JPH09281692A

JPH09281692A - 電子線転写装置用レチクル

Info

Publication number: JPH09281692A
Application number: JP8676196A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Nakasuji; 護中筋
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-04-09
Filing date: 1996-04-09
Publication date: 1997-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】機械的強度の高い電子線転写装置用レチクル
の提供。【解決手段】電子線を散乱する散乱体パターン４を、
厚さ４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下または水素含有率が５
％以上２５％以下の水素添加アモルファス炭素膜３上に
形成することによって、レチクル１の機械的強度が増加
する。また、水素添加アモルファス炭素膜３と桟２との
間にＣｒまたはＴｉから成るコーティング層５を形成し
て水素添加アモルファス炭素膜３と桟２との付着強度を
高めるようにしても良く、さらに、散乱体パターン４を
平均原子番号が２２以上４２以下の材料で形成して散乱
体パターン４を厚くすることにより、電子線照射時のレ
チクル温度上昇を抑えるようにしても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子線転写装置用
レチクルに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子線転写装置のレチクルとして、マス
クメンブレン材料にＢｅ，ダイヤモンド，ＳｉＣ，Ｓ
ｉ，ＳｉＯ₂，Ｓｉ₄Ｎ₅等を用いる例が特開平３−１０
１２１４号公報に開示されている。このメンブレンには
電子線を散乱するＡｕやＷからなるマスクパターンが形
成され、そのパターンが電子線転写装置によってウエハ
上に転写される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】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、ダ
イヤモンド，ＳｉＣ，Ｓｉ，ＳｉＯ₂，Ｓｉ₄Ｎ₅等では
電子線の平均自由行程が比較的短いため、電子線に対し
て所定の透過率を得るためにはメンブレンの厚さを極端
に薄くしなければならず（１０ｎｍ程度）、マスクパタ
ーンの支持材として十分な強度が得られないという欠点
がある。

【０００４】ところで、Ｘ線リソグラフィのマスクに用
いられる水素添加アモルファス炭素から成るフィルムが
特開昭５９−９９２１号公報に開示されているが、電子
線転写装置のレチクル用に用いるためには、Ｘ線と電子
線との物理的特性の相違を考慮するとそのまま転用する
ことはできない。

【０００５】本発明の目的は、電子線透過率が高くかつ
機械的強度の高い電子線転写装置用レチクルを提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

（１）発明の実施の形態を示す図１に対応付けて説明す
ると、請求項１の発明は、電子線を散乱する散乱体４を
支持膜３に形成して成る電子線転写装置用レチクル１に
適用され、支持膜３を厚さ４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下
の水素添加アモルファス炭素で形成したことによって上
述の目的を達成する。（２）請求項２の発明は、電子線を散乱する散乱体４を
支持膜３に形成して成る電子線転写装置用レチクル１に
適用され、支持膜３を水素含有率が５％以上２５％以下
の水素添加アモルファス炭素で形成したことによって上
述の目的を達成する。（３）請求項３の発明は、請求項１または２に記載のレ
チクル１において、支持膜３を補強する補強層２と、支
持膜３と補強層２との間に形成され、ＣｒまたはＴｉか
ら成る付着層５とを備える。（４）請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記
載のレチクル１において、散乱体４を平均原子番号が２
２以上４２以下の材料で形成した。

【０００７】（１）請求項１の発明では、支持膜３を厚
さ４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の水素添加アモルファス
炭素で形成したことにより支持膜３の機械的強度と電子
線透過率とが所望の値に設定できる。（２）請求項２の発明では、支持膜３を水素含有率が５
％以上２５％以下の水素添加アモルファス炭素で形成し
たことにより支持膜３の機械的強度と電子線透過率とが
所望の値に設定できる。（３）請求項３の発明では、付着５によって支持膜３と
補強層２との付着力が増す。（４）請求項４の発明では、散乱体４の厚さが厚くさ
れ、熱伝導率が向上する。

【０００８】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図３を参照して本発
明の実施の形態を説明する。図１は本発明による電子線
転写装置用レチクルを示す図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。レチクル１には１チップ
分のパターンが複数の副視野１ａに分割されて形成され
ている。図１（ｂ）は副視野１ａの断面図であり、各副
視野１ａはＳｉ単結晶の垂直な桟２によって相互に分離
されている。３は水素添加アモルファス炭素膜（支持
膜）であり、Ｃｒからなる散乱体パターン４が形成され
ている。５はアモルファス炭素膜３とＳｉ単結晶の桟２
との付着性を良くするために形成されたＴｉまたはＣｒ
のコーティング層である。

