JP2005235953A - 荷電粒子線用転写マスクの製造方法と荷電粒子線用転写マスク - Google Patents

Abstract

【課題】ステンシルマスク構造の荷電粒子線用転写マスクを、量産性良く製造できる製造方法を提供する。
【解決手段】 所定形状に貫通穴を設けた支持基材形成用薄板を、複数枚、積層、接着して、前記支持基材１１０Ａを形成した後、（ａ）所定材質の充填材で支持基材１１０Ａの貫通穴１６０を埋める、貫通穴埋め込み工程と、（ｂ）支持基材１１０Ａの両面を研磨して平坦化する平坦化工程と、（ｃ）平坦化された一面上に、前記薄膜パタ−ン層形成用の薄膜層１７０を形成する薄膜層形成工程と、（ｄ）選択エッチングにより、前記薄膜層および支持基材１１０Ａを残し、支持基材１１０Ａの充填材１６０を除去する、充填材除去工程と、（ｅ）フォトエッチング法により前記薄膜層を加工して、薄膜パターン１７５を形成する、薄膜パターン形成工程とを行う。
【選択図】 図３

Description

本発明は、荷電粒子線を吸収するための吸収体あるいは荷電粒子線を散乱させるための散乱体からなる導電性の薄膜層（メンブラン）に転写すべきパターンを開口形成したステンシルマスク構造の荷電粒子線用転写マスクを作製する、荷電粒子線用転写マスクの製造方法と荷電粒子線用転写マスクに関する。

近年、半導体デバイスの回路の高集積化要求は強く、現在量産に用いられている光リソグラフィに対し次の次世代リソグラフィ（ＮＧＬ：Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）として、電子ビームや軟Ｘ線（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）等を光源とするリソグラフィの研究開発が盛んに行われている。

光源として電子ビームを用いたものとしては、図９に示すような、加速電圧１００ＫＶ程度の高エネルギー電子ビームを用いてマスクの絵柄をウエハ上に縮小投影する電子投影リソグラフィーＥＰＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ- ｂｅａｍ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）方式や、図１０に示すような、加速電圧２ＫＶ程度の低エネルギー電子ビームを用いてマスクの絵柄を等倍で近接露光するＬＥＥＰＬ方式が開発研究されている。
ＥＰＬ方式には電子ビームの走査方式の違いにより、ＰＲＥＶＡＩＬ（ＰＲｏｊｅｃｔｉｏｎ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｗｉｔｈ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ａｘｉｓ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｌｅｎｓｅｓ）方式（Ｈ．Ｃ．Ｐｆｅｉｆｆｅｒ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃｃｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂ１７ ｐ．２８４０（１９９９））と、ＳＣＡＬＰＥＬ方式（Ｌ．Ｒ．Ｈｅｒｒｉｏｔｔ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃｃｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂ１５ ｐ．２１３０（１９９７））とがあるが、後述するように、散乱体メンブランを採用することが共通である。
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃｃｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂ１７ ｐ．２８４０（１９９９） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃｃｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂ１５ ｐ．２１３０（１９９７） ＬＥＥＰＬ方式は、内海の提案（Ｔ．Ｕｔｓｕｍｉ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃｃｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂ１７ ｐ．２８９７（１９９９））による低速電子線近接投影転写方式である。 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃｃｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂ１７ ｐ．２８９７（１９９９）

ＥＰＬ方式では、回路パターンはマスク上では多数の分割された小領域（以下サブフィールドと呼ぶ）上に配置され、１ｍｍ×１ｍｍの正方形電子ビームを照射して、サブフィールドを一括転写、あるいは、一方向にスキャンして転写するものである。
ＬＥＥＰＬ方式のものは、マスクの転写領域全体に電子ビームをラスタースキャンして転写するものである。
ＥＰＬ方式の場合、図４に示すように、メンブラン６１１の開口部６１２を通った電子は、アパーチャ６４０の開口６４１を通り、像形成に寄与するが、メンブラン６１１の非開口部６１３を通った電子は、散乱体であるメンブランにより散乱され、その大半がアパーチャ６４０の開口６４１を通ることができず、像形成には寄与しない。
ＬＥＥＰＬ方式の場合、図５に示すように、メンブラン７１１とレジスト７８０とのギャップＧを３０μｍ〜９０μｍと近接させ、所定スポット径の電子ビーム７２０を照射しながら走査するもので、メンブラン７１１の非開口部７１３に照射された電子ビームは吸収体であるメンブラン７１１に吸収され、像形成に寄与せず、メンブラン７１１の開口部７１２に照射された電子ビームのみが像形成に寄与する

