JP2000331917A - Exposure mask and exposure apparatus of electron beam - Google Patents

Exposure mask and exposure apparatus of electron beam

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JP2000331917A
JP2000331917A JP14113899A JP14113899A JP2000331917A JP 2000331917 A JP2000331917 A JP 2000331917A JP 14113899 A JP14113899 A JP 14113899A JP 14113899 A JP14113899 A JP 14113899A JP 2000331917 A JP2000331917 A JP 2000331917A
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electron beam
mask
silicon
crystal silicon
chip
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JP14113899A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Watanabe
猛志 渡辺
Kenichi Usui
健一 薄井
Susumu Tawa
邁 田和
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent deformation of a full exposure fine-line pattern by mechanically fastening a silicon mask chip to a holder base body through using a metallic presser structure. SOLUTION: In a configuration of a combining exposure mask of a silicon mask chip with a holder, the silicon mask chip, in whose structure a single- crystal silicon supporting body 3 is joined to a single-crystal silicon thin layer 2 via a silicon oxide film 4, is fastened mechanically to a holder base body 22 by using a metallic presser structure 10. Furthermore, by forming on the surface of the single-crystal silicon thin layer 2 a metallic conductive film 7, is secured via the conductive film 7 and the presser structure 10 the electrical connection of the holder base body 22 with the single-crystal silicon thin layer 2, whereon an electron beam 20 is projected. Thereby, deformation of a full exposure fine-line pattern can be prevented which is generated in the conventional bonding methods.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電子ビームを試料に
露光してパターンを描画する電子ビーム露光装置、およ
び該装置に用いられる電子ビーム露光マスクに関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam exposure apparatus for exposing a sample to an electron beam to draw a pattern, and an electron beam exposure mask used in the apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路の高集積化,微細
化が進むにつれ、解像力の高い電子ビームによる露光が
行われるようになってきている。なかでも、回路パター
ン中に繰り返し現れる種々の要素パターンを、露光マス
クを用いた転写方式で部分的に一括露光できるように
し、所望の回路パターンの露光を迅速に行えるようにし
た部分一括露光と呼ばれる露光方式(ブロック露光,セ
ルプロジェクション露光、あるいはキャラクタプロジェ
クションとも呼ばれる。)は、露光時間が短く、0.2
μm 以下の微細パターンの露光に適した露光方式であ
る。
2. Description of the Related Art In recent years, with the advance of high integration and miniaturization of semiconductor integrated circuits, exposure with an electron beam having high resolution has been performed. Above all, various element patterns repeatedly appearing in a circuit pattern can be partially exposed collectively by a transfer method using an exposure mask, which is called partial batch exposure in which a desired circuit pattern can be quickly exposed. The exposure method (also referred to as block exposure, cell projection exposure, or character projection) has a short exposure time of 0.2.
This exposure method is suitable for exposing fine patterns of μm or less.

【0003】この方法で用いられる露光マスクは、通
常、多数の互いに異なる要素パターンを一枚のマスクに
開口として形成しておき、所望の要素パターンを選択す
ることによって露光が行えるようになっている。ただ
し、用意できる要素パターンの種類にはマスクの大きさ
から制限がある。しかし、可変成形露光方式による任意
の矩形形状が露光できる機能は最小限必要であるため、
任意の矩形形状の露光に必要な大きな矩形開口をマスク
に設けて、部分一括露光方式とともに可変成形露光方式
も可能なようにしてある。
[0003] The exposure mask used in this method is usually such that a large number of different element patterns are formed as openings in one mask, and exposure can be performed by selecting a desired element pattern. . However, the types of element patterns that can be prepared are limited by the size of the mask. However, since the function of exposing an arbitrary rectangular shape by the variable shaping exposure method is required at a minimum,
The mask is provided with a large rectangular opening required for exposure to an arbitrary rectangular shape, so that the variable shaping exposure method can be used together with the partial batch exposure method.

