JP3556626B2

JP3556626B2 - パターン転写用マスク、パターン転写用マスクの製造方法、パターン形成方法及び半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP3556626B2
Application number: JP2001257743A
Authority: JP
Inventors: 勲志水; 拓森澤
Original assignee: 株式会社半導体先端テクノロジーズ
Priority date: 2001-08-28
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2021-08-28
Also published as: JP2003068621A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パターン転写用マスク、パターン転写用マスクの製造方法、パターン形成方法及び半導体装置の製造方法に関し、特に、電子線投影露光法により微細パターンの転写を行う際に用いるパターン転写用マスク並びにその製造方法及びこのマスクを用いたパターン形成方法並びに半導体装置の製造方法に適用して好適である。
【０００２】
【従来の技術】
従来から半導体集積回路の製造においては、マスクを用いた光による転写技術が主流として用いられてきた。これはマスクによる転写が非常にスループットが高く、量産性に富んでいるためである。
【０００３】
一方、電子線露光技術は、その高い解像性から次世代の露光技術として注目を集めている。電子線露光技術では光の波長が微細化の妨げとならないため、ステッパーによる露光と比較してより高解像度の露光を行うことが可能である。
【０００４】
電子線露光技術に用いられる露光装置として、ＥＢ（ＥｌｅｃｔｒｏｎＢｅａｍ）露光装置が知られている。ＥＢ露光装置で使用されるシリコンのステンシルマスクは、可変矩形用と部分一括露光用とに大別される。より加工が複雑なパターンを有する部分一括露光用のステンシルマスクを例に挙げると、ウェーハ上に露光されるパターンはステンシルマスク上のパターンの１／２５〜１／１００倍程度である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現在、電子線露光技術に用いられるステンシルマスクは、電子線の透過領域に開孔を形成することによってマスクパターンを構成しているため、開孔内にパーティクル（ゴミ等の微粒子）やコンタミネーションが付着するとウェーハ上に転写されるパターン形状の精度が劣化するという問題が生じる。
【０００６】
これらのパーティクルは、露光装置外においては主としてハンドリングの際にステンシルマスク表面に付着する。また、露光装置へステンシルマスクを装着した後においても露光装置内でパーティクルが付着するという問題がある。これは、露光を行う毎に被露光対象であるウェーハからのコンタミネーションの発生によりアウトガスだけでなくゴミ等のパーティクルも発生するためである。
【０００７】
ハンドリングの際に付着したパーティクルを洗浄等により除去する場合、特にシリコン等の材料からなるステンシルマスクへのパーティクルの密着性は比較的高いため、洗浄したとしても完全に除去することは難しく、特に、開孔内にパーティクルが付着してしまった場合には、これを除去することは非常に困難であった。
【０００８】
特に、近年注目を集めているＥＰＬ（ＥｌｅｃｔｒｏｎＢｅａｍＰｒｏｊｅｃｔｉｏｎＬｉｔｈｏｇｒａｐｈ）装置においては、マスク上に１チップに用いられるパターンの全てを形成しているため、ウェーハ上に露光されるパターンはステンシルマスク上のパターンの１／４倍と小さい。更に、電子線露光技術におけるスループットを光露光装置のステッパーの場合に少しでも近づけるためには倍率の小さいステンシルマスクは有効であるが、このような更に小さな倍率のステンシルマスクにおいては、マスクパターンに付着したパーティクルがウェーハ上のパターン形状に及ぼす影響がますます大きくなる。更に、従来の部分一括露光用ＥＢ描画装置においても、スループットの向上を目的として、より複雑な部分一括パターンを一枚のステンシルマスクに数多く形成する必要が生じている。従って、部分一括法においてもマスクに付着したパーティクルによって基板上のパターン精度が劣化することが懸念される。
【０００９】