ここで用いられるマスクは、ステンシルマスクとよばれ、従来は、主に、シリコン、ダイヤモンド等からなる薄いメンブランを電子ビーム吸収層あるいは散乱層として、それを孔開け加工してパターンを形成しているものである。
このようなステンシルマスクは、従来のクロム等を遮光層とするフォトマスクと、その構造、材質が異なり、また製造方法も異なるため、従来のフォトマスク製造設備ではその製造に対応することができないという問題があった。

また、特開２００３- ３１４８０号公報に記載の図７に示す方法のように、基材のパターン形成領域を孔開け加工する際に、先ず、所定の厚さまで、ドライエッチングを行い、次いで、ウェットエッチングを行い、基材を貫通させる方法も採られているが、この方法は、ドライエッチングとウェットエッチングとを行うため、作業が複雑となり、作業性が悪く、量産には向かないものであった。
特開２００３- ３１４８０号公報

上記のように、ステンシルマスクは、従来のクロム等を遮光層とするフォトマスクと、その構造、材質が異なり、また製造方法も異なるため、従来のクロム等を遮光膜とするフォトマスクの製造設備ではその製造に対応することができなく、また、パターン部を支持する基材のパターン形成領域の孔開け加工は、作業が複雑で、作業性が悪く、量産には向かないものであった。
本発明は、これに対応するもので、荷電粒子線を吸収するための吸収体あるいは荷電粒子線を散乱させるための散乱体からなる導電性の薄膜層（メンブラン）に転写すべきパターンを開口形成したステンシルマスク構造の荷電粒子線用転写マスクを、量産性良く製造できる製造方法を提供しようとするもので、更に、パターニングを従来のクロム等を遮光膜とする光転写用のフォトマスクの製造設備をそのまま利用できる製造方法を提供しようとするものである。
同時に、そのような製造方法により作製された荷電粒子線用転写マスクを提供しようとするものである。

本発明の荷電粒子線用転写マスクの製造方法は、荷電粒子線を吸収するための吸収体あるいは荷電粒子線を散乱させるための散乱体からなる導電性の薄膜層（メンブラン）に転写すべきパターンを開口形成した薄膜パタ−ン層を支持基材で支持し、該支持基材の貫通穴領域に前記薄膜パタ−ン層の転写すべきパターンを配設したステンシルマスク構造の荷電粒子線用転写マスクを、製造するための荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、順に、（ａ）所定形状に貫通穴を設けた支持基材形成用薄板を、複数枚、積層、接着して、前記支持基材を形成する、支持基材形成工程と、（ｂ）所定材質の充填材で支持基材の貫通穴を埋める、貫通穴埋め込み工程と、（ｃ）支持基材の両面を研磨して平坦化する平坦化工程と、（ｄ）平坦化された一面上に、前記薄膜パタ−ン層形成用の薄膜層を形成する薄膜層形成工程と、（ｅ）選択エッチングにより、前記薄膜層および支持基材を残し、支持基材の貫通穴を埋める充填材を除去する、充填材除去工程と、（ｆ）フォトエッチング法により前記薄膜層を加工して、薄膜パターンを形成する、薄膜パターン形成工程とを、行うことを特徴とするものである。

そして、上記の荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、支持基材形成用薄板の基材は、非磁性の金属からなり、支持基材形成工程における積層、接着は、拡散接着によるものであることを特徴とするものであり、
支持基材形成工程は、拡散しやすい性質を有する金属の薄板からなる第１の支持基材形成用薄板、および／または拡散しやすい性質を有する金属を鍍金した金属薄板からなる第２の支持基材形成用薄板を、それぞれ、所定枚数、位置合わせして重ね合わせ、所定の加圧、加熱温度の下で、拡散接着させるものであることを特徴とするものであり、更に、第１の支持基材形成用薄板および第２の支持基材形成用薄板は、それぞれ、貫通穴をエッチング形成したものであることを特徴とするものである。
そして、上記のいずれかに記載の荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、第２の支持基材形成用薄板が、ステンレス板および／またはステンレス板の表面部に拡散しやすい性質を有する金属を鍍金したものであることを特徴とするものである。

