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JP7201044B2 - Charged particle beam exposure mask and manufacturing method thereof - Google Patents
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JP7201044B2 - Charged particle beam exposure mask and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本開示は、荷電粒子線露光用マスクおよび当該荷電粒子線露光用マスクの製造方法に関する。 The present disclosure relates to a charged particle beam exposure mask and a method for manufacturing the charged particle beam exposure mask.

半導体装置等の集積回路の微細化および高集積化に伴い、フォトリソグラフィ法に替わって、電子線やイオンビーム等の荷電粒子線を用いた荷電粒子線リソグラフィ法がパターン形成に使用されている。荷電粒子線リソグラフィ法には、荷電粒子線露光装置を用いて露光対象物に荷電粒子線を直接描画する方式と、荷電粒子線露光装置と露光対象物との間にステンシル型の荷電粒子線露光用マスクを介在させてパターンを露光する方式がある。 2. Description of the Related Art With the miniaturization and high integration of integrated circuits such as semiconductor devices, a charged particle beam lithography method using a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam is used for pattern formation instead of the photolithography method. Charged particle beam lithography includes a method in which a charged particle beam is directly drawn on the exposure target using a charged particle beam exposure system, and a stencil type charged particle beam exposure between the charged particle beam exposure system and the exposure target. There is a method in which a pattern is exposed through a mask for exposure.

ステンシル型の荷電粒子線露光用マスクとして、薄板部に開口部(透過部という場合もある)を設けたマスクが上市されている。ステンシル型の荷電粒子線露光用マスクを構成する薄板部の厚さは一般的に数μm程度であり、機械的強度が低い。したがって、製造工程における応力や基板の歪みの影響、あるいは、洗浄時の水圧の影響を受けて、薄板部が変形してしまう問題がある。また、特に、複数の開口部を有する薄板部の場合、変形の問題は顕著となる。そこで、近年、薄板部の一方の面の外縁下方に枠形状の支持部を設けるとともに、当該支持部に連続し、上記一方の面における複数の開口部同士の間に、薄板部の支持を補強する補強部を設けた構造の荷電粒子線露光用マスクが開発されている。 As a stencil-type charged particle beam exposure mask, a mask having an opening (also referred to as a transmission portion) in a thin plate portion is on the market. The thickness of the thin plate portion constituting the stencil-type charged particle beam exposure mask is generally about several μm, and the mechanical strength is low. Therefore, there is a problem that the thin plate portion is deformed under the influence of stress or distortion of the substrate in the manufacturing process, or under the influence of water pressure during cleaning. In particular, in the case of a thin plate portion having a plurality of openings, the problem of deformation becomes significant. Therefore, in recent years, a frame-shaped support portion is provided below the outer edge of one surface of the thin plate portion, and the support of the thin plate portion is reinforced between a plurality of openings on the one surface that are continuous with the support portion. A charged particle beam exposure mask having a structure provided with a reinforcing portion for the charged particle beam exposure has been developed.

特許第4570913号公報Japanese Patent No. 4570913

荷電粒子線露光用マスクの製造プロセスにおいて、例えば電子線リソグラフィ法やフォトリソグラフィ法を用いて、補強部を作製するためのパターンを基板に形成したり、当該パターンをマスクとしてエッチングしたりすることで補強部を作製する場合、例えば、数μmのアライメントズレ、エッチングによる側壁のテーパー角、エッチングの方向が所望する方向から曲がるチルト等の現象が発生する可能性がある。特に、開口部のピッチ(隣接する開口部の中心間の距離)が短くなると、これらの現象が顕著に発生し得る。これらの現象の発生により補強部に傾斜や歪み等の変形が生じるおそれがあり、補強部を所期の設計通りに精度良く形成することができなくなってしまう。その結果、開口部を透過した荷電粒子線が補強部によって遮蔽され、所期のパターンを精度良く形成することができなくなってしまう。 In the process of manufacturing a mask for charged particle beam exposure, for example, by using electron beam lithography or photolithography, a pattern for forming a reinforcing portion is formed on a substrate, and etching is performed using the pattern as a mask. When fabricating the reinforcing portion, for example, there is a possibility that phenomena such as misalignment of several μm, taper angle of the side wall due to etching, and tilt where the direction of etching is bent from the desired direction may occur. In particular, when the pitch of the openings (the distance between the centers of adjacent openings) is shortened, these phenomena can occur remarkably. Occurrence of these phenomena may cause deformation such as inclination or distortion in the reinforcing portion, making it impossible to precisely form the reinforcing portion according to the desired design. As a result, the charged particle beam that has passed through the opening is blocked by the reinforcing portion, making it impossible to accurately form an intended pattern.

本開示は、上述のような実情に鑑みてなされたものであり、高品質の荷電粒子線露光用マスク、および当該露光用マスクを製造する製造方法を提供することを一目的とする。 The present disclosure has been made in view of the circumstances as described above, and an object thereof is to provide a high-quality charged particle beam exposure mask and a manufacturing method for manufacturing the exposure mask.

本開示の一実施形態として、第1面及び当該第1面に対向する第2面を有する薄板部と、前記薄板部を前記第1面側から支持する枠状の支持部と、前記薄板部の前記第1面及び前記支持部の内側面に連続し、前記薄板部を補強する補強部とを備える荷電粒子線露光用マスクであって、前記荷電粒子線露光用マスクの平面視において前記薄板部のうちの前記支持部により支持される領域に囲まれるパターン領域には、荷電粒子線が透過可能な複数の開口部が形成されており、前記補強部は、前記パターン領域内における前記荷電粒子線が透過不可能な非透過部に、前記開口部を透過する前記荷電粒子線を遮蔽しないように連続しており、前記非透過部に連続する第1補強部と、前記第1補強部に連続する第2補強部とを有し、前記第1補強部は、前記非透過部に連続する第1最小幅部と、前記第1補強部のうち前記薄板部から最も遠くに位置する第1最大幅部とを含み、前記第2補強部は、前記第1最大幅部に連続する第2最小幅部と、前記第2補強部のうち前記薄板部から最も遠くに位置する第2最大幅部とを含み、前記荷電粒子線露光用マスクの断面視において、前記第1補強部の幅は、前記第1最小幅部から前記第1最大幅部に向けて漸増しており、前記第2補強部の幅は、前記第2最小幅部から前記第2最大幅部に向けて漸増しており、前記荷電粒子線露光用マスクの断面視において、前記第1最小幅部の幅Sは、前記第2最小幅部の幅Sよりも大きく、前記第1最大幅部の幅Sは、前記第2最大幅部の幅Sよりも大きい荷電粒子線露光用マスクが提供される。
As one embodiment of the present disclosure, a thin plate portion having a first surface and a second surface facing the first surface, a frame-shaped support portion that supports the thin plate portion from the first surface side, and the thin plate portion and a reinforcing portion for reinforcing the thin plate portion, the thin plate in plan view of the charged particle beam exposure mask. A plurality of openings through which a charged particle beam can pass are formed in a pattern region surrounded by a region supported by the supporting portion of the portion, and the reinforcing portion is formed in the pattern region by the charged particle beam. a first reinforcing portion that is continuous with a non-transmissive portion through which rays cannot pass so as not to shield the charged particle beam that passes through the opening and that is continuous with the non-transmissive portion; a continuous second reinforcing portion, wherein the first reinforcing portion includes a first minimum width portion continuous to the non-permeable portion; a maximum width portion, wherein the second reinforcement portion includes a second minimum width portion continuous with the first maximum width portion, and a second maximum width portion of the second reinforcement portion located farthest from the thin plate portion. In a cross-sectional view of the mask for charged particle beam exposure, the width of the first reinforcing portion gradually increases from the first minimum width portion toward the first maximum width portion, and the second The width of the reinforcing portion gradually increases from the second minimum width portion toward the second maximum width portion, and in a cross-sectional view of the charged particle beam exposure mask, the width S4 of the first minimum width portion is , the width S7 of the second minimum width portion is larger than the width S1 of the first maximum width portion, and the width S1 of the first maximum width portion is greater than the width S5 of the second maximum width portion. .

水平面に載置した前記荷電粒子線露光用マスクの断面視において、前記水平面に対する前記第1補強部の側壁面のなす角度が、前記水平面に対する前記第2補強部の側壁面のなす角度以上であってもよく、前記第補強部の高さが、前記第補強部の高さ以上であってもよく、前記支持部は、前記薄板部の前記第1面に連続する第1端部及び当該第1端部に対向する第2端部を有し、前記支持部の第2端部と、前記第2最大幅部とは、実質的に同一面上に位置するものであってもよい。 In a cross-sectional view of the charged particle beam exposure mask placed on a horizontal plane, the angle formed by the side wall surfaces of the first reinforcing sections with respect to the horizontal plane is equal to or greater than the angle formed by the side wall surfaces of the second reinforcing sections with respect to the horizontal plane. The height of the second reinforcement portion may be equal to or higher than the height of the first reinforcement portion, and the support portion may include a first end portion continuous with the first surface of the thin plate portion and a The support portion may have a second end opposite to the first end, and the second end of the support portion and the second maximum width portion may be positioned substantially on the same plane. .

本開示の一実施形態として、上記の荷電粒子線露光用マスクを製造する方法であって、第1主面及び当該第1主面に対向する第2主面を有する基板を準備し、前記開口部に対応する第1凹部を前記基板の前記第2主面側に形成する工程と、前記第1凹部が形成された前記第2主面を覆う樹脂層を形成する工程と、前記支持部に対応する第1ハードマスクパターン及び前記第2補強部に対応する第2ハードマスクパターンを含むハードマスクパターンを前記第1主面上に形成する工程と、前記第2ハードマスクパターンを覆う、前記第1補強部に対応するレジストパターンを前記第1主面上に形成する工程と、前記レジストパターンをエッチングマスクとして、前記基板の所定の深さまで前記第1主面をエッチングする工程と、前記基板の前記所定の深さまで前記第1主面をエッチングした後、前記レジストパターンを除去する工程と、前記レジストパターンが除去された後、前記ハードマスクパターンをエッチングマスクとして、前記第1主面をエッチングして前記第1凹部の底面を貫通させる工程とを備える荷電粒子線露光用マスクの製造方法が提供される。 As one embodiment of the present disclosure, in the method of manufacturing the above mask for charged particle beam exposure, a substrate having a first main surface and a second main surface facing the first main surface is prepared, and the opening is forming a first concave portion corresponding to the portion on the second main surface side of the substrate; forming a resin layer covering the second main surface in which the first concave portion is formed; forming on the first main surface a hard mask pattern including a corresponding first hard mask pattern and a second hard mask pattern corresponding to the second reinforcement; forming a resist pattern corresponding to one reinforcing portion on the first main surface; etching the first main surface to a predetermined depth of the substrate using the resist pattern as an etching mask; After etching the first main surface to the predetermined depth, removing the resist pattern; and after removing the resist pattern, etching the first main surface using the hard mask pattern as an etching mask. and a step of penetrating through the bottom surface of the first concave portion with a charged particle beam exposure mask.

上記の基板は、酸化シリコン層を介してシリコン層が積層されたSOI基板であるのが好ましい。 The above substrate is preferably an SOI substrate in which a silicon layer is laminated via a silicon oxide layer.

本開示によれば、高品質の荷電粒子線露光用マスクを提供し、当該露光用マスクを製造することが可能になる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a high-quality charged particle beam exposure mask and manufacture the exposure mask.

図1は、本開示の第1の実施形態に係る荷電粒子線露光用マスクを示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a charged particle beam exposure mask according to the first embodiment of the present disclosure. 図2(A)は、図1に示される荷電粒子線露光用マスクのA-A線における断面図であり、図2(B)は、補強部の高さを導出する式を規定するための図であって、図2(A)に示される荷電粒子線露光用マスクの補強部周りを拡大し、当該補強部を誇張して描いた模式図である。FIG. 2A is a cross-sectional view of the charged particle beam exposure mask shown in FIG. 1 taken along line AA, and FIG. It is a figure, and is the schematic diagram which expanded the circumference|surroundings of the reinforcement part of the mask for charged particle beam exposure shown by FIG. 2(A), and drew the said reinforcement part exaggeratedly. 図3(A)は、図1に示される荷電粒子線露光用マスクを示す平面図を共通とし、図1に示される荷電粒子線露光用マスクのA-A線における断面視形状が図2と異なる、本開示の第2の実施形態に係る荷電粒子線露光用マスクを示す断面図であり、図3(B)は、第1補強部及び第2補強部の高さを導出する式を規定するための図であって、図3(A)に示される荷電粒子線露光用マスクの第1補強部及び第2補強部周りを拡大し、当該第1補強部及び当該第2補強部を誇張して描いた模式図である。FIG. 3A shares a plan view showing the charged particle beam exposure mask shown in FIG. 1, and the cross-sectional shape of the charged particle beam exposure mask shown in FIG. FIG. 3B is a cross-sectional view showing a different charged particle beam exposure mask according to the second embodiment of the present disclosure, and FIG. FIG. 3B is a diagram for enlarging the first reinforcing portion and the second reinforcing portion of the charged particle beam exposure mask shown in FIG. 3A and exaggerating the first reinforcing portion and the second reinforcing portion. It is a schematic diagram drawn by doing. 図4は、本開示の第1の実施形態に係る荷電粒子線露光用マスクの製造方法を説明するための工程図である。FIG. 4 is a process chart for explaining the method of manufacturing the charged particle beam exposure mask according to the first embodiment of the present disclosure. 図5は、本開示の第1の実施形態に係る荷電粒子線露光用マスクの製造方法を説明するための、図4に続く工程図である。FIG. 5 is a process drawing following FIG. 4 for explaining the method of manufacturing the charged particle beam exposure mask according to the first embodiment of the present disclosure. 図6は、本開示の第1の実施形態に係る荷電粒子線露光用マスクの製造方法を説明するための、図5に続く工程図である。FIG. 6 is a process drawing following FIG. 5 for explaining the method of manufacturing the charged particle beam exposure mask according to the first embodiment of the present disclosure. 図7は、本開示の第2の実施形態に係る荷電粒子線露光用マスクの製造方法を説明するための工程図である。FIG. 7 is a process diagram for explaining a method of manufacturing a charged particle beam exposure mask according to the second embodiment of the present disclosure. 図8は、本開示の第2の実施形態に係る荷電粒子線露光用マスクの製造方法を説明するための、図7に続く工程図である。FIG. 8 is a process drawing following FIG. 7 for explaining the method of manufacturing the charged particle beam exposure mask according to the second embodiment of the present disclosure.

