（ｃ）は、
本実施例の方法により製造された荷電粒子線縮小転写用
マスクの主要部分における断面図である。

【００５９】支柱Ｈは幅（短辺、図２のｘ方向）ｂが３
００μｍ、長さ（長辺、図２のｙ方向）Ｌが１１ｍｍ、
高さｈ（図２のｚ方向）が２ｍｍ、支柱の配列ピッチｐ
が2.3 ｍｍである。支柱Ｈの壁面Ｈ’はＳｉ単結晶の
（１１１）面であり、メンブレン２（（１１０）面）に
対して垂直な壁になっている。本実施例の方法により製
造された荷電粒子線縮小転写用の散乱透過マスクでは、
メンブレン（ＢドープのＳｉ単結晶層）２の荷電粒子線
透過率や熱伝導率が前記従来のメンブレン材料を用いた
場合よりもよくなり、メンブレン２の厚さを５０ｎｍと
いう比較的大きな値としても所望の透過率が得られる。

【００６０】そして、その結果、メンブレン２の厚さを
従来のメンブレン材料（１０ｎｍ程度）よりも大きくし
て、耐熱変形性及び強度を増大することができる。ま
た、本実施例の方法により製造された荷電粒子線縮小転
写用の散乱透過マスクでは、散乱体３ａまたは吸収体３
ａが原子番号１４〜４７の金属元素に含まれる原子番号
２４のＣｒにより構成されている。

【００６１】そのため、散乱体３ａまたは吸収体３ａの
厚さを２００ｎｍ（原子番号４７のＡｇの場合）〜１μ
ｍ（原子番号１４のＴｉの場合）程度の範囲に含まれる
２００ｎｍという、温度上昇が問題となる程うすくはな
く（荷電粒子線のエネルギー損失による温度上昇が小さ
い）、かつ高精度な加工が困難となる程あつくはない散
乱体または吸収体とすることができる。

【００６２】本実施例では、荷電粒子線縮小転写用の散
乱透過マスクを製造する方法を示したが、Ｘ線縮小転写
用マスクも同様の工程により製造することができる。本
実施例によれば、パターン形成に関与しない境界領域
が占める割合を低減した（大型化を抑制した）マスク、
メンブレンの荷電粒子線透過率及び熱伝導率がよいマ
スク、散乱体または吸収体における荷電粒子線のエネ
ルギー損失による温度上昇が小さいマスク、を製造する
ことができる。

【００６３】

【実施例２】本実施例のマスク製造方法を以下の工程に
より説明する（図３参照）。なお、本実施例により製造
されるマスクは、ターゲットに転写すべきパターンをメ
ンブレン上にそれぞれ備えた多数の小領域が前記パター
ンが存在しない境界領域により区分されたマスクであ
り、前記境界領域に対応する部分に支柱が設けられた荷
電粒子線転写用マスクである。

【００６４】工程１．Ｓｉ層（厚さ１０μｍ）33／中間
層（厚さ３００ｎｍのＡｕ層）32／Ｓｉ基板（厚さ５０
０μｍ）31の３段構造を有する部材を用意する（図３
（ａ））。工程２．前記Ｓｉ基板31上に、前記小領域の各設定箇所
に対応する開口部分をそれぞれ有するレジストパターン
層Ｒを形成する（図３（ｂ））。

【００６５】工程３．前記レジストパターン層Ｒをエッ
チングマスクにして、前記Ｓｉ基板31に誘導結合プラズ
マエッチング（ＳＦ₆／ＣＨＦ₃混合ガス使用）を施す
ことにより、前記Ｓｉ層33及び中間層32と直交または略
直交する壁面を有する複数の支柱Ｈｓを前記境界領域の
各設定箇所に対応させて形成するとともに、前記小領域
の各設定箇所に対応する各支柱間の開口部（１ｍｍ×１
ｍｍ）を形成する。

【００６６】ここで、レジスト層ＲとＳｉ基板31の選択
比が２０以上あるので、前記Ｓｉ層33及び中間層32と直
交または略直交する壁面Ｈｓ’を有する支柱Ｈｓを形成
することができる（図３（ｃ））。工程４．前記開口部において露出した中間層（Ａｕ層）
32とレジスト層Ｒをドライエッチングにより除去して、
各開口部に前記Ｓｉ層33のメンブレン33’を露出させる
（図３（ｄ））。