あるいは、上記請求項２に記載の荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、支持基材形成用薄板の基材は、セラミックからなり、支持基材形成工程における積層、接着は、拡散接着によるものであることを特徴とするものである。

また、上記のいずれかに記載の荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、薄膜パタ−ン層形成用の薄膜層はＣｒ単層あるいはＣｒ層を主層とする多層膜であることを特徴とするものである。
また、上記のいずれかに記載の荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、充填材は銅であることを特徴とするものである。
また、上記いずれかに記載の荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、支持基材形成工程における各支持基材形成用薄板は、それぞれ、互いに同じ形状サイズで、メッシュ状に貫通穴を配列して設けたもので、各支持基材形成用薄板を、位置合わせして重ね合わせて、積層、接着して、支持基材に、前記各支持基材形成用薄板と同じ形状サイズで、メッシュ状に貫通穴領域を形成することを特徴とするものである。
また、上記のいずれかに記載の荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、電子投影リソグラフィーＥＰＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ- ｂｅａｍ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）方式用であることを特徴とするものである。

尚、ここでは、支持基材として、薄膜層のソリや平坦性の面から少なくとも薄膜層形成（ここでは表面とも言う）側の平坦性が良いもので、且つ、露光機（電子線描画装置等）への荷電粒子線用転写マスクのセットは、通常、薄膜層形成側でない面（ここでは裏面とも言う）側で行うため、裏面の平坦性も、表面と同程度のものが用いられる。
尚、マスクとして露光機内にチャックし、使用する際には、ナノ単位の位置精度が必要となるため、平坦性は、オーバーオールで数μｍ以下が要求されるが、これは、機械研磨、化学機械研磨（ＣＭＰ）による平坦化を行う平坦化工程で対応できる。

本発明の荷電粒子線用転写マスクは、荷電粒子線を吸収するための吸収体あるいは荷電粒子線を散乱させるための散乱体からなる導電性の薄膜層（メンブラン）に転写すべきパターンを開口形成した薄膜パタ−ン層を支持基材で支持し、該支持基材の貫通穴領域に前記薄膜パタ−ン層の転写すべきパターンを配設したステンシルマスク構造の荷電粒子線用転写マスクであって、前記支持基材は、所定形状に貫通穴を設けた支持基材形成用薄板が、複数枚、積層、接着されてなり、上記のいずれかの荷電粒子線用転写マスクの製造方法により作製されたものであることを特徴とするものである。
そして、上記の荷電粒子線用転写マスクであって、電子投影リソグラフィーＥＰＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ- ｂｅａｍ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）方式用の荷電粒子線用転写マスクであることを特徴とするものである。

（作用）
本発明の荷電粒子線用転写マスクの製造方法は、このような構成にすることにより、
荷電粒子線を吸収するための吸収体あるいは荷電粒子線を散乱させるための散乱体からなる導電性の薄膜層（メンブラン）に転写すべきパターンを開口形成したステンシルマスク構造の荷電粒子線用転写マスクを、量産性良く製造できる製造方法の提供を可能とし、更に、パターニングを従来のクロム等を遮光膜とする光転写用のフォトマスクの製造設備をそのまま利用できる製造方法の提供を可能としている。
具体的には、順に、（ａ）所定形状に貫通穴を設けた支持基材形成用薄板を、複数枚、積層、接着して、前記支持基材を形成する、支持基材形成工程と、（ｂ）所定材質の充填材で支持基材の貫通穴を埋める、貫通穴埋め込み工程と、（ｃ）支持基材の両面を研磨して平坦化する平坦化工程と、（ｄ）平坦化された一面上に、前記薄膜パタ−ン層形成用の薄膜層を形成する薄膜層形成工程と、（ｅ）選択エッチングにより、前記薄膜層および支持基材を残し、支持基材の貫通穴を埋める充填材を除去する、充填材除去工程と、（ｆ）フォトエッチング法により前記薄膜層を加工して、薄膜パターンを形成する、薄膜パターン形成工程とを、行うことにより、更に具体的には、支持基材形成工程における各支持基材形成用薄板は、それぞれ、互いに同じ形状サイズで、メッシュ状に貫通穴を配列して設けたもので、各支持基材形成用薄板を、位置あわせして重ね合わせて、積層、接着して、支持基材に、前記各支持基材形成用薄板と同じ形状サイズで、メッシュ状に貫通穴領域を形成することにより、これを達成している。