以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部材の寸法、部材間の大きさの比等は、必ずしも現実のものと同一とは限らず、また、同じ部材等を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比が異なって表される場合もある。また、本明細書に添付した図面においては、理解を容易にするために、各部の形状、縮尺、縦横の寸法比等を、実物から変更したり、誇張したりしている場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The drawings are schematic or conceptual, and the dimensions of each member, the ratio of sizes between members, etc., are not necessarily the same as the actual ones, and the same members, etc. are shown. However, the dimensions and ratios may be shown differently depending on the drawing. In addition, in the drawings attached to this specification, in order to facilitate understanding, there are cases where the shape, scale, length-to-width ratio, etc. of each part are changed from the actual product or exaggerated.

なお、本明細書等において「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値のそれぞれを下限値および上限値として含む範囲であることを意味する。また、本明細書等において、「フィルム」、「シート」、「板」等の用語は、呼称の相違に基づいて相互に区別されない。例えば、「板」は、「シート」、「フィルム」と一般に呼ばれ得るような部材をも含む概念である。 In this specification and the like, a numerical range represented using "to" means a range including the numerical values described before and after "to" as lower and upper limits, respectively. In this specification and the like, terms such as "film", "sheet", and "plate" are not distinguished from each other based on the difference in designation. For example, "plate" is a concept that includes members that can be generally called "sheets" and "films."

[荷電粒子線露光用マスク]
[第1の実施形態]
本開示の荷電粒子線露光用マスクの実施形態について説明する。
図1は、第1の実施形態に係る荷電粒子線露光用マスクを示す平面図であり、図2(A)は図1に示される荷電粒子線露光用マスクのA-A線における断面図であり、図2(B)は、補強部の高さを導出する式を規定するための図であって、図2(A)に示される荷電粒子線露光用マスクの補強部周りを拡大し、当該補強部を誇張して描いた模式図である。図1及び図2(A)に示される通り、荷電粒子線露光用マスク1は平面視略矩形状であり、薄板部10、支持部12、及び補強部13を備える。なお、第1の実施形態に係る荷電粒子線露光用マスク1は平面視略矩形状であるが、これに限定されるものではなく、例えば平面視略円形状であっても、五角形、六角形、八角形等の多角形状等であってもよい。荷電粒子線露光用マスク1を例えばステンシルマスクやアパーチャーとして用いる場合、これらをセットする治具やホルダなどの形状に合わせて、その形状が適宜設定され得る。
[Mask for charged particle beam exposure]
[First embodiment]
An embodiment of the charged particle beam exposure mask of the present disclosure will be described.
FIG. 1 is a plan view showing a charged particle beam exposure mask according to the first embodiment, and FIG. 2A is a cross-sectional view of the charged particle beam exposure mask shown in FIG. FIG. 2B is a diagram for defining a formula for deriving the height of the reinforcing portion, and is an enlarged view around the reinforcing portion of the charged particle beam exposure mask shown in FIG. It is the schematic diagram which exaggerated and drew the said reinforcement part. As shown in FIGS. 1 and 2A, the charged particle beam exposure mask 1 has a substantially rectangular shape in plan view, and includes a thin plate portion 10, a supporting portion 12, and a reinforcing portion 13. As shown in FIG. Although the charged particle beam exposure mask 1 according to the first embodiment has a substantially rectangular shape in plan view, it is not limited to this. , a polygonal shape such as an octagon, or the like. When the charged particle beam exposure mask 1 is used as, for example, a stencil mask or an aperture, the shape can be appropriately set according to the shape of a jig or holder for setting these.

薄板部10は、第1面Bと当該第1面Bに対向する第2面Fとを有する(図2(A))。薄板部10の第1面B側には支持部12が設けられ、薄板部10はその第1面B側を支持部12により支持される。また、薄板部10の第1面B側には、当該第1面Bと、支持部12の内側面12iとに連続する補強部13が設けられ、薄板部10は補強部13により補強される。 The thin plate portion 10 has a first surface B and a second surface F facing the first surface B (FIG. 2(A)). A supporting portion 12 is provided on the first surface B side of the thin plate portion 10 , and the first surface B side of the thin plate portion 10 is supported by the supporting portion 12 . Further, on the side of the first surface B of the thin plate portion 10, a reinforcing portion 13 that is continuous with the first surface B and the inner side surface 12i of the support portion 12 is provided, and the thin plate portion 10 is reinforced by the reinforcing portion 13. .

図1に示される薄板部10は平面視略矩形状であり、破線で囲まれたパターン領域Pと、当該パターン領域Pの外側を取り囲む非パターン領域10bとを有する。パターン領域Pは、荷電粒子線が透過可能な複数の開口部11と、荷電粒子線が透過不可能な非透過部10aとにより構成されている。パターン領域Pは補強部13により補強される領域であり、非パターン領域10bは支持部12により支持される領域である。なお、薄板部10の形状は、荷電粒子線露光用マスク1の平面視形状に応じて適宜設定され得る。 The thin plate portion 10 shown in FIG. 1 has a substantially rectangular shape in plan view, and has a pattern region P surrounded by broken lines and a non-pattern region 10b surrounding the pattern region P. As shown in FIG. The pattern region P is composed of a plurality of openings 11 through which the charged particle beam can pass, and non-transmissive portions 10a through which the charged particle beam cannot pass. The pattern region P is a region reinforced by the reinforcing portion 13, and the non-pattern region 10b is a region supported by the support portion 12. As shown in FIG. The shape of the thin plate portion 10 can be appropriately set according to the planar view shape of the mask 1 for charged particle beam exposure.

開口部11は薄板部10を厚さ方向に貫通する貫通孔であり、開口部11は、荷電粒子線描画装置から発せられる荷電粒子線を成形して所定の矩形(図示例では正方形)に変える成形アパーチャーとして使用され得る。非透過部10aは平面視格子状であり、パターン領域Pのうち開口部11が形成されていない部分(非透過部10a)に当該開口部11を取り囲むように位置する。また、非透過部10aは非パターン領域10bに連続している。なお、図1では、パターン領域Pに12個の開口部11が3行×4列の碁盤の目状に配列されているが、この態様に限定されるものではなく、開口部11の開口形状、数、配置、寸法等は、荷電粒子線露光用マスク1の使用目的に応じて適宜設定され得る。 The opening 11 is a through hole penetrating the thin plate portion 10 in the thickness direction, and the opening 11 shapes the charged particle beam emitted from the charged particle beam lithography device into a predetermined rectangle (square in the illustrated example). It can be used as a shaping aperture. The non-transmissive portion 10a has a lattice shape in a plan view, and is located in a portion (non-transmissive portion 10a) of the pattern region P where the opening 11 is not formed so as to surround the opening 11. As shown in FIG. Also, the non-transmissive portion 10a is continuous with the non-pattern region 10b. In FIG. 1, the 12 openings 11 are arranged in a grid pattern of 3 rows×4 columns in the pattern area P, but the shape of the openings 11 is not limited to this. , the number, arrangement, dimensions, etc., can be appropriately set according to the intended use of the mask 1 for charged particle beam exposure.

薄板部10の厚さは0.2μm~30μmであり、好ましくは1μm~10μmであり、さらに好ましくは1μm~5μmである。また、薄板部10の材質は、荷電粒子線露光用マスク1の製造用基板としてSOI(Silicon On Insulator)基板を使用する場合、単結晶シリコン(Si)であるが、使用する基板に応じて適宜設定され得る。例えば、荷電粒子線露光用マスク1の製造用基板としては、SOI基板以外に、シリコン基板;窒化シリコン、炭化シリコン、酸化シリコン等のシリコン化合物基板;これらの基板材質を含む所望の材質の中から選択される材質からなる層を複数積層してなる積層体等が使用され得る。したがって、薄板部10の材質、厚さは、荷電粒子線露光用マスク1の製造用基板として使用される基板に対応して適宜設定され得る。例えば、薄板部10の材質が単結晶シリコンである場合、薄板部10の厚さは、例えば、1μm~10μmとなり、薄板部12の材質が窒化シリコンである場合、薄板部10の厚さは、例えば、0.2μm~2μmとなり、炭化シリコンである場合、薄板部10の厚さは、例えば、1μm~30μmとなる。 The thickness of the thin plate portion 10 is 0.2 μm to 30 μm, preferably 1 μm to 10 μm, more preferably 1 μm to 5 μm. Further, the material of the thin plate portion 10 is single crystal silicon (Si) when using an SOI (Silicon On Insulator) substrate as the substrate for manufacturing the charged particle beam exposure mask 1. can be set. For example, as the substrate for manufacturing the charged particle beam exposure mask 1, in addition to the SOI substrate, a silicon substrate; a silicon compound substrate such as silicon nitride, silicon carbide, or silicon oxide; A laminate or the like formed by laminating a plurality of layers made of selected materials can be used. Therefore, the material and thickness of the thin plate portion 10 can be appropriately set according to the substrate used as the substrate for manufacturing the charged particle beam exposure mask 1 . For example, when the material of the thin plate portion 10 is single crystal silicon, the thickness of the thin plate portion 10 is, for example, 1 μm to 10 μm, and when the material of the thin plate portion 12 is silicon nitride, the thickness of the thin plate portion 10 is For example, the thickness is 0.2 μm to 2 μm, and in the case of silicon carbide, the thickness of the thin plate portion 10 is, for example, 1 μm to 30 μm.

支持部12は平面視枠形状であり、薄板部10の第1面B側における非パターン領域10bに設けられ、当該薄板部10(非パターン領域10b)を支持する。また、支持部12は、上支持部12hと下支持部12gとの積層構造を有してなる。荷電粒子線露光用マスク1の製造用基板としてSOI基板を使用する場合、上支持部12hの材質は酸化シリコン(SiO、埋め込み酸化シリコン層;ボックス層ともいう)となり、下支持部12gの材質は単結晶シリコン(Si)となる。すなわち、支持部12は、酸化シリコンで構成される上支持部12hが、薄板部10の第1面Bにおける外周縁に固着されている。これにより、支持部12は薄板部10を支持している。 The support portion 12 has a frame shape in plan view, is provided in the non-pattern region 10b on the first surface B side of the thin plate portion 10, and supports the thin plate portion 10 (non-pattern region 10b). Moreover, the support portion 12 has a laminated structure of an upper support portion 12h and a lower support portion 12g. When an SOI substrate is used as the substrate for manufacturing the charged particle beam exposure mask 1, the material of the upper supporting portion 12h is silicon oxide (SiO 2 , a buried silicon oxide layer; also called a box layer), and the material of the lower supporting portion 12g. becomes single crystal silicon (Si). That is, in the supporting portion 12 , the upper supporting portion 12 h made of silicon oxide is fixed to the outer peripheral edge of the first surface B of the thin plate portion 10 . Thereby, the supporting portion 12 supports the thin plate portion 10 .

上述したように、荷電粒子線露光用マスク1の製造用基板としては、SOI基板以外に、シリコン基板;窒化シリコン、炭化シリコン、酸化シリコン等のシリコン化合物基板;これらの基板材質を含む所望の材質の中から選択される材質からなる層を複数積層してなる積層基板等が使用され得る。荷電粒子線露光用マスク1の製造用基板として上記積層基板が用いられる場合、当該積層基板は、例えば、薄板部10を構成するための層と、支持部12を構成する層とを有し、各層間においてエッチング選択性を有するものであればよい。すなわち、薄板部10が自立可能な薄膜(メンブレン)であって、開口部11を有する状態を維持可能である限りにおいて、支持部12は上記上支持部12hに相当する部材を有していなくてもよい。 As described above, as the substrate for manufacturing the charged particle beam exposure mask 1, in addition to the SOI substrate, silicon substrates; silicon compound substrates such as silicon nitride, silicon carbide, and silicon oxide; A laminated substrate or the like obtained by laminating a plurality of layers made of a material selected from the above may be used. When the laminated substrate is used as the substrate for manufacturing the charged particle beam exposure mask 1, the laminated substrate has, for example, a layer for forming the thin plate portion 10 and a layer for forming the support portion 12, Any material may be used as long as it has etching selectivity between layers. That is, as long as the thin plate portion 10 is a self-supporting thin film (membrane) and can maintain the state of having the opening 11, the support portion 12 does not have a member corresponding to the upper support portion 12h. good too.

第1の実施形態においては、支持部12の高さyは特に限定されるものではなく、支持部12の材質、枠形状の平面視の寸法等を考慮して設定することができる。支持部12の高さyは、例えば200μm~2000μm、好ましくは300μm~725μmの範囲で適宜設定され得る。 In the first embodiment, the height y of the support portion 12 is not particularly limited, and can be set in consideration of the material of the support portion 12, the dimension of the frame shape in plan view, and the like. The height y of the support portion 12 can be appropriately set within a range of, for example, 200 μm to 2000 μm, preferably 300 μm to 725 μm.

補強部13は、薄板部10の第1面Bにおける非透過部10aに連続し、それにより当該薄板部10(パターン領域P)は補強され得る。第1の実施形態において、補強部13は、パターン領域P内の隣り合う開口部11間に挟まれるように(あるいは各開口部11の周縁から離間した部位に)位置する平面視格子状(図1に点線で示す)であるが、この態様に限定されるものではない。パターン領域P内に形成される開口部11の数や配置構成に応じ、補強部13の形態は適宜設定され得る。 The reinforcing portion 13 is continuous with the non-transmissive portion 10a on the first surface B of the thin plate portion 10, so that the thin plate portion 10 (pattern region P) can be reinforced. In the first embodiment, the reinforcing portion 13 is arranged in a lattice shape (see FIG. 1) so as to be sandwiched between adjacent openings 11 in the pattern area P (or at a portion spaced apart from the periphery of each opening 11). 1 with a dotted line), but it is not limited to this mode. Depending on the number and layout of openings 11 formed in pattern region P, the form of reinforcing portion 13 can be appropriately set.