この発明は上述のような問題を解決するためになされたものであり、この発明の第１の目的は、荷電粒子線を透過させるパターン転写用マスクにパーティクルが付着することを抑止して、精度の高いパターニングを行うことにある。
【００１０】
また、第２の目的は、パターン転写用マスクの耐汚染性を高めてハンドリング性を向上させるとともに、マスクの長寿命化を達成することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明のパターン転写用マスクは、荷電粒子線を透過させる領域に１又は複数の開孔が形成され、前記開孔以外の領域における前記荷電粒子線の透過を遮断して、前記荷電粒子線を選択的に被露光対象に照射するためのマスクであって、前記開孔の少なくとも一部の領域を含む所定箇所に、前記開孔の内壁とその近傍のみを覆うように保護膜が形成されているものである。
【００１３】
また、前記保護膜が前記開孔の少なくとも一部の領域の全域に埋め込まれているものである。
【００１４】
また、前記荷電粒子線を透過させる領域と、前記荷電粒子線を散乱させる領域とを備え、前記荷電粒子線を散乱させる領域に対する前記荷電粒子線を透過させる領域のエネルギー透過率の比が２以上である。これにより、コントラストよくウェーハ上のレジスト膜にパターンの転写が可能である。
【００１５】
また、この発明のパターン転写用マスクは、荷電粒子線を透過させる開孔と荷電粒子線を散乱させて遮断する領域とを備え、前記開孔の少なくとも一部が前記荷電粒子線を遮断する領域よりもエネルギー透過率の高い膜で埋め込まれているものである。
【００１６】
また、前記荷電粒子線を透過させる領域の周辺を覆うように導電性薄膜が形成されているものである。
【００１７】
また、この発明のパターン転写用マスクの製造方法は、パターン転写用マスクの材料となる基板に１又は複数の開孔を形成して、当該開孔からなる所定のパターンを形成する第１の工程と、前記開孔の少なくとも一部の領域を含む所定箇所に、前記開孔の内壁とその近傍のみを覆うように保護膜を形成する第２の工程とを有するものである。
【００１９】
また、前記第２の工程において、前記開孔の少なくとも一部の領域の全域を埋め込むように前記保護膜を形成するものである。
【００２０】
また、前記第２の工程の前に、前記基板に所定の表面処理を行うものである。
【００２１】
また、この発明のパターン形成方法は、荷電粒子線を透過させる領域が保護膜で覆われたパターン転写用マスクを用いて被露光対象上にパターン形成を行う方法であって、前記パターン転写用マスクを露光装置内に装着するステップと、前記パターン転写用マスクにプラズマを照射して前記保護膜を除去するステップと、前記パターン転写用マスクに荷電粒子線を選択的に透過させて、前記被露光対象に荷電粒子線を照射するステップとを有するものである。
【００２２】
また、前記パターン転写用マスクを露光装置内に装着した後、前記被露光対象への露光を行う前に前記プラズマを照射するものである。
【００２３】
また、この発明の半導体装置の製造方法は、上記のパターン転写用マスクを用いて半導体装置を製造するものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明の実施の形態に係るステンシルマスク（パターン転写用マスク）３を備えた電子線投影露光装置、例えばＥＢ露光装置又はＥＰＬ装置を用いて、電子線投影リソグラフィ技術によってシリコンウェーハ等の基板１に電子線を照射している状態を示す概略斜視図である。
【００２５】
図１に示すように、電子銃から照射される電子線は第１成形アパーチャ２を透過してステンシルマスク３に照射される。ステンシルマスク３には基板１上に形成する回路パターンが露光領域４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ・・・ごとに分割して形成されている。基板１上の１チップのパターンは、これらの露光領域４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ・・・を順次透過させた電子線をサブフィールドイメージとして基板１上の所定の位置に照射することによってパターン形成される。図１において、半導体基板１０上に示した格子状の線は、サブフィールドに対応した仮想線を示している。
【００２６】