支持基材としては、マスクが露光機内部でチャックされて、露光する際、像に歪が発生しないように支持可能な強度を持つものであることが必要であり、マスク表面にたわみ、歪が発生しない程度の強度が要求される。
支持基材形成用薄板の基材としては、非磁性の金属の他、ガラス、セラミックなども適用可能で、非磁性の金属あるいはセラミックを用い、拡散接着させ、支持基材形成する場合には、エポキシ樹脂等の有機系の接着剤層による接着の場合における、貫通穴部の汚れや、パターン層への汚れ付着の問題を無くすことを可能としている。
また、金属薄板および／または所定の高温にて溶融性を有する金属を鍍金した金属薄板を、それぞれ、所定枚数、位置合わせして重ね合わせ、不活性ガス中、あるいは空気中で所定の相当の高温度に加熱処理し、鍍金した金属を溶融して接着させる接着方法の場合には、作業性が悪く、また高温のために積層された金属板に歪が生じたり、孔の位置がくるうことがあるが、本発明の拡散接着させる方法の場合には、作業性も良く、品質的にも実用レベルの支持基材が得られる。
支持基材形成用薄板の基材が非磁性の金属である場合、支持基材形成工程は、具体的には、拡散しやすい性質を有する金属の薄板からなる第１の支持基材形成用薄板、および／または拡散しやすい性質を有する金属を鍍金した金属薄板からなる第２の支持基材形成用薄板を、それぞれ、所定枚数、位置合わせして重ね合わせ、所定の加圧、加熱温度の下で、拡散接着させる。
尚、拡散しやすい金属としては、例えば、望ましくは銅、銀、金およびそれらの合金、あるいはアルミニウムやその合金等が挙げられ、拡散しやすい性質を有する金属を鍍金する金属薄板としては、即ち第２の支持基材形成用薄板の基材としては、ステンレス、チタン、モリブデンや、これらの合金が挙げられる。
また、鍍金方法としては、例えば、電気めっき、化学めっき、溶融めっき、真空蒸着、スパッタリング等が挙げられる。
拡散接着のための加熱には、例えば、真空焼鈍炉、水素炉、電気炉等の熱炉を用いることができる。
特に、第１の支持基材形成用薄板および第２の支持基材形成用薄板を、それぞれ、貫通穴をエッチング形成したものである場合には、量産性の良いものとしている。

また、所定材質の充填材で支持基材の貫通穴を埋める、貫通穴埋め込み工程と、支持基材の両面を研磨して平坦化し、支持基材面を露出させる平坦化工程と、平坦化された一面上に、前記薄膜パタ−ン層形成用の薄膜層を形成する薄膜層形成工程とを順に行うことにより、薄膜パタ−ン層形成用の薄膜層を平坦性良く形成でき、更に、この後、選択エッチングにより、前記薄膜層および支持基材を残し、支持基材の貫通穴を埋める充填材を除去する、充填材除去工程と、フォトエッチング法により前記薄膜層を加工して、薄膜パターンを形成する、薄膜パターン形成工程とを、順に行うことにより、薄膜パターンを平坦性良く形成することを可能としている。
支持基材として、平坦性はオーバーオールで数μｍ以下が要求されるが、これは、平坦化工程における機械研磨、化学機械研磨（ＣＭＰ）で対応できる。
尚、先にも述べた通り、ここでは、支持基材として、薄膜層のソリや平坦性の面から少なくとも薄膜層形成（ここでは表面とも言う）側の平坦性が良いもので、且つ、露光機（電子線描画装置等）への荷電粒子線用転写マスクのセットは、通常、薄膜層形成側でない面（ここでは裏面とも言う）側で行うため、裏面の平坦性も、表面と同程度のものが用いられる。