【0004】図10は、部分一括露光方式の機能を有す
る電子ビーム露光装置の概略構成を示す縦断面図であ
り、制御部は機能ブロックで示してる。電子銃82から
引き出された電子ビーム20は成形レンズ84,成形レ
ンズ88,縮小レンズ90,投射レンズ92からなる電
子光学レンズ群を通過し、X−Yステージ94の上に設
置された試料93上に照射される。電子ビーム20の制
御機構としては、電子ビーム20の照射のON/OFF
を行うブランキング電極83,部分一括パターンの選択
を行う転写偏向電極86,可変成形露光時にビームサイ
ズを制御する成形偏向電極87,露光位置を制御する位
置偏向電極91がある。電子ビーム20の光軸上の電子
銃82の側には矩形開口マスク85が設置され、電子ビ
ーム20の断面形状が矩形形状に成形される。また、電
子ビーム20の光軸上の後段には露光マスク89が設置
されている。これらのレンズ群,偏向器,マスク,試料
等は電子ビーム20の雰囲気を真空に保つため、鏡体8
1に収められて、大気から遮断されている。
FIG. 10 is a vertical sectional view showing a schematic configuration of an electron beam exposure apparatus having a function of a partial batch exposure method, and a control section is shown by functional blocks. The electron beam 20 extracted from the electron gun 82 passes through a group of electron optical lenses including a molded lens 84, a molded lens 88, a reduction lens 90, and a projection lens 92, and on a sample 93 set on an XY stage 94. Is irradiated. As a control mechanism of the electron beam 20, ON / OFF of irradiation of the electron beam 20 is used.
, A transfer deflection electrode 86 for selecting a partial collective pattern, a shaping deflection electrode 87 for controlling a beam size during variable shaping exposure, and a position deflection electrode 91 for controlling an exposure position. A rectangular aperture mask 85 is provided on the side of the electron gun 82 on the optical axis of the electron beam 20, and the cross-sectional shape of the electron beam 20 is formed into a rectangular shape. An exposure mask 89 is provided at a stage subsequent to the optical axis of the electron beam 20. These lens groups, deflectors, masks, samples, etc., are maintained in a mirror
It is housed in 1 and is isolated from the atmosphere.

【0005】露光マスク89に設けられた部分一括パタ
ーンからの要素パターンの選択は、矩形に成形された電
子ビーム20を転写偏向電極86によって偏向させ、露
光マスク89上の所望のパターンに導くことによって行
われる。
The selection of an element pattern from the partial collective pattern provided on the exposure mask 89 is performed by deflecting the rectangular shaped electron beam 20 by the transfer deflection electrode 86 and leading it to a desired pattern on the exposure mask 89. Done.

【0006】可変成形露光を行う場合には、矩形の電子
ビーム20を転写偏向電極86によって露光マスク89
上の大きな矩形開口に導き、さらに成形偏向電極87に
よって、矩形開口マスク85上の開口と、露光マスク8
9上の大きな矩形開口の切り合いを調整して露光を行
う。このため、高い精度で露光を行うには、部分一括パ
ターンを高精度で作成すると共に、可変成形露光時の露
光パターンサイズの制御に注意を払う必要がある。
When performing variable shaping exposure, the rectangular electron beam 20 is transferred to the exposure mask 89 by the transfer deflection electrode 86.
The opening on the rectangular opening mask 85 and the exposure mask 8
Exposure is performed by adjusting the size of the large rectangular opening on the upper surface of the substrate 9. Therefore, in order to perform exposure with high accuracy, it is necessary to create a partial collective pattern with high accuracy and pay attention to the control of the exposure pattern size during variable shaping exposure.

【0007】ブランキング電極83はビームブランク制
御装置102で、転写偏向電極86は転写偏向制御装置
103で、成形偏向電極87はビーム成形偏向制御装置
104で、位置偏向電極91はビーム位置偏向制御装置1
05からのアナログ制御信号で制御され、これらの制御
装置は制御装置101で総合的に制御される。
The blanking electrode 83 is a beam blanking control device 102, the transfer deflection electrode 86 is a transfer deflection control device 103, and the shaping deflection electrode 87 is a beam shaping deflection control device.
At 104, the position deflection electrode 91 is controlled by the beam position deflection control device 1.
The control devices are controlled by an analog control signal from the control device 05, and these control devices are comprehensively controlled by the control device 101.

【0008】露光マスク89の構造については、従来の
技術として特開平6−132204 号公報に記載されているも
のがある。露光マスク89はホルダーと組み合わされた
状態で鏡体81に取付けられる。図3は、シリコンマス
クチップとホルダーとを組み合わせた露光マスクの縦断
面図である。図3に示した構成は、基本的にはシリコン
マスクチップを金属製ホルダー5に導電性接着剤6で固
定した構造をしている。
The structure of the exposure mask 89 is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-132204 as a conventional technique. The exposure mask 89 is attached to the mirror body 81 in a state where it is combined with the holder. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of an exposure mask in which a silicon mask chip and a holder are combined. The configuration shown in FIG. 3 basically has a structure in which a silicon mask chip is fixed to a metal holder 5 with a conductive adhesive 6.