なお、図1及び図2(A)に示される荷電粒子線露光用マスク1においては、補強部13は、支持部12及び薄板部10(第1面B)に連続している。これにより、荷電粒子線露光用マスク1に応力等が作用しても、荷電粒子線露光用マスク1に歪みが生じることが抑制され、薄板部10の変形、開口部11の破損等を防止することができる。また、補強部13は、薄板部10に荷電粒子線が衝突して発生した熱を外部に逃がす放熱部材としての機能も果たす。 In the charged particle beam exposure mask 1 shown in FIGS. 1 and 2A, the reinforcing portion 13 is continuous with the supporting portion 12 and the thin plate portion 10 (first surface B). As a result, even if stress or the like acts on the charged particle beam exposure mask 1, distortion of the charged particle beam exposure mask 1 is suppressed, and deformation of the thin plate portion 10 and breakage of the opening portion 11 are prevented. be able to. The reinforcing portion 13 also functions as a heat radiating member that releases heat generated by the charged particle beam colliding with the thin plate portion 10 to the outside.

また、支持部12と同様に、補強部13は、上補強部13hと下補強部13gとの積層構造を有する。また、支持部12と同様、荷電粒子線露光用マスク1の製造用基板としてSOI基板を使用する場合、上補強部13hの材質は酸化シリコン(SiO)となり、下補強部13gの材質は単結晶シリコン(Si)となる。なお、荷電粒子線露光用マスク1の製造用基板としてSOI基板以外の基板等を使用する場合、上補強部13hおよび下補強部13gの材質は、上述した支持部12と同様、上記製造用基板の種類に応じた材質となり得るし、補強部13の構成も、上記製造用基板の種類に応じた構成となり得る。例えば、補強部13は、上補強部13hを有していなくてもよい。 Further, similarly to the supporting portion 12, the reinforcing portion 13 has a layered structure of an upper reinforcing portion 13h and a lower reinforcing portion 13g. When an SOI substrate is used as the substrate for manufacturing the mask 1 for charged particle beam exposure, similarly to the supporting portion 12, the material of the upper reinforcing portion 13h is silicon oxide (SiO 2 ), and the material of the lower reinforcing portion 13g is simple. It becomes crystalline silicon (Si). When a substrate other than the SOI substrate is used as the manufacturing substrate of the charged particle beam exposure mask 1, the material of the upper reinforcing portion 13h and the lower reinforcing portion 13g is the same as that of the supporting portion 12 described above. , and the configuration of the reinforcing portion 13 can also be configured according to the type of the manufacturing substrate. For example, the reinforcing portion 13 may not have the upper reinforcing portion 13h.

第1の実施形態においては、補強部13は、開口部11を透過する荷電粒子線を遮蔽しないように薄板部10の非透過部10aに連続しており、補強部13gの高さZは、下記式(1)~(5)により表される。ここで、図2(B)に示される荷電粒子線露光用マスク1の補強部13gがテーパー状に形成され、薄板部10側に対向する上面13gtと側壁面13gsとのなす角度が、所期の90°より大きいθになっているものとする。なお、第1の実施形態における角度θは、90°よりわずかに大きい91°~95°程度の大きさを想定しているが、開口部11を透過する荷電粒子線が遮蔽されない限りにおいて、これに限定されるものではない。なお、角度θと、これに対向する角度θ’とが同一角でない場合、角度θと角度θ’との平均角θAVGに基づいて幅Sを導出すればよい。図2(B)は、角度がついた状態を認識しやすいように補強部13gを誇張して描いたものであり、角度θが実際の角度を表したものでないことは言うまでもない。図2(B)において、非透過部10aの幅をSとし、補強部13gに隣接する開口部11A及び開口部11Bの間に位置する補強部13gの幅をSとし、薄板部10に最も近い側で、補強部13gの上面13gtの開口部11A側に位置する端部13gtA(または開口部11B側に位置する端部13gtB)と、補強部13gの底面13guの開口部11A側に位置する端部13guA(または開口部11B側に位置する端部13guB)との間の幅をSとし、非透過部10aの開口部11A側の一端10aA(または開口部11B側の一端10aB)と、端部13guA(または端部13guB)との間の幅をSとする。幅Sは、補強部13gにおいて、上記のテーパー角θがついた場合に生じ、このとき補強部13gの上面13gtの幅より底面13guの幅が大きいものとなる。また、補強部13gの最大幅は非透過部10の幅より小さいものとする。また、Sは補強部13gの上面13gtの幅を表し、この幅Sは、補強部13gの底面13guの幅Sから上記の幅Sの2倍を引くことで求められるが、第1の実施形態においては、0を超える値であればよい。
=S/tan(θ-π/2) ・・・(1)
<S/2 ・・・(2)
=S-2S ・・・(3)
>0 ・・・(4)
90°<θ<180° ・・・(5)
In the first embodiment, the reinforcing portion 13 is continuous with the non-transmissive portion 10a of the thin plate portion 10 so as not to shield the charged particle beam that passes through the opening 11, and the height Z0 of the reinforcing portion 13g is , represented by the following formulas (1) to (5). Here, the reinforcing portion 13g of the charged particle beam exposure mask 1 shown in FIG. It is assumed that θ 1 is greater than 90° of . The angle θ 1 in the first embodiment is assumed to be about 91° to 95°, which is slightly larger than 90°. It is not limited to this. If the angle θ 1 and the opposing angle θ 1 ' are not the same angle, the width S 2 can be derived based on the average angle θ AVG between the angles θ 1 and θ 1 '. FIG. 2 (B) exaggerates the reinforcing portion 13g so that the angled state can be easily recognized, and needless to say, the angle θ1 does not represent the actual angle. In FIG. 2B, the width of the non-transmitting portion 10a is S0 , the width of the reinforcing portion 13g positioned between the opening 11A and the opening 11B adjacent to the reinforcing portion 13g is S1, and the thin plate portion 10 On the closest side, an end 13gtA (or an end 13gtB positioned on the opening 11B side) of the upper surface 13gt of the reinforcing portion 13g located on the opening 11A side, and a bottom 13gu of the reinforcing portion 13g located on the opening 11A side. The width between the end 13guA (or the end 13guB located on the side of the opening 11B) and the end 10aA on the side of the opening 11A of the non-transmissive portion 10a (or the end 10aB on the side of the opening 11B) is defined as S2. , and the end portion 13guA (or end portion 13guB ) is S3. The width S2 occurs when the reinforcing portion 13g has the taper angle θ1, and at this time, the width of the bottom surface 13gu is larger than the width of the upper surface 13gt of the reinforcing portion 13g. Also, the maximum width of the reinforcing portion 13g is assumed to be smaller than the width of the non-transmitting portion 10. FIG. Also, S4 represents the width of the upper surface 13gt of the reinforcing portion 13g, and this width S4 is obtained by subtracting twice the width S2 from the width S1 of the bottom surface 13gu of the reinforcing portion 13g. In one embodiment, any value greater than zero is acceptable.
Z 0 =S 2 /tan(θ 1 -π/2) (1)
S 2 <S 1 /2 (2)
S 1 =S 0 -2S 3 (3)
S 3 >0 (4)
90°<θ1< 180 ° (5)

補強部13の高さZが式(1)~(5)により表される高さに設定されることにより、開口部11を透過する荷電粒子線が、例えば変形した補強部13に遮蔽されることなく、露光対象物に照射されるため、所期のパターンを精度良く形成することができる。なお、補強部13の高さZは、薄板部10を補強し得る程度に十分な強度を補強部13が発揮し得る限りにおいて特に制限されず、例えば5μm~300μm、好ましくは5μm~150μm、より好ましくは5μm~50μmに設定され得る。 By setting the height Z0 of the reinforcing portion 13 to the height represented by the formulas (1) to (5), the charged particle beam passing through the opening 11 is shielded by the deformed reinforcing portion 13, for example. Since the object to be exposed is irradiated with the light beams without being exposed, the desired pattern can be formed with high accuracy. The height Z 0 of the reinforcing portion 13 is not particularly limited as long as the reinforcing portion 13 can exhibit sufficient strength to reinforce the thin plate portion 10. For example, 5 μm to 300 μm, preferably 5 μm to 150 μm, More preferably, it can be set to 5 μm to 50 μm.

なお、第1の実施形態に係る荷電粒子線露光用マスク1において、薄板部12の外側面と支持部13の外側面とは、略面一に構成されているが、この態様に限定されるものではない。荷電粒子線露光用マスク1は、薄板部12の外側面が支持部13の外側面よりも内側へ入り込むことで形成される、薄板部12の外縁の一部をなす角部と支持部13の外縁の一部をなす角部とによる段状構造を有していてもよい。これにより、荷電粒子線露光用マスク1の搬送時等に外部から薄板部12に不要な力が印加されるのを抑制することができ、ハンドリングが容易になるとともに、多面付けされたチップを分割する際に薄板部12に不要な力が印加されるのを抑制することができる。 In addition, in the charged particle beam exposure mask 1 according to the first embodiment, the outer surface of the thin plate portion 12 and the outer surface of the support portion 13 are configured to be substantially flush with each other. not a thing The charged particle beam exposure mask 1 is formed by the corners forming part of the outer edge of the thin plate portion 12 and the support portion 13 , which are formed by the outer surface of the thin plate portion 12 entering more inward than the outer surface of the support portion 13 . It may have a stepped structure with corners forming part of the outer edge. As a result, it is possible to suppress the application of unnecessary force to the thin plate portion 12 from the outside when the charged particle beam exposure mask 1 is transported, etc., which facilitates handling and divides the multi-faceted chip. It is possible to suppress unnecessary force from being applied to the thin plate portion 12 when doing so.

[第2の実施形態]
図3(A)は、図1に示される荷電粒子線露光用マスクを示す平面図を共通とし、図1に示される荷電粒子線露光用マスクのA-A線における断面視形状が図2と異なる、第2の実施形態に係る荷電粒子線露光用マスク1を示す断面図であり、図3(B)は、第1補強部及び第2補強部の高さを導出する式を規定するための図であって、図3(A)に示される荷電粒子線露光用マスクの第1補強部及び第2補強部周りを拡大し、当該第1補強部及び当該第2補強部を誇張して描いた模式図である。第2の実施形態における荷電粒子線露光用マスク1は、補強部13の下補強部13gが第1補強部131gと第2補強部132gとを備える点において、第1の実施形態に係る荷電粒子線露光用マスク1と異なる。したがって、第2の実施形態においては、第1の実施形態と略同様の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略するとともに、主に第2補強部132gについて説明する。
[Second embodiment]
FIG. 3A shares a plan view showing the charged particle beam exposure mask shown in FIG. 1, and the cross-sectional shape of the charged particle beam exposure mask shown in FIG. FIG. 3B is a cross-sectional view showing a different charged particle beam exposure mask 1 according to the second embodiment, and FIG. 3B, in which the surroundings of the first reinforcing portion and the second reinforcing portion of the charged particle beam exposure mask shown in FIG. 3A are enlarged and the first reinforcing portion and the second reinforcing portion are exaggerated; It is a schematic diagram drawn. In the charged particle beam exposure mask 1 according to the second embodiment, the lower reinforcing portion 13g of the reinforcing portion 13 includes the first reinforcing portion 131g and the second reinforcing portion 132g. It differs from the mask 1 for line exposure. Accordingly, in the second embodiment, substantially the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and the second reinforcing portion 132g will be mainly described.

図3に示される通り、第2補強部132gは断面視略矩形状であり、その第1端部132gtが第1補強部131gの底側の端部131gu(図示において下側の端部)に連続する。第1補強部131gは上補強部13hを介して薄板部10の第1面Bにおける非透過部10aに連続する。また、第2補強部132gの第1端部132gtに対向する第2端部132guと、支持部12の第2端部12uとが、実質的に同一面上に位置している。なお、支持部12の第2端部12uに対向する第1端部12tは、薄板部10の第1面Bに連続している。第2補強部132gの第2端部132guと、支持部12の第2端部12uとが同一面上に位置することにより、第2の実施形態における第1補強部131gの高さを低くしても、薄板部10は補強部13により十分に補強され得る。 As shown in FIG. 3, the second reinforcing portion 132g has a substantially rectangular cross-sectional shape, and a first end portion 132gt of the second reinforcing portion 132g extends to a bottom end portion 131gu (lower end portion in the drawing) of the first reinforcing portion 131g. consecutive. The first reinforcing portion 131g is continuous with the non-transmissive portion 10a on the first surface B of the thin plate portion 10 via the upper reinforcing portion 13h. Also, the second end 132gu facing the first end 132gt of the second reinforcing portion 132g and the second end 12u of the support portion 12 are positioned substantially on the same plane. A first end portion 12t facing the second end portion 12u of the support portion 12 is continuous with the first surface B of the thin plate portion 10. As shown in FIG. Positioning the second end 132gu of the second reinforcing portion 132g and the second end 12u of the supporting portion 12 on the same plane reduces the height of the first reinforcing portion 131g in the second embodiment. However, the thin plate portion 10 can be sufficiently reinforced by the reinforcing portion 13 .