図２は、図１に示す露光領域４ｂの周辺を詳細に示す断面図であって、図１に示す一点鎖線Ｉ−Ｉ’に沿った断面に対応した図である。ここで、図２は図１に示すステンシルマスク３の状態を上下逆向きにして示したものである。また、図３は図２の斜め上側からステンシルマスク３を俯瞰した状態を示す斜視図である。図２に示すように、ステンシルマスク３は薄膜部３ａ、及び薄膜部３ａから突出した梁部３ｂ（図１において不図示）を有して構成されている。梁部３ｂは、各露光領域４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ・・・の間に格子状に形成されている。
【００２７】
図２及び図３に示すように、露光領域４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ・・・には開孔５からなる所定形状のパターンが形成されている。この開孔５からなるパターンは薄膜部３ａをエッチングして形成したものであり、図３においてはゲートパターンを例示している。ゲートパターン以外にも様々なパターンを形成することができ、また、ステンシルマスク３上のパターンの基板１上での倍率に応じてパターン密度も異なる。電子銃から照射された電子線は、開孔５を透過して基板１へ照射される。開孔５以外の領域に照射された電子は散乱するため、基板１上に到達する電子線量は開孔５に照射された電子線に比して小さい。従って、開孔５を透過した電子線と散乱した電子線のコントラスト差により、基板１上で開孔５のパターンに倣ったパターニングが行われる。なお、薄膜部３ａの膜厚が十分厚い場合には、開孔５以外の領域に照射された電子線の殆どは散乱して基板１上には到達しない。
【００２８】
図２及び図３に示すように、開孔５の側壁面を含むステンシルマスク３の表裏面には、電子線透過率の高い保護膜（ぺリクル膜）６が形成されている。保護膜６は、例えば有機系材料（アルカン系材料等）からなる膜、又は無機系材料（ＳｉＯ系の材料等）からなる膜であって、パーティクルとの密着性が低い膜である。保護膜６は、ＣＶＤ法、塗布、コーティング等の方法によってステンシルマスク３の表裏面に形成される。
【００２９】
このように、ステンシルマスク３の表面にパーティクルとの密着性の低い保護膜６を形成することによって、ハンドリングの際にステンシルマスク３にパーティクルが付着してしまうことを最小限に抑えることができる。また、露光装置に装着する前にステンシルマスク３を洗浄することにより、保護膜６上にパーティクルが残存していても確実に除去することができる。特に、保護膜６としてテフロン系の膜を使用した場合には、パーティクルとの密着性が非常に小さいため、パーティクル付着量を最小限に抑えることができ、また、洗浄によって確実に除去することが可能となる。
【００３０】
特に、開孔５内にパーティクルが残存している場合には、露光時にこれが障害となって基板１に形成されるパターン形状が劣化してしまうが、本実施の形態のように開孔５内に保護膜６を形成することによって、開孔５内にパーティクルが付着することを抑止できる。従って、ステンシルマスク３がパーティクル等により汚染されてしまうことを抑え、ハンドリング性を向上させることが可能となる。
【００３１】
また、開孔５内に付着したパーティクルに起因してパターン寸法精度が劣化することを最小限に抑えることができるため、基板１上に高精度にパターンを形成することが可能となる。これにより、露光処理におけるスループットを向上させることができる。更に、開孔５を含むステンシルマスク３上を保護膜６で保護することにより、ステンシルマスク３の基体が薬液等によって侵されることを抑止できるとともに、機械的強度を高めることが可能となる。これにより、ステンシルマスク３の長寿命化を達成することも可能となる。
【００３２】
また、ステンシルマスク３の表面にパーティクルが残存していた場合であっても、露光装置に装着後、露光装置のプラズマ発生手段（保護膜除去手段）においてＯ_２プラズマ等のプラズマを発生させることにより、保護膜６とともにパーティクルをステンシルマスク３上から除去することが可能である。この場合には、保護膜６として有機系材料の膜を用いるとともに、エッチャントとしてＯ_２系、ＣＦ系のガスを用いるのが好適である。これにより、パーティクルの発生を最小限に抑えた状態で露光装置内で保護膜６を除去することができる。
【００３３】
露光装置内で保護膜６を除去する場合、露光装置に装着した後、１回目の露光を行う前にプラズマを発生させることにより、主としてハンドリング時に付着したパーティクルを除去することができる。
【００３４】