【0009】シリコンマスクチップは、一般的には、厚
さ10ないし20μm程度の単結晶シリコン薄層2が、
厚さ0.5mm 程度の面方位(100)の単結晶シリコン
支持体3に、シリコン酸化膜4で貼り合せてある貼り合
わせシリコン基板を用いて作成されている。電子ビーム
露光マスクのパターン開口1は、単結晶シリコン薄層2
を異方性ドライエッチングすることにより作成される。
単結晶シリコン支持体3の間の、単結晶シリコン薄層2
にパターン開口1を形成した部分は、異方性アルカリエ
ッチングで除去されている。その結果、図3に示される
ような、単結晶シリコン支持体3の構造のみが残されて
いる。シリコン酸化膜4は、このときに単結晶シリコン
薄層2がエッチングされないように、異方性アルカリエ
ッチングのストッパーとして利用される。シリコン酸化
膜4の間の、パターン開口1を形成した部分は、異方性
アルカリエッチング後に弗酸水溶液で除去され、図3に
示すシリコン酸化膜4の部分が残される。このようにし
て、シリコンマスクチップが得られる。ただし、このま
までは、電子ビーム20を照射したときに電子のチャー
ジアップが起り、電子ビーム20の軌跡を曲げる等の問
題が発生する場合があるので、通常、タングステン,
金,白金,オスミウム等の非磁性重金属からなる導電膜
7を、50nm程度の厚さに成膜してある。図10に示
すように、鏡体81へこの様な構成のシリコンマスクチ
ップを露光マスク89として取付ける場合、従来は単結
晶シリコン支持体3の反対側が電子ビーム20の照射さ
れる側になるように、非磁性金属からなる金属製ホルダ
ー5で保持して取付けられる。単結晶シリコン支持体3
と金属製ホルダー5とは導電性接着剤6で固定される。
シリコンマスクチップと金属製ホルダー5との間の真空
中での熱伝導性を考慮して、導電性接着剤6には熱伝導
度が良好なものを使用している。さらに、電気的導通を
考慮して、裏面側に金属の蒸着膜8を成膜している。
A silicon mask chip generally comprises a single-crystal silicon thin layer 2 having a thickness of about 10 to 20 μm.
It is formed using a bonded silicon substrate which is bonded to a single crystal silicon support 3 having a plane orientation (100) and a thickness of about 0.5 mm with a silicon oxide film 4. The pattern opening 1 of the electron beam exposure mask is a single crystal silicon thin layer 2
Is anisotropically dry-etched.
Single crystal silicon thin layer 2 between single crystal silicon supports 3
The portion where the pattern opening 1 is formed is removed by anisotropic alkali etching. As a result, only the structure of the single crystal silicon support 3 as shown in FIG. 3 is left. The silicon oxide film 4 is used as a stopper for anisotropic alkali etching so that the single-crystal silicon thin layer 2 is not etched at this time. The portion of the silicon oxide film 4 where the pattern opening 1 is formed is removed with an aqueous solution of hydrofluoric acid after anisotropic alkali etching, leaving the portion of the silicon oxide film 4 shown in FIG. Thus, a silicon mask chip is obtained. However, in this state, when the electron beam 20 is irradiated, electrons may be charged up and a problem such as bending of the trajectory of the electron beam 20 may occur.
A conductive film 7 made of a non-magnetic heavy metal such as gold, platinum, and osmium is formed to a thickness of about 50 nm. As shown in FIG. 10, when a silicon mask chip having such a configuration is attached to a mirror body 81 as an exposure mask 89, conventionally, the opposite side of the single crystal silicon support 3 is set to the side irradiated with the electron beam 20. And a metal holder 5 made of a non-magnetic metal. Single crystal silicon support 3
And the metal holder 5 are fixed with a conductive adhesive 6.
In consideration of the thermal conductivity in vacuum between the silicon mask chip and the metal holder 5, a conductive adhesive having good thermal conductivity is used. Further, a metal deposition film 8 is formed on the back surface side in consideration of electrical conduction.

