JP2000232055A - 荷電粒子ビーム露光マスク、その製造方法、それを用いた露光装置及び露光方法 - Google Patents
荷電粒子ビーム露光マスク、その製造方法、それを用いた露光装置及び露光方法Info
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- JP2000232055A JP2000232055A JP3223499A JP3223499A JP2000232055A JP 2000232055 A JP2000232055 A JP 2000232055A JP 3223499 A JP3223499 A JP 3223499A JP 3223499 A JP3223499 A JP 3223499A JP 2000232055 A JP2000232055 A JP 2000232055A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 荷電粒子ビーム露光装置に適したマスクの提
供により、高精度・高速度なパターン形成を可能とす
る。 【解決手段】 所望のパターン部分が実質的に単結晶に
より形成されていることを特徴とする反射型荷電粒子ビ
ーム露光マスクを提供する。これにより、高効率の荷電
粒子ビーム露光マスクの提供が可能となり、光源の強度
を極度に大きくすることなく、十分なスループットの露
光を高精度で行うことが可能となる。
供により、高精度・高速度なパターン形成を可能とす
る。 【解決手段】 所望のパターン部分が実質的に単結晶に
より形成されていることを特徴とする反射型荷電粒子ビ
ーム露光マスクを提供する。これにより、高効率の荷電
粒子ビーム露光マスクの提供が可能となり、光源の強度
を極度に大きくすることなく、十分なスループットの露
光を高精度で行うことが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子ビーム露
光マスク、その製造方法、それを用いた露光装置及び露
光方法に関する。
光マスク、その製造方法、それを用いた露光装置及び露
光方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置の集積度が高くなるこ
とに伴い、これを構成するLSI 素子の回路パターンはま
すます微細化していく。このパターンの微細化には、単
に線幅が細くなるだけではなく、パターンの寸法精度や
位置精度の向上も要請される。
とに伴い、これを構成するLSI 素子の回路パターンはま
すます微細化していく。このパターンの微細化には、単
に線幅が細くなるだけではなく、パターンの寸法精度や
位置精度の向上も要請される。
【０００３】これらの要請を満たすために多くの技術開
発が行われているが、その大部分のものは電子線をはじ
めとする荷電粒子を用いて、回路パターンを直接半導体
基板上に描画するか、転写用のマスクを電子線をはじめ
とする荷電粒子を用いて、マスク基板上に描画し、この
マスク基板パターンを紫外線やX 線といった光や電子線
やイオンビームといった荷電粒子を用いて半導体基板上
に転写する手法を用いている。このため微細なパターン
を高精度で形成するためには、まず電子線をはじめとす
る荷電粒子を用いたパターン形成を高精度化する事が重
要である。
発が行われているが、その大部分のものは電子線をはじ
めとする荷電粒子を用いて、回路パターンを直接半導体
基板上に描画するか、転写用のマスクを電子線をはじめ
とする荷電粒子を用いて、マスク基板上に描画し、この
マスク基板パターンを紫外線やX 線といった光や電子線
やイオンビームといった荷電粒子を用いて半導体基板上
に転写する手法を用いている。このため微細なパターン
を高精度で形成するためには、まず電子線をはじめとす
る荷電粒子を用いたパターン形成を高精度化する事が重
要である。
【０００４】一方、半導体装置の集積度が高くなること
に加え、一個当たりの大きさ（いわゆるチップサイズ）
が大きくなることに伴い、一個のLSI 素子の回路パター
ンを描画するためには多大な時間を要する様になり、ス
ループットの低下すなわち生産性の低下を招く様にな
る。一般に高精度化と高速化は相反する事が多く、特に
荷電粒子を用いたパターン形成は精度が高い反面、スル
ープットが低い事が知られている。
に加え、一個当たりの大きさ（いわゆるチップサイズ）
が大きくなることに伴い、一個のLSI 素子の回路パター
ンを描画するためには多大な時間を要する様になり、ス
ループットの低下すなわち生産性の低下を招く様にな
る。一般に高精度化と高速化は相反する事が多く、特に
荷電粒子を用いたパターン形成は精度が高い反面、スル
ープットが低い事が知られている。
【０００５】従来より、荷電粒子を用いてパターンを形
成することを目的として、各種の荷電粒子光学系が提案
されてきた。ところが、これらの荷電粒子光学系では各
種の収差を十分に小さくすることは困難であり、特にス
ループット改善のためにフィールドサイズを大きくしよ
うとした場合には、極度に大きな収差が発生してしま
い、実用に耐えられないという課題が存在している。
成することを目的として、各種の荷電粒子光学系が提案
されてきた。ところが、これらの荷電粒子光学系では各
種の収差を十分に小さくすることは困難であり、特にス
ループット改善のためにフィールドサイズを大きくしよ
うとした場合には、極度に大きな収差が発生してしま
い、実用に耐えられないという課題が存在している。
【０００６】このような課題に対応するために、特願平
９−３３７３３１に記載されているように、従来にない
概念に基づく反射型荷電粒子ビーム光学素子が本願発明
者によって考案され、これを用いた露光装置の開発が進
められている。即ち、この露光装置では、荷電ビームを
反射型露光マスクに入射させ、このマスク上に形成され
たパターンに応じて反射電子を出射させる。この反射電
子を正確に被露光基板に導くことにより、かかる被露光
基板上に所望のパターンで露光を行うものである。しか
しながら、開発が進むに連れて、特願平９−３３７３３
１の出願時には未検討であったいくつかの新たな課題が
明らかとなった。
９−３３７３３１に記載されているように、従来にない
概念に基づく反射型荷電粒子ビーム光学素子が本願発明
者によって考案され、これを用いた露光装置の開発が進
められている。即ち、この露光装置では、荷電ビームを
反射型露光マスクに入射させ、このマスク上に形成され
たパターンに応じて反射電子を出射させる。この反射電
子を正確に被露光基板に導くことにより、かかる被露光
基板上に所望のパターンで露光を行うものである。しか
しながら、開発が進むに連れて、特願平９−３３７３３
１の出願時には未検討であったいくつかの新たな課題が
明らかとなった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来より、透過型のマ
スクに関しては、いくつかの提案がなされているが、反
射型のマスクに関する詳細な提案は存在しない。ところ
が、高効率の反射型マスクを得ることは、マスクでの発
熱を抑制する事につながるため、露光精度の向上を図る
ことが可能となると共に、光源の強度を極度に大きくす
る必要もなくなることから、露光装置全体にとって大き
な利点となることが明らかになった。
スクに関しては、いくつかの提案がなされているが、反
射型のマスクに関する詳細な提案は存在しない。ところ
が、高効率の反射型マスクを得ることは、マスクでの発
熱を抑制する事につながるため、露光精度の向上を図る
ことが可能となると共に、光源の強度を極度に大きくす
る必要もなくなることから、露光装置全体にとって大き
な利点となることが明らかになった。
【０００８】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、露光装置に適したマス
クの提供により、高精度・高速度なパターン形成を可能
とした荷電粒子ビーム露光マスク、その製造方法、それ
を用いた露光装置及び露光方法を提供することにある。
ので、その目的とするところは、露光装置に適したマス
クの提供により、高精度・高速度なパターン形成を可能
とした荷電粒子ビーム露光マスク、その製造方法、それ
を用いた露光装置及び露光方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ために、本発明の第１は、光源から出射した荷電粒子ビ
ームが照射され、この照射により得られる荷電粒子ビー
ムが被露光基板に照射される反射型の荷電粒子ビーム露
光マスクであって、所望のパターン部分が実質的に単結
晶により構成されていることを特徴とする荷電粒子ビー
ム露光マスクを提供する。
ために、本発明の第１は、光源から出射した荷電粒子ビ
ームが照射され、この照射により得られる荷電粒子ビー
ムが被露光基板に照射される反射型の荷電粒子ビーム露
光マスクであって、所望のパターン部分が実質的に単結
晶により構成されていることを特徴とする荷電粒子ビー
ム露光マスクを提供する。
【００１０】本発明の第１において、以下の構成を更に
備えることが好ましい。 （１）前記所望のパターン部分以外は、前記荷電粒子ビ
ームに対して当該パターン部分よりも反射率が低い材料
から構成されていること。
備えることが好ましい。 （１）前記所望のパターン部分以外は、前記荷電粒子ビ
ームに対して当該パターン部分よりも反射率が低い材料
から構成されていること。
【００１１】（２）前記所望のパターン部分以外は非晶
質材料から構成されること。 （３）前記非晶質材料は非晶質半導体からなり、導電性
不純物を含むこと。 （４）前記非晶質材料はシリコン酸化物からなること。
質材料から構成されること。 （３）前記非晶質材料は非晶質半導体からなり、導電性
不純物を含むこと。 （４）前記非晶質材料はシリコン酸化物からなること。
【００１２】（５）前記所望のパターン部分は半導体単
結晶基板からなること。 （６）前記半導体単結晶基板はシリコン、ゲルマニウ
ム、又はシリコンゲルマニウムからなること。
結晶基板からなること。 （６）前記半導体単結晶基板はシリコン、ゲルマニウ
ム、又はシリコンゲルマニウムからなること。
【００１３】また、本発明の第２は、光源から出射した
荷電粒子ビームが照射され、この照射により得られる荷
電粒子ビームが被露光基板に照射される反射型の荷電粒
子ビーム露光マスクであって、所望のパターン部分が二
次電子放出効率５以上の物質により構成されていること
を特徴とする荷電粒子ビーム露光マスクを提供する。
荷電粒子ビームが照射され、この照射により得られる荷
電粒子ビームが被露光基板に照射される反射型の荷電粒
子ビーム露光マスクであって、所望のパターン部分が二
次電子放出効率５以上の物質により構成されていること
を特徴とする荷電粒子ビーム露光マスクを提供する。
【００１４】本発明の第２において、以下の構成を更に
備えることが好ましい。 （１）前記二次電子放出効率５以上の物質として、表面
にBeO が形成されたBeCu、若しくは表面が水素終端化さ
れたダイアモンドを用いること。
備えることが好ましい。 （１）前記二次電子放出効率５以上の物質として、表面
にBeO が形成されたBeCu、若しくは表面が水素終端化さ
れたダイアモンドを用いること。
【００１５】（２）前記荷電粒子ビーム露光マスクの表
面は実質的に平面であること。 また、本発明の第３は、本発明の第１の反射型の荷電粒
子ビーム露光マスクを製造する方法であって、単結晶基
板を含む下地上に所望のマスクパターンを形成する工程
と、この所望のマスクパターンを用いて前記単結晶基板
のエッチングを行い凹部を形成する工程と、この凹部
に、前記荷電粒子ビームに対して前記単結晶基板と反射
率が異なる材料を埋め込む工程とを含むことを特徴とす
る荷電粒子ビーム露光マスクの製造方法を提供する。
面は実質的に平面であること。 また、本発明の第３は、本発明の第１の反射型の荷電粒
子ビーム露光マスクを製造する方法であって、単結晶基
板を含む下地上に所望のマスクパターンを形成する工程
と、この所望のマスクパターンを用いて前記単結晶基板
のエッチングを行い凹部を形成する工程と、この凹部
に、前記荷電粒子ビームに対して前記単結晶基板と反射
率が異なる材料を埋め込む工程とを含むことを特徴とす
る荷電粒子ビーム露光マスクの製造方法を提供する。
【００１６】本発明の第３において、前記単結晶基板と
反射率が異なる材料として、前記単結晶基板と結晶構造