【００６７】工程５．前記メンブレン33’上における前
記小領域の設定箇所に、前記転写すべきパターンをそれ
ぞれ形成する（図３（ｅ））。ここで、散乱透過マスク
を製造する場合には、前記小領域の各設定箇所に、荷電
粒子線の散乱体または吸収体（Ｃｒ）を形成することに
より、前記転写すべきパターンを形成する（実施例１の
工程７、８と同様）。

【００６８】また、散乱ステンシルマスクを製造する場
合には、前記小領域の各設定箇所に、微細加工プロセス
（例えば、ＥＣＲプラズマエッチングやマグネトロンプ
ラズマエッチング）を用いて貫通孔パターンを形成する
ことにより、前記転写すべきパターンを形成する。以上
の工程を備えた本実施例の方法により、荷電粒子線縮小
転写用マスクが製造される。

【００６９】製造されたマスクは、支柱の幅ｂ’が１０
０μｍ、長さが１ｍｍ、高さｈ’が５００μｍ、支柱の
配列ピッチｐ’が1.1 ｍｍである。また、本実施例の方
法により製造された荷電粒子線縮小転写用マスクでは、
散乱体または吸収体３ａ’が原子番号１４〜４７の金属
元素に含まれる原子番号２４のＣｒにより構成されてい
る。

【００７０】そのため、散乱体または吸収体３ａ’の厚
さを２００ｎｍ（原子番号４７のＡｇの場合）〜１μｍ
（原子番号１４のＴｉの場合）程度の範囲に含まれる２
００ｎｍという、温度上昇が問題となる程うすくはなく
（荷電粒子線のエネルギー損失による温度上昇が小さ
い）、かつ高精度な加工が困難となる程あつくはない散
乱体または吸収体とすることができる。

【００７１】本実施例では、前記転写すべきパターンを
最後の工程で形成したが、Ｓｉ層／中間層／Ｓｉ基板の
３段構造を有する部材を用意した後に、前記Ｓｉ層上に
おける前記小領域の設定箇所に、前記転写すべきパター
ンを形成してもよい。本実施例では、荷電粒子線縮小転
写用マスクを製造する方法を示したが、Ｘ線縮小転写用
マスクも同様の工程により製造することができる。

【００７２】本実施例によれば、パターン形成に関与
しない境界領域が占める割合を低減した（大型化を抑制
した）マスク、散乱体または吸収体における荷電粒子
線のエネルギー損失による温度上昇が小さいマスク、を
製造することができる。

【００７３】

【実施例３】本実施例のマスク製造方法を以下の工程に
より説明する。なお、本実施例により製造されるマスク
は、ターゲットに転写すべきパターンをメンブレン上に
それぞれ備えた多数の小領域が前記パターンが存在しな
い境界領域により区分されたマスクであり、前記境界領
域に対応する部分に支柱が設けられた荷電粒子線転写用
マスクである。

【００７４】工程１．Ｓｉ層（厚さ２μｍ）／中間層
（厚さ１００ｎｍのＡｌ層）／Ｓｉ基板（厚さ１ｍｍ）
の３段構造を有する部材を用意する。工程２．前記Ｓｉ基板上に、前記小領域の各設定箇所に
対応する開口部分をそれぞれ有するレジストパターン層
を形成する。工程３．前記レジストパターン層をエッチングマスクに
して、前記Ｓｉ基板に極低温反応性イオンエッチング
（基板温度−１３０°Ｃ、１０ｍＴｏｒｒのＳＦ₆ガス
使用）を施すことにより、前記Ｓｉ層及び中間層と直交
または略直交する壁面を有する複数の支柱を前記境界領
域の各設定箇所に対応させて形成するとともに、前記小
領域の各設定箇所に対応する各支柱間の開口部（１ｍｍ
×１ｍｍ）を形成する。

【００７５】工程４．前記開口部において露出した中間
層（Ａｌ層）をドライエッチングにより除去して、各開
口部に前記Ｓｉ層のメンブレンを露出させる。工程５．前記メンブレン上における前記小領域の設定箇
所に、前記転写すべきパターンをそれぞれ形成する。こ
こで、散乱透過マスクを製造する場合には、前記小領域
の各設定箇所に、荷電粒子線の散乱体または吸収体（Ｃ
ｒ）を形成することにより、前記転写すべきパターンを
形成する（実施例１の工程７、８と同様）。