また、機械研磨あるいは化学機械研磨（ＣＭＰ）に耐えるため、充填材形成としては、銅を溶融させ充填して形成する方法が挙げられる
また、処理性等から、通常は、支持基材形成工程における各支持基材形成用薄板としては、それぞれ、互いに同じ形状サイズで、メッシュ状に貫通穴を配列して設けたもので、各支持基材形成用薄板を、位置合わせして重ね合わせて、積層、接着して、支持基材に、前記各支持基材形成用薄板と同じ形状サイズで、メッシュ状に貫通穴領域を形成する。
また、特に、電子投影リソグラフィーＥＰＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ- ｂｅａｍ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）方式用である場合には、有効である。

また、本発明の荷電粒子線用転写マスクは、このような構成にすることにより、荷電粒子線を吸収するための吸収体あるいは荷電粒子線を散乱させるための散乱体からなる導電性の薄膜層（メンブラン）に転写すべきパターンを開口形成したステンシルマスク構造の荷電粒子線用転写マスクを、従来のＣｒ等を遮光層とする光転写用のフォトマスクの製造設備をできるだけ利用し、且つ、品質面でも問題がなく、量産性良く製造できる、荷電粒子線用転写マスクの提供を可能としている。

本発明は、上記のように、荷電粒子線を吸収するための吸収体あるいは荷電粒子線を散乱させるための散乱体からなる導電性の薄膜層（メンブラン）に転写すべきパターンを開口形成したステンシルマスク構造の荷電粒子線用転写マスクを、従来のクロム等を遮光膜とし光転写するフォトマスクの製造設備をできるだけ利用し、且つ、品質面でも問題がなく、量産性良く製造できる、荷電粒子線用転写マスクとその製造方法の提供を可能とした。

本発明の実施の形態例を挙げ、図に基づいて説明する。
図１（ａ）〜図１（ｃ）は本発明の荷電粒子線用転写マスクの製造方法に用いられる支持基材形成用薄板の１例の図で、図１（ａ）はその表面図で、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ１−Ａ２における断面図で、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ３部を拡大して示した拡大断面図で、図２は支持基材形成用薄板の拡散接着による積層を説明するための図で、図３（ａ）〜図３（ｅ）は、積層、接着後からの荷電粒子線用転写マスクの製造工程を示した図で、図３（ｅ）は本発明の荷電粒子線用転写マスクの１例の断面図である。
図１〜図３中、１１０は支持基材形成用薄板、１１０Ａは支持基材（積層接着基材とも言う）、１１１は基材（エッチング加工素材）、１１５は拡散し易い金属層（以下、易拡散性金属層とも言う）、１２０は貫通穴（開口とも言う）、１２０Ａは（積層された場合の）貫通穴、１２５はブリッジ、１２５Ａは（積層された場合の）ブリッジ、１３０はピン穴、１３５はピン、１５０、１５５は固定用冶具、１６０は充填材、１７０は銅層、１７５は開口である。

先ず、本発明の荷電粒子線用転写マスクの製造方法の実施の形態例の第１の例を、図１〜図３に基づいて説明する。
第１の例の荷電粒子線用転写マスクの製造方法は、荷電粒子線を吸収するための吸収体あるいは荷電粒子線を散乱させるための散乱体からなる導電性の薄膜層（メンブラン）に転写すべきパターンを開口形成した薄膜パタ−ン層を支持基材で支持し、該支持基材の貫通穴領域に前記薄膜パタ−ン層の転写すべきパターンを配設したステンシルマスク構造の荷電粒子線用転写マスクで、且つ、前記支持基材は、所定形状に貫通穴を設けた非磁性の金属からなる支持基材形成用薄板が、拡散接着により、複数枚、積層、接着されてなる荷電粒子線用転写マスクを、製造するものである。
先ず、図１（ａ）に示すように、所定形状に貫通穴１２０を設けた支持基材形成用薄板１１０を、複数枚、積層、接着して、前記支持基材を形成する。
図１（ａ）〜図１（ｃ）に示す支持基材形成用薄板１１０の作製は、薄板からなるエッチング加工素材をフォトエッチング法にて穴あけ加工して基材１１１を得て、更に、基材１１１の表面部に易拡散性の金属を鍍金して得る。
支持基材の厚さとしては、０．１ｍｍ〜２ｍｍ程度とする。
ＥＰＬ用、ＬＥＥＰＬ用としては厚さ１．０ｍｍ程度とする。
基材（エッチング加工素材）１１１としては、ステンレス、チタン、モリブデンや、これらの合金が挙げられる。
易拡散性の金属としては、望ましくは銅、銀、金およびそれらの合金、あるいはアルミニウムやその合金等が挙げられ、易拡散性の金属の鍍金は、電解めっき、化学めっき、溶融めっき、真空蒸着、スパッタリング等により行う。
例えば、ＥＰＬ用としては、０．１ｍｍ程度の厚さのステンレス板材等の支持基材形成用薄板１１０に、エッチングにより、ピッチ１．３ｍｍ、ブリッジ幅０．１７ｍｍで矩形の貫通孔をメッシュ状にして配列して形成した、同形状の支持基材形成用薄板を用いる。