が異なる材料を埋め込むことが好ましい。また、本発明
の第４は、本発明の第１の反射型の荷電粒子ビーム露光
マスクを製造する方法であって、単結晶基板を含む下地
上に所望のマスクパターンを形成する工程と、この所望
のマスクパターンを用いてイオン注入を行い、イオン注
入した部分を非晶質化する工程とを具備することを特徴
とする荷電粒子ビーム露光マスクの製造方法を提供す
る。
反射率が異なる材料として、前記単結晶基板と結晶構造
が異なる材料を埋め込むことが好ましい。また、本発明
の第４は、本発明の第１の反射型の荷電粒子ビーム露光
マスクを製造する方法であって、単結晶基板を含む下地
上に所望のマスクパターンを形成する工程と、この所望
のマスクパターンを用いてイオン注入を行い、イオン注
入した部分を非晶質化する工程とを具備することを特徴
とする荷電粒子ビーム露光マスクの製造方法を提供す
る。
【００１７】また、本発明の第５は、本発明の第１の反
射型の荷電粒子ビーム露光マスクを製造する方法であっ
て、単結晶基板を含む下地上に当該単結晶基板と同一材
料からなる非晶質膜を形成する工程と、この非晶質膜上
に所望のマスクパターンを形成する工程と、この所望の
マスクパターンを用いてイオン注入を行う工程と、前記
単結晶基板を種結晶としてイオン注入した部分以外の非
晶質膜部分を単結晶化する工程とを具備することを特徴
とする荷電粒子ビーム露光マスクの製造方法を提供す
る。
射型の荷電粒子ビーム露光マスクを製造する方法であっ
て、単結晶基板を含む下地上に当該単結晶基板と同一材
料からなる非晶質膜を形成する工程と、この非晶質膜上
に所望のマスクパターンを形成する工程と、この所望の
マスクパターンを用いてイオン注入を行う工程と、前記
単結晶基板を種結晶としてイオン注入した部分以外の非
晶質膜部分を単結晶化する工程とを具備することを特徴
とする荷電粒子ビーム露光マスクの製造方法を提供す
る。
【００１８】本発明の第４又は第５において、前記イオ
ン注入は、導電性不純物をイオン注入することにより行
うことが好ましい。また、本発明の第６は、本発明の第
１の反射型の荷電粒子ビーム露光マスクを製造する方法
であって、単結晶基板を含む下地上に絶縁パターンを形
成する工程と、この絶縁パターン上に前記単結晶基板と
同一材料からなる非晶質膜を形成する工程と、前記単結
晶基板を種結晶として前記非晶質膜を単結晶化する工程
とを具備することを特徴とする荷電粒子ビーム露光マス
クの製造方法を提供する。
ン注入は、導電性不純物をイオン注入することにより行
うことが好ましい。また、本発明の第６は、本発明の第
１の反射型の荷電粒子ビーム露光マスクを製造する方法
であって、単結晶基板を含む下地上に絶縁パターンを形
成する工程と、この絶縁パターン上に前記単結晶基板と
同一材料からなる非晶質膜を形成する工程と、前記単結
晶基板を種結晶として前記非晶質膜を単結晶化する工程
とを具備することを特徴とする荷電粒子ビーム露光マス
クの製造方法を提供する。
【００１９】また、本発明の第７は、本発明の第２の反
射型の荷電粒子ビーム露光マスクを製造する方法であっ
て、下地基板上に所望のマスクパターンを形成する工程
と、この所望のマスクパターンを用いて前記下地基板の
エッチングを行い凹部を形成する工程と、この凹部に、
二次電子放出効率５以上の物質を埋め込む工程とを含む
ことを特徴とする荷電粒子ビーム露光マスクの製造方法
を提供する。
射型の荷電粒子ビーム露光マスクを製造する方法であっ
て、下地基板上に所望のマスクパターンを形成する工程
と、この所望のマスクパターンを用いて前記下地基板の
エッチングを行い凹部を形成する工程と、この凹部に、
二次電子放出効率５以上の物質を埋め込む工程とを含む
ことを特徴とする荷電粒子ビーム露光マスクの製造方法
を提供する。
【００２０】また、本発明の第８は、本発明の第１の反
射型の荷電粒子ビーム露光マスクと、光源から出射した
荷電粒子ビームを前記露光マスクに照射する照明光学系
と、前記照明光学系から前記露光マスクに照射して得ら
れる荷電粒子ビームを被露光基板に照射する投影光学系
とを具備することを特徴とする露光装置を提供する。
射型の荷電粒子ビーム露光マスクと、光源から出射した
荷電粒子ビームを前記露光マスクに照射する照明光学系
と、前記照明光学系から前記露光マスクに照射して得ら
れる荷電粒子ビームを被露光基板に照射する投影光学系
とを具備することを特徴とする露光装置を提供する。
【００２１】また、本発明の第９は、本発明の第２の反
射型の荷電粒子ビーム露光マスクと、光源から出射した
荷電粒子ビームを前記露光マスクに照射する照明光学系
と、前記照明光学系から前記露光マスクに照射して得ら
れる荷電粒子ビームを被露光基板に照射する投影光学系
とを具備することを特徴とする露光装置を提供する。
射型の荷電粒子ビーム露光マスクと、光源から出射した
荷電粒子ビームを前記露光マスクに照射する照明光学系
と、前記照明光学系から前記露光マスクに照射して得ら
れる荷電粒子ビームを被露光基板に照射する投影光学系
とを具備することを特徴とする露光装置を提供する。
【００２２】また、本発明の第１０は、光源から出射し
た荷電粒子ビームを本発明の第１の反射型の荷電粒子ビ
ーム露光マスクに照射し、この照射により得られる荷電
粒子ビームを被露光基板に照射する露光方法であって、
前記露光マスクに照射する荷電粒子ビームと前記露光マ
スクの実質的に単結晶の部分とがブラッグ条件を満たす
ようにすることを特徴とする露光方法を提供する。
た荷電粒子ビームを本発明の第１の反射型の荷電粒子ビ
ーム露光マスクに照射し、この照射により得られる荷電
粒子ビームを被露光基板に照射する露光方法であって、
前記露光マスクに照射する荷電粒子ビームと前記露光マ
スクの実質的に単結晶の部分とがブラッグ条件を満たす
ようにすることを特徴とする露光方法を提供する。
【００２３】本発明の第１０において、以下の構成を更
に備えることが好ましい。 （１）前記露光マスクに入射する荷電粒子ビームのエネ
ルギー、入射角度、出射角度、マスク姿勢の少なくとも
一つを制御することにより、前記ブラッグ条件を満たす
ようにすること。
に備えることが好ましい。 （１）前記露光マスクに入射する荷電粒子ビームのエネ
ルギー、入射角度、出射角度、マスク姿勢の少なくとも
一つを制御することにより、前記ブラッグ条件を満たす
ようにすること。
【００２４】（２）アパーチャを用いて不要な荷電粒子
ビームの少なくとも一部を除去すること。また、本発明
の第１１は、光源から出射した荷電粒子ビームを本発明
の第１の反射型の荷電粒子ビーム露光マスクに照射し、
この照射により得られる荷電粒子ビームを被露光基板に
照射する露光方法であって、前記照射により得られる荷
電粒子ビームに対して引き出し電界を印可し、かつアパ
ーチャを用いて当該得られる荷電粒子ビームの少なくと
も一部を除去することを特徴とする露光方法を提供す
る。
ビームの少なくとも一部を除去すること。また、本発明
の第１１は、光源から出射した荷電粒子ビームを本発明
の第１の反射型の荷電粒子ビーム露光マスクに照射し、
この照射により得られる荷電粒子ビームを被露光基板に
照射する露光方法であって、前記照射により得られる荷
電粒子ビームに対して引き出し電界を印可し、かつアパ
ーチャを用いて当該得られる荷電粒子ビームの少なくと
も一部を除去することを特徴とする露光方法を提供す
る。
【００２５】また、本発明の第１２は、光源から出射し
た荷電粒子ビームを本発明の第２の反射型の荷電粒子ビ
ーム露光マスクに照射し、この照射により得られる荷電
粒子ビームを被露光基板に照射する露光方法であって、
前記照射により得られる荷電粒子ビームに対して引き出
し電界を印可し、かつアパーチャを用いて当該得られる
荷電粒子ビームの少なくとも一部を除去することを特徴
とする露光方法を提供する。
た荷電粒子ビームを本発明の第２の反射型の荷電粒子ビ
ーム露光マスクに照射し、この照射により得られる荷電
粒子ビームを被露光基板に照射する露光方法であって、
前記照射により得られる荷電粒子ビームに対して引き出
し電界を印可し、かつアパーチャを用いて当該得られる
荷電粒子ビームの少なくとも一部を除去することを特徴
とする露光方法を提供する。
【００２６】本発明の第１１又は第１２において、以下
の構成を更に備えることが好ましい。 （１）前記引き出し電界の印加方法として、前記露光マ
スクにバイアス電圧を印可すること。
の構成を更に備えることが好ましい。 （１）前記引き出し電界の印加方法として、前記露光マ
スクにバイアス電圧を印可すること。
【００２７】（２）前記引き出し電界の印加方法とし
て、前記アパーチャにバイアス電圧を印可すること。か
かる本発明により、高効率の荷電粒子ビーム露光マスク
の提供が可能となり、光源の強度を極度に大きくするこ
となく、十分なスループットの露光を高精度で行うこと
が可能となる。
て、前記アパーチャにバイアス電圧を印可すること。か
かる本発明により、高効率の荷電粒子ビーム露光マスク
の提供が可能となり、光源の強度を極度に大きくするこ
となく、十分なスループットの露光を高精度で行うこと
が可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しつつ詳細に説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態に
係る電子ビーム用マスクの構成を示す断面図である。電
子ビーム用のマスクとして、Siの単結晶からなる基板20
1 に、Cuからなる所望のマスクパターン202 が形成され
ている。また、基板201 は熱伝導が良いCuの支持基板上
に貼り合せてあり、マスク表面で発生した熱を裏面から
容易に除去できる構造となっている。電子一個当たりの
運動エネルギーE （eV）の電子ビームは次式（式
（１））で与えられる波長（ドブロイ波長）を有する波
として振る舞う事が知られている。
図面を参照しつつ詳細に説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態に
係る電子ビーム用マスクの構成を示す断面図である。電
子ビーム用のマスクとして、Siの単結晶からなる基板20
1 に、Cuからなる所望のマスクパターン202 が形成され
ている。また、基板201 は熱伝導が良いCuの支持基板上
に貼り合せてあり、マスク表面で発生した熱を裏面から
容易に除去できる構造となっている。電子一個当たりの
運動エネルギーE （eV）の電子ビームは次式（式
（１））で与えられる波長（ドブロイ波長）を有する波
として振る舞う事が知られている。
【００２９】
【数１】
【００３０】このような波長を有する波が、単結晶の様
に規則正しく原子が配列している物質に入射すると、次
式のブラッグ反射の条件（式（２））を満たす場合に、
特に強度の大きな反射が起こることが知られている（図
２参照）。
に規則正しく原子が配列している物質に入射すると、次
式のブラッグ反射の条件（式（２））を満たす場合に、
特に強度の大きな反射が起こることが知られている（図
２参照）。
【００３１】
【数２】
【００３２】但し、d は格子面間隔、θは入射角・出射
角、n は正の整数。この原理を利用して高効率の反射型
マスクを得ることが可能となった。原理的に、格子定数
の異なる物質や、単結晶でない物質であれば、ブラッグ
反射の条件を外れるので、反射強度は極めて小さく、パ
ターンの不要な部分は、そのような物質で形成すれば良
い。例えば、アモルファス状の物質や、電子の吸収係数
の大きな物質などは好適である。また、より望ましく
は、帯電による不均一電界の発生による悪影響を防ぐた
めに、帯電を防ぐ程度の電気伝導度を有する物質が好適
である。
角、n は正の整数。この原理を利用して高効率の反射型
マスクを得ることが可能となった。原理的に、格子定数
の異なる物質や、単結晶でない物質であれば、ブラッグ
反射の条件を外れるので、反射強度は極めて小さく、パ
ターンの不要な部分は、そのような物質で形成すれば良
い。例えば、アモルファス状の物質や、電子の吸収係数
の大きな物質などは好適である。また、より望ましく
は、帯電による不均一電界の発生による悪影響を防ぐた
めに、帯電を防ぐ程度の電気伝導度を有する物質が好適
である。
【００３３】なお、厳密には、（式（１））で与えられ
る波長は真空中での波長であり、ブラッグ反射の条件
（式（２））を与える波長は物質中の波長であるため、
平均ポテンシャルに基づく屈折率の補正が必要となる。