【００７６】また、散乱ステンシルマスクを製造する場
合には、前記小領域の各設定箇所に、微細加工プロセス
（例えば、ＥＣＲプラズマエッチングやマグネトロンプ
ラズマエッチング）を用いて貫通孔パターンを形成する
ことにより、前記転写すべきパターンを形成する。以上
の工程を備えた本実施例の方法により、荷電粒子線縮小
転写用マスクが製造される。

【００７７】製造されたマスクは、支柱の幅が３００μ
ｍ、長さが１ｍｍ、高さが１ｍｍ、支柱の配列ピッチが
1.3 ｍｍである。また、本実施例の方法により製造され
た荷電粒子線縮小転写用マスクでは、散乱体または吸収
体が原子番号１４〜４７の金属元素に含まれる原子番号
２４のＣｒにより構成されている。

【００７８】そのため、散乱体または吸収体の厚さを２
００ｎｍ（原子番号４７のＡｇの場合）〜１μｍ（原子
番号１４のＴｉの場合）程度の範囲に含まれる２００ｎ
ｍという、温度上昇が問題となる程うすくはなく（荷電
粒子線のエネルギー損失による温度上昇が小さい）、か
つ高精度な加工が困難となる程あつくはない散乱体また
は吸収体とすることができる。

【００７９】本実施例では、前記転写すべきパターンを
最後の工程で形成したが、Ｓｉ層／中間層／Ｓｉ基板の
３段構造を有する部材を用意した後に、前記Ｓｉ層上に
おける前記小領域の設定箇所に、前記転写すべきパター
ンを形成してもよい。本実施例では、荷電粒子線縮小転
写用マスクを製造する方法を示したが、Ｘ線縮小転写用
マスクも同様の工程により製造することができる。

【００８０】本実施例によれば、パターン形成に関与
しない境界領域が占める割合を低減した（大型化を抑制
した）マスク、散乱体または吸収体における荷電粒子
線のエネルギー損失による温度上昇が小さいマスク、を
製造することができる。

【００８１】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、
パターン形成に関与しない境界領域が占める割合を低減
した（大型化を抑制した）マスク、メンブレンの熱伝
導率がよいマスク、散乱体または吸収体における、荷
電粒子線またはＸ線のエネルギー損失による温度上昇が
小さいマスク、のうちの少なくともいずれかを製造する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、実施例１の荷電粒子線縮小転写用マスクを
製造する工程の一部を示す概略側面図である。

【図２】は、実施例１の荷電粒子線縮小転写用マスクを
示す概略斜視図である。

【図３】は、実施例２の荷電粒子線縮小転写用マスクを
製造する工程の一部を示す概略側面図である。

【図４】は、一般的な電子線縮小転写用マスクのうちの
ステンシルマスク２１と、これを用いた転写原理の概略
を示す図である。

【図５】は、メンブレン２０に対して傾斜した壁面Ｘａ
を有する支柱Ｘ（格子状）を設けた従来の散乱透過マス
ク１００と、該マスクの小領域１００ａ〜感応基板１１
０間における配置を示す図であり、（ａ）が該マスクの
小領域１００ａを示す平面図、（ｂ）が前記配置を示す
図である。

【図６】は、図５の散乱透過マスク１００を用いて各小
領域１００ａのパターンを感応基板１１０に転写する様
子を模式的に示す図である。

【図７】は、メンブレン１２に対して傾斜した壁面１３
ａを有する支柱１３を設けた従来のＸ線転写用マスクを
示す側面図（ａ）と、このＸ線転写用マスクを用いて行
うパターンの分割転写を模式的に示す図（ｂ）である。