次いで、本例では、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示す、その表面を易拡散性の金属を鍍金した支持基材形成用薄板１１０を、形成される支持基材の所望の厚さにあわせて、所定の複数枚数を、例えば、図２のように、固定用冶具１５０、１５５間、これら固定用冶具に設けられた位置合わせ用ピン１３５に、支持基材形成用薄板１１０に設けられた位置合わせ用のピン穴１３０を合わせるようにして、積層し、更に、図２の矢印のように圧力をかけ、この状態で、熱炉内（図示していない）で、所定の温度とし、易拡散性の金属を拡散させ、隣接する支持基材形成用薄板１１０同士を拡散接着するものである。
拡散接着のための加熱には、例えば、真空焼鈍炉、水素炉、電気炉等の熱炉を用いることができる。
本例においては、各支持基材形成用薄板１１０は、それぞれ、互いに同じ形状サイズで、メッシュ状に貫通穴１２０を配列して設けたもので、上記のように、各支持基材形成用薄板１１０を、位置合わせして重ね合わせて、拡散接着により積層、接着して、各支持基材形成用薄板１１０と同じ形状サイズで、メッシュ状に貫通穴領域を形成した支持基材（積層接着基材）１１０Ａ（図３（ａ）参照）を得る。

次いで、所定材質の充填材１６０で支持基材の貫通穴を埋める。（図３（ａ））
充填材１６０としては、後に行う機械研磨あるいは化学機械研磨（ＣＭＰ）に耐えるもので、且つ、後に行う充填材１６０の選択エッチングによる除去がし易いものが好ましい。
例えば、基材１１１をステンレス材とした場合には、銅を溶融した状態で貫通穴（図２１２０Ａ）を埋める。

次いで、公知の機械研磨あるいは化学機械研磨（ＣＭＰ）にて、両面を研磨して、両面を平坦化する。（図３（ｂ））
基材１１１の表面部も研磨され、平坦化される。
機械研磨、化学機械研磨（ＣＭＰ）にて、オーバーオールで１μｍ以下の平坦性の良いものとすることができる。
次いで、平坦化された一面上に、薄膜パタ−ン層形成用の薄膜層１７０を形成する。（図３（ｃ））
本例では、従来のフォトマスク製造用の設備をできるだけ利用できるように、薄膜層１７０として、厚さ０．１〜０．５μｍの、Ｃｒ単層あるいはＣｒ層を主層とする多層膜を形成する。
ＥＰＬ用、ＬＥＥＰＬＥ用としては薄膜層１７０の厚さを２０〜５００ｎｍ程度とする。
通常、スパッタリング等により薄膜層１７０は形成される。
次いで、選択エッチングにより、薄膜層１７０および支持基材１１０Ａを残し、支持基材１１０Ａの貫通穴１２０Ａを埋める充填材１６０を除去する。（図３（ｄ））
例えば、薄膜層１７０がＣｒ単層あるいはＣｒ層を主層とする多層膜で、充填材１６０が銅である場合、選択エッチングするためのエッチング液として硝酸セリウムアンモニウム水溶液を用い、浸漬エッチングにて充填材１６０を除去する。
次いで、フォトエッチング法により薄膜層１７０を加工して、薄膜パターンを、貫通穴１２０Ａ領域に形成する。（図３（ｅ））
通常のフォトマスクの製造工程で、薄膜層１７０上に感光性レジストを塗布し、電子線描画露光装置、あるいは光描画露光装置により、感光性レジストを選択露光し、現像し、所定形状のレジストパターンを薄膜層１７０上に形成し、該レジストパターンを耐エッチングマスクとして、薄膜層１７０をエッチングして、レジストパターン形状に対応した薄膜層パターンを形成する。
この後、レジストパターンを除去して、目的とする荷電粒子線用転写マスクを得る。
このようにして、荷電粒子線用転写マスクが製造される。