また、ブラッグ反射は単結晶の結晶学的対称性により、
全ての整数n に対して反射強度が極大となるわけでは無
く、禁制反射となる指数n が存在するので、注意が必要
である。
る波長は真空中での波長であり、ブラッグ反射の条件
（式（２））を与える波長は物質中の波長であるため、
平均ポテンシャルに基づく屈折率の補正が必要となる。
また、ブラッグ反射は単結晶の結晶学的対称性により、
全ての整数n に対して反射強度が極大となるわけでは無
く、禁制反射となる指数n が存在するので、注意が必要
である。
【００３４】例えばSiの場合、平均ポテンシャルは11.5
V なので、1kV 程度の入射エネルギーでも無視すること
の出来ない大きさで波長の補正が必要となる。また、Si
はダイアモンド型の結晶構造なので{200} 反射等が禁制
反射となる。比較的容易に入手可能なSi(100) 基板を想
定すると、{400} 、{800} 、…といった{400} 反射の整
数倍の反射が利用し易い。この場合、（式（２））のd
は約0.136nm である。
V なので、1kV 程度の入射エネルギーでも無視すること
の出来ない大きさで波長の補正が必要となる。また、Si
はダイアモンド型の結晶構造なので{200} 反射等が禁制
反射となる。比較的容易に入手可能なSi(100) 基板を想
定すると、{400} 、{800} 、…といった{400} 反射の整
数倍の反射が利用し易い。この場合、（式（２））のd
は約0.136nm である。
【００３５】本実施形態の特徴として、ブラッグ反射を
利用していることから、反射電子の単色性や指向性が極
めて優れていることがあげられる。これには反射電子の
結像に当たり、像のぼけを小さくすると共に、反射電子
の利用効率を高くすることが可能となると言う利点があ
る。
利用していることから、反射電子の単色性や指向性が極
めて優れていることがあげられる。これには反射電子の
結像に当たり、像のぼけを小さくすると共に、反射電子
の利用効率を高くすることが可能となると言う利点があ
る。
【００３６】図３（ａ）乃至（ｇ）は、上記した実施形
態に係る電子ビーム用マスクの製造方法を示す工程断面
図である。直径12インチ厚さ1mm 、面方位(001) のSi単
結晶からなる基板201 上に、レジスト203 を基板回転数
2000rpm で回転塗布した後、110 ℃90秒の加熱処理を行
い、膜厚0.3 μｍの薄膜を形成した（図３（ｂ））。
態に係る電子ビーム用マスクの製造方法を示す工程断面
図である。直径12インチ厚さ1mm 、面方位(001) のSi単
結晶からなる基板201 上に、レジスト203 を基板回転数
2000rpm で回転塗布した後、110 ℃90秒の加熱処理を行
い、膜厚0.3 μｍの薄膜を形成した（図３（ｂ））。
【００３７】次に、電子ビーム描画装置を用いて所望の
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μＣ／ｃｍ2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た（図３
（ｃ））。そして、このレジストパターンを元に、HBr
を用いた反応性イオンエッチングにより、Si基板を0.2
μｍの深さまで加工した（図３（ｄ））。加工後、不要
となったレジストを酸素プラズマ中で灰化処理により除
去した後、硫酸と過酸化水素水の混合液中で洗浄した
（図３（ｅ））。
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μＣ／ｃｍ2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た（図３
（ｃ））。そして、このレジストパターンを元に、HBr
を用いた反応性イオンエッチングにより、Si基板を0.2
μｍの深さまで加工した（図３（ｄ））。加工後、不要
となったレジストを酸素プラズマ中で灰化処理により除
去した後、硫酸と過酸化水素水の混合液中で洗浄した
（図３（ｅ））。
【００３８】次に、rfスパッタリング装置を用いてAr圧
力3 mTorr の条件で膜厚0.2 μｍの銅（Cu）膜202 を成
膜し、スパッタリングと同一真空中で、550 ℃1 分間の
熱処理を施し、パターンの凹部に凝集埋め込みを行った
（図３（ｆ））。
力3 mTorr の条件で膜厚0.2 μｍの銅（Cu）膜202 を成
膜し、スパッタリングと同一真空中で、550 ℃1 分間の
熱処理を施し、パターンの凹部に凝集埋め込みを行った
（図３（ｆ））。
【００３９】最後に、ポリッシング法により、平坦部に
残留した余分なCuの除去を行った後に、洗浄を行った
（図３（ｇ））。ポリッシング条件は、研磨圧力300 ｇ
／ｃｍ2 、研磨定盤の回転速度100rpmとし、研磨剤に
は、0.12mol/l のグリシン（Ｃ2Ｈ5 Ｏ2 Ｎ）水溶液と
0.44mol/l の過酸化水素水（Ｈ2 Ｏ2 ）との混合溶液
に、研磨粒子として平均粒径30nmのシリカ粒子を5.3 重
量％で分散させ、0.001mol/lのベンゾトリアゾール（Ｃ
6 Ｈ5 Ｎ3 ）を添加した物を使用した。
残留した余分なCuの除去を行った後に、洗浄を行った
（図３（ｇ））。ポリッシング条件は、研磨圧力300 ｇ
／ｃｍ2 、研磨定盤の回転速度100rpmとし、研磨剤に
は、0.12mol/l のグリシン（Ｃ2Ｈ5 Ｏ2 Ｎ）水溶液と
0.44mol/l の過酸化水素水（Ｈ2 Ｏ2 ）との混合溶液
に、研磨粒子として平均粒径30nmのシリカ粒子を5.3 重
量％で分散させ、0.001mol/lのベンゾトリアゾール（Ｃ
6 Ｈ5 Ｎ3 ）を添加した物を使用した。
【００４０】以上の方法により図１に示す構造のマスク
を作成する事が可能となり、高効率の反射型マスクを得
ることが出来た。なお、高精度のマスクを作成するため
には、電子ビーム描画工程やポリッシング工程におい
て、基板の表面が十分な平坦度を維持していることが重
要である。このため、これらの工程においては、基板
を、十分な平坦度と十分な剛性を有するホルダーに装着
しておくことが望ましい。
を作成する事が可能となり、高効率の反射型マスクを得
ることが出来た。なお、高精度のマスクを作成するため
には、電子ビーム描画工程やポリッシング工程におい
て、基板の表面が十分な平坦度を維持していることが重
要である。このため、これらの工程においては、基板
を、十分な平坦度と十分な剛性を有するホルダーに装着
しておくことが望ましい。
【００４１】（第２の実施形態）図４（ｈ）乃至（ｎ）
は、本発明の第２の実施形態に係る電子ビーム用マスク
の製造方法を示す工程断面図である。第１の実施形態と
異なる点は、基板201 として、SOI 基板を用いている事
である。
は、本発明の第２の実施形態に係る電子ビーム用マスク
の製造方法を示す工程断面図である。第１の実施形態と
異なる点は、基板201 として、SOI 基板を用いている事
である。
【００４２】直径12インチ厚さ1mm 、面方位(001) のSi
単結晶上に、膜厚0.1 μｍのＳｉＯ2 膜を介して、膜厚
0.2 μｍ面方位(001) のSi単結晶が形成されたSOI 基板
201上に、レジスト203 を基板回転数2000rpm で回転塗
布した後、110 ℃90秒の加熱処理を行い、膜厚0.3 μｍ
の薄膜を形成した（図４（ｉ））。
単結晶上に、膜厚0.1 μｍのＳｉＯ2 膜を介して、膜厚
0.2 μｍ面方位(001) のSi単結晶が形成されたSOI 基板
201上に、レジスト203 を基板回転数2000rpm で回転塗
布した後、110 ℃90秒の加熱処理を行い、膜厚0.3 μｍ
の薄膜を形成した（図４（ｉ））。
【００４３】次に、電子ビーム描画装置を用いて所望の
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μＣ／ｃｍ2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た（図４
（ｊ））。そして、このレジストパターンを元に、HBr
を用いた反応性イオンエッチングにより、Si基板を0.2
μｍの深さまで加工した（図４（ｋ））。SOI 基板を用
いたことにより、ＳｉＯ2 膜がエッチングストッパーと
なり、エッチングの終点が均一にそろうという利点が生
じた。加工後、不要となったレジストを酸素プラズマ中
で灰化処理により除去した後、硫酸と過酸化水素水の混
合液中で洗浄した（図４（ｌ））。
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μＣ／ｃｍ2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た（図４
（ｊ））。そして、このレジストパターンを元に、HBr
を用いた反応性イオンエッチングにより、Si基板を0.2
μｍの深さまで加工した（図４（ｋ））。SOI 基板を用
いたことにより、ＳｉＯ2 膜がエッチングストッパーと
なり、エッチングの終点が均一にそろうという利点が生
じた。加工後、不要となったレジストを酸素プラズマ中
で灰化処理により除去した後、硫酸と過酸化水素水の混
合液中で洗浄した（図４（ｌ））。
【００４４】次に、rfスパッタリング装置を用いてAr圧
力3 mTorr の条件で膜厚0.2 μｍの銅（Cu）膜202 を成
膜し、スパッタリングと同一真空中で、550 ℃1 分間の
熱処理を施し、パターンの凹部に凝集埋め込みを行った
（図４（ｍ））。
力3 mTorr の条件で膜厚0.2 μｍの銅（Cu）膜202 を成
膜し、スパッタリングと同一真空中で、550 ℃1 分間の
熱処理を施し、パターンの凹部に凝集埋め込みを行った
（図４（ｍ））。
【００４５】最後に、ポリッシング法により、平坦部に
残留した余分なCuの除去を行った後に、洗浄を行った
（図４（ｎ））。ポリッシング条件は、研磨圧力300 ｇ
／ｃｍ2 、研磨定盤の回転速度100rpmとし、研磨剤に
は、0.12mol/l のグリシン（Ｃ2Ｈ5 Ｏ2 Ｎ）水溶液と
0.44mol/l の過酸化水素水（Ｈ2 Ｏ2 ）との混合溶液
に、研磨粒子として平均粒径30nmのシリカ粒子を5.3 重
量％で分散させ、0.001mol/lのベンゾトリアゾール（Ｃ
6 Ｈ5 Ｎ3 ）を添加した物を使用した。
残留した余分なCuの除去を行った後に、洗浄を行った
（図４（ｎ））。ポリッシング条件は、研磨圧力300 ｇ
／ｃｍ2 、研磨定盤の回転速度100rpmとし、研磨剤に
は、0.12mol/l のグリシン（Ｃ2Ｈ5 Ｏ2 Ｎ）水溶液と
0.44mol/l の過酸化水素水（Ｈ2 Ｏ2 ）との混合溶液
に、研磨粒子として平均粒径30nmのシリカ粒子を5.3 重
量％で分散させ、0.001mol/lのベンゾトリアゾール（Ｃ
6 Ｈ5 Ｎ3 ）を添加した物を使用した。
【００４６】以上の方法により図１に示す構造と類似の
マスクを作成する事が可能となり、高効率の反射型マス
クを得ることが出来た。なお、高精度のマスクを作成す
るためには、電子ビーム描画工程やポリッシング工程に
おいて、基板の表面が十分な平坦度を維持していること
が重要である。このため、これらの工程においては、基
板を、十分な平坦度と十分な剛性を有するホルダーに装
着しておくことが望ましい。
マスクを作成する事が可能となり、高効率の反射型マス
クを得ることが出来た。なお、高精度のマスクを作成す
るためには、電子ビーム描画工程やポリッシング工程に
おいて、基板の表面が十分な平坦度を維持していること
が重要である。このため、これらの工程においては、基
板を、十分な平坦度と十分な剛性を有するホルダーに装
着しておくことが望ましい。
【００４７】また、SOI 基板を採用したことに伴い、図
４（ｌ）の工程終了後の構造物が、既にマスクとして使
用することが可能な構造となっている、という特徴が発
生した。すなわち、図４（ｌ）の構造物は、既に単結晶
からなるパターンと、非晶質酸化膜からなる部分から形
成されており、この状態でマスクとして必要な条件を満
たしている。このため、残りの工程に進む前に検査や修
正を行う事も可能であるという利点もある。
４（ｌ）の工程終了後の構造物が、既にマスクとして使
用することが可能な構造となっている、という特徴が発
生した。すなわち、図４（ｌ）の構造物は、既に単結晶
からなるパターンと、非晶質酸化膜からなる部分から形
成されており、この状態でマスクとして必要な条件を満