また、本実施形態においては、第2補強部132gの幅Sが第1補強部131gの幅Sより小さいことが好ましく、上記式(1)~(5)及び下記式(6)~(13)により表される。ここで、図3(B)に示される荷電粒子線露光用マスク1の第1補強部131gがテーパー状に形成され、薄板部10側に対向する上面131gtと側壁面131gsとのなす角度が、所期の90°より大きいθになっているものとする。なお、第2の実施形態における角度θは、90°よりわずかに大きい91°~95°程度の大きさを想定しているが、開口部11を透過する荷電粒子線が遮蔽されない限りにおいて、これに限定されるものではない。また、図3(B)に示される荷電粒子線露光用マスク1の第2補強部132gがテーパー状に形成され、第1端部132gtと側壁面132gsとのなす角度が、所期の90°より大きいθになっているものとする。なお、第2の実施形態における角度θは、90°よりわずかに大きい91°~95°程度の大きさを想定しているが、開口部11を透過する荷電粒子線が遮蔽されない限りにおいて、これに限定されるものではない。図3(B)は、角度がついた状態を認識しやすいように第1補強部131g及び第2補強部132gを誇張して描いたものであり、角度θ及びθが実際の角度を表したものでないことは言うまでもない。図3(B)において、非透過部10aの幅をSとし、第2補強部132gに隣接する開口部11A及び開口部11Bの間に位置する第2補強部132gの幅をSとし、開口部11A側に位置する第2端部132guの一端132guAと、開口部11A側に位置する第1端部132gtの一端132gtAとの間の幅をSとし、第1補強部131gの上面131gtの幅をSとし、第2補強部132gの第2端部132guの幅をSとする。幅Sは、第2補強部132gにおいて、上記のテーパー角θがついた場合に生じ、このとき第2補強部132gの第1端部132gtの幅より第2端部132guの幅が大きいものとなる。また、第2補強部132gの第2端部132guの幅は、第1補強部131gの底面の幅より小さいものとする。第2の実施形態においては、開口部11を透過した荷電粒子線が第1補強部131g及び第2補強部132gに遮蔽されないようにする限りにおいて、角度θとθとが下記式(12)に表される条件を満たすのが好ましく、第1補強部131gの高さZとZとが下記式(13)に表される条件を満たすのが好ましい。
>2Z・tan(θ-π/2) ・・・(6)
>2Z・tan(θ-π/2) ・・・(7)
>S ・・・(8)
>0・・・(9)
>0 ・・・(10)
90°<θ<180° ・・・(11)
θ≧θ ・・・(12)
≧Z ・・・(13)
In the present embodiment, the width S 5 of the second reinforcing portion 132g is preferably smaller than the width S 1 of the first reinforcing portion 131g. 13). Here, the first reinforcing portion 131g of the charged particle beam exposure mask 1 shown in FIG. Assume that θ 1 is greater than the desired 90°. The angle θ 1 in the second embodiment is assumed to be about 91° to 95°, which is slightly larger than 90°. It is not limited to this. Further, the second reinforcing portion 132g of the charged particle beam exposure mask 1 shown in FIG. It is assumed that θ 2 is greater than θ 2 . The angle θ2 in the second embodiment is assumed to be about 91° to 95°, which is slightly larger than 90°. It is not limited to this. In FIG. 3B, the first reinforcing portion 131g and the second reinforcing portion 132g are exaggerated to make it easier to recognize the angled state, and the angles θ 1 and θ 2 are actual angles. Needless to say, it is not a representation. In FIG. 3B, the width of the non-transmitting portion 10a is S0, the width of the second reinforcing portion 132g located between the opening 11A and the opening 11B adjacent to the second reinforcing portion 132g is S5, S6 is the width between one end 132guA of the second end portion 132gu located on the opening 11A side and one end 132gtA of the first end portion 132gt located on the opening 11A side, and the upper surface 131gt of the first reinforcing portion 131g The width of the second reinforcing portion 132g is S4, and the width of the second end portion 132gu of the second reinforcing portion 132g is S7. The width S6 occurs when the second reinforcing portion 132g has the taper angle θ2, and at this time, the width of the second end portion 132gu is larger than the width of the first end portion 132gt of the second reinforcing portion 132g. become a thing. Also, the width of the second end portion 132gu of the second reinforcing portion 132g is assumed to be smaller than the width of the bottom surface of the first reinforcing portion 131g. In the second embodiment, as long as the charged particle beam transmitted through the opening 11 is not shielded by the first reinforcing portion 131g and the second reinforcing portion 132g, the angles θ 1 and θ 2 are defined by the following formula (12 ), and the heights Z0 and Z1 of the first reinforcing portion 131g preferably satisfy the conditions represented by the following formula (13).
S 5 >2Z 1 ·tan(θ 2 -π/2) (6)
S 1 >2Z 0 ·tan(θ 1 -π/2) (7)
S 1 >S 5 (8)
S 4 >0 (9)
S7 >0 (10)
90°<θ 2 <180° (11)
θ 1 ≧θ 2 (12)
Z 1 ≧Z 0 (13)

第2補強部132gの幅Sを第1補強部131gの幅Sより小さくすることにより、好ましくは式(6)により表される幅に設定することにより、開口部11を透過した荷電粒子線が、第2補強部132gに遮蔽されてしまうことなく、露光対象物に照射されるため、所期のパターンが精度良く形成され得る。また、開口部11を透過した荷電粒子線を遮蔽しないようにするために、第1の実施形態に係る荷電粒子線露光用マスク1においては補強部13の高さ、具体的には下補強部13gの高さをできるだけ低くすることが考えられるが、下補強部13gの高さをあまりに低くし過ぎると薄板部10に対する補強部13による補強性能が低下する可能性がある。そのため、第2の実施形態に係る荷電粒子線露光用マスク1において、補強部13が第2補強部132gを有していることは、特に有意義である。なお、第2補強部132gの幅は、開口部11を透過した荷電粒子線が遮蔽されず、かつ、薄板部10を補強し得る程度の十分な強度を確保可能であれば特に限定されるものではなく、例えば1μm~400μmの範囲内で適宜設定され得る。 By setting the width S5 of the second reinforcing portion 132g to be smaller than the width S1 of the first reinforcing portion 131g, preferably to the width represented by the formula (6), the charged particles transmitted through the opening 11 Since the line is irradiated onto the exposure target without being blocked by the second reinforcing portion 132g, the desired pattern can be formed with high accuracy. In order not to shield the charged particle beam that has passed through the opening 11, in the charged particle beam exposure mask 1 according to the first embodiment, the height of the reinforcing portion 13, specifically, the lower reinforcing portion It is conceivable to reduce the height of the lower reinforcing portion 13g as much as possible, but if the height of the lower reinforcing portion 13g is made too low, there is a possibility that the performance of reinforcing the thin plate portion 10 by the reinforcing portion 13 will deteriorate. Therefore, in the charged particle beam exposure mask 1 according to the second embodiment, it is particularly significant that the reinforcement section 13 has the second reinforcement section 132g. The width of the second reinforcing portion 132g is particularly limited as long as the charged particle beam transmitted through the opening 11 is not shielded and sufficient strength to reinforce the thin plate portion 10 can be secured. Instead, it can be set as appropriate within the range of, for example, 1 μm to 400 μm.

上述したように、第2の実施形態に係る荷電粒子線露光用マスク1においては、第1補強部131gの高さを、第1の実施形態における下補強部13g(図2参照)の高さよりも低くしても、薄板部10が十分に補強され得る。このような第1補強部131gの高さは、例えば、5μm~150μmの範囲内で適宜設定され得る。 As described above, in the charged particle beam exposure mask 1 according to the second embodiment, the height of the first reinforcing portion 131g is set higher than the height of the lower reinforcing portion 13g (see FIG. 2) in the first embodiment. Even if it is made low, the thin plate portion 10 can be sufficiently reinforced. The height of the first reinforcing portion 131g can be appropriately set within a range of 5 μm to 150 μm, for example.

[荷電粒子線露光用マスクの製造方法]
[第1の実施形態]
次に、荷電粒子線露光用マスクの製造方法の実施形態について説明する。
図4~図6は、第1の実施形態に係る荷電粒子線露光用マスクの製造方法を説明するための工程図であり、図1および図2に示される第1の実施形態にかかる荷電粒子線露光用マスク1の製造方法を例として説明するものである。
[Manufacturing method of mask for charged particle beam exposure]
[First embodiment]
Next, an embodiment of a method for manufacturing a mask for charged particle beam exposure will be described.
4 to 6 are process diagrams for explaining the method of manufacturing the charged particle beam exposure mask according to the first embodiment. A method for manufacturing the line exposure mask 1 will be described as an example.

荷電粒子線露光用マスクを形成するための基板30として、シリコン単結晶を主材とする支持基板70と、ボックス層60と、単結晶シリコン層50とが、この順で積層されたSOI基板を準備する。ボックス層60は酸化シリコンを含み、単結晶シリコン層50の厚さは1μm~10μmである。そして、この基板30の主面30m(ここでは、単結晶シリコン層50の上面で、図2に示される薄板部10の第2面Fに相当)、および、これに対向する主面30s(ここでは支持基板70の下面に相当)にハードマスク材料層を形成する。すなわち、基板30を構成する単結晶シリコン層50上にハードマスク材料層80aを形成し、支持基板53a上にハードマスク材料層80bを形成する(図4(A))。 As a substrate 30 for forming a mask for charged particle beam exposure, an SOI substrate is used in which a supporting substrate 70 mainly made of silicon single crystal, a box layer 60, and a single crystal silicon layer 50 are laminated in this order. prepare. The box layer 60 contains silicon oxide, and the thickness of the monocrystalline silicon layer 50 is 1 μm to 10 μm. A main surface 30m of the substrate 30 (here, the upper surface of the single-crystal silicon layer 50 and corresponding to the second surface F of the thin plate portion 10 shown in FIG. 2) and a main surface 30s opposite thereto (here, A hard mask material layer is formed on the lower surface of the support substrate 70 in the example. That is, a hard mask material layer 80a is formed on the single-crystal silicon layer 50 constituting the substrate 30, and a hard mask material layer 80b is formed on the supporting substrate 53a (FIG. 4A).

基板30の厚さは、特に制限されず、例えば、200μm~2000μmの範囲の厚さであればよいが、基板の加工性を考慮すると、基板30の厚さは300μm~725μmであることが好ましい。 The thickness of the substrate 30 is not particularly limited, and may be, for example, a thickness in the range of 200 μm to 2000 μm. Considering the workability of the substrate, the thickness of the substrate 30 is preferably 300 μm to 725 μm. .

ハードマスク材料層80a、80bを構成する材料としては、例えば、酸化シリコン;クロム、アルミニウム等の金属材料等が挙げられ、ボックス層60をエッチング可能なエッチャントと同じエッチャントによりエッチング可能な材料であるのが好適である。以降の説明においては、ハードマスク材料層80a、80bとして、ボックス層60に含まれる酸化シリコンを使用したプロセスについて説明する。 Materials constituting the hard mask material layers 80a and 80b include, for example, silicon oxide; metal materials such as chromium and aluminum; is preferred. In the following description, a process using silicon oxide contained in the box layer 60 as the hard mask material layers 80a and 80b will be described.

次に、ハードマスク材料層80aにレジストパターン90を形成する(図4(B))。このレジストパターン90は、図2に示されるパターン領域Pに相当する領域P’内に複数の開口91を有している。なお、電子線感応型レジストを用いて電子線リソグラフィ法により、あるいは、感光性レジストを用いてフォトリソグラフィ法により、レジストパターン90を形成することができる。さらに、電子線リソグラフィ法とフォトリソグラフィ法とを組み合わせてレジストパターン90を形成してもよい。 Next, a resist pattern 90 is formed on the hard mask material layer 80a (FIG. 4B). This resist pattern 90 has a plurality of openings 91 in a region P' corresponding to the pattern region P shown in FIG. The resist pattern 90 can be formed by electron beam lithography using an electron beam sensitive resist, or by photolithography using a photosensitive resist. Furthermore, the resist pattern 90 may be formed by combining the electron beam lithography method and the photolithography method.

次いで、レジストパターン90をマスクとしてハードマスク材料層80aをエッチングしてハードマスクパターン80’aを形成し、このハードマスクパターン80’aをエッチングマスクとして単結晶シリコン層50をエッチングする(図4(C))。このエッチングでは、ボックス層60がエッチングストッパーとして作用し、単結晶シリコン層50に、ボックス層60の表面を底面とする凹部51が形成される。これにより、凹部51の深さは単結晶シリコン層50の厚さに対応し、1μm~10μmの範囲内となる。したがって、後工程において、支持基板70をエッチングし、さらに、露出したボックス層60を除去して、凹部51の底面が支持基板70側に貫通した段階で形成される開口部11の深さは1μm~10μmの範囲内で所望の深さになっている。なお、図4(C)において、互いに隣接する凹部51同士に挟まれる領域、すなわち領域P’における凹部51が形成されていない非開口領域50aは図1及び図2に示される非透過部10aに対応する領域である。また、領域P’の外周領域50bは図1及び図2に示される非パターン領域10bに対応する領域である。 Next, using the resist pattern 90 as a mask, the hard mask material layer 80a is etched to form a hard mask pattern 80'a, and using this hard mask pattern 80'a as an etching mask, the single crystal silicon layer 50 is etched (FIG. 4 ( C)). In this etching, the box layer 60 acts as an etching stopper, and a recess 51 is formed in the single crystal silicon layer 50 with the surface of the box layer 60 as the bottom surface. As a result, the depth of the recess 51 corresponds to the thickness of the single-crystal silicon layer 50 and falls within the range of 1 μm to 10 μm. Therefore, in a post-process, the support substrate 70 is etched, the exposed box layer 60 is removed, and the depth of the opening 11 formed at the stage where the bottom surface of the recess 51 penetrates to the support substrate 70 side is 1 μm. The desired depth is in the range of ~10 μm. In FIG. 4(C), the non-opening region 50a in which the recesses 51 are not formed in the regions sandwiched between the recesses 51 adjacent to each other, that is, the region P', is the non-transmitting portion 10a shown in FIGS. This is the corresponding area. Also, the peripheral area 50b of the area P' is an area corresponding to the non-pattern area 10b shown in FIGS.

ハードマスク材料層80aのエッチングを、ウェットエッチングまたはドライエッチングによって行うことができる。酸化シリコンにより構成されるハードマスク材料層80aをウェットエッチングする場合、エッチャントとしてフッ化水素酸またはフッ化水素酸を含む薬液等をエッチング液として使用することができる。一方、酸化シリコンにより構成されるハードマスク材料層80aをドライエッチングする場合、トリフルオロメタン(CHF)ガスや六フッ化エタン(C)ガス等をエッチングガスとして使用することができる。異方性を有するドライエッチングによれば、ほぼ設計値通りのサイズのハードマスクパターン80’aを形成することができる。 Etching of hard mask material layer 80a may be performed by wet etching or dry etching. When wet-etching the hard mask material layer 80a made of silicon oxide, an etchant such as hydrofluoric acid or a chemical containing hydrofluoric acid can be used as an etchant. On the other hand, when dry etching the hard mask material layer 80a made of silicon oxide, trifluoromethane (CHF 3 ) gas, hexafluoroethane (C 2 F 6 ) gas, or the like can be used as an etching gas. The anisotropic dry etching can form the hard mask pattern 80'a having a size substantially as designed.