次に、本発明の荷電粒子線用転写マスクの製造方法の実施の形態例の第２の例を、図２に基づいて簡単に説明する。
第２の例は、第１の例において、支持基材形成用薄板（図１の１１０に相当）をセラミックとしたもので、例えば、日本セラテック社製のセラミックＰＦ−Ｚを用いた場合、支持基材（図３の１１０Ａに相当）の形成は、第１の例と同様、図２のように行い、拡散接着させて得ることができる。
支持基材形成用薄板（図１の１１０に相当）の加工は、セラミック薄板からなる加工素材を、サンドブラスト加工、あるいは、ウオータ・ジェット加工により穴あけ加工して得ることができる。
支持基材（図３の１１０Ａに相当）の形成後、第１の例と同様に図３（ａ）〜図３（ｅ）に示す工程を行い、荷電粒子線用転写マスクを得ることができる。

（変形例）
第１の例の変形例としては、銅、銀、金およびそれらの合金、あるいはアルミニウムやその合金等の易拡散性の金属自体を、図１における支持基材形成用薄板１１０とし、これを拡散接着により積層して支持基材（図３の１１０Ａに相当）を形成するものが挙げられる。
また別の変形例としては、第１の例の支持基材形成用薄板（ここでは、これを第２の支持基材形成用薄板と言っている）と上記変形例の支持基材形成用薄板（ここでは、これを第１の支持基材形成用薄板と言っている）とを、拡散接着により積層して支持基材（図３の１１０Ａに相当）を形成するものが挙げられる。

図１（ａ）〜図１（ｃ）は本発明の荷電粒子線用転写マスクの製造方法に用いられる支持基材形成用薄板の１例の図で、図１（ａ）はその表面図で、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ１−Ａ２における断面図で、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ３部を拡大して示した拡大断面図である。 支持基材形成用薄板の拡散接着による積層を説明するための図である。 図３（ａ）〜図３（ｅ）は、積層、接着後からの荷電粒子線用転写マスクの製造工程を示した図で、図３（ｅ）は本発明の荷電粒子線用転写マスクの１例の断面図である。 ＥＰＬ方式における露光を説明するための図である。 ＬＥＥＰＬ方式における露光を説明するための図である。

符号の説明

１１０ 支持基材形成用薄板
１１０Ａ 支持基材（積層接着基材とも言う）
１１１ 基材（エッチング加工素材）
１１５ 拡散し易い金属層（以下、易拡散性金属層とも言う）
１２０ 貫通穴（開口とも言う）
１２０Ａ （積層された場合の）貫通穴
１２５ ブリッジ
１２５Ａ （積層された場合の）ブリッジ
１３０ ピン穴
１３５ ピン
１５０、１５５ 固定用冶具
１６０ 充填材
１７０ 銅層
１７５ 開口
６１０ ＥＰＬマスク（ＥＰＬ方式用のステンシルマスク）
６１１ メンブラン（散乱体）
６１２ 開口部
６１３ 非開口部
６２０ 電子ビーム
６２１ 像形成電子
６２５ 散乱電子ビーム
６３０、６３５ 投影レンズ系
６４０ アパーチャ
６４１ 開口
６５０ ウエハ
６６０ レジスト
７１０ ＬＥＥＰＬマスク（ＬＥＥＰＬ方式用のステンシツマスク）
７１１ メンブラン（吸収体）
７１２ 開口部
７１３ 非開口部
７１５ 支持部
７２０ （スポット形状の）電子ビーム
７５０ ウエハ
７６０ レジスト

Claims (12)