たしている。このため、残りの工程に進む前に検査や修
正を行う事も可能であるという利点もある。
【００４８】（第３の実施形態）図５（ａ）乃至（ｆ）
は、本発明の第３の実施形態に係る電子ビーム用マスク
の製造方法を示す工程断面図である。直径12インチ厚さ
1mm 、面方位(001) のSi単結晶からなる基板201 上に、
rfスパッタリング装置を用いてAr圧力3 mTorr の条件で
膜厚0.2 μｍのタングステン（W ）膜204 を成膜した
（図５（ｂ））。そして、レジスト203 を基板回転数20
00rpm で回転塗布した後、110 ℃90秒の加熱処理を行
い、膜厚0.3 μｍの薄膜を形成した（図５（ｃ））。
は、本発明の第３の実施形態に係る電子ビーム用マスク
の製造方法を示す工程断面図である。直径12インチ厚さ
1mm 、面方位(001) のSi単結晶からなる基板201 上に、
rfスパッタリング装置を用いてAr圧力3 mTorr の条件で
膜厚0.2 μｍのタングステン（W ）膜204 を成膜した
（図５（ｂ））。そして、レジスト203 を基板回転数20
00rpm で回転塗布した後、110 ℃90秒の加熱処理を行
い、膜厚0.3 μｍの薄膜を形成した（図５（ｃ））。
【００４９】次に、電子ビーム描画装置を用いて所望の
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μＣ／ｃｍ2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た（図５
（ｄ））。そして、このレジストパターンを元に、ＣＨ
Ｆ3を用いた反応性イオンエッチングにより、タングス
テン膜をSi基板に達するまで加工した（図５（ｅ））。
加工後、不要となったレジストを酸素プラズマ中で灰化
処理により除去した後、希硫酸と純水で洗浄した（図５
（ｆ））。
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μＣ／ｃｍ2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た（図５
（ｄ））。そして、このレジストパターンを元に、ＣＨ
Ｆ3を用いた反応性イオンエッチングにより、タングス
テン膜をSi基板に達するまで加工した（図５（ｅ））。
加工後、不要となったレジストを酸素プラズマ中で灰化
処理により除去した後、希硫酸と純水で洗浄した（図５
（ｆ））。
【００５０】以上の方法によりパターンの不要部分に吸
収体を持つ構造のマスクを作成する事が可能となり、高
効率の反射型マスクを得ることが出来た。なお、高精度
のマスクを作成するためには、電子ビーム描画工程にお
いて、基板の表面が十分な平坦度を維持していることが
重要である。このため、これらの工程においては、基板
を、十分な平坦度と十分な剛性を有するホルダーに装着
しておくことが望ましい。
収体を持つ構造のマスクを作成する事が可能となり、高
効率の反射型マスクを得ることが出来た。なお、高精度
のマスクを作成するためには、電子ビーム描画工程にお
いて、基板の表面が十分な平坦度を維持していることが
重要である。このため、これらの工程においては、基板
を、十分な平坦度と十分な剛性を有するホルダーに装着
しておくことが望ましい。
【００５１】（第４の実施形態）図６（ａ）乃至（ｈ）
は、本発明の第４の実施形態に係る電子ビーム用マスク
の製造方法を示す工程断面図である。直径12インチ厚さ
1mm 、面方位(001) のSi単結晶からなる基板201 上に、
CVD 法を用いて膜厚0.8 μｍのＳｉＯ2 膜205 を成膜し
た（図６（ｂ））。そして、レジスト203 を基板回転数
2000rpm で回転塗布した後、110 ℃90秒の加熱処理を行
い、膜厚0.3 μｍの薄膜を形成した（図６（ｃ））。
は、本発明の第４の実施形態に係る電子ビーム用マスク
の製造方法を示す工程断面図である。直径12インチ厚さ
1mm 、面方位(001) のSi単結晶からなる基板201 上に、
CVD 法を用いて膜厚0.8 μｍのＳｉＯ2 膜205 を成膜し
た（図６（ｂ））。そして、レジスト203 を基板回転数
2000rpm で回転塗布した後、110 ℃90秒の加熱処理を行
い、膜厚0.3 μｍの薄膜を形成した（図６（ｃ））。
【００５２】次に、電子ビーム描画装置を用いて所望の
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μＣ／ｃｍ2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た（図６
（ｄ））。そして、このレジストパターンを元に、ＣＨ
Ｆ3およびCOガスを用いた反応性イオンエッチングによ
り、ＳｉＯ2 膜をSi基板に達するまで加工した（図６
（ｅ））。加工後、不要となったレジストを酸素プラズ
マ中で灰化処理により除去した後、硫酸と過酸化水素水
の混合液中で洗浄した（図６（ｆ））。
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μＣ／ｃｍ2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た（図６
（ｄ））。そして、このレジストパターンを元に、ＣＨ
Ｆ3およびCOガスを用いた反応性イオンエッチングによ
り、ＳｉＯ2 膜をSi基板に達するまで加工した（図６
（ｅ））。加工後、不要となったレジストを酸素プラズ
マ中で灰化処理により除去した後、硫酸と過酸化水素水
の混合液中で洗浄した（図６（ｆ））。
【００５３】次に、残されたＳｉＯ2 膜をマスクとし
て、Asをイオン注入することにより、ＳｉＯ2 膜に覆わ
れていないSi基板の表層に、アモルファス化した領域20
6 を形成した（図６（ｇ））。最後に、フッ酸(HF)水溶
液を用いて、ＳｉＯ2 膜を除去して、Si基板表面を露出
させた（図６（ｈ））。
て、Asをイオン注入することにより、ＳｉＯ2 膜に覆わ
れていないSi基板の表層に、アモルファス化した領域20
6 を形成した（図６（ｇ））。最後に、フッ酸(HF)水溶
液を用いて、ＳｉＯ2 膜を除去して、Si基板表面を露出
させた（図６（ｈ））。
【００５４】以上の方法によりパターンの不要部分が適
度な導電性を有するＡｓドープアモルファスシリコンに
より形成された構造のマスクを作成する事が可能とな
り、高効率の反射型マスクを得ることが出来た。なお、
高精度のマスクを作成するためには、電子ビーム描画工
程において、基板の表面が十分な平坦度を維持している
ことが重要である。このため、これらの工程において
は、基板を、十分な平坦度と十分な剛性を有するホルダ
ーに装着しておくことが望ましい。
度な導電性を有するＡｓドープアモルファスシリコンに
より形成された構造のマスクを作成する事が可能とな
り、高効率の反射型マスクを得ることが出来た。なお、
高精度のマスクを作成するためには、電子ビーム描画工
程において、基板の表面が十分な平坦度を維持している
ことが重要である。このため、これらの工程において
は、基板を、十分な平坦度と十分な剛性を有するホルダ
ーに装着しておくことが望ましい。
【００５５】（第５の実施形態）図７（ａ）乃至（ｇ）
は、本発明の第５の実施形態に係る電子ビーム用マスク
の製造方法を示す工程断面図である。直径12インチ厚さ
1mm 、面方位(001) のSi単結晶からなる基板201 上に、
CVD 法を用いて膜厚0.3 μｍのアモルファス・シリコン
膜207 を成膜した（図７（ｂ））。そして、レジスト20
3 を基板回転数2000rpm で回転塗布した後、110 ℃90秒
の加熱処理を行い、膜厚0.3 μｍの薄膜を形成した（図
７（ｃ））。
は、本発明の第５の実施形態に係る電子ビーム用マスク
の製造方法を示す工程断面図である。直径12インチ厚さ
1mm 、面方位(001) のSi単結晶からなる基板201 上に、
CVD 法を用いて膜厚0.3 μｍのアモルファス・シリコン
膜207 を成膜した（図７（ｂ））。そして、レジスト20
3 を基板回転数2000rpm で回転塗布した後、110 ℃90秒
の加熱処理を行い、膜厚0.3 μｍの薄膜を形成した（図
７（ｃ））。
【００５６】次に、電子ビーム描画装置を用いて所望の
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μＣ／ｃｍ2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た（図７
（ｄ））。そして、このレジストパターンを元に、P を
低エネルギーでイオン注入することにより、P の過剰に
ドープされた領域208 をアモルファス・シリコン膜に形
成した（図７（ｅ））。イオン注入後、不要となったレ
ジストを酸素プラズマ中で灰化処理により除去した後、
硫酸と過酸化水素水の混合液中で洗浄した（図７
（ｆ））。
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μＣ／ｃｍ2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た（図７
（ｄ））。そして、このレジストパターンを元に、P を
低エネルギーでイオン注入することにより、P の過剰に
ドープされた領域208 をアモルファス・シリコン膜に形
成した（図７（ｅ））。イオン注入後、不要となったレ
ジストを酸素プラズマ中で灰化処理により除去した後、
硫酸と過酸化水素水の混合液中で洗浄した（図７
（ｆ））。
【００５７】最後に、600 ℃でアニール処理を行った。
アニール処理により、イオン注入されなかった領域209
では、下地Si基板とホモエピタキシャルに結晶化が進行
し、領域209 は単結晶となるが、イオン注入された領域
208 では、不純物が過剰であるために、結晶化が十分に
は進行せず、アモルファスのまま残されるという特徴が
ある（図７（ｇ））。
アニール処理により、イオン注入されなかった領域209
では、下地Si基板とホモエピタキシャルに結晶化が進行
し、領域209 は単結晶となるが、イオン注入された領域
208 では、不純物が過剰であるために、結晶化が十分に
は進行せず、アモルファスのまま残されるという特徴が
ある（図７（ｇ））。
【００５８】以上の方法によりパターンの不要部分が適
度な導電性を有するP ドープアモルファスシリコンによ
り形成された構造のマスクを作成する事が可能となり、
高効率の反射型マスクを得ることが出来た。なお、高精
度のマスクを作成するためには、電子ビーム描画工程に
おいて、基板の表面が十分な平坦度を維持していること
が重要である。このため、これらの工程においては、基
板を、十分な平坦度と十分な剛性を有するホルダーに装
着しておくことが望ましい。
度な導電性を有するP ドープアモルファスシリコンによ
り形成された構造のマスクを作成する事が可能となり、
高効率の反射型マスクを得ることが出来た。なお、高精
度のマスクを作成するためには、電子ビーム描画工程に
おいて、基板の表面が十分な平坦度を維持していること
が重要である。このため、これらの工程においては、基
板を、十分な平坦度と十分な剛性を有するホルダーに装
着しておくことが望ましい。
【００５９】（第６の実施形態）図８は（ａ）乃至
（ｈ）は、本発明の第６の実施形態に係る電子ビーム用
マスクの製造方法を示す工程断面図である。直径12イン
チ厚さ1mm 、面方位(001) のSi単結晶からなる基板201
上に、CVD 法を用いて膜厚0.2 μｍのＳｉＯ2 膜205を
成膜した（図８（ｂ））。そして、レジスト203 を基板
回転数2000rpm で回転塗布した後、110 ℃90秒の加熱処
理を行い、膜厚0.3 μｍの薄膜を形成した（図８
（ｃ））。
（ｈ）は、本発明の第６の実施形態に係る電子ビーム用
マスクの製造方法を示す工程断面図である。直径12イン
チ厚さ1mm 、面方位(001) のSi単結晶からなる基板201
上に、CVD 法を用いて膜厚0.2 μｍのＳｉＯ2 膜205を
成膜した（図８（ｂ））。そして、レジスト203 を基板
回転数2000rpm で回転塗布した後、110 ℃90秒の加熱処
理を行い、膜厚0.3 μｍの薄膜を形成した（図８
（ｃ））。
【００６０】次に、電子ビーム描画装置を用いて所望の
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μＣ／ｃｍ2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た（図８