また、単結晶シリコン層50のエッチングも、ウェットエッチングまたはドライエッチングによって行うことができる。単結晶シリコン層50をウェットエッチングする場合、KOH水溶液、エチレンジアミン・ピロカテコール(EDP)、または、4メチル水酸化アンモニウム(TMAH)等をエッチング液として使用することができる。一方、単結晶シリコン層50をドライエッチングする場合、4フッ化炭素(CF)、8フッ化炭素(C)、六フッ化硫黄(SF)、臭化水素(HBr)等をエッチングガスとして使用することができる。 Etching of the monocrystalline silicon layer 50 can also be performed by wet etching or dry etching. When wet-etching the single-crystal silicon layer 50, a KOH aqueous solution, ethylenediamine-pyrocatechol (EDP), tetramethylammonium hydroxide (TMAH), or the like can be used as an etchant. On the other hand, when the single crystal silicon layer 50 is dry etched, carbon tetrafluoride (CF 4 ), carbon octafluoride (C 4 F 8 ), sulfur hexafluoride (SF 6 ), hydrogen bromide (HBr), or the like is used. It can be used as an etching gas.

次に、凹部51が形成された単結晶シリコン層50の上面(薄板部10の第2面Fに相当)に当該面を覆う樹脂層100を形成する。また、ハードマスク材料層80aに形成したレジストパターン90と同様に、ハードマスク材料層80bにレジストパターン(不図示)を形成し、このレジストパターンをマスクとしてハードマスク材料層80bをエッチングしてハードマスクパターン80’bを形成する(図5(A))。なお、ハードマスク材料層80aのエッチングと同様に、ウェットエッチングまたはドライエッチングによってハードマスク材料層80bをエッチングすることができる。 Next, a resin layer 100 is formed to cover the upper surface of the single crystal silicon layer 50 (corresponding to the second surface F of the thin plate portion 10) in which the concave portions 51 are formed. Similarly to the resist pattern 90 formed on the hard mask material layer 80a, a resist pattern (not shown) is formed on the hard mask material layer 80b. Using this resist pattern as a mask, the hard mask material layer 80b is etched to form a hard mask. A pattern 80'b is formed (FIG. 5(A)). Note that the hard mask material layer 80b can be etched by wet etching or dry etching in the same manner as the etching of the hard mask material layer 80a.

樹脂層100は、凹部51を保護する目的、および、後工程で支持基板70をエッチングする際の歪みを抑制する目的で形成される。したがって、樹脂層100の厚さは5μm~30μmの範囲で適宜設定され得る。このような樹脂層100は、図示例では、基板全域に亘って形成されているが、少なくとも凹部51を覆う範囲内に形成されていればよい。樹脂層100を構成する材料としては、レジスト等として用いられる公知の樹脂材料を使用することができ、当該樹脂材料の溶液をスピンコート法等により塗布し、熱処理を行うことにより樹脂層100が形成され得る。樹脂層100の厚さは、樹脂材料や添加剤の濃度調整により溶液の粘度を調整し、さらに溶液塗布時の基板の回転速度を調整することで制御され得る。一度の溶液の塗布で所望の厚さを得ることができない場合は、樹脂層が所望の厚さになるまで溶液の塗布及び硬化を複数回繰り返してもよい。 The resin layer 100 is formed for the purpose of protecting the concave portion 51 and for the purpose of suppressing distortion when the support substrate 70 is etched in a post-process. Therefore, the thickness of the resin layer 100 can be appropriately set within the range of 5 μm to 30 μm. Although such a resin layer 100 is formed over the entire substrate in the illustrated example, it may be formed within a range covering at least the recess 51 . As a material for forming the resin layer 100, a known resin material used as a resist or the like can be used. can be The thickness of the resin layer 100 can be controlled by adjusting the viscosity of the solution by adjusting the concentrations of the resin material and additives, and by adjusting the rotational speed of the substrate during application of the solution. If the desired thickness cannot be obtained by applying the solution once, the application and curing of the solution may be repeated multiple times until the desired thickness of the resin layer is obtained.

ハードマスクパターン80’bは、図1及び図2に示されるパターン領域P(図1に破線で示す)に対応する平面視矩形状の開口85を有している。この開口85は、エッチング方法、エッチング条件、基板30の材質などを考慮して、後述する支持部72gを形成するのに適した開口寸法、開口形状を備えたものとする。 The hard mask pattern 80'b has a rectangular opening 85 in a plan view corresponding to the pattern area P shown in FIGS. 1 and 2 (indicated by broken lines in FIG. 1). The opening 85 has an opening size and an opening shape suitable for forming a support portion 72g, which will be described later, in consideration of the etching method, the etching conditions, the material of the substrate 30, and the like.

次いで、上記の開口85(パターン領域P)に対応する支持基板70の下面30sに、補強部13に対応するレジストパターン110を形成し、このレジストパターン110をエッチングマスクとして支持基板70を矢印E方向で示される上方へ所定の深さまでドライエッチングして、凹部51に対向する複数の開口75を形成する(図5(B))。支持基板70をエッチングする「所定の深さ」は、上記式(1)~(5)で表わされる高さZの補強部13を形成することができる程度に適宜設定され得る。
なお、電子線感応型レジストを用いて電子線リソグラフィ法により、あるいは、感光性レジストを用いてフォトリソグラフィ法により、レジストパターン110を形成することができる。さらに、電子線リソグラフィ法とフォトリソグラフィ法とを組み合わせてレジストパターン110を形成してもよい。
Next, a resist pattern 110 corresponding to the reinforcing portion 13 is formed on the lower surface 30s of the support substrate 70 corresponding to the opening 85 (pattern region P). , to form a plurality of openings 75 facing the recesses 51 (FIG. 5B). The “predetermined depth” for etching the support substrate 70 can be appropriately set to the extent that the reinforcing portion 13 having a height Z0 represented by the above formulas (1) to (5) can be formed.
The resist pattern 110 can be formed by electron beam lithography using an electron beam sensitive resist, or by photolithography using a photosensitive resist. Furthermore, the resist pattern 110 may be formed by combining electron beam lithography and photolithography.

支持基板70を上記「所定の深さ」までエッチングした後、樹脂層100とレジストパターン110とを除去し、ハードマスクパターン80’bをエッチングマスクとして支持基板70を矢印E方向で示される上方へさらにドライエッチングする(図5(C))。このエッチングでも、ボックス層60がエッチングストッパーとして作用する。これにより、単結晶シリコン層50の非パターン領域50bに対応する位置(ボックス層60の下面)に枠形状の支持部72gが形成されるとともに、領域50aに対応する位置(ボックス層60の下面)に下補強部73gが形成される。このような支持基板70のエッチングにより形成された支持部72gと下補強部73gとの間、及び下補強部73g同士の間に露出したボックス層60を、後工程において、基板30の主面30s側からエッチングすることにより、凹部51の底面が貫通して開口部11が形成される。なお、単結晶シリコン層50のエッチングと同様に、ウェットエッチングまたはドライエッチングによって支持基板70をエッチングすることができる。 After the support substrate 70 is etched to the above-described "predetermined depth", the resin layer 100 and the resist pattern 110 are removed, and the support substrate 70 is moved upward in the direction of arrow E using the hard mask pattern 80'b as an etching mask. Further, dry etching is performed (FIG. 5(C)). Also in this etching, the box layer 60 acts as an etching stopper. As a result, a frame-shaped support portion 72g is formed at a position (lower surface of the box layer 60) corresponding to the non-pattern region 50b of the single crystal silicon layer 50, and a position (lower surface of the box layer 60) corresponding to the region 50a. A lower reinforcing portion 73g is formed in the . The box layer 60 exposed between the supporting portion 72g and the lower reinforcing portion 73g formed by etching the supporting substrate 70 and between the lower reinforcing portions 73g is removed in a post-process by etching the main surface 30s of the substrate 30. By etching from the side, the opening 11 is formed through the bottom surface of the recess 51 . It should be noted that the support substrate 70 can be etched by wet etching or dry etching in the same manner as the etching of the single crystal silicon layer 50 .

樹脂層100とレジストパターン110とを、有機溶媒を用いて除去してもよく、また、酸素プラズマ処理等のアッシングにより除去してもよい。有機溶媒としては、例えばレジストリムーバを使用することができる。レジストリムーバを用いて樹脂層100とレジストパターン110とを除去した後に、露出したハードマスクパターン80’a、80’b、及び、凹部51の形成によって露出したボックス層60の表面に残留する有機物を除去するためにSPM洗浄を行ってもよい。SPM洗浄は、硫酸過酸化水素水洗浄ともいい、例えばH:HSO=3:1で混合した薬液を70℃~80℃に加熱して使用する例を挙げることができる。SPM洗浄は、強力な酸化作用を利用することで有機物の除去に効果がある洗浄方法である。SPM洗浄の後はIPA乾燥によって基板を乾燥してもよい。このような樹脂層100とレジストパターン110との除去を、同一工程で行ってもよく、それぞれ別の工程で行ってもよい。 The resin layer 100 and the resist pattern 110 may be removed using an organic solvent, or may be removed by ashing such as oxygen plasma treatment. As an organic solvent, for example, a registry remover can be used. After removing the resin layer 100 and the resist pattern 110 using a resist remover, organic matter remaining on the exposed hard mask patterns 80'a and 80'b and the surface of the box layer 60 exposed by forming the recesses 51 is removed. SPM cleaning may be performed for removal. SPM cleaning is also called sulfuric acid-hydrogen peroxide water cleaning, and for example, a chemical solution mixed with H 2 O 2 :H 2 SO 4 =3:1 is heated to 70° C. to 80° C. and used. SPM cleaning is a cleaning method that is effective in removing organic matter by utilizing a strong oxidizing action. After SPM cleaning, the substrate may be dried by IPA drying. The removal of the resin layer 100 and the resist pattern 110 may be performed in the same step or in separate steps.

次いで、ボックス層60を基板30の主面30s側からエッチングすることで凹部51の底面が貫通して開口部11を形成した後、ハードマスクパターン80’aとハードマスクパターン80’bを除去することにより、荷電粒子線露光用マスク1が形成される(図6)。第1の実施形態では、このように形成された開口部51の深さは、単結晶シリコン層52の厚さに対応したものであり、1μm~10μmの範囲内で所望の深さとなっている。なお、ハードマスク材料層80aのエッチングと同様に、ウェットエッチングまたはドライエッチングによってボックス層60をエッチングすることができる。また、このボックス層60のエッチングと同時に、ハードマスクパターン80’aとハードマスクパターン80’bとを除去してもよい。また、支持部72gと下補強部73gとの間、及び下補強部73g同士の間に露出するボックス層60をエッチングして開口部11を形成した後に、上記の樹脂層100を除去してもよい。 Next, the box layer 60 is etched from the main surface 30s side of the substrate 30 to form the opening 11 through which the bottom surface of the recess 51 penetrates, and then the hard mask patterns 80'a and 80'b are removed. Thus, a charged particle beam exposure mask 1 is formed (FIG. 6). In the first embodiment, the depth of the opening 51 thus formed corresponds to the thickness of the single crystal silicon layer 52, and is a desired depth within the range of 1 μm to 10 μm. . Note that the box layer 60 can be etched by wet etching or dry etching in the same manner as the etching of the hard mask material layer 80a. In addition, the hard mask pattern 80'a and the hard mask pattern 80'b may be removed at the same time when the box layer 60 is etched. Alternatively, after etching the box layer 60 exposed between the supporting portion 72g and the lower reinforcing portion 73g and between the lower reinforcing portions 73g to form the openings 11, the resin layer 100 may be removed. good.

このようにボックス層60をエッチングし、ハードマスクパターン80’a、80’bを除去した後の基板30に対して、SPM洗浄、APM洗浄、および、フッ酸(HF)洗浄が行われる。また、基板30の洗浄後はIPA乾燥によって荷電粒子線露光用マスクを乾燥してもよい。ここで、APM洗浄は、アンモニア過酸化水素水洗浄ともいい、例えば、アンモニア(NHOH):H:HO=1:2:5で混合した薬液を70℃~80℃に加熱して使用する例を挙げることができる。APM洗浄は、有機物の除去および不溶性のパーティクルの除去に効果がある洗浄方法である。 After etching the box layer 60 and removing the hard mask patterns 80'a and 80'b, the substrate 30 is subjected to SPM cleaning, APM cleaning, and hydrofluoric acid (HF) cleaning. After cleaning the substrate 30, the mask for charged particle beam exposure may be dried by IPA drying. Here, APM cleaning is also called ammonia - hydrogen peroxide water cleaning. An example of heating and using can be given. APM cleaning is a cleaning method that is effective in removing organic substances and insoluble particles.

第1の実施形態において、レジストパターン110のアライメントズレが発生したり、レジストパターン110をエッチングマスクとした支持基板70のドライエッチングにより形成される開口75の側壁にテーパーが発生したりすることがあり、傾斜や歪み等を有する下補強部73gが形成され得る。しかし、レジストパターン110の除去後にハードマスクパターン80’bをエッチングマスクとして支持基板70をドライエッチングすることで、下補強部73gが支持部72gの高さよりも低い高さで形成される。これにより、上記アライメントズレやテーパーが発生したとしても、製造される荷電粒子線露光用マスク1において、開口部11を透過する荷電粒子線が下補強部73gによって遮蔽されるのを防止することができる。 In the first embodiment, misalignment of the resist pattern 110 may occur, and taper may occur on the sidewall of the opening 75 formed by dry etching the support substrate 70 using the resist pattern 110 as an etching mask. , a lower reinforcing portion 73g having an inclination, distortion, or the like can be formed. However, by dry-etching the supporting substrate 70 using the hard mask pattern 80'b as an etching mask after removing the resist pattern 110, the lower reinforcing portion 73g is formed with a height lower than that of the supporting portion 72g. As a result, even if misalignment or taper occurs, in the manufactured charged particle beam exposure mask 1, the charged particle beam passing through the opening 11 can be prevented from being shielded by the lower reinforcing portion 73g. can.