1. 荷電粒子線を吸収するための吸収体あるいは荷電粒子線を散乱させるための散乱体からなる導電性の薄膜層（メンブラン）に転写すべきパターンを開口形成した薄膜パタ−ン層を支持基材で支持し、該支持基材の貫通穴領域に前記薄膜パタ−ン層の転写すべきパターンを配設したステンシルマスク構造の荷電粒子線用転写マスクを、製造するための荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、順に、（ａ）所定形状に貫通穴を設けた支持基材形成用薄板を、複数枚、積層、接着して、前記支持基材を形成する、支持基材形成工程と、（ｂ）所定材質の充填材で支持基材の貫通穴を埋める、貫通穴埋め込み工程と、（ｃ）支持基材の両面を研磨して平坦化する平坦化工程と、（ｄ）平坦化された一面上に、前記薄膜パタ−ン層形成用の薄膜層を形成する薄膜層形成工程と、（ｅ）選択エッチングにより、前記薄膜層および支持基材を残し、支持基材の貫通穴を埋める充填材を除去する、充填材除去工程と、（ｆ）フォトエッチング法により前記薄膜層を加工して、薄膜パターンを形成する、薄膜パターン形成工程とを、行うことを特徴とする荷電粒子線用転写マスクの製造方法。
2. 請求項１に記載の荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、支持基材形成用薄板の基材は、非磁性の金属からなり、支持基材形成工程における積層、接着は、拡散接着によるものであることを特徴とする荷電粒子線用転写マスクの製造方法。
3. 請求項２に記載の荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、支持基材形成工程は、拡散しやすい性質を有する金属の薄板からなる第１の支持基材形成用薄板、および／または拡散しやすい性質を有する金属を鍍金した金属薄板からなる第２の支持基材形成用薄板を、それぞれ、所定枚数、位置合わせして重ね合わせ、所定の加圧、加熱温度の下で、拡散接着させるものであることを特徴とする荷電粒子線用転写マスクの製造方法。
4. 請求項３に記載の荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、第１の支持基材形成用薄板および第２の支持基材形成用薄板は、それぞれ、貫通穴をエッチング形成したものであることを特徴とする荷電粒子線用転写マスクの製造方法。
5. 請求項３ないし４のいずれか１に記載の荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、第２の支持基材形成用薄板が、ステンレス板および／またはステンレス板の表面部に拡散しやすい性質を有する金属を鍍金したものであることを特徴とする荷電粒子線用転写マスクの製造方法。
6. 請求項２に記載の荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、支持基材形成用薄板の基材は、セラミックからなり、支持基材形成工程における積層、接着は、拡散接着によるものであることを特徴とする荷電粒子線用転写マスクの製造方法。
7. 請求項１ないし６のいずれか１に記載の荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、薄膜パタ−ン層形成用の薄膜層はＣｒ単層あるいはＣｒ層を主層とする多層膜であることを特徴とする荷電粒子線用転写マスクの製造方法。
8. 請求項１ないし７のいずれか１に記載の荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、充填材は銅であることを特徴とする荷電粒子線用転写マスクの製造方法。
9. 請求項１ないし８のいずれか１に記載の荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、支持基材形成工程における各支持基材形成用薄板は、それぞれ、互いに同じ形状サイズで、メッシュ状に貫通穴を配列して設けたもので、各支持基材形成用薄板を、位置合わせして重ね合わせて、積層、接着して、支持基材に、前記各支持基材形成用薄板と同じ形状サイズで、メッシュ状に貫通穴領域を形成することを特徴とする荷電粒子線用転写マスクの製造方法。
10. 請求項１ないし９のいずれか１に記載の荷電粒子線用転写マスクの製造方法であって、電子投影リソグラフィーＥＰＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ- ｂｅａｍ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）方式用であることを特徴とする荷電粒子線用転写マスクの製造方法。
11. 荷電粒子線を吸収するための吸収体あるいは荷電粒子線を散乱させるための散乱体からなる導電性の薄膜層（メンブラン）に転写すべきパターンを開口形成した薄膜パタ−ン層を支持基材で支持し、該支持基材の貫通穴領域に前記薄膜パタ−ン層の転写すべきパターンを配設したステンシルマスク構造の荷電粒子線用転写マスクであって、前記支持基材は、所定形状に貫通穴を設けた支持基材形成用薄板が、複数枚、積層、接着されてなり、請求項１ないし１０のいずれか１に記載の荷電粒子線用転写マスクの製造方法により作製されたものであることを特徴とする荷電粒子線用転写マスク。
12. 請求項１１に記載の荷電粒子線用転写マスクであって、電子投影リソグラフィーＥＰＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ- ｂｅａｍ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）方式用の荷電粒子線用転写マスクであることを特徴とする荷電粒子線用転写マスク。
    

Images