（ｄ））。そして、このレジストパターンを元に、ＣＨ
Ｆ３およびＣＯガスを用いた反応性イオンエッチングに
より、ＳｉＯ2 膜をSi基板に達するまで加工した（図８
（ｅ））。加工後、不要となったレジストを酸素プラズ
マ中で灰化処理により除去した後、硫酸と過酸化水素水
の混合液中で洗浄した（図８（ｆ））。
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μＣ／ｃｍ2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た（図８
（ｄ））。そして、このレジストパターンを元に、ＣＨ
Ｆ３およびＣＯガスを用いた反応性イオンエッチングに
より、ＳｉＯ2 膜をSi基板に達するまで加工した（図８
（ｅ））。加工後、不要となったレジストを酸素プラズ
マ中で灰化処理により除去した後、硫酸と過酸化水素水
の混合液中で洗浄した（図８（ｆ））。
【００６１】次に、残されたＳｉＯ2 膜をマスクとし
て、CVD 法を用いてSiを選択エピタキシャル成長させた
（図８（ｇ））。これにより、ＳｉＯ2 膜に覆われてい
ないSi基板上には、Si単結晶210 がホモエピタキシャル
成長した。
て、CVD 法を用いてSiを選択エピタキシャル成長させた
（図８（ｇ））。これにより、ＳｉＯ2 膜に覆われてい
ないSi基板上には、Si単結晶210 がホモエピタキシャル
成長した。
【００６２】最後に、ポリッシング法により、ＳｉＯ2
膜上に残留した余分なSiの除去を行った後に、洗浄を行
った（図８（ｈ））。ポリッシング条件は、研磨圧力30
0 ｇ／ｃｍ2 、研磨定盤の回転速度100rpmとし、研磨剤
には、研磨粒子として平均粒径30nmのシリカ粒子を5.3
重量％で分散させた物を使用した。
膜上に残留した余分なSiの除去を行った後に、洗浄を行
った（図８（ｈ））。ポリッシング条件は、研磨圧力30
0 ｇ／ｃｍ2 、研磨定盤の回転速度100rpmとし、研磨剤
には、研磨粒子として平均粒径30nmのシリカ粒子を5.3
重量％で分散させた物を使用した。
【００６３】以上の方法によりパターンの必要部分が選
択成長により形成された単結晶からなる構造のマスクを
作成する事が可能となり、高効率の反射型マスクを得る
ことが出来た。なお、高精度のマスクを作成するために
は、電子ビーム描画工程やポリッシング工程において、
基板の表面が十分な平坦度を維持していることが重要で
ある。このため、これらの工程においては、基板を、十
分な平坦度と十分な剛性を有するホルダーに装着してお
くことが望ましい。
択成長により形成された単結晶からなる構造のマスクを
作成する事が可能となり、高効率の反射型マスクを得る
ことが出来た。なお、高精度のマスクを作成するために
は、電子ビーム描画工程やポリッシング工程において、
基板の表面が十分な平坦度を維持していることが重要で
ある。このため、これらの工程においては、基板を、十
分な平坦度と十分な剛性を有するホルダーに装着してお
くことが望ましい。
【００６４】（第７の実施形態）次に、本発明により得
られた電子ビーム用マスクを用いて露光を行う方法につ
いて説明する。図９はマスクを装着した露光装置の構成
図である。構成用件としては、大まかに分類すると、光
源214 、照明光学系215 、投影光学系216 、電子ビーム
用マスク217 及びマスクステージ218 、被露光基板219
及び被露光基板ステージ220 、制御系221 に分けること
ができる。
られた電子ビーム用マスクを用いて露光を行う方法につ
いて説明する。図９はマスクを装着した露光装置の構成
図である。構成用件としては、大まかに分類すると、光
源214 、照明光学系215 、投影光学系216 、電子ビーム
用マスク217 及びマスクステージ218 、被露光基板219
及び被露光基板ステージ220 、制御系221 に分けること
ができる。
【００６５】本実施形態における特徴は以下の通りであ
る。ブラッグ反射の条件を満たすために、照明光学系21
5 はマスク217 に入射する電子線の、位置のみでなく、
入射角をも微調整出来るような偏向器系を備えたアライ
メントレンズ226aを有している。同様に、投影光学系21
6 はマスク217 から指向性良く出射された反射電子を、
正確に導く事が可能となるように、とり込み位置のみで
なく、取り込み角をも微調整出来るような偏向器系を備
えたアライメントレンズ226bを有している。
る。ブラッグ反射の条件を満たすために、照明光学系21
5 はマスク217 に入射する電子線の、位置のみでなく、
入射角をも微調整出来るような偏向器系を備えたアライ
メントレンズ226aを有している。同様に、投影光学系21
6 はマスク217 から指向性良く出射された反射電子を、
正確に導く事が可能となるように、とり込み位置のみで
なく、取り込み角をも微調整出来るような偏向器系を備
えたアライメントレンズ226bを有している。
【００６６】また、投影光学系216 に備えられているア
パーチャ227a、227bは、二次電子等の不要な散乱電子を
切り落とし、余分なバックグラウンドを取り除くために
用いられている。さらに、マスクステージ218 も通常の
ステップ・アンド・スキャン露光のための動作に加え
て、ブラッグ反射の条件を満たすための微調整が出来る
ように、6 軸の制御が可能な構造となっている。
パーチャ227a、227bは、二次電子等の不要な散乱電子を
切り落とし、余分なバックグラウンドを取り除くために
用いられている。さらに、マスクステージ218 も通常の
ステップ・アンド・スキャン露光のための動作に加え
て、ブラッグ反射の条件を満たすための微調整が出来る
ように、6 軸の制御が可能な構造となっている。
【００６７】さらにまた、マスク217 にはバイアス電圧
が印加されており、マスクに入射する電子のエネルギー
を微調整することにより、波長を微調整し、ブラッグ反
射の条件を満たすようにすることが可能な構成となって
いる。実際の露光（転写）の際には、マスク217 がブラ
ッグ条件を満たしつつ、マスク217 と被露光基板219が
アライメントされた状態で同期して移動し、細長い帯状
の露光（転写）領域が走査される事により、被露光（転
写）領域全体へ露光（転写）が行われる。なお、図９に
おいて、222 はマスクステージ制御系、223 は被露光基
板ステージ制御系、224 はマスク側アライメント機構、
225 は被露光基板側アライメント機構である。
が印加されており、マスクに入射する電子のエネルギー
を微調整することにより、波長を微調整し、ブラッグ反
射の条件を満たすようにすることが可能な構成となって
いる。実際の露光（転写）の際には、マスク217 がブラ
ッグ条件を満たしつつ、マスク217 と被露光基板219が
アライメントされた状態で同期して移動し、細長い帯状
の露光（転写）領域が走査される事により、被露光（転
写）領域全体へ露光（転写）が行われる。なお、図９に
おいて、222 はマスクステージ制御系、223 は被露光基
板ステージ制御系、224 はマスク側アライメント機構、
225 は被露光基板側アライメント機構である。
【００６８】（第８の実施形態）図１０は、本発明に第
８の実施形態に係る電子ビーム用マスクの構成を示す断
面図である。電子ビーム用のマスクとして、Siの単結晶
からなる基板201 に、BeCuからなる所望のマスクパター
ン211 が形成されており、BeCuの表面は酸化されてBeO
の薄膜212 が形成されている。また、基板201 は熱伝導
が良いCuの支持基板上に貼り合せてあり、マスク表面で
発生した熱を裏面から容易に除去できる構造となってい
る。
８の実施形態に係る電子ビーム用マスクの構成を示す断
面図である。電子ビーム用のマスクとして、Siの単結晶
からなる基板201 に、BeCuからなる所望のマスクパター
ン211 が形成されており、BeCuの表面は酸化されてBeO
の薄膜212 が形成されている。また、基板201 は熱伝導
が良いCuの支持基板上に貼り合せてあり、マスク表面で
発生した熱を裏面から容易に除去できる構造となってい
る。
【００６９】表面が酸化されてBeO の形成されたBeCu
は、二次電子放出効率の極めて高い物質として良く知ら
れており、光電子増倍管等に利用されている。この性質
を利用して高効率の反射型マスクを得ることが可能とな
った。また、同様の性質を持つ物質として、水素終端化
されたダイヤモンドが知られており、これを用いても同
様な効果が得られる（図１１参照）。
は、二次電子放出効率の極めて高い物質として良く知ら
れており、光電子増倍管等に利用されている。この性質
を利用して高効率の反射型マスクを得ることが可能とな
った。また、同様の性質を持つ物質として、水素終端化
されたダイヤモンドが知られており、これを用いても同
様な効果が得られる（図１１参照）。
【００７０】どちらの物質を用いても、図１１に示され
ている様に、エネルギー400eV の入射電子に対して、二
次電子放出効率γは約5 以上の値が得られており、極め
て効率の良い事が分かる。パターンの不要な部分は、通
常の二次電子放出効率の小さい材料であれば、いかなる
物で形成されていても構わないが、帯電による不均一電
界の発生による悪影響を防ぐためには、帯電を防ぐ程度
の電気伝導度を有する物質が望ましい。
ている様に、エネルギー400eV の入射電子に対して、二
次電子放出効率γは約5 以上の値が得られており、極め
て効率の良い事が分かる。パターンの不要な部分は、通
常の二次電子放出効率の小さい材料であれば、いかなる
物で形成されていても構わないが、帯電による不均一電
界の発生による悪影響を防ぐためには、帯電を防ぐ程度
の電気伝導度を有する物質が望ましい。
【００７１】図１２（ａ）乃至（ｇ）は、第８の実施形
態の電子ビーム用マスクの製造方法を示す工程断面図で
ある。直径12インチ厚さ1mm 、面方位(001) のSi単結晶
からなる基板201 上に、レジスト203 を基板回転数2000
rpm で回転塗布した後、110℃90秒の加熱処理を行い、
膜厚0.3 μｍの薄膜を形成した（図１２（ｂ））。
態の電子ビーム用マスクの製造方法を示す工程断面図で
ある。直径12インチ厚さ1mm 、面方位(001) のSi単結晶
からなる基板201 上に、レジスト203 を基板回転数2000
rpm で回転塗布した後、110℃90秒の加熱処理を行い、
膜厚0.3 μｍの薄膜を形成した（図１２（ｂ））。
【００７２】次に、電子ビーム描画装置を用いて所望の
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μＣ／ｃｍ2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た（図１２
（ｃ））。そして、このレジストパターンを元に、HBr
を用いた反応性イオンエッチングにより、Si基板を0.2
μｍの深さまで加工した（図１２（ｄ））。加工後、不
要となったレジストを酸素プラズマ中で灰化処理により
除去した後、硫酸と過酸化水素水の混合液中で洗浄した
（図１２（ｅ））。
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μＣ／ｃｍ2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た（図１２
（ｃ））。そして、このレジストパターンを元に、HBr
を用いた反応性イオンエッチングにより、Si基板を0.2
μｍの深さまで加工した（図１２（ｄ））。加工後、不
要となったレジストを酸素プラズマ中で灰化処理により
除去した後、硫酸と過酸化水素水の混合液中で洗浄した
（図１２（ｅ））。
【００７３】次に、rfスパッタリング装置を用いてAr圧
力3 mTorr の条件で膜厚0.2 μｍのBeCu膜を成膜し、ス
パッタリングと同一真空中で、550 ℃1 分間の熱処理を
施し、パターンの凹部に凝集埋め込みを行った（図１２
（ｆ））。
力3 mTorr の条件で膜厚0.2 μｍのBeCu膜を成膜し、ス
パッタリングと同一真空中で、550 ℃1 分間の熱処理を
施し、パターンの凹部に凝集埋め込みを行った（図１２
（ｆ））。
【００７４】最後に、ポリッシング法により、平坦部に
残留した余分なBeCuの除去を行った後に、洗浄を行った