また、露光に応じたコンタミネーション等により基板１から発生するパーテーィクル汚染に対しては、露光装置にステンシルマスク３を装着した後、パーティクルの付着量に応じてプラズマを発生させるようにする。この際、パーティクルの付着量を検出してパーティクルが所定量を超えた時点でプラズマを発生させて保護膜６を除去しても良いし、所定回数の露光後又は所定時間の経過後にプラズマを発生させて保護膜６を除去することもできる。これにより、露光装置内でのパーティクル汚染の度合いに応じてステンシルマスク３をクリーニングすることが可能となる。
【００３５】
図４は開孔５の近傍のみに保護膜６を形成した例を示す概略断面図である。開孔５以外の領域にパーティクルが付着した場合の基板１上での転写パターン形状に与える影響は、パーティクルが開孔５内に付着した場合に比べて小さい。従って、図４に示すように開孔５の近傍のみに保護膜を形成した場合であってもパーティクルの付着によるパターンの形状劣化を抑止することができる。
【００３６】
なお、開孔５の周辺を覆うように更に導電性薄膜を形成することにより、図２〜図４に示した構造において蓄積電荷の影響を最小限に抑えることができる。
【００３７】
以上説明したように、この発明の実施の形態１によれば、基板１への転写パターンとなる開孔５を含む領域にパーティクルとの密着性の低い保護膜６を形成したことにより、開孔５内に付着するパーティクルを最小限に抑えることができる。また、パーティクルが付着した場合であっても、ステンシルマスク３を露光装置に装着する前に洗浄することにより容易に除去することが可能となる。更に、露光装置にステンシルマスク３を装着した後に露光装置内でプラズマを発生させることにより、付着したパーティクルを保護膜６とともに除去することが可能となる。
【００３８】
これにより、ステンシルマスク３がパーティクルによって汚染されることを抑えることができ、ステンシルマスク３のハンドリングを向上させることが可能となる。また、パーティクルの付着を最小限に抑えることにより、基板１上でのパターン形成を高い精度で実現することができ、露光処理工程におけるスループットを向上させることが可能となる。更に、形成したパターンの再検査等の工程を低減できるため、半導体装置の製造コストを低減することができる。
【００３９】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２について説明する。図５は実施の形態２のステンシルマスク３を示す概略断面図であって、図２と同様に図１に示す一点鎖線Ｉ−Ｉ’に沿った断面を示している。
【００４０】
実施の形態２は、保護膜６として電子線の透過率の高い膜を用い、開孔５を埋めるように保護膜６を形成したものである。保護膜６によって開孔５を充填することにより、開孔５内にパーティクルが付着してしまうことを確実に抑止できる。
【００４１】
この場合、保護膜６としてフッ素（Ｆ）を含有した樹脂剤を用いることが望ましい。フッ素の含有は、樹脂剤の基体内に含有させる場合と側鎖に結合させる場合がある。フッ素を含有した保護膜６はマスクのパターン部よりも透過性が高いため、開孔５を充填した場合であっても開孔５に電子線を透過させることができる。従って、開孔５の領域とそれ以外の電子線を散乱させる領域との間において、基板１上でのパターン形成が可能となるレベルの荷電粒子線のエネルギー透過率の比を確保することができる。ここで、本発明者らは、開孔５における荷電粒子線のエネルギー透過率が開孔５以外の領域のエネルギー透過率に対して２倍以上であれば、基板１上にパターン（１００ｎｍ幅）形成を行うことが可能であることを確認した。なお、パターン形成の可否はレジスト膜の特性等の他のパラメータにも依存するが、開孔５の領域を透過した電子線と開孔５以外の領域で散乱せずに透過した電子線のコントラストに差が発生すれば、すなわち両領域のエネルギー透過率が異なればパターン形成は可能である。従って、電子線を散乱させる領域よりも電子線が透過する割合の高い膜で開孔５を覆うことにより、基板１上でのパターン形成が可能である。
【００４２】
また、開孔５を保護膜６で充填する場合には、開孔５内における保護膜６の膜厚を十分に薄くすることが望ましい。これにより、開孔５内を充填する保護膜６における荷電粒子線のエネルギー透過率を十分に高くすることができる。従って、基板１上に確実にパターン形成を行うことが可能となる。
【００４３】