【符号の説明】

１・・・Ｓｉウェハ２・・・メンブレン２ａ、２ａ’・・荷電粒子線透過領域２’・・ＢドープのＳｉ単結晶層３・・・散乱体または吸収体３ａ、３ａ’・・パターン化された散乱体または吸収
体５・・・投影レンズ６・・・投影レンズ７・・・アパーチャー７ａ・・貫通孔１０・・荷電粒子線縮小転写用の散乱透過マスク１０ａ、１０ａ’・・・感応基板１１０に転写すべきパ
ターンを備えた小領域１０ｂ、１０ｂ’・・・境界領域１１・・・Ｘ線転写用マスク１２・・・マスク基板（メンブレン）１２ａ・・・感応基板１７に転写すべきパターンを備
えた小領域１３・・・メンブレンに対して傾斜した壁面１３ａ
を有する支柱１３ａ・・・メンブレンに対して傾斜した支柱の壁面１４・・・パターン化されたＸ線吸収体１５・・・Ｘ線遮蔽膜１７・・・感応基板２０・・マスク基板（メンブレン）２０ａ・・・電子線透過領域２１・・ステンシルマスク（電子線縮小転写用マス
ク）２２・・マスク基板２３・・貫通孔２４・・投影レンズ（２４ａ，２４ｂ）２５・・感応基板３０・・散乱体または吸収体３０ａ・・パターン化された散乱体または吸収体３１・・Ｓｉ基板３２・・中間層３３・・Ｓｉ層３３’・・Ｓｉメンブレン１００・・散乱透過マスク（電子線縮小転写用マスク）１００ａ・・感応基板に転写すべきパターンを備えた小
領域１００ｂ・・境界領域１１０・・・感応基板１１０ａ・・感応基板１１０の１チップ（１個の半導
体）分の領域１１０ｂ・・小領域１００ａに対応した感応基板１１０
の被転写領域Ａ・・・島状の散乱体Ｅ・・・パターニングしたＳｉ₃Ｎ₄層（エチイングマ
スク）Ｆ・・・Ｓｉ単結晶の（１１０）結晶面Ｈ、Ｈ_S・・・メンブレンに対して垂直な壁面を有する
支柱Ｈ’、Ｈ_S’・・メンブレンに対して垂直な支柱の壁面Ｎ・・・Ｃｒが０スパッタリングされない部分（マスキ
ング部分）ＯＦ・・オリエンテーションフラットＲ・・・パターン化されたレジスト層Ｘ・・・メンブレンに対して傾斜した壁面を有する支柱Ｘａ・・メンブレンに対して傾斜した支柱の壁面ＡＸ・・電子線光学系の光軸ｂ・・・支柱Ｈの幅ｈ・・・支柱Ｈの高さｐ・・・支柱Ｈの配列ピッチＬ・・・支柱Ｈの長さｂ’・・・支柱Ｈ_Sの幅ｈ’・・・支柱Ｈ_Sの高さｐ’・・・支柱Ｈ_Sの配列ピッチＣＯ・・クロスオーバ像以上