（図１２（ｇ））。ポリッシング条件は、研磨圧力300
ｇ／ｃｍ2 、研磨定盤の回転速度100rpmとし、研磨剤に
は、0.12mol/l のグリシン（Ｃ2 Ｈ5 Ｏ2 Ｎ）水溶液と
0.44mol/l の過酸化水素水（Ｈ2 Ｏ2 ）との混合溶液
に、研磨粒子として平均粒径30nmのシリカ粒子を5.3 重
量% で分散させ、0.001mol/lのベンゾトリアゾール（Ｃ
6 Ｈ5 Ｎ3 ）を添加した物を使用した。なお、ポリッシ
ング後の洗浄工程を経て、大気中で保管されている間
に、BeCuの表面は酸化されてBeO の薄膜212 が形成され
た。このBeO の薄膜212 はBeCuの表面を別途酸化工程に
おいて酸化することによって得ることも可能である（後
述する実施形態でも同様。）。
残留した余分なBeCuの除去を行った後に、洗浄を行った
（図１２（ｇ））。ポリッシング条件は、研磨圧力300
ｇ／ｃｍ2 、研磨定盤の回転速度100rpmとし、研磨剤に
は、0.12mol/l のグリシン（Ｃ2 Ｈ5 Ｏ2 Ｎ）水溶液と
0.44mol/l の過酸化水素水（Ｈ2 Ｏ2 ）との混合溶液
に、研磨粒子として平均粒径30nmのシリカ粒子を5.3 重
量% で分散させ、0.001mol/lのベンゾトリアゾール（Ｃ
6 Ｈ5 Ｎ3 ）を添加した物を使用した。なお、ポリッシ
ング後の洗浄工程を経て、大気中で保管されている間
に、BeCuの表面は酸化されてBeO の薄膜212 が形成され
た。このBeO の薄膜212 はBeCuの表面を別途酸化工程に
おいて酸化することによって得ることも可能である（後
述する実施形態でも同様。）。
【００７５】以上の方法により図１０に示す構造のマス
クを作成する事が可能となり、高効率の反射型マスクを
得ることが出来た。なお、高精度のマスクを作成するた
めには、電子ビーム描画工程やポリッシング工程におい
て、基板の表面が十分な平坦度を維持していることが重
要である。このため、これらの工程においては、基板
を、十分な平坦度と十分な剛性を有するホルダーに装着
しておくことが望ましい。
クを作成する事が可能となり、高効率の反射型マスクを
得ることが出来た。なお、高精度のマスクを作成するた
めには、電子ビーム描画工程やポリッシング工程におい
て、基板の表面が十分な平坦度を維持していることが重
要である。このため、これらの工程においては、基板
を、十分な平坦度と十分な剛性を有するホルダーに装着
しておくことが望ましい。
【００７６】（第９の実施形態）図１３（ｈ）乃至
（ｎ）は、本発明の第９の実施形態に係る電子ビーム用
マスクの製造方法を示す工程断面図である。第８の実施
形態と異なる点は、基板201として、SOI 基板を用いて
いる事である。
（ｎ）は、本発明の第９の実施形態に係る電子ビーム用
マスクの製造方法を示す工程断面図である。第８の実施
形態と異なる点は、基板201として、SOI 基板を用いて
いる事である。
【００７７】直径12インチ厚さ1mm 、面方位(001) のSi
単結晶上に、膜厚0.1 μｍのＳｉＯ2 膜を介して、膜厚
0.2 μｍ面方位(001) のSi単結晶が形成されたSOI 基板
201上に、レジスト203 を基板回転数2000rpm で回転塗
布した後、110 ℃90秒の加熱処理を行い、膜厚0.3 μｍ
の薄膜を形成した（図１３（ｉ））。
単結晶上に、膜厚0.1 μｍのＳｉＯ2 膜を介して、膜厚
0.2 μｍ面方位(001) のSi単結晶が形成されたSOI 基板
201上に、レジスト203 を基板回転数2000rpm で回転塗
布した後、110 ℃90秒の加熱処理を行い、膜厚0.3 μｍ
の薄膜を形成した（図１３（ｉ））。
【００７８】次に、電子ビーム描画装置を用いて所望の
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μＣ／ｃｍ2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た（図１３
（ｊ））。そして、このレジストパターンを元に、HBr
を用いた反応性イオンエッチングにより、Si基板を0.2
μｍの深さまで加工した（図１３（ｋ））。SOI 基板を
用いたことにより、ＳｉＯ2 膜がエッチングストッパー
となり、エッチングの終点が均一にそろうという利点が
生じた。加工後、不要となったレジストを酸素プラズマ
中で灰化処理により除去した後、硫酸と過酸化水素水の
混合液中で洗浄した（図１３（ｌ））。
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μＣ／ｃｍ2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た（図１３
（ｊ））。そして、このレジストパターンを元に、HBr
を用いた反応性イオンエッチングにより、Si基板を0.2
μｍの深さまで加工した（図１３（ｋ））。SOI 基板を
用いたことにより、ＳｉＯ2 膜がエッチングストッパー
となり、エッチングの終点が均一にそろうという利点が
生じた。加工後、不要となったレジストを酸素プラズマ
中で灰化処理により除去した後、硫酸と過酸化水素水の
混合液中で洗浄した（図１３（ｌ））。
【００７９】次に、rfスパッタリング装置を用いてAr圧
力3 mTorr の条件で膜厚0.2 μｍのBeCu膜を成膜し、ス
パッタリングと同一真空中で、550 ℃1 分間の熱処理を
施し、パターンの凹部に凝集埋め込みを行った（図１３
（ｍ））。
力3 mTorr の条件で膜厚0.2 μｍのBeCu膜を成膜し、ス
パッタリングと同一真空中で、550 ℃1 分間の熱処理を
施し、パターンの凹部に凝集埋め込みを行った（図１３
（ｍ））。
【００８０】最後に、ポリッシング法により、平坦部に
残留した余分なBeCuの除去を行った後に、洗浄を行った
（図１３（ｎ））。ポリッシング条件は、研磨圧力300
ｇ／ｃｍ2 、研磨定盤の回転速度100rpmとし、研磨剤に
は、0.12mol/l のグリシン（Ｃ2 Ｈ5 Ｏ2 Ｎ）水溶液と
0.44mol/l の過酸化水素水（Ｈ2 Ｏ2 ）との混合溶液
に、研磨粒子として平均粒径30nmのシリカ粒子を5.3 重
量％で分散させ、0.001mol/lのベンゾトリアゾール（Ｃ
6 Ｈ5 Ｎ3 ）を添加した物を使用した。なお、ポリッシ
ング後の洗浄工程を経て、大気中で保管されている間
に、BeCuの表面は酸化されてBeO の薄膜212 が形成され
た。
残留した余分なBeCuの除去を行った後に、洗浄を行った
（図１３（ｎ））。ポリッシング条件は、研磨圧力300
ｇ／ｃｍ2 、研磨定盤の回転速度100rpmとし、研磨剤に
は、0.12mol/l のグリシン（Ｃ2 Ｈ5 Ｏ2 Ｎ）水溶液と
0.44mol/l の過酸化水素水（Ｈ2 Ｏ2 ）との混合溶液
に、研磨粒子として平均粒径30nmのシリカ粒子を5.3 重
量％で分散させ、0.001mol/lのベンゾトリアゾール（Ｃ
6 Ｈ5 Ｎ3 ）を添加した物を使用した。なお、ポリッシ
ング後の洗浄工程を経て、大気中で保管されている間
に、BeCuの表面は酸化されてBeO の薄膜212 が形成され
た。
【００８１】以上の方法により図１０に示す構造と類似
のマスクを作成する事が可能となり、高効率の反射型マ
スクを得ることが出来た。なお、高精度のマスクを作成
するためには、電子ビーム描画工程やポリッシング工程
において、基板の表面が十分な平坦度を維持しているこ
とが重要である。このため、これらの工程においては、
基板を、十分な平坦度と十分な剛性を有するホルダーに
装着しておくことが望ましい。
のマスクを作成する事が可能となり、高効率の反射型マ
スクを得ることが出来た。なお、高精度のマスクを作成
するためには、電子ビーム描画工程やポリッシング工程
において、基板の表面が十分な平坦度を維持しているこ
とが重要である。このため、これらの工程においては、
基板を、十分な平坦度と十分な剛性を有するホルダーに
装着しておくことが望ましい。
【００８２】（第１０の実施形態）図１４（ａ）乃至
（ｈ）は、本発明の第１０の実施形態に係る電子ビーム
用マスクの製造方法を示す工程断面図である。直径12イ
ンチ厚さ1mm 、面方位(001)のSi単結晶からなる基板201
上に、rfスパッタリング装置を用いてAr圧力3 mTorr
の条件で膜厚0.2 μｍのBeCu膜211 を成膜した（図１４
（ｂ））。そして、レジスト203 を基板回転数2000rpm
で回転塗布した後、110 ℃90秒の加熱処理を行い、膜厚
0.3 μｍの薄膜を形成した（図１４（ｃ））。
（ｈ）は、本発明の第１０の実施形態に係る電子ビーム
用マスクの製造方法を示す工程断面図である。直径12イ
ンチ厚さ1mm 、面方位(001)のSi単結晶からなる基板201
上に、rfスパッタリング装置を用いてAr圧力3 mTorr
の条件で膜厚0.2 μｍのBeCu膜211 を成膜した（図１４
（ｂ））。そして、レジスト203 を基板回転数2000rpm
で回転塗布した後、110 ℃90秒の加熱処理を行い、膜厚
0.3 μｍの薄膜を形成した（図１４（ｃ））。
【００８３】次に、電子ビーム描画装置を用いて所望の
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μＣ／ｃｍ2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た（図１４
（ｄ））。そして、このレジストパターンを元に、Ｃｌ
2ガスを用いた反応性イオンエッチングにより、BeCu膜2
11 をSi基板201 に達するまで加工した（図１４
（ｅ））。加工後、不要となったレジストを酸素プラズ
マ中で灰化処理により除去した後、硫酸と過酸化水素水
の混合液中で洗浄した（図１４（ｆ））。
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μＣ／ｃｍ2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た（図１４
（ｄ））。そして、このレジストパターンを元に、Ｃｌ
2ガスを用いた反応性イオンエッチングにより、BeCu膜2
11 をSi基板201 に達するまで加工した（図１４
（ｅ））。加工後、不要となったレジストを酸素プラズ
マ中で灰化処理により除去した後、硫酸と過酸化水素水
の混合液中で洗浄した（図１４（ｆ））。
【００８４】この状態でもマスクとして必要な構造を備
えており、マスクとして使用することが可能であるが、
BeCuのエッジに起因する二次電子放出むらを低減するた
めに、以下の工程を付与した。まず、CVD 法を用いて膜
厚0.3 μｍのP ドープ多結晶シリコン213 を成膜した
（図１４（ｇ））。
えており、マスクとして使用することが可能であるが、
BeCuのエッジに起因する二次電子放出むらを低減するた
めに、以下の工程を付与した。まず、CVD 法を用いて膜
厚0.3 μｍのP ドープ多結晶シリコン213 を成膜した
（図１４（ｇ））。
【００８５】最後に、ポリッシング法により、BeCu膜上
に残留した余分なSiの除去を行った後に、洗浄を行った
（図１４（ｈ））。ポリッシング条件は、研磨圧力300
ｇ／ｃｍ2 、研磨定盤の回転速度100rpmとし、研磨剤に
は、研磨粒子として平均粒径30nmのシリカ粒子を5.3 重
量％で分散させた物を使用した。なお、ポリッシング後
の洗浄工程を経て、大気中で保管されている間に、BeCu
の表面は酸化されてBeO の薄膜212 が形成された。
に残留した余分なSiの除去を行った後に、洗浄を行った
（図１４（ｈ））。ポリッシング条件は、研磨圧力300
ｇ／ｃｍ2 、研磨定盤の回転速度100rpmとし、研磨剤に
は、研磨粒子として平均粒径30nmのシリカ粒子を5.3 重
量％で分散させた物を使用した。なお、ポリッシング後
の洗浄工程を経て、大気中で保管されている間に、BeCu
の表面は酸化されてBeO の薄膜212 が形成された。
【００８６】以上の方法によりパターンの必要部分が二
次電子放出効率の高いBeO/BeCuにより形成され、パター
ンの不要部分が適度な導電性を有するP ドープ多結晶シ
リコンにより形成された構造のマスクを作成する事が可
能となり、高効率の反射型マスクを得ることが出来た。
なお、高精度のマスクを作成するためには、電子ビーム
描画工程やポリッシング工程において、基板の表面が十
分な平坦度を維持していることが重要である。このた
め、これらの工程においては、基板を、十分な平坦度と