よって、第1の実施形態における上述の荷電粒子線露光用マスクの製造方法によれば、開口部11を透過した荷電粒子線が、下補強部73gによって遮蔽されてしまうことなく、露光対象物に照射され得る高品質の荷電粒子線露光用マスク1を製造することができる。 Therefore, according to the method of manufacturing the charged particle beam exposure mask in the first embodiment, the charged particle beam that has passed through the opening 11 is not blocked by the lower reinforcing portion 73g, and does not reach the exposure target. A high-quality charged particle beam exposure mask 1 that can be irradiated can be manufactured.

第1の実施形態においては、基板30としてSOI基板を使用しているが、これに限定されず、例えば、シリコン基板;窒化シリコン、炭化シリコン、酸化シリコン等のシリコン化合物基板;これらの基板材質を含む所望の材質の中から選択される材質からなる層を複数積層してなる積層基板等を使用することができる。上記積層基板を基板30として使用する場合、例えば図1に示される荷電粒子線露光用マスク1を用いて説明すると、薄板部10となる層と、支持部12となる層との2層構造を有する積層基板を基板30として使用してもよい。この場合の積層基板は、薄板部10となる層と支持部12となる層との間で選択性のあるエッチングが可能なものであればよく、また、薄板部10となる層は、薄板部10が開口部11を有する状態で維持可能な程度に自立可能な薄膜(メンブレン)となるようなものであればよい。また、薄板部10となる層と、支持部12となる層との間にエッチング選択性をもたせるために、積層基板は3層以上の積層構造を有していてもよい。このような積層基板を使用する場合、積層基板を構成する各層のエッチング選択性に応じたエッチング条件を設定することにより、上述のSOI基板を使用した場合と同様にして、荷電粒子線露光用マスクを製造することができる。なお、本開示において、異なる層、材料間においてエッチング選択性があるとは、同一条件でエッチングを行ったときに、エッチング速度に相違が生じる場合があることを意味する。 In the first embodiment, an SOI substrate is used as the substrate 30. However, the substrate 30 is not limited to this. A laminated substrate or the like in which a plurality of layers made of a material selected from among desired materials are laminated can be used. When the laminated substrate is used as the substrate 30, for example, the charged particle beam exposure mask 1 shown in FIG. You may use the laminated substrate which has as the board|substrate 30. FIG. In this case, the laminated substrate may be one that allows selective etching between the layer that will be the thin plate portion 10 and the layer that will be the support portion 12, and the layer that will be the thin plate portion 10 is the thin plate portion Any material may be used as long as it forms a self-supporting thin film (membrane) to the extent that 10 can be maintained in a state having openings 11 . Moreover, in order to provide etching selectivity between the layer forming the thin plate portion 10 and the layer forming the support portion 12, the layered substrate may have a layered structure of three or more layers. When using such a laminated substrate, by setting etching conditions according to the etching selectivity of each layer constituting the laminated substrate, a mask for charged particle beam exposure can be obtained in the same manner as in the case of using the SOI substrate described above. can be manufactured. In the present disclosure, the term "etching selectivity between different layers and materials" means that etching rates may differ when etching is performed under the same conditions.

[第2の実施形態]
第2の実施形態における荷電粒子線露光用マスクの製造方法について説明する。図7~図8は、第2の実施形態に係る荷電粒子線露光用マスクの製造方法を説明するための工程図であり、図3に示される第2の実施形態に係る荷電粒子線露光用マスク1の製造方法を例として説明するものである。第2の実施形態に係る荷電粒子線露光用マスクの製造方法は、上述した図4~図6に示される第1の実施形態に係る荷電粒子線露光用マスクの製造方法のうち、図5~図6に示される工程と異なる工程を含む。すなわち、図7~図8に示す工程は、図4に示す工程に続く工程である。よって、第2の実施形態において、図4に示される工程についての詳細な説明は省略するものとする。
[Second embodiment]
A method of manufacturing a charged particle beam exposure mask according to the second embodiment will be described. 7 and 8 are process diagrams for explaining a method for manufacturing a mask for charged particle beam exposure according to the second embodiment. A method for manufacturing the mask 1 will be described as an example. The method for manufacturing the mask for charged particle beam exposure according to the second embodiment is the method for manufacturing the mask for charged particle beam exposure according to the first embodiment shown in FIGS. It includes steps different from those shown in FIG. That is, the steps shown in FIGS. 7 and 8 follow the step shown in FIG. Therefore, in the second embodiment, detailed description of the steps shown in FIG. 4 will be omitted.

図4(C)において、単結晶シリコン層50に凹部51が形成された後、凹部51が形成された単結晶シリコン層50の上面(薄板部10の第2面Fに相当)を覆うように当該面に樹脂層100を形成する。また、複数の開口を有するレジストパターン(不図示)をハードマスク材料層80bに形成し、このレジストパターンをエッチングマスクとしてハードマスク材料層80bをエッチングして、支持部12に対応するハードマスクパターン80’b(第1ハードマスクパターン)及び第2補強部132gに対応する対応パターン81b(第2ハードマスクパターン)を形成する(図7(A))。第2の実施形態において、上記式(1)~(5)及び上記式(7)で表される幅Sの第1補強部131gが形成されるようにレジストパターンの幅が設定され、上記式(1)~(13)で表される幅Sの第2補強部132gが形成されるように対応パターン81bの幅が設定される。
なお、ウェットエッチングまたはドライエッチングによってハードマスク材料層80bをエッチングすることができる。本実施形態においては、図7(A)に示されるハードマスクパターン80’bに加え、対応パターン81bが形成される点で、第1の実施形態に係る荷電粒子線露光用マスクの製造方法と異なる(図5(A)参照)。
In FIG. 4C, after the recesses 51 are formed in the single crystal silicon layer 50, the upper surface of the single crystal silicon layer 50 (corresponding to the second surface F of the thin plate portion 10) in which the recesses 51 are formed is covered. A resin layer 100 is formed on the surface. In addition, a resist pattern (not shown) having a plurality of openings is formed in the hard mask material layer 80b, and the hard mask material layer 80b is etched using this resist pattern as an etching mask. 'b (first hard mask pattern) and a corresponding pattern 81b (second hard mask pattern) corresponding to the second reinforcing portion 132g are formed (FIG. 7A). In the second embodiment, the width of the resist pattern is set so that the first reinforcing portion 131g having a width S1 represented by the above formulas (1) to (5) and the above formula (7) is formed. The width of the corresponding pattern 81b is set so as to form the second reinforcing portion 132g having a width S 5 represented by equations (1) to (13).
Note that the hard mask material layer 80b can be etched by wet etching or dry etching. In this embodiment, in addition to the hard mask pattern 80'b shown in FIG. 7A, a corresponding pattern 81b is formed. different (see FIG. 5(A)).

樹脂層100は、凹部51を保護する目的、および、後工程で支持基板70をエッチングする際の歪みを抑制する目的で形成される。したがって、樹脂層100の厚さは5μm~30μmの範囲で適宜設定され得る。このような樹脂層100は、図示例では、基板全域に亘って形成されているが、少なくとも凹部51を覆う範囲内に形成されていればよい。樹脂層100を構成する材料としては、レジスト等として用いられる公知の樹脂材料を使用することができ、当該樹脂材料の溶液をスピンコート法等により塗布し、熱処理を行うことにより樹脂層100が形成され得る。樹脂層100の厚さは、樹脂材料や添加剤の濃度調整により溶液の粘度を調整し、さらに溶液塗布時の基板の回転速度を調整することで制御され得る。一度の溶液の塗布で所望の厚さを得ることができない場合は、樹脂層が所望の厚さになるまで溶液の塗布及び硬化を複数回繰り返してもよい。 The resin layer 100 is formed for the purpose of protecting the concave portion 51 and for the purpose of suppressing distortion when the support substrate 70 is etched in a post-process. Therefore, the thickness of the resin layer 100 can be appropriately set within the range of 5 μm to 30 μm. Although such a resin layer 100 is formed over the entire substrate in the illustrated example, it may be formed within a range covering at least the recess 51 . As a material for forming the resin layer 100, a known resin material used as a resist or the like can be used. can be The thickness of the resin layer 100 can be controlled by adjusting the viscosity of the solution by adjusting the concentrations of the resin material and additives, and by adjusting the rotational speed of the substrate during application of the solution. If the desired thickness cannot be obtained by applying the solution once, the application and curing of the solution may be repeated multiple times until the desired thickness of the resin layer is obtained.

本実施形態においては、ハードマスクパターン80’bは、図1及び図3に示されるパターン領域P(図1に破線で示す)に対応する平面視略矩形状の開口85を有し、この開口85内に複数の対応パターン81bが位置している。この開口85は、エッチング方法、エッチング条件、基板30の材質などを考慮して、後述する支持部72g(図8参照)を形成するのに適した開口寸法、開口形状を有する。 In this embodiment, the hard mask pattern 80'b has a substantially rectangular opening 85 corresponding to the pattern area P (indicated by the broken line in FIG. 1) shown in FIGS. Located within 85 are a plurality of corresponding patterns 81b. The opening 85 has an opening size and an opening shape suitable for forming a support portion 72g (see FIG. 8), which will be described later, in consideration of the etching method, etching conditions, material of the substrate 30, and the like.

次いで、対応パターン81bの下面及び側面を覆う、第1補強部731g(図7(C)参照)に対応するレジストパターン110を支持基板70の下面30sに形成し、このレジストパターン110をエッチングマスクとして支持基板70を矢印E方向で示される上方へ所定の深さまでエッチングして複数の開口75を形成する(図7(B))。なお、電子線感応型レジストを用いて電子線リソグラフィ法により、あるいは、感光性レジストを用いてフォトリソグラフィ法によりレジストパターン110を形成することができる。また、電子線リソグラフィ法とフォトリソグラフィ法を組み合わせてレジストパターン110を形成することができる。上記「所定の深さ」は、第1補強部731gの高さに応じて適宜設定される深さである。所定の深さが深いほど、形成される第1補強部731gの高さは高くなり、所定の深さが浅いほど、形成される第1補強部731gの高さは低くなる。支持基板70をエッチングする「所定の深さ」は、上記式(1)~(5)で表わされる高さZの第1補強部731gと、上記式(6)から導出される高さZの第2補強部732gとを形成することができる程度に適宜設定され得る。 Next, a resist pattern 110 corresponding to the first reinforcing portion 731g (see FIG. 7C) covering the lower surface and side surfaces of the corresponding pattern 81b is formed on the lower surface 30s of the support substrate 70, and the resist pattern 110 is used as an etching mask. A plurality of openings 75 are formed by etching the support substrate 70 upward in the direction of arrow E to a predetermined depth (FIG. 7(B)). The resist pattern 110 can be formed by electron beam lithography using an electron beam sensitive resist, or by photolithography using a photosensitive resist. Also, the resist pattern 110 can be formed by combining electron beam lithography and photolithography. The "predetermined depth" is a depth appropriately set according to the height of the first reinforcing portion 731g. The deeper the predetermined depth, the higher the height of the first reinforcing portion 731g formed, and the shallower the predetermined depth, the lower the height of the first reinforcing portion 731g formed. The “predetermined depth” for etching the support substrate 70 includes the first reinforcing portion 731g having a height Z0 represented by the above formulas (1) to (5) and the height Z0 derived from the above formula (6). It can be appropriately set to the extent that one second reinforcing portion 732g can be formed.

支持基板70を上記「所定の深さ」までエッチングした後、樹脂層100とレジストパターン110とを除去し、ハードマスクパターン80’b及び対応パターン81bをエッチングマスクとして支持基板70(パターン81bでマスクされている部分を除く)を矢印E方向(第2補強部732gの両側面においては矢印e方向)で示される上方へさらにエッチングする(図7(C))。このエッチングでも、ボックス層60がエッチングストッパーとして作用する。これにより、単結晶シリコン層50の非パターン領域50bに対応する位置に枠形状の支持部72gが形成されるとともに、領域50aに対応する位置に第1補強部731gが形成される。さらに、第2の実施形態においては、第1補強部731gの底側に連続する第2補強部732gが形成される。このような支持基板70のエッチングにより形成された支持部72gと第1補強部731gとの間、及び第1補強部731g同士の間に露出したボックス層60を、後工程において、基板30の主面30s側からエッチングすることにより、凹部51の底面が貫通して開口部11が形成される。なお、単結晶シリコン層50のエッチングと同様に、ウェットエッチングまたはドライエッチングによって支持基板70をエッチングすることができる。 After etching the support substrate 70 to the above-mentioned "predetermined depth", the resin layer 100 and the resist pattern 110 are removed, and the support substrate 70 (the pattern 81b is used as an etching mask) is etched using the hard mask pattern 80'b and the corresponding pattern 81b as an etching mask. 732g) is further etched upward in the direction of arrow E (in the direction of arrow e on both side surfaces of the second reinforcing portion 732g) (FIG. 7(C)). Also in this etching, the box layer 60 acts as an etching stopper. As a result, a frame-shaped support portion 72g is formed at a position corresponding to the non-pattern region 50b of the single crystal silicon layer 50, and a first reinforcing portion 731g is formed at a position corresponding to the region 50a. Furthermore, in the second embodiment, a second reinforcing portion 732g is formed that is continuous with the bottom side of the first reinforcing portion 731g. The box layer 60 exposed between the supporting portion 72g and the first reinforcing portion 731g formed by etching the supporting substrate 70 and between the first reinforcing portions 731g is removed as the main portion of the substrate 30 in a post-process. By etching from the surface 30s side, the opening 11 is formed through the bottom surface of the recess 51 . It should be noted that the support substrate 70 can be etched by wet etching or dry etching in the same manner as the etching of the single crystal silicon layer 50 .