【００１０】次に、図１に示したレチクルの製造方法を
図２を用いて説明する。先ず、基板表面が（１，０，
０）面となるようにＳｉ単結晶製造時の引上げ方向と平
行な方向でＳｉ単結晶をスライスした後、その基板を両
面研磨する。このＳｉ基板の片面に、図２（ａ）に示す
ようにスパッタによってＴｉのコーティング層５を５０
ｎｍの厚さに形成する。次いで、図２（ｂ）の工程で
は、水素とアルゴンとの混合ガス中で基板を１００℃よ
り低い温度に加熱しながら、コーティング層５上に厚さ
５０ｎｍのアモルファス炭素膜３をスパッタにより形成
する。図２（ｃ）の工程では、先ず、アモルファス炭素
膜３の上に厚さ１００ｎｍのＣｒ層をスパッタにより形
成する。次に、Ｃｒ層に電子線レジストをスピンコート
し、電子線描画装置でパターン形成した後レジストを現
像してマスク６を形成する。

【００１１】図２（ｄ）に示す工程では、マスク６を用
いてＣｒ層をエッチングすることにより散乱体パターン
４を形成する。図２（ｅ）の工程では、副視野１ａに相
当する部分のＳｉ基板をＫＯＨを用いた異方性エッチン
グにより除去して桟２を形成し、さらに、Ｓｉ基板が除
去された部分のコーティング層５をエッチングにより除
去する。なお、副視野１ａの図示上下両側の角度は５４
度で図１（ａ）のような形状にエッチングされるため、
副視野１ａ間の図示上下方向の間隔はこれを考慮して大
きめに設計されている。

【００１２】上述したように、水素とアルゴンの混合ガ
ス雰囲気中でアモルファス炭素膜３を形成すると、アモ
ルファス炭素膜３に水素が含まれるようになる。そのと
きの水素含有率は膜形成時の基板温度に依存し、基板温
度が高くなるほど含有率が小さくなる。アモルファス炭
素膜３に水素が添加されると、アモルファス炭素膜３の
平均原子番号は炭素の原子番号６と水素の原子番号１と
の間の値になる。例えば、水素の含有率を適当に調整し
て平均原子番号をＢｅの原子番号である４に近付けるこ
とができる。その場合、レチクル１に照射される電子線
の加速電圧を１００ｋＶとしたとき、アモルファス炭素
膜３内での電子の平均自由行程はＢｅ内での平均自由行
程（＝１８２３オングストローム）程度となる。そのた
め、アモルファス炭素膜３の厚みを平均自由行程の半分
程度以下、すなわち１０００オングストローム程度以下
にすればアモルファス炭素膜３に入射した電子線はほと
んど散乱されることなく透過し、その際のエネルギー損
失ΔＥも小さくなる。

【００１３】ところで、レチクル１に電子線を照射する
とレチクル１の温度が上昇し、アモルファス炭素膜３の
熱膨張により散乱体４のパターン位置が照射前の位置か
らずれるため、ウエハ上の転写像も設計値からずれると
いう現象が生ずる。また、電子線がアモルファス炭素膜
３を通過する際にエネルギー損失ΔＥが生じるために、
転写像のぼけ等が生じる。そのため、上述した位置ずれ
およびエネルギー損失ΔＥが許容値以内に納まるように
膜厚および水素含有率を設定する必要がある。ここで、
レチクル１上の１ｍｍ角領域における位置ずれの最大値
を「パターン位置ずれ」とすると、パターン位置ずれの
許容値は一般的にウエハ上で１０ｎｍ程度であり、縮小
比４：１の縮小転写装置の場合にはレチクル１上では４
０ｎｍとなる。また、電子線の加速電圧を１００ｋＶと
したとき、エネルギー損失ΔＥの許容値は１０ｅＶ程度
となる。

【００１４】図３は膜厚または水素含有率とパターン位
置ずれおよびエネルギー損失ΔＥとの関係を示す図であ
り、（ａ）は膜厚を変えた場合の関係、（ｂ）は水素含
有率を変えた場合の関係をそれぞれ示している。なお、
図３の縦軸の「パターン位置ずれ」は、上述したように
レチクル１上の１ｍｍ角の領域における位置ずれの最大
値を示している。図３（ａ）はアモルファス炭素膜３の
水素含有量が５％の場合について示したものであり、曲
線Ｌ１は膜厚に対するパターン位置ずれを、曲線Ｌ２は
膜厚に対するエネルギー損失ΔＥをそれぞれ表してい
る。パターン位置ずれが４０ｎｍ以下で、エネルギー損
失ΔＥが１０ｅＶ以下という条件から、使用可能な膜厚
は４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下となる。一方、図３
（ｂ）はアモルファス炭素膜３の厚さが１００ｎｍの場
合について示したものであり、曲線Ｌ３は水素含有率に
対するパターン位置ずれを、曲線Ｌ４は水素含有率に対
するエネルギー損失ΔＥをそれぞれ表している。この場
合も図３（ａ）の場合と同様の条件から、使用可能な水
素含有率は５％以上２５％以下となる。