以上説明したように、この発明の実施の形態２によれば、開孔５を充填するように保護膜６を形成したことにより、開孔５内にパーティクルが付着してしまうことを確実に抑止することができる。これにより、パーティクルが基板１上に転写されるパターンの形状がパーティクルによって劣化してしまうことを抑止でき、高い精度でパターニングを行うことが可能となる。また、開孔５以外の領域に対する開孔５の領域の荷電粒子線の透過率を２倍以上とすることにより、開孔５とそれ以外の領域間でパターン形成に必要な荷電粒子線量のコントラスト差を生じさせることができる。特に、開孔５のエネルギー透過率をそれ以外の領域のエネルギー透過率の２倍以上確保することにより、基板１上に高い精度でパターニングを行うことが可能となる。
【００４４】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３は上述した各実施の形態におけるステンシルマスク３の製造方法である。最初に、図７、図８及び図９の工程図に基づいて、実施の形態２のステンシルマスク３の製造方法を説明する。先ず、図７（ａ）に示すように、支持体となるシリコン基板１１、エッチングストッパーとしてのシリコン酸化膜１２及びパターン形成膜としてのシリコン薄膜１３から構成されるステンシルマスク３の基体となる積層基板は、シリコンウェーハ貼り合わせ技術等により形成する。
【００４５】
次に、図７（ｂ）に示すように、支持体となるシリコン基板１１をエッチングして、梁部３ｂを形成する。その後、シリコン薄膜１３をエッチングして、シリコン薄膜１３に所定のパターンを形成する。これにより、図７（ｃ）に示すようにシリコン酸化膜１２上に開孔５が形成される。なお、図７（ｃ）の状態では開孔５の下部にエッチングストッパーとしてのシリコン酸化膜１２が残存しているため、開孔５は貫通していない。
【００４６】
なお、梁部３ｂを形成する前にシリコン薄膜１３にパターン形成を行っても良い。この場合には、図７（ａ）の工程後、図７（ｄ）に示すように先にシリコン薄膜１３をエッチングして開孔５を形成し、その後、シリコン基板１１をエッチングして梁部３ｂを形成することにより図７（ｃ）に示す構造を完成させる。開孔５及び梁部３ｂを形成する際には、シリコン酸化膜１２がエッチングストッパーとして機能するため、シリコン酸化膜１２とシリコン基板１１又はシリコン薄膜１３との選択比を利用して精度良くエッチングを行うことができる。ここで言うエッチングとは、異方性を含む化学エッチング及びドライエッチングを指す。
【００４７】
次に、図８及び図９に基づいて、図７（ｃ）に示す状態から開孔５内を含む領域に保護膜６を形成する方法について説明する。先ず、図８（ａ）に示すように、シリコン酸化膜１２をストッパー膜として開孔５の側壁及びシリコン薄膜１３上を覆うように保護膜６ａを形成する。保護膜６の形成はＣＶＤ法、塗布、コーティング等の方法により行う。
【００４８】
次に、図８（ｂ）に示すように、シリコン基板１１側から梁部３ｂの間のシリコン酸化膜１２を除去する。次に、図８（ｃ）に示すように、シリコン基板１１側から保護膜６ｂを塗布等の方法により形成する。これにより、開孔５において保護膜６ａと保護膜６ｂが接続され、一体の保護膜６となる。なお、保護膜６ｂの形成もＣＶＤ法、塗布、コーティング等の方法により行うことができるが、図８（ｃ）に示す工程では保護膜６ｂを梁部３ｂの間に形成するため、ＣＶＤ法により形成するのが好適である。
【００４９】
なお、塗布工程により保護膜６を形成する場合には、予めステンシルマスク３にヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ：ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）による表面処理を例えば温度１００℃、時間６０秒程度行うことが望ましい。これにより、保護膜６をムラなく塗布することができ、保護膜６とシリコン基板１１，１３との密着性を高めることができる。
【００５０】
図９（ａ）〜図９（ｃ）は、実施の形態１のステンシルマスク３の製造方法において、保護膜６を形成する他の方法を示している。この方法では、先にシリコン基板１１側から保護膜６ｂを形成するようにしている。先ず、図９（ａ）に示すように、図７（ｃ）に示す状態からシリコン酸化膜１２を除去する。次に、図９（ｂ）に示すように、保護膜６ｂをシリコン基板１１側から形成する。保護膜６ｂの形成はＣＶＤ法又は塗布法により行い、開孔５内においては保護膜６ｂが開孔５の側壁を覆うように形成する。その後、保護膜６ａをシリコン薄膜１３側から形成することにより、シリコン基板１１、シリコン薄膜１３の表面及び開孔５の側壁を保護膜６ａ，６ｂで覆う。これにより、実施の形態１のステンシルマスク３の構造が完成する。図８に示す方法と図９に示す製造方法は、加工上の歪等を考慮して適宜選択することができる。そして、図８及び図９に示す２種類の製造方法により、表側又は裏側から形成した保護膜６で開孔５の側面を覆った２種類の構造を得ることができる。