樹脂層100とレジストパターン110とを、有機溶媒を用いて除去してもよく、また、酸素プラズマ処理等のアッシングにより除去してもよい。有機溶媒としては、例えば、レジストリムーバを使用することができる。レジストリムーバを用いて樹脂層100とレジストパターン110とを除去した後に、露出したハードマスクパターン80’a、80’b、および、凹部51の形成によって露出したボックス層60の表面に残留する有機物を除去するためにSPM洗浄を行ってもよい。SPM洗浄は硫酸過酸化水素水洗浄ともいい、例えばH:HSO=3:1で混合した薬液を70℃~80℃に加熱して使用する例を挙げることができる。SPM洗浄は強力な酸化作用を利用することで有機物の除去に効果がある洗浄方法である。SPM洗浄の後はIPA乾燥によって基板を乾燥してもよい。このような樹脂層100とレジストパターン110との除去を、同一工程で行ってもよく、それぞれ別の工程で行ってもよい。 The resin layer 100 and the resist pattern 110 may be removed using an organic solvent, or may be removed by ashing such as oxygen plasma treatment. As an organic solvent, for example, a registry remover can be used. After removing the resin layer 100 and the resist pattern 110 using a resist remover, the organic matter remaining on the exposed hard mask patterns 80'a and 80'b and the surface of the box layer 60 exposed by forming the recesses 51 is removed. SPM cleaning may be performed for removal. SPM cleaning is also called sulfuric acid and hydrogen peroxide water cleaning, and an example of using a chemical solution mixed with H 2 O 2 :H 2 SO 4 =3:1 by heating to 70° C. to 80° C. can be mentioned. SPM cleaning is a cleaning method that is effective in removing organic matter by utilizing a strong oxidizing action. After SPM cleaning, the substrate may be dried by IPA drying. The removal of the resin layer 100 and the resist pattern 110 may be performed in the same step or in separate steps.

次いで、ボックス層60を基板30の主面30s側からエッチングすることで凹部51の底面が貫通して開口部11を形成した後、ハードマスクパターン80’a、ハードマスクパターン80’b及び対応パターン81bを除去することにより、荷電粒子線露光用マスク1が形成される(図8)。本実施形態では、このように形成された荷電粒子線露光用マスク1における開口部11の深さは、単結晶シリコン層50の厚さに対応したものであり、1μm~10μmの範囲内で所望の深さとなっている。なお、ハードマスク材料層80aのエッチングと同様に、ウェットエッチングまたはドライエッチングによってボックス層60をエッチングすることができる。このボックス層60のエッチングと同時に、ハードマスクパターン80’aとハードマスクパターン80’bとを除去してもよい。また、支持部72gと第1補強部731gとの間、及び第1補強部731g同士の間に露出するボックス層60をエッチングして開口部11を形成した後に、樹脂層100を除去してもよい。 Next, the box layer 60 is etched from the main surface 30s side of the substrate 30 so that the bottom surface of the recess 51 penetrates to form the opening 11, and then the hard mask pattern 80'a, the hard mask pattern 80'b and the corresponding pattern By removing 81b, the charged particle beam exposure mask 1 is formed (FIG. 8). In the present embodiment, the depth of the openings 11 in the charged particle beam exposure mask 1 thus formed corresponds to the thickness of the single crystal silicon layer 50, and is within the range of 1 μm to 10 μm. is the depth of Note that the box layer 60 can be etched by wet etching or dry etching in the same manner as the etching of the hard mask material layer 80a. Simultaneously with the etching of the box layer 60, the hard mask pattern 80'a and the hard mask pattern 80'b may be removed. Alternatively, after etching the box layer 60 exposed between the supporting portion 72g and the first reinforcing portion 731g and between the first reinforcing portions 731g to form the openings 11, the resin layer 100 may be removed. good.

このようにボックス層60をエッチングし、ハードマスクパターン80’a、80’b、対応パターン81bを除去した後の基板30に対して、SPM洗浄、APM洗浄、および、フッ酸(HF)洗浄が行われる。また、基板30の洗浄後はIPA乾燥によってマスクを乾燥してもよい。ここで、APM洗浄は、アンモニア過酸化水素水洗浄ともいい、例えば、アンモニア(NHOH):H:HO=1:2:5で混合した薬液を70℃~80℃に加熱して使用する例を挙げることができる。APM洗浄は有機物の除去および不溶性のパーティクルの除去に効果がある洗浄方法である。 SPM cleaning, APM cleaning, and hydrofluoric acid (HF) cleaning are performed on the substrate 30 after etching the box layer 60 and removing the hard mask patterns 80'a and 80'b and the corresponding pattern 81b. done. After cleaning the substrate 30, the mask may be dried by IPA drying. Here, APM cleaning is also called ammonia - hydrogen peroxide water cleaning. An example of heating and using can be given. APM cleaning is a cleaning method effective in removing organic substances and insoluble particles.

第2の実施形態において、レジストパターン110のアライメントズレが発生したり、レジストパターン110をエッチングマスクとした支持基板70のドライエッチングにより形成される開口75の側壁にテーパーが発生したりすることがあり、傾斜や歪み等を有する第1補強部731g及び第2補強部732gが形成され得る。しかし、レジストパターン110の除去後にハードマスクパターン80’b及び対応パターン81bをエッチングマスクとして支持基板70をドライエッチングすることで、第1補強部731gが支持部72gの高さよりも低い高さで形成され、第2補強部732gが第1補強部731gよりも小さい幅で形成される。これにより、上記アライメントズレやテーパーが発生したとしても、製造される荷電粒子線露光用マスク1において、開口部11を透過する荷電粒子線が第1補強部731g及び第2補強部732gによって遮蔽されるのを防止することができる。 In the second embodiment, misalignment of the resist pattern 110 may occur, and taper may occur on the sidewall of the opening 75 formed by dry etching the support substrate 70 using the resist pattern 110 as an etching mask. , a first reinforcing portion 731g and a second reinforcing portion 732g having inclinations, distortions, or the like may be formed. However, after the resist pattern 110 is removed, the support substrate 70 is dry-etched using the hard mask pattern 80'b and the corresponding pattern 81b as etching masks, whereby the first reinforcing portion 731g is formed at a height lower than that of the support portion 72g. The second reinforcing portion 732g is formed with a width smaller than that of the first reinforcing portion 731g. As a result, even if misalignment or taper occurs, in the charged particle beam exposure mask 1 to be manufactured, the charged particle beam passing through the opening 11 is shielded by the first reinforcing portion 731g and the second reinforcing portion 732g. can prevent

以上から、第2の実施形態に係る荷電粒子線露光用マスクの製造方法によって、開口部11を透過した荷電粒子線が、変形後の第1補強部731g及び第2補強部732gによって遮蔽されることなく、露光対象物に照射され得る高品質の荷電粒子線露光用マスク1を製造することができる。 As described above, the charged particle beam transmitted through the opening 11 is shielded by the deformed first reinforcing portion 731g and the second reinforcing portion 732g by the charged particle beam exposure mask manufacturing method according to the second embodiment. It is possible to manufacture a high-quality charged particle beam exposure mask 1 that can be irradiated onto an exposure object without any need.

以下、実施例を挙げて本開示をさらに詳細に説明するが、本開示は下記の実施例等に何ら制限されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present disclosure will be described in more detail with reference to examples, but the present disclosure is not limited to the following examples and the like.

[実施例1]
<SOI基板の準備>
基板30として、シリコン単結晶を主材とする支持基板70(厚さ:400μm)、シリコン酸化膜を含むボックス層60(厚さ:1μm)、単結晶シリコン層50(厚さ:2μm)の順に積層された、直径200mmのSOI基板30を準備した。
[Example 1]
<Preparation of SOI substrate>
As the substrate 30, a support substrate 70 (thickness: 400 μm) mainly made of silicon single crystal, a box layer 60 (thickness: 1 μm) containing a silicon oxide film, and a single crystal silicon layer 50 (thickness: 2 μm) are arranged in this order. A laminated SOI substrate 30 having a diameter of 200 mm was prepared.

<荷電粒子線露光用マスクの作製>
次に、上記のSOI基板30を用い、このSOI基板30の一方の主面30m側に位置する単結晶シリコン層50上に厚さ1μmのシリコン酸化膜であるハードマスク材料層80aを、熱酸化法を用いて形成するとともに、このハードマスク材料層80aの形成と同時に、SOI基板30の他方の主面30s側に位置する支持基板70上に厚さ1μmのシリコン酸化膜であるハードマスク材料層80bを熱酸化法により形成した(図4(A)参照)。
<Preparation of Mask for Charged Particle Beam Exposure>
Next, using the above SOI substrate 30, the hard mask material layer 80a, which is a silicon oxide film with a thickness of 1 μm, is thermally oxidized on the single crystal silicon layer 50 located on the one main surface 30m side of the SOI substrate 30. Simultaneously with the formation of the hard mask material layer 80a, a hard mask material layer which is a silicon oxide film with a thickness of 1 μm is formed on the supporting substrate 70 located on the other main surface 30s side of the SOI substrate 30. 80b was formed by thermal oxidation (see FIG. 4A).

次に、上記のハードマスク材料層80a上に、電子線感応型のレジスト(スミレジストNEBシリーズ、住友化学工業株式会社製)を(例えばスピンコート法等により)塗布して、レジスト層90を形成した。次いで、電子線描画装置(JBX9500、日本電子株式会社製)内のステージ上に、他方の主面30s側がステージと対向するようにSOI基板30を配置し、SOI基板30の一方の主面30m側に形成されたレジスト層90に電子線を照射して、所望のパターン潜像を形成した。また、一方の主面30m側がステージと対向するようにSOI基板30を配置し、SOI基板30の他方の主面30s側に上記と同様に形成されたレジスト層にも電子線を照射して所望のパターン潜像を形成した。 Next, an electron beam sensitive resist (Sumiresist NEB series, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) is applied (for example, by spin coating) on the hard mask material layer 80a to form a resist layer 90. bottom. Next, the SOI substrate 30 was placed on a stage in an electron beam drawing apparatus (JBX9500, manufactured by JEOL Ltd.) so that the other main surface 30s side faces the stage, and the one main surface 30m side of the SOI substrate 30 was placed. A desired pattern latent image was formed by irradiating an electron beam onto the resist layer 90 formed in . In addition, the SOI substrate 30 is arranged so that one main surface 30m faces the stage, and the resist layer formed on the other main surface 30s of the SOI substrate 30 in the same manner as described above is also irradiated with the electron beam to achieve a desired level. pattern latent image was formed.

次に、SOI基板30の一方の主面30m側におけるレジスト層90を現像して、4列×3行で碁盤の目となるように配列された複数の矩形状の凹部91(10μm×30μm)を含むレジストパターンを形成した。このレジストパターンをエッチングマスクとして、フッ素系ガスを用いた反応性イオンエッチング(CHF:25sccm、SF:5sccm)でハードマスク材料層80aをエッチングしてハードマスクパターン80’aを形成した。 Next, the resist layer 90 on one main surface 30m side of the SOI substrate 30 is developed to form a plurality of rectangular concave portions 91 (10 μm×30 μm) arranged in a grid pattern of 4 columns×3 rows. A resist pattern containing was formed. Using this resist pattern as an etching mask, the hard mask material layer 80a was etched by reactive ion etching (CHF 3 : 25 sccm, SF 6 : 5 sccm) using a fluorine-based gas to form a hard mask pattern 80′a.

次いで、このハードマスクパターン80’aをエッチングマスクとして、フッ素系ガスを用いた反応性イオンエッチング(O:5sccm、CHF:45sccm)で単結晶シリコン層50をエッチングすることにより、単結晶シリコン層50におけるパターン領域P’に相当する領域内に複数の凹部51を形成した。
次に、複数の凹部51を覆うように単結晶シリコン層50上にスピンコート法により樹脂材料の溶液を塗布して、樹脂層100(厚さ:15μm)を形成した。
Next, using this hard mask pattern 80′a as an etching mask, the single crystal silicon layer 50 is etched by reactive ion etching using a fluorine-based gas (O 2 : 5 sccm, CHF 3 : 45 sccm) to obtain single crystal silicon. A plurality of recesses 51 were formed in a region of the layer 50 corresponding to the pattern region P'.
Next, a solution of a resin material was applied onto the single-crystal silicon layer 50 by spin coating so as to cover the plurality of recesses 51 to form a resin layer 100 (thickness: 15 μm).

次に、SOI基板30の他方の主面30s側にレジスト層を形成し、レジスト層を露光・現像して開口(300mm×300mm)を有するレジストパターンを形成した。このレストパターンをエッチングマスクとして、上記のSOI基板30の一方の主面30m側におけるハードマスク材料層80aに対するエッチングと同様に、フッ素系ガスを用いた反応性イオンエッチングでSOI基板30の他方の主面30s側におけるハードマスク材料層80bをエッチングしてハードマスクパターン80’bを形成した。 Next, a resist layer was formed on the other main surface 30s side of the SOI substrate 30, and the resist layer was exposed and developed to form a resist pattern having an opening (300 mm×300 mm). Using this rest pattern as an etching mask, the other main surface of the SOI substrate 30 is etched by reactive ion etching using a fluorine-based gas in the same manner as the etching of the hard mask material layer 80a on the one main surface 30m side of the SOI substrate 30 described above. The hard mask material layer 80b on the surface 30s side is etched to form a hard mask pattern 80'b.

次いで、上記の開口に対応する支持基板70の下面(他方の主面30sに相当)にスピンコート法を用いてフォトレジスト(厚さ:20μm)を塗布し、フォトリソグラフィ法により、下補強部73gに対応するレジストパターン110(幅:50μm)を形成した後、支持基板70を150μmの深さまでエッチングした(図5(B)参照)。 Next, a photoresist (thickness: 20 μm) is applied to the lower surface of the support substrate 70 corresponding to the opening (corresponding to the other main surface 30s) by spin coating, and a lower reinforcement portion 73g is formed by photolithography. After forming a resist pattern 110 (width: 50 μm) corresponding to , the support substrate 70 was etched to a depth of 150 μm (see FIG. 5B).

次に、有機溶媒である市販のレジストリムーバを使用して、樹脂層100とレジストパターン110を除去し、支持基板70を、ボックス層60までさらにエッチングし、支持部72g及び下補強部73gを形成した。次いで、露出するボックス層60と、SOI基板30の両面に形成されたハードマスクパターン80’a、80’bとを、エッチングにより同時に除去し、荷電粒子線露光用マスク1を形成した。 Next, using a commercially available resist remover which is an organic solvent, the resin layer 100 and the resist pattern 110 are removed, the support substrate 70 is further etched down to the box layer 60, and the support portion 72g and the lower reinforcement portion 73g are formed. bottom. Next, the exposed box layer 60 and the hard mask patterns 80'a and 80'b formed on both sides of the SOI substrate 30 were simultaneously removed by etching to form the mask 1 for charged particle beam exposure.