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ターゲットに転写すべきパターンをメン
ブレン上にそれぞれ備えた多数の小領域が前記パターン
が存在しない境界領域により区分されたマスクであり、
前記境界領域に対応する部分に支柱が設けられた荷電粒
子線転写用またはＸ線転写用のマスクを製造する方法に
おいて、Ｓｉ層／中間層／Ｓｉ基板の３段構造を有する部材を用
意する工程と、前記Ｓｉ層上における前記小領域の各設定箇所に、前記
転写すべきパターンをそれぞれ形成することにより、前
記多数の小領域及び境界領域を設ける工程と、前記Ｓｉ基板上に、前記各小領域に対応する開口部分を
それぞれ有するレジストパターン層を形成する工程と、前記レジストパターン層をエッチングマスクにして、前
記Ｓｉ基板に誘導結合プラズマエッチング、側壁保護プ
ラズマエッチングまたは極低温反応性イオンエッチング
を施すことにより、前記Ｓｉ層及び／または中間層と直
交または略直交する壁面を有する複数の支柱を前記境界
領域に対応させて形成するとともに、前記各小領域に対
応する各支柱間の開口部をそれぞれ形成する工程と、前記開口部において露出した中間層をエッチングにより
除去して、各開口部に前記Ｓｉ層のメンブレンを露出さ
せる工程と、を備えたことを特徴とする荷電粒子線転写
用マスクまたはＸ線転写用のマスクを製造する方法。
【請求項２】ターゲットに転写すべきパターンをメン
ブレン上にそれぞれ備えた多数の小領域が前記パターン
が存在しない境界領域により区分されたマスクであり、
前記境界領域に対応する部分に支柱が設けられた荷電粒
子線転写用またはＸ線転写用のマスクを製造する方法に
おいて、Ｓｉ層／中間層／Ｓｉ基板の３段構造を有する部材を用
意する工程と、前記Ｓｉ基板上に、前記小領域の各設定箇所に対応する
開口部分をそれぞれ有するレジストパターン層を形成す
る工程と、前記レジストパターン層をエッチングマスクにして、前
記Ｓｉ基板に誘導結合プラズマエッチング、側壁保護プ
ラズマエッチングまたは極低温反応性イオンエッチング
を施すことにより、前記Ｓｉ層及び／または中間層と直
交または略直交する壁面を有する複数の支柱を前記境界
領域の設定箇所に対応させて形成するとともに、前記小
領域の各設定箇所に対応する各支柱間の開口部をそれぞ
れ形成する工程と、前記開口部において露出した中間層をエッチングにより
除去して、各開口部に前記Ｓｉ層のメンブレンを露出さ
せる工程と、前記メンブレン上における前記小領域の各設定箇所に、
前記転写すべきパターンをそれぞれ形成することによ
り、前記多数の小領域及び境界領域を設ける工程と、を
備えたことを特徴とする荷電粒子線転写用マスクまたは
Ｘ線転写用のマスクを製造する方法。
【請求項３】前記中間層はエッチングストッパーであ
り、金属または合金により形成されていることを特徴と
する請求項１または２記載の製造方法。
【請求項４】ターゲットに転写すべきパターンをメン
ブレン上にそれぞれ備えた多数の小領域が前記パターン
が存在しない境界領域により区分されたマスクであり、
前記境界領域に対応する部分に支柱が設けられた荷電粒
子線転写用またはＸ線転写用のマスクを製造する方法に
おいて、両面にＳｉ単結晶の（１１０）面を有し、オリエンテー
ションフラットにｎタイプの（１１１）面を有するＳｉ
ウェハを用意する工程と、前記Ｓｉウェハの一方の表面に、ボロンドープのＳｉ単
結晶層を形成する工程と、前記ボロンドープのＳｉ単結晶層上における前記小領域
の各設定箇所に、前記転写すべきパターンをそれぞれ形
成することにより、前記多数の小領域及び境界領域を設
ける工程と、前記Ｓｉウェハの他方の表面に、前記各小領域に対応す
る開口部分をそれぞれ有するエッチングマスク層を形成
する工程と、前記エッチングマスク層の開口部において露出した前記
他方の表面に異方性エッチングを施すことにより、ボロ
ンドープのＳｉ単結晶層からなるメンブレンを前記各小
領域に対応させて形成するとともに、Ｓｉ単結晶からな
り前記メンブレンと直交または略直交する壁面を有する
複数の支柱を前記境界領域に対応させて形成する工程
と、を備えたことを特徴とする荷電粒子線転写用マスク
またはＸ線転写用のマスクを製造する方法。
【請求項５】ターゲットに転写すべきパターンをメン
ブレン上にそれぞれ備えた多数の小領域が前記パターン
が存在しない境界領域により区分されたマスクであり、
前記境界領域に対応する部分に支柱が設けられた荷電粒
子線転写用またはＸ線転写用のマスクを製造する方法に
おいて、両面にＳｉ単結晶の（１１０）面を有し、オリエンテー
ションフラットにｎタイプの（１１１）面を有するＳｉ
ウェハを用意する工程と、前記Ｓｉウェハの一方の表面に、ボロンドープのＳｉ単
結晶層を形成する工程と、前記Ｓｉウェハの他方の表面に、前記小領域の各設定箇
所に対応する開口部分をそれぞれ有するエッチングマス
ク層を形成する工程と、前記エッチングマスク層の開口部において露出した前記
他方の表面に異方性エッチングを施すことにより、ボロ
ンドープのＳｉ単結晶層からなるメンブレンを前記小領
域の各設定箇所に対応させて形成するとともに、Ｓｉ単
結晶からなり前記メンブレンと直交または略直交する壁
面を有する複数の支柱を前記境界領域の設定箇所に対応
させて形成する工程と、前記メンブレン上における前記小領域の設定箇所に、前
記転写すべきパターンをそれぞれ形成する工程と、を備
えたことを特徴とする荷電粒子線転写用マスクまたはＸ
線転写用のマスクを製造する方法。
【請求項６】前記小領域の各設定箇所に、荷電粒子線
の散乱体もしくは吸収体、またはＸ線の吸収体を形成す
ることにより、前記転写すべきパターンを形成すること
を特徴とする請求項１〜５記載の荷電粒子線転写用の散
乱透過マスクまたはＸ線転写用マスクを製造する方法。
【請求項７】前記散乱体または吸収体を原子番号１４
〜４７の金属元素により形成することを特徴とする請求
項６記載の製造方法。
【請求項８】前記小領域の各設定箇所に、貫通孔パタ
ーンを形成することにより、前記転写すべきパターンを
形成することを特徴とする請求項１〜５記載の荷電粒子
線転写用のステンシルマスクを製造する方法。