十分な剛性を有するホルダーに装着しておくことが望ま
しい。
次電子放出効率の高いBeO/BeCuにより形成され、パター
ンの不要部分が適度な導電性を有するP ドープ多結晶シ
リコンにより形成された構造のマスクを作成する事が可
能となり、高効率の反射型マスクを得ることが出来た。
なお、高精度のマスクを作成するためには、電子ビーム
描画工程やポリッシング工程において、基板の表面が十
分な平坦度を維持していることが重要である。このた
め、これらの工程においては、基板を、十分な平坦度と
十分な剛性を有するホルダーに装着しておくことが望ま
しい。
【００８７】（第１１の実施形態）図１５（ａ）乃至
（ｇ）は、本発明の第１１の実施形態に係る電子ビーム
用マスクの製造方法を示す工程断面図である。直径12イ
ンチ厚さ1mm 、面方位(001)のSi単結晶からなる基板201
上に、rfスパッタリング装置を用いてAr圧力3 mTorr
の条件で膜厚0.2 μｍのBeCu膜211 を成膜した（図１５
（ｂ））。次に、rfスパッタリング装置を用いてAr圧力
3 mTorr の条件で膜厚0.2 μｍのタングステン（W ）膜
204 を成膜した（図１５（ｃ））。そして、レジスト20
3 を基板回転数2000rpm で回転塗布した後、110 ℃90秒
の加熱処理を行い、膜厚0.3 μｍの薄膜を形成した（図
１５（ｄ））。
（ｇ）は、本発明の第１１の実施形態に係る電子ビーム
用マスクの製造方法を示す工程断面図である。直径12イ
ンチ厚さ1mm 、面方位(001)のSi単結晶からなる基板201
上に、rfスパッタリング装置を用いてAr圧力3 mTorr
の条件で膜厚0.2 μｍのBeCu膜211 を成膜した（図１５
（ｂ））。次に、rfスパッタリング装置を用いてAr圧力
3 mTorr の条件で膜厚0.2 μｍのタングステン（W ）膜
204 を成膜した（図１５（ｃ））。そして、レジスト20
3 を基板回転数2000rpm で回転塗布した後、110 ℃90秒
の加熱処理を行い、膜厚0.3 μｍの薄膜を形成した（図
１５（ｄ））。
【００８８】次に、電子ビーム描画装置を用いて所望の
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μＣ／ｃｍ2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た（図１５
（ｅ））。そして、このレジストパターンを元に、ＣＨ
Ｆ3 を用いた反応性イオンエッチングにより、タングス
テン膜をBeCu膜に達するまで加工した（図１５
（ｆ））。加工後、不要となったレジストを酸素プラズ
マ中で灰化処理により除去した後、希硫酸と純水で洗浄
した（図１５（ｇ））。なお、洗浄工程を経て、大気中
で保管されている間に、BeCuの表面は酸化されてＢｅＯ
の薄膜２１２ が形成された。
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μＣ／ｃｍ2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た（図１５
（ｅ））。そして、このレジストパターンを元に、ＣＨ
Ｆ3 を用いた反応性イオンエッチングにより、タングス
テン膜をBeCu膜に達するまで加工した（図１５
（ｆ））。加工後、不要となったレジストを酸素プラズ
マ中で灰化処理により除去した後、希硫酸と純水で洗浄
した（図１５（ｇ））。なお、洗浄工程を経て、大気中
で保管されている間に、BeCuの表面は酸化されてＢｅＯ
の薄膜２１２ が形成された。
【００８９】以上の方法によりパターンの必要部分が二
次電子放出効率の高いBeO/BeCuにより形成され、パター
ンの不要部分が適度な導電性を有し、入射電子を吸収す
る機能を有する、タングステンにより形成された構造の
マスクを作成する事が可能となり、高効率の反射型マス
クを得ることが出来た。なお、高精度のマスクを作成す
るためには、電子ビーム描画工程において、基板の表面
が十分な平坦度を維持していることが重要である。この
ため、これらの工程においては、基板を、十分な平坦度
と十分な剛性を有するホルダーに装着しておくことが望
ましい。
次電子放出効率の高いBeO/BeCuにより形成され、パター
ンの不要部分が適度な導電性を有し、入射電子を吸収す
る機能を有する、タングステンにより形成された構造の
マスクを作成する事が可能となり、高効率の反射型マス
クを得ることが出来た。なお、高精度のマスクを作成す
るためには、電子ビーム描画工程において、基板の表面
が十分な平坦度を維持していることが重要である。この
ため、これらの工程においては、基板を、十分な平坦度
と十分な剛性を有するホルダーに装着しておくことが望
ましい。
【００９０】（第１２の実施形態）次に、本発明の第８
乃至第１１の実施形態により得られた電子ビーム用マス
クを用いて露光を行う方法について説明する。図１６は
マスクを装着した露光装置の構成図である。構成用件と
しては、大まかに分類すると、光源214 、照明光学系21
5 、投影光学系216 、マスク217 及びマスクステージ21
8 、被露光基板219及び被露光基板ステージ220 、制御
系221 に分けることができる。この図１６に示す露光装
置の構成は、図９に示す露光装置のそれとほぼ同様であ
り、同一の部分には同一の符号を付して示し詳細な説明
は省略する。
乃至第１１の実施形態により得られた電子ビーム用マス
クを用いて露光を行う方法について説明する。図１６は
マスクを装着した露光装置の構成図である。構成用件と
しては、大まかに分類すると、光源214 、照明光学系21
5 、投影光学系216 、マスク217 及びマスクステージ21
8 、被露光基板219及び被露光基板ステージ220 、制御
系221 に分けることができる。この図１６に示す露光装
置の構成は、図９に示す露光装置のそれとほぼ同様であ
り、同一の部分には同一の符号を付して示し詳細な説明
は省略する。
【００９１】本実施形態における特徴は以下の通りであ
る。マスク217 より放出された二次電子は、エネルギー
分布が広く、放出方向も広い角度にわたっているため、
直接投影光学系216 に取り込む事は得策ではない。そこ
で、マスクにバイアス電圧を印可することにより、放出
された二次電子を十分なエネルギーに均一に加速して、
全エネルギーに対するエネルギー分布の割合を小さくす
るとともに、マスク垂直方向の運動量に対するマスク水
平方向の運動量の比率を十分に小さくして、見かけの単
色性と指向性を向上させている。
る。マスク217 より放出された二次電子は、エネルギー
分布が広く、放出方向も広い角度にわたっているため、
直接投影光学系216 に取り込む事は得策ではない。そこ
で、マスクにバイアス電圧を印可することにより、放出
された二次電子を十分なエネルギーに均一に加速して、
全エネルギーに対するエネルギー分布の割合を小さくす
るとともに、マスク垂直方向の運動量に対するマスク水
平方向の運動量の比率を十分に小さくして、見かけの単
色性と指向性を向上させている。
【００９２】さらにアパーチャ227a´、227b´を配置
し、余分な電子を切り落とすとともに、かかるアパーチ
ャにも電圧を印可して、引き出し電界を増加させてい
る。実際の露光（転写）の際には、マスク217 と被露光
基板219 がアライメントされた状態で同期して移動し、
細長い帯状の露光（転写）領域が走査される事により、
被露光（転写）領域全体へ露光（転写）が行われる。
し、余分な電子を切り落とすとともに、かかるアパーチ
ャにも電圧を印可して、引き出し電界を増加させてい
る。実際の露光（転写）の際には、マスク217 と被露光
基板219 がアライメントされた状態で同期して移動し、
細長い帯状の露光（転写）領域が走査される事により、
被露光（転写）領域全体へ露光（転写）が行われる。
【００９３】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ことはない。上記実施形態にとどまらず、マスク材料と
して使用する物質、マスク製造工程に関して、種々の変
形が可能である。非反射領域を形成する物質として、A
l、Ta、Ti、Cr、Ge、Ga、In等の物質やその化合物等、
各種の金属や半導体を用いる事が可能であり、マスク基
板としてもSi以外にもGe等を用いることが出来る。さら
に、本発明は荷電粒子として電子に限らずイオン等を用
いる事も可能である。その他、本発明の趣旨を逸脱しな
い範囲で種々変形して実施可能である。
ことはない。上記実施形態にとどまらず、マスク材料と
して使用する物質、マスク製造工程に関して、種々の変
形が可能である。非反射領域を形成する物質として、A
l、Ta、Ti、Cr、Ge、Ga、In等の物質やその化合物等、
各種の金属や半導体を用いる事が可能であり、マスク基
板としてもSi以外にもGe等を用いることが出来る。さら
に、本発明は荷電粒子として電子に限らずイオン等を用
いる事も可能である。その他、本発明の趣旨を逸脱しな
い範囲で種々変形して実施可能である。
【００９４】
【発明の効果】本発明により、高効率の荷電粒子ビーム
露光マスクの提供が可能となり、光源の強度を極度に大
きくすることなく、十分なスループットの露光を、高精
度で行うことが可能となる。
露光マスクの提供が可能となり、光源の強度を極度に大
きくすることなく、十分なスループットの露光を、高精
度で行うことが可能となる。
【図１】 本発明の第１の実施形態に係る露光マスクの
構成を示す断面図。
構成を示す断面図。
【図２】 本発明の原理を説明する概略図。
【図３】 上記第１の実施形態に係る露光マスクの製造
方法を示す工程断面図。
方法を示す工程断面図。
【図４】 本発明の第２の実施形態に係る露光マスクの
製造方法を示す工程断面図。
製造方法を示す工程断面図。
【図５】 本発明の第３の実施形態に係る露光マスクの
製造方法を示す工程断面図。
製造方法を示す工程断面図。
【図６】 本発明の第４の実施形態に係る露光マスクの
製造方法を示す工程断面図。
製造方法を示す工程断面図。
【図７】 本発明の第５の実施形態に係る露光マスクの
製造方法を示す工程断面図。
製造方法を示す工程断面図。
【図８】 本発明の第６の実施形態に係る露光マスクの
製造方法を示す工程断面図。
製造方法を示す工程断面図。
【図９】 本発明の露光方法で用いられる露光装置の構
成断面図。
成断面図。
【図１０】 二次電子放出効率を示す特性図。
【図１１】 本発明の第８の実施形態に係る露光マスク
の構成を示す断面図。
の構成を示す断面図。
【図１２】 上記第８の実施形態に係る露光マスクの製
造方法を示す工程断面図。
造方法を示す工程断面図。
【図１３】 本発明の第９の実施形態に係る露光マスク
の製造方法を示す工程断面図。
の製造方法を示す工程断面図。
【図１４】 本発明の第１０の実施形態に係る露光マス
クの製造方法を示す工程断面図。
クの製造方法を示す工程断面図。
【図１５】 本発明の第１１の実施形態に係る露光マス
クの製造方法を示す工程断面図。
クの製造方法を示す工程断面図。
【図１６】 本発明の露光方法で用いられる他の露光装
置の構成断面図。
置の構成断面図。
201 …基板 202 …マスクパターン 203 …レジスト 204 …タングステン 205 …ＳｉＯ2 膜 206 …アモルファス化した領域 207 …アモルファス・シリコン 208 …不純物のドープされた領域 209 …単結晶化した領域 210 …選択エピタキシャル成長した領域 211 …BeCu 212 …BeO 213 …多結晶シリコン 214 …光源 215 …照明光学系 216 …投影光学系 217 …マスク 218 …マスクステージ 219 …被露光基板 220 …被露光基板ステージ 221 …制御系 222 …マスクステージ制御系 223 …被露光基板ステージ制御系 224 …マスク側アライメント機構 225 …被露光基板側アライメント機構 226a、b …アライメントレンズ 227a、b 、227a´、b ´…アパーチャ
Claims (26)
- 【請求項１】 光源から出射した荷電粒子ビームが照射
され、この照射により得られる荷電粒子ビームが被露光
基板に照射される反射型の荷電粒子ビーム露光マスクで
あって、所望のパターン部分が実質的に単結晶により構
成されていることを特徴とする荷電粒子ビーム露光マス
ク。 - 【請求項２】 前記所望のパターン部分以外は、前記荷