このように作製された荷電粒子線露光用マスク1における補強部13gの高さZ、補強部13gの上面13gtと側壁面13gsとのなす角度θ、及び補強部13gの上面13gtの一端13gtA(または13gtB)と、底面13guの一端13guA(または13guB)との間の幅Sとを測定した。測定結果を下記の表1に示す。 Height Z 0 of reinforcing portion 13g, angle θ 1 between upper surface 13gt of reinforcing portion 13g and side wall surface 13gs, and one end 13gtA of upper surface 13gt of reinforcing portion 13g in mask 1 for charged particle beam exposure manufactured in this way (or 13gtB) and the width S2 between one end 13guA (or 13guB) of the bottom surface 13gu . The measurement results are shown in Table 1 below.

[実施例2]
支持基板70の下面(他方の主面30sに相当)にハードマスクパターン80’bを形成するとともに、幅が20μmの対応パターン81b(第2補強部732gに対応)を形成し、この対応パターン81bを覆うようにフォトレジスト110(厚さ:20μm)を塗布した後、支持基板70を150μmの深さまでエッチングし、さらにその後、第2補強部732gに対応する対応パターン81bを覆っていたフォトレジスト110を除去し、支持基板70をさらにボックス層60までエッチングすることにより、第1補強部731gと、当該第1補強部731gに連続する第2補強部732gを形成した他は、上述の実施例1と同様にして、荷電粒子線露光用マスク1を作製した。
[Example 2]
A hard mask pattern 80'b is formed on the lower surface (corresponding to the other main surface 30s) of the support substrate 70, and a corresponding pattern 81b (corresponding to the second reinforcing portion 732g) having a width of 20 μm is formed. , the support substrate 70 is etched to a depth of 150 μm, and then the photoresist 110 covering the corresponding pattern 81b corresponding to the second reinforcing portion 732g. is removed, and the supporting substrate 70 is further etched up to the box layer 60, thereby forming the first reinforcing portion 731g and the second reinforcing portion 732g continuous with the first reinforcing portion 731g. A charged particle beam exposure mask 1 was produced in the same manner as in the above.

このように作製された荷電粒子線露光用マスク1における第1補強部131gの高さZ、第1補強部131gの上面131gtと側壁面131gsとのなす角度θ、及び第1補強部131gの上面131gtの一端131gtA(または131gtB)と、底面131guの一端131guA(または131guB)との間の幅S、第2補強部132gの高さZ、第2補強部132gの第1端部132gtと側壁面132gsとのなす角度θ、及び第2補強部132gの第1端部132gtの一端132gtA(または132gtB)と、第2端部132guの一端132guA(または132guB)との間の幅Sを測定した。測定結果を下記の表1に示す。 The height Z 0 of the first reinforcing portion 131g, the angle θ 1 between the upper surface 131gt of the first reinforcing portion 131g and the side wall surface 131gs, and the first reinforcing portion 131g in the charged particle beam exposure mask 1 thus manufactured Width S 2 between one end 131gtA (or 131gtB) of the upper surface 131gt and one end 131guA (or 131guB) of the bottom surface 131gu, height Z 1 of the second reinforcing portion 132g, the first end of the second reinforcing portion 132g The angle θ 2 between 132gt and the side wall surface 132gs, and the width between one end 132gtA (or 132gtB) of the first end 132gt of the second reinforcing portion 132g and one end 132guA (or 132guB) of the second end 132gu S6 was measured. The measurement results are shown in Table 1 below.

[比較例1]
支持基板70の下面(他方の主面30sに相当)にハードマスクパターン80’bを形成するとともに、下補強部73gと同様の幅を有する補強部に対応するハードマスクパターン(幅:50μm)を形成し、支持基板70をボックス層60までエッチングすることにより、支持部72gと同じ高さの補強部を形成した他は、上述の実施例1と同様にして、荷電粒子線露光用マスクを作製した。
[Comparative Example 1]
A hard mask pattern 80'b is formed on the lower surface (corresponding to the other main surface 30s) of the support substrate 70, and a hard mask pattern (width: 50 μm) corresponding to the reinforcing portion having the same width as the lower reinforcing portion 73g is formed. A mask for charged particle beam exposure is produced in the same manner as in Example 1 except that a reinforcing portion having the same height as the supporting portion 72g is formed by etching the supporting substrate 70 up to the box layer 60. bottom.

このように作製された荷電粒子線露光用マスクにおける補強部の高さZ0、補強部の上面と側壁面とのなす角度θ、及び補強部の上面の一端と、この上面の一端と同じ側に位置する底面の一端との間の幅Sを測定した。測定結果を下記の表1に示す。 In the mask for charged particle beam exposure manufactured in this way, the height Z0 of the reinforcing portion, the angle θ1 between the upper surface of the reinforcing portion and the side wall surface, and one end of the upper surface of the reinforcing portion and one end of this upper surface are the same. The width S2 between one end of the bottom surface located on the side was measured. The measurement results are shown in Table 1 below.

Figure 0007201044000001
Figure 0007201044000001

また、表1の計測結果から、実施例1における荷電粒子線露光用マスク1の補強部は上記式(1)を満たし、実施例2における荷電粒子線露光用マスク1の第2補強部は上記式(2)を満たすことが確認された。他方、比較例1における荷電粒子線露光用マスクの補強部は、上記式(1)を満たさないことが確認された。以上から、上記式(1)を満たす補強部や上記式(2)を満たす第2補強部が形成された荷電粒子線露光用マスクは十分な強度を有するとともに、当該マスクによれば、その開口部11を透過した光が変形後の補強部に遮蔽されることなく露光対象物に照射され得るものと考察される。 Further, from the measurement results in Table 1, the reinforcing portion of the charged particle beam exposure mask 1 in Example 1 satisfies the above formula (1), and the second reinforcing portion of the charged particle beam exposure mask 1 in Example 2 satisfies the above It was confirmed that the formula (2) was satisfied. On the other hand, it was confirmed that the reinforcing portion of the mask for charged particle beam exposure in Comparative Example 1 did not satisfy the above formula (1). As described above, the charged particle beam exposure mask in which the reinforcing portion satisfying the above formula (1) and the second reinforcing portion satisfying the above formula (2) are formed has sufficient strength. It is considered that the light transmitted through the portion 11 can be irradiated onto the object to be exposed without being blocked by the reinforcing portion after deformation.

荷電粒子線の照射、露光を用いる工程を有する種々の製造工程に利用可能である。 It can be used for various manufacturing processes including processes using charged particle beam irradiation and exposure.

1…荷電粒子線露光用マスク
10…薄板部
10a…非透過部
11、51…開口部
B…第1面
F…第2面
P…パターン領域
12…支持部
12t…第1端部
12u…第2端部
13…補強部
131g…第1補強部
132g…第2補強部
132gt…第1端部
132gu…第2端部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Charged particle beam exposure mask 10... Thin plate part 10a... Non-transmissive part 11, 51... Opening part B... 1st surface F... 2nd surface P... Pattern area 12... Support part 12t... 1st end part 12u... 3rd 2 Ends 13 Reinforcing Part 131g First Reinforcing Part 132g Second Reinforcing Part 132gt First End 132gu Second End

Claims (6)

第1面及び当該第1面に対向する第2面を有する薄板部と、
前記薄板部を前記第1面側から支持する枠状の支持部と、
前記薄板部の前記第1面及び前記支持部の内側面に連続し、前記薄板部を補強する補強部と
を備える荷電粒子線露光用マスクであって、
前記荷電粒子線露光用マスクの平面視において前記薄板部のうちの前記支持部により支持される領域に囲まれるパターン領域には、荷電粒子線が透過可能な複数の開口部が形成されており、
前記補強部は、前記パターン領域内における前記荷電粒子線が透過不可能な非透過部に、前記開口部を透過する前記荷電粒子線を遮蔽しないように連続しており、前記非透過部に連続する第1補強部と、前記第1補強部に連続する第2補強部とを有し、
前記第1補強部は、前記非透過部に連続する第1最小幅部と、前記第1補強部のうち前記薄板部から最も遠くに位置する第1最大幅部とを含み、
前記第2補強部は、前記第1最大幅部に連続する第2最小幅部と、前記第2補強部のうち前記薄板部から最も遠くに位置する第2最大幅部とを含み、
前記荷電粒子線露光用マスクの断面視において、前記第1補強部の幅は、前記第1最小幅部から前記第1最大幅部に向けて漸増しており、前記第2補強部の幅は、前記第2最小幅部から前記第2最大幅部に向けて漸増しており、
前記荷電粒子線露光用マスクの断面視において、前記第1最小幅部の幅Sは、前記第2最小幅部の幅Sよりも大きく、前記第1最大幅部の幅Sは、前記第2最大幅部の幅Sよりも大きい
荷電粒子線露光用マスク。
a thin plate portion having a first surface and a second surface facing the first surface;
a frame-shaped support portion that supports the thin plate portion from the first surface side;
A charged particle beam exposure mask comprising a reinforcing portion that is continuous with the first surface of the thin plate portion and the inner surface of the support portion and that reinforces the thin plate portion,
In a plan view of the charged particle beam exposure mask, a plurality of openings through which a charged particle beam can pass are formed in a pattern region surrounded by a region of the thin plate portion supported by the supporting portion,
The reinforcing portion is continuous with a non-transmissive portion through which the charged particle beam cannot pass in the pattern area so as not to block the charged particle beam passing through the opening, and is continuous with the non-transmissive portion. and a second reinforcing portion continuous with the first reinforcing portion,
The first reinforcing portion includes a first minimum width portion continuous to the non-transmissive portion, and a first maximum width portion located farthest from the thin plate portion among the first reinforcing portions,
The second reinforcing portion includes a second minimum width portion continuous with the first maximum width portion, and a second maximum width portion located farthest from the thin plate portion among the second reinforcing portions,
In a cross-sectional view of the charged particle beam exposure mask, the width of the first reinforcing portion gradually increases from the first minimum width portion toward the first maximum width portion, and the width of the second reinforcing portion is , gradually increasing from the second minimum width portion toward the second maximum width portion,
In a cross-sectional view of the charged particle beam exposure mask, the width S4 of the first minimum width portion is larger than the width S7 of the second minimum width portion, and the width S1 of the first maximum width portion is A charged particle beam exposure mask larger than the width S5 of the second maximum width portion.
水平面に載置した前記荷電粒子線露光用マスクの断面視において、前記水平面に対する前記第1補強部の側壁面のなす角度が、前記水平面に対する前記第2補強部の側壁面のなす角度以上である
請求項1に記載の荷電粒子線露光用マスク。
In a cross-sectional view of the charged particle beam exposure mask placed on a horizontal plane, the angle formed by the side wall surfaces of the first reinforcing section with respect to the horizontal plane is greater than or equal to the angle formed by the side wall surfaces of the second reinforcing sections with respect to the horizontal plane. A mask for charged particle beam exposure according to claim 1 .
前記第補強部の高さが、前記第補強部の高さ以上である
請求項1又は請求項2に記載の荷電粒子線露光用マスク。
3. The mask for charged particle beam exposure according to claim 1, wherein the height of the second reinforcing portion is equal to or higher than the height of the first reinforcing portion.
前記支持部は、前記薄板部の前記第1面に連続する第1端部及び当該第1端部に対向する第2端部を有し、
前記支持部の第2端部と、前記第2最大幅部とは、実質的に同一面上に位置する
請求項1~請求項3のいずれかに記載の荷電粒子線露光用マスク。
The support portion has a first end continuous with the first surface of the thin plate portion and a second end facing the first end,
4. The mask for charged particle beam exposure according to claim 1, wherein the second end portion of the supporting portion and the second maximum width portion are positioned substantially on the same plane.
請求項1~請求項4のいずれかに記載の荷電粒子線露光用マスクを製造する方法であって、
第1主面及び当該第1主面に対向する第2主面を有する基板を準備し、前記開口部に対応する第1凹部を前記基板の前記第2主面側に形成する工程と、
前記第1凹部が形成された前記第2主面を覆う樹脂層を形成する工程と、
前記支持部に対応する第1ハードマスクパターン及び前記第2補強部に対応する第2ハードマスクパターンを含むハードマスクパターンを前記第1主面上に形成する工程と、
前記第2ハードマスクパターンを覆う、前記第1補強部に対応するレジストパターンを前記第1主面上に形成する工程と、
前記レジストパターンをエッチングマスクとして、前記基板の所定の深さまで前記第1主面をエッチングする工程と、
前記基板の前記所定の深さまで前記第1主面をエッチングした後、前記レジストパターンを除去する工程と、
前記レジストパターンが除去された後、前記ハードマスクパターンをエッチングマスクとして、前記第1主面をエッチングして前記第1凹部の底面を貫通させる工程と
を備える荷電粒子線露光用マスクの製造方法。
A method for manufacturing the charged particle beam exposure mask according to any one of claims 1 to 4,
preparing a substrate having a first main surface and a second main surface facing the first main surface, and forming a first recess corresponding to the opening on the second main surface side of the substrate;
forming a resin layer covering the second main surface in which the first recess is formed;
forming on the first main surface a hard mask pattern including a first hard mask pattern corresponding to the support portion and a second hard mask pattern corresponding to the second reinforcing portion;
forming, on the first main surface, a resist pattern corresponding to the first reinforcing portion and covering the second hard mask pattern;
using the resist pattern as an etching mask to etch the first main surface of the substrate to a predetermined depth;
removing the resist pattern after etching the first main surface of the substrate to the predetermined depth;
After removing the resist pattern, using the hard mask pattern as an etching mask, etching the first main surface to penetrate the bottom surface of the first concave portion.
前記基板は、酸化シリコン層を介してシリコン層が積層されたSOI基板である
請求項5に記載の荷電粒子線露光用マスクの製造方法。
6. The method of manufacturing a mask for charged particle beam exposure according to claim 5, wherein the substrate is an SOI substrate in which a silicon layer is laminated via a silicon oxide layer.
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