【００５１】
次に、図１０及び図１１に基づいて実施の形態２に係るステンシルマスク３の製造方法について説明する。図７（ｃ）までの工程は実施の形態１のステンシルマスク３の製造方法と同様である。なお、以下の図１０、図１１では、図８、図９の場合と異なり、シリコン薄膜１３に複数のスリットからなる開孔５を形成した例を示す。
【００５２】
先ず、図１０（ａ）に示すように、図７（ｃ）に示す状態から、シリコン酸化膜１２をストッパー膜として開孔５内及びシリコン薄膜１３上に保護膜６ａを形成する。これにより、スリットの開孔５が保護膜６ａによって充填される。次に、図１０（ｂ）に示すように、シリコン基板１１側から梁部３ｂ間のシリコン酸化膜１２を除去する。次に、図１０（ｃ）に示すように、シリコン基板１１側から保護膜６ｂを塗布等の方法により形成する。これにより、開孔５において保護膜６ａと保護膜６ｂが接続され、一体の保護膜６となる。図１０に示す方法によれば、保護膜６ｂよりも先に保護膜６ａを形成して開孔５を充填するため、特に保護膜６ａの表面の平坦性を高めることができる。
【００５３】
図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、実施の形態２のステンシルマスク３の製造方法において、保護膜６を形成する他の方法を示している。この方法は、先にシリコン基板１１側から保護膜６ｂを形成するようにしている。先ず、図１１（ａ）に示すように、図７（ｃ）に示す状態からシリコン酸化膜１２を除去する。次に、図１１（ｂ）に示すように、保護膜６ｂをシリコン基板１１側から塗布して開孔５を充填する。その後、保護膜６ａをシリコン薄膜１３側から形成する。これにより、開孔５において保護膜６ａと保護膜６ｂが接続され、一体の保護膜６となる。図１１の方法によれば、シリコン酸化膜１２を除去した後に保護膜６ｂが開孔５内に埋め込まれるため、開孔５内に気泡等が残ることを抑止できる。
【００５４】
以上説明したように、この発明の実施の形態３によれば、ステンシルマスク３の基体となるシリコン基板１１、シリコン酸化膜１２及びシリコン薄膜１３を貫通する開孔５を形成した後、一方の面に保護膜６ａを形成し、その後、他方の面に保護膜６ｂを形成することにより、開孔５において保護膜６ａ及び保護膜６ｂを接続することができる。これにより、開孔５内及び表裏面が保護膜６ａ，６ｂで覆われたステンシルマスク３を形成することができる。
【００５５】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００５６】
パターン転写用マスクの荷電粒子線を透過させる領域をパーティクルとの密着性の低い保護膜で覆うことにより、マスクパターンの領域へのパーティクルの付着を最小限に抑えることができる。これにより、被露光対象上でのパターン形成を高い精度で実現することができ、露光処理工程におけるスループットを向上させることが可能となる。
【００５７】
荷電粒子線を透過させる領域に形成された開孔の内壁を覆うように保護膜を形成することにより、特にパーティクルの除去が困難な開孔のマスクパターン部にパーティクルが付着してしまうことを防止できる。
【００５８】
荷電粒子線を透過させる領域に形成された開孔を充填するように保護膜を形成することにより、特にパーティクルの除去が困難な開孔のマスクパターン部にパーティクルが付着してしまうことを抑止できる。
【００５９】
荷電粒子線を散乱させる領域に対する荷電粒子線を透過させる領域のエネルギー透過率の比を２以上とすることにより、荷電粒子線を透過させる領域に保護膜を形成しても、被露光対象上で荷電粒子線のコントラスト差を生じさせることができ、被露光対象上で確実にパターン形成を行うことができる。
【００６０】
パターン転写用マスクを露光装置に装着した後にプラズマを照射することにより、露光装置内で保護膜を除去することが可能となる。これにより、露光毎のコンタミネーションによりパーティクル汚染が生じても、パーティクルを保護膜とともにマスク上から除去することができる。この場合、保護膜を有機系材料の膜とすることにより、パーティクルの発生を最小限に抑えた状態で保護膜を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係るステンシルマスクを用いて、基板に電子線を照射している状態を示す概略斜視図である。