電粒子ビームに対して当該パターン部分よりも反射率が
低い材料から構成されていることを特徴とする請求項１
記載の荷電粒子ビーム露光マスク。 - 【請求項３】 前記所望のパターン部分以外は非晶質材
料から構成されることを特徴とする請求項１又は２記載
の荷電粒子ビーム露光マスク。 - 【請求項４】 前記非晶質材料は非晶質半導体からな
り、導電性不純物を含むことを特徴とする請求項３記載
の荷電粒子ビーム露光マスク。 - 【請求項５】 前記非晶質材料はシリコン酸化物からな
ることを特徴とする請求項３記載の荷電粒子ビーム露光
マスク。 - 【請求項６】 前記所望のパターン部分は半導体単結晶
基板からなることを特徴とする請求項１乃至５記載の荷
電粒子ビーム露光マスク。 - 【請求項７】 前記半導体単結晶基板はシリコン、ゲル
マニウム、又はシリコンゲルマニウムからなることを特
徴とする請求項６記載の荷電粒子ビーム露光マスク。 - 【請求項８】 光源から出射した荷電粒子ビームが照射
され、この照射により得られる荷電粒子ビームが被露光
基板に照射される反射型の荷電粒子ビーム露光マスクで
あって、所望のパターン部分が二次電子放出効率５以上
の物質により構成されていることを特徴とする荷電粒子
ビーム露光マスク。 - 【請求項９】 前記二次電子放出効率５以上の物質とし
て、表面にBeO が形成されたBeCu、若しくは表面が水素
終端化されたダイアモンドを用いることを特徴とする請
求項８記載の荷電粒子ビーム露光マスク。 - 【請求項１０】 前記荷電粒子ビーム露光マスクの表面
は実質的に平面であることを特徴とする請求項１乃至９
記載の荷電粒子ビーム露光マスク。 - 【請求項１１】 請求項１の反射型の荷電粒子ビーム露
光マスクを製造する方法であって、単結晶基板を含む下
地上に所望のマスクパターンを形成する工程と、この所
望のマスクパターンを用いて前記単結晶基板のエッチン
グを行い凹部を形成する工程と、この凹部に、前記荷電
粒子ビームに対して前記単結晶基板と反射率が異なる材
料を埋め込む工程とを含むことを特徴とする荷電粒子ビ
ーム露光マスクの製造方法。 - 【請求項１２】 前記単結晶基板と反射率が異なる材料
として、前記単結晶基板と結晶構造が異なる材料を埋め
込むことを特徴とする請求項１１記載の荷電粒子ビーム
露光マスクの製造方法。 - 【請求項１３】 請求項１の反射型の荷電粒子ビーム露
光マスクを製造する方法であって、単結晶基板を含む下
地上に所望のマスクパターンを形成する工程と、この所
望のマスクパターンを用いてイオン注入を行い、イオン
注入した部分を非晶質化する工程とを具備することを特
徴とする荷電粒子ビーム露光マスクの製造方法。 - 【請求項１４】 請求項１の反射型の荷電粒子ビーム露
光マスクを製造する方法であって、単結晶基板を含む下
地上に当該単結晶基板と同一材料からなる非晶質膜を形
成する工程と、この非晶質膜上に所望のマスクパターン
を形成する工程と、この所望のマスクパターンを用いて
イオン注入を行う工程と、前記単結晶基板を種結晶とし
てイオン注入した部分以外の非晶質膜部分を単結晶化す
る工程とを具備することを特徴とする荷電粒子ビーム露
光マスクの製造方法。 - 【請求項１５】 前記イオン注入は、導電性不純物をイ
オン注入することにより行うことを特徴とする請求項１
３又は１４記載の荷電粒子ビーム露光マスクの製造方
法。 - 【請求項１６】 請求項１の反射型の荷電粒子ビーム露
光マスクを製造する方法であって、単結晶基板を含む下
地上に絶縁パターンを形成する工程と、この絶縁パター
ン上に前記単結晶基板と同一材料からなる非晶質膜を形
成する工程と、前記単結晶基板を種結晶として前記非晶
質膜を単結晶化する工程とを具備することを特徴とする
荷電粒子ビーム露光マスクの製造方法。 - 【請求項１７】 請求項８の反射型の荷電粒子ビーム露
光マスクを製造する方法であって、下地基板上に所望の
マスクパターンを形成する工程と、この所望のマスクパ
ターンを用いて前記下地基板のエッチングを行い凹部を
形成する工程と、この凹部に、二次電子放出効率５以上
の物質を埋め込む工程とを含むことを特徴とする荷電粒
子ビーム露光マスクの製造方法。 - 【請求項１８】 請求項１の反射型の荷電粒子ビーム露
光マスクと、光源から出射した荷電粒子ビームを前記露
光マスクに照射する照明光学系と、前記照明光学系から
前記露光マスクに照射して得られる荷電粒子ビームを被
露光基板に照射する投影光学系とを具備することを特徴
とする露光装置。 - 【請求項１９】 請求項８の反射型の荷電粒子ビーム露
光マスクと、光源から出射した荷電粒子ビームを前記露
光マスクに照射する照明光学系と、前記照明光学系から
前記露光マスクに照射して得られる荷電粒子ビームを被
露光基板に照射する投影光学系とを具備することを特徴
とする露光装置。 - 【請求項２０】 光源から出射した荷電粒子ビームを請
求項１の反射型の荷電粒子ビーム露光マスクに照射し、
この照射により得られる荷電粒子ビームを被露光基板に
照射する露光方法であって、前記露光マスクに照射する
荷電粒子ビームと前記露光マスクの実質的に単結晶の部
分とがブラッグ条件を満たすようにすることを特徴とす
る露光方法。 - 【請求項２１】 前記露光マスクに入射する荷電粒子ビ
ームのエネルギー、入射角度、出射角度、マスク姿勢の
少なくとも一つを制御することにより、前記ブラッグ条
件を満たすようにすることを特徴とする請求項２０記載
の露光方法。 - 【請求項２２】 アパーチャを用いて不要な荷電粒子ビ
ームの少なくとも一部を除去することを特徴とする請求
項２０記載の露光方法。 - 【請求項２３】 光源から出射した荷電粒子ビームを請
求項１の反射型の荷電粒子ビーム露光マスクに照射し、
この照射により得られる荷電粒子ビームを被露光基板に
照射する露光方法であって、前記照射により得られる荷
電粒子ビームに対して引き出し電界を印可し、かつアパ
ーチャを用いて当該得られる荷電粒子ビームの少なくと
も一部を除去することを特徴とする露光方法。 - 【請求項２４】 光源から出射した荷電粒子ビームを請
求項８の反射型の荷電粒子ビーム露光マスクに照射し、
この照射により得られる荷電粒子ビームを被露光基板に
照射する露光方法であって、前記照射により得られる荷
電粒子ビームに対して引き出し電界を印可し、かつアパ
ーチャを用いて当該得られる荷電粒子ビームの少なくと
も一部を除去することを特徴とする露光方法。 - 【請求項２５】 前記引き出し電界の印加方法として、
前記露光マスクにバイアス電圧を印可することを特徴と
する請求項２３又は２４記載の露光方法。 - 【請求項２６】 前記引き出し電界の印加方法として、
前記アパーチャにバイアス電圧を印可することを特徴と
する請求項２３又は２４記載の露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03223499A JP3462110B2 (ja) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | 荷電粒子ビーム露光マスク及びそれを用いた露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03223499A JP3462110B2 (ja) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | 荷電粒子ビーム露光マスク及びそれを用いた露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000232055A true JP2000232055A (ja) | 2000-08-22 |
| JP3462110B2 JP3462110B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=12353301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03223499A Expired - Fee Related JP3462110B2 (ja) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | 荷電粒子ビーム露光マスク及びそれを用いた露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3462110B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005107340A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Optrex Corp | フォトマスク版およびその作成方法 |
| JP2009519593A (ja) * | 2005-12-13 | 2009-05-14 | コミシリア ア レネルジ アトミック | 反射フォトリソグラフィーマスクおよびこのマスクの作製方法 |
| JP2011242473A (ja) * | 2010-05-14 | 2011-12-01 | Nikon Corp | 遮光パターンの形成方法 |
| CN102414787A (zh) * | 2009-09-02 | 2012-04-11 | Wi-A株式会社 | 激光反射掩模以及其制造方法 |
| US20210217583A1 (en) * | 2020-01-10 | 2021-07-15 | Research Foundation For The State University Of New York | Photoresist layers of semiconductor components including electric fields, system, and methods of forming same |
-
1999
- 1999-02-10 JP JP03223499A patent/JP3462110B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005107340A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Optrex Corp | フォトマスク版およびその作成方法 |
| JP2009519593A (ja) * | 2005-12-13 | 2009-05-14 | コミシリア ア レネルジ アトミック | 反射フォトリソグラフィーマスクおよびこのマスクの作製方法 |
| CN102414787A (zh) * | 2009-09-02 | 2012-04-11 | Wi-A株式会社 | 激光反射掩模以及其制造方法 |
| JP2012517620A (ja) * | 2009-09-02 | 2012-08-02 | ダブリュアイ−エー・コーポレーション | レーザ反射型マスク及びその製造方法 |
| JP2011242473A (ja) * | 2010-05-14 | 2011-12-01 | Nikon Corp | 遮光パターンの形成方法 |
| US20210217583A1 (en) * | 2020-01-10 | 2021-07-15 | Research Foundation For The State University Of New York | Photoresist layers of semiconductor components including electric fields, system, and methods of forming same |
| US11817293B2 (en) * | 2020-01-10 | 2023-11-14 | The Research Foundation For The State University Of New York | Photoresist layers of semiconductor components including electric fields, system, and methods of forming same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3462110B2 (ja) | 2003-11-05 |
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