【００１５】上述した水素添加アモルファス炭素膜３を
パターン支持膜とした本実施の形態の電子線転写装置用
レチクルは以下のような特徴を備えている。（１）上述した水素添加アモルファス炭素膜は従来の支
持膜材料（例えばＳｉ）に比べて電子の平均自由行程す
なわち透過率が大きいため、透過率を従来の支持膜と同
一とした場合には膜厚をより厚くすることができ、支持
膜の機械的強度を向上させることができる。（２）シリコンからなる桟２と支持膜３との間にＣｒや
Ｔｉのコーティング層５を形成しているため、例えば、
シリコン基板上に支持膜３を直接形成した後に桟２を形
成する場合に比べて、支持膜３と桟２との付着強度が増
す。（３）散乱体パターン４として、従来のＡｕ（原子番号
７９）やＷ（原子番号７４）に比べて電子散乱の小さな
Ｃｒを用いたので、例えば、散乱体パターン４による電
子散乱を同一とすると従来より散乱体パターン４の厚さ
を大きくすることができる。そのため、散乱体パターン
４の熱伝導度が増加して電子線照射時に発生した熱を周
囲に拡散しやすくなり、レチクルの温度上昇を抑えるこ
とができる。その結果、散乱体パターン４の「パターン
位置ずれ」を小さくすることができ、転写精度を向上さ
せることができる。なお、散乱体パターン４にはＣｒの
他に、Ｔｉなど平均原子番号が２２（Ｃｒに相当）〜４
２（Ｍｏに相当）の材料を用いてもよい。これらの材料
はＡｕやＷに比べて電子散乱確率が小さいため、Ｃｒの
場合と同様の効果を得ることができる。上述した平均原
子番号の下限は散乱角が所定値より大という条件から、
また、上限はレチクルの温度上昇が許容値以下という条
件からそれぞれ決定される。

【００１６】以上説明した発明の実施の形態と特許請求
の範囲との対応において、桟２は補強層を、水素添加ア
モルファス炭素膜３は支持膜を、散乱体パターン４は散
乱体を、コーティング層５は付着層をそれぞれ構成す
る。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
支持膜の機械的強度と電子線透過率とを所望の値に設定
することができ、電子線透過率および機械的強度の高い
電子線転写装置用レチクルを得ることができる。請求項
３の発明によれば、付着層によって補強層と支持膜との
付着強度を高めることができる。請求項４の発明によれ
ば、レチクルの温度上昇を抑えることができ、電子線転
写装置の転写精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子線転写装置用レチクルを示す
図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図。

【図２】図１に示す電子線転写装置用レチクルの製造行
程を説明する図。

【図３】図３は膜厚または水素含有率と位置ずれおよび
エネルギー損失ΔＥとの関係を示す図であり、（ａ）は
膜厚との関係、（ｂ）は水素含有率との関係をそれぞれ
示す。

【符号の説明】

１レチクル２桟３水素添加アモルファス炭素膜４散乱体パターン５コーティング層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子線を散乱する散乱体を支持膜に形成
して成る電子線転写装置用レチクルにおいて、前記支持膜を厚さ４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の水素添
加アモルファス炭素で形成したことを特徴とする電子線
転写装置用レチクル。
【請求項２】電子線を散乱する散乱体を支持膜に形成
して成る電子線転写装置用レチクルにおいて、前記支持膜を水素含有率が５％以上２５％以下の水素添
加アモルファス炭素で形成したことを特徴とする電子線
転写装置用レチクル。
【請求項３】請求項１または２に記載のレチクルにお
いて、前記支持膜を補強する補強層と、前記支持膜と補強層との間に形成され、ＣｒまたはＴｉ
から成る付着層とを備えることを特徴とする電子線転写
装置用レチクル。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載のレチク
ルにおいて、前記散乱体を平均原子番号が２２以上４２以下の材料で
形成したことを特徴とする電子線転写装置用レチクル。