【図２】図１の露光領域の周辺を詳細に示す概略断面図である。
【図３】図２の上側からステンシルマスクを俯瞰した状態を示す概略斜視図である。
【図４】開孔の近傍のみに保護膜を形成した例を示す概略断面図である。
【図５】実施の形態２のステンシルマスクを示す概略断面図である。
【図６】図５の上側からステンシルマスクを俯瞰した状態を示す概略斜視図である。
【図７】ステンシルマスクの製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図８】図７に続いて実施の形態１に係るステンシルマスクの製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図９】実施の形態１に係るステンシルマスクの別の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図１０】図７に続いて、実施の形態２に係るステンシルマスクの製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図１１】実施の形態２に係るステンシルマスクの別の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【符号の説明】
１基板、２第１成形アパーチャ、３ステンシルマスク、３ａ薄膜部、３ｂ梁部、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ露光領域、５開孔、６，６ａ，６ｂ保護膜、１１シリコン基板、１２シリコン酸化膜、１３シリコン薄膜。

Claims

荷電粒子線を透過させる領域に１又は複数の開孔が形成され、前記開孔以外の領域における前記荷電粒子線の透過を遮断して、前記荷電粒子線を選択的に被露光対象に照射するためのマスクであって、
前記開孔の少なくとも一部の領域を含む所定箇所に、前記開孔の内壁とその近傍のみを覆うように保護膜が形成されていることを特徴とするパターン転写用マスク。
前記保護膜が前記開孔の少なくとも一部の領域の全域に埋め込まれていることを特徴とする請求項１記載のパターン転写用マスク。
前記荷電粒子線を透過させる領域と、前記荷電粒子線を散乱させる領域とを備え、前記荷電粒子線を散乱させる領域に対する前記荷電粒子線を透過させる領域のエネルギー透過率の比が２以上であることを特徴とする請求項１又は２記載のパターン転写用マスク。
荷電粒子線を透過させる開孔と荷電粒子線を散乱させて遮断する領域とを備え、前記開孔の少なくとも一部が前記荷電粒子線を遮断する領域よりもエネルギー透過率の高い膜で埋め込まれていることを特徴とするパターン転写用マスク。
前記荷電粒子線を透過させる領域の周辺を覆うように導電性薄膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のパターン転写用マスク。
パターン転写用マスクの材料となる基板に１又は複数の開孔を形成して、当該開孔からなる所定のパターンを形成する第１の工程と、
前記開孔の少なくとも一部の領域を含む所定箇所に、前記開孔の内壁とその近傍のみを覆うように保護膜を形成する第２の工程とを有することを特徴とするパターン転写用マスクの製造方法。
前記第２の工程において、前記開孔の少なくとも一部の領域の全域を埋め込むように前記保護膜を形成することを特徴とする請求項６記載のパターン転写用マスクの製造方法。
前記第２の工程の前に、前記基板に所定の表面処理を行うことを特徴とする請求項６又は７記載のパターン転写用マスクの製造方法。
荷電粒子線を透過させる領域が保護膜で覆われたパターン転写用マスクを用いて被露光対象上にパターン形成を行う方法であって、
前記パターン転写用マスクを露光装置内に装着するステップと、
前記パターン転写用マスクにプラズマを照射して前記保護膜を除去するステップと、
前記パターン転写用マスクに荷電粒子線を選択的に透過させて、前記被露光対象に荷電粒子線を照射するステップとを有することを特徴とするパターン形成方法。
前記パターン転写用マスクを露光装置内に装着した後、前記被露光対象への露光を行う前に前記プラズマを照射することを特徴とする請求項９記載のパターン形成方法。
請求項１〜５のいずれかに記載のパターン転写用マスクを用いて半導体装置を製造することを特徴とする半導体装置の製造方法。