【0010】このような、単結晶シリコン支持体3のな
い側を電子ビーム20の入射側とし、単結晶シリコン支
持体3と金属製ホルダー5とを導電性接着剤6で固定す
る構成の電子ビーム露光マスクには、以下のような問題
があった。
An electron beam having such a structure that the side without the single-crystal silicon support 3 is the incident side of the electron beam 20 and the single-crystal silicon support 3 and the metal holder 5 are fixed with the conductive adhesive 6. The exposure mask has the following problems.

【0011】第一の問題は、単結晶シリコン薄層2と金
属製ホルダー5の間にシリコン酸化膜4があるため、電
気的な導通が良好でなく、単結晶シリコン薄層2のチャ
ージアップが起りやすいことである。シリコンマスクチ
ップの単結晶シリコン支持体3は導電性接着剤6によっ
て金属製ホルダー5に接着してあるが、単結晶シリコン
薄層2はシリコン酸化膜4によって単結晶シリコン支持
体3から絶縁状態にある。シリコン酸化膜4はそのエッ
チング時に、単結晶シリコン薄層2と単結晶シリコン支
持体3との間に入り込んだ構造となる。電気的導通を考
慮して裏面側に金属の蒸着膜8が形成されるが、発明者
らは、シリコン酸化膜4の部分には蒸着膜8が形成され
ないことを見出した。
The first problem is that since the silicon oxide film 4 is provided between the single-crystal silicon thin layer 2 and the metal holder 5, electric conduction is not good and the single-crystal silicon thin layer 2 is charged up. It is easy to happen. The single-crystal silicon support 3 of the silicon mask chip is adhered to the metal holder 5 by the conductive adhesive 6, but the single-crystal silicon thin layer 2 is insulated from the single-crystal silicon support 3 by the silicon oxide film 4. is there. The silicon oxide film 4 has a structure penetrating between the single crystal silicon thin layer 2 and the single crystal silicon support 3 during the etching. The metal deposition film 8 is formed on the back side in consideration of electrical conduction, but the inventors have found that the deposition film 8 is not formed on the silicon oxide film 4 portion.

【0012】この対策として、従来は、図3に示すよう
に、導電性接着剤9で単結晶シリコン薄層2と単結晶シ
リコン支持体3との電気的導通を確保している。電気的
導通の信頼性を確保するためには、比較的多量の導電性
接着剤9の塗布が必要であるが、これは装置汚染の原因
となり好ましくない。
As a countermeasure against this, conventionally, as shown in FIG. 3, an electrically conductive adhesive 9 has been used to ensure electrical continuity between the single crystal silicon thin layer 2 and the single crystal silicon support 3. In order to ensure the reliability of electrical conduction, it is necessary to apply a relatively large amount of the conductive adhesive 9, but this is not preferable because it causes contamination of the device.

【0013】第二の問題は、シリコンマスクチップに形
成されたパターンの変形が起りやすい点である。これは
一括露光パターンが微細ラインパターンの場合に影響が
大きい。シリコンマスクチップは電子ビーム20の照射
によって加熱されるため、導電性接着剤6には高温まで
放出ガスが少ないような耐熱性が要求される。この様な
導電性接着剤は、一般に、200℃程度の高温で硬化処
理を行う必要があるものとなる。上述のパターン変形
は、導電性接着剤6の塗布後、硬化温度から室温まで冷
却する過程で、シリコンマスクチップと金属製ホルダー
5の熱膨張係数の差異に起因して発生する。このパター
ン変形は、単結晶シリコン薄層2が薄く、パターン開口
1が微細になるほど大きな変形となる。
The second problem is that the pattern formed on the silicon mask chip is easily deformed. This has a large effect when the collective exposure pattern is a fine line pattern. Since the silicon mask chip is heated by the irradiation of the electron beam 20, the conductive adhesive 6 is required to have heat resistance such that a small amount of gas is emitted up to a high temperature. In general, such a conductive adhesive needs to be cured at a high temperature of about 200 ° C. The above-mentioned pattern deformation occurs in the process of cooling from the curing temperature to room temperature after the application of the conductive adhesive 6 due to the difference in the thermal expansion coefficient between the silicon mask chip and the metal holder 5. This pattern deformation becomes larger as the single crystal silicon thin layer 2 becomes thinner and the pattern opening 1 becomes finer.

【0014】第三の問題は、可変成形露光時に、露光パ
ターンサイズの変動が起りやすい点にある。この変動は
成形偏向電極87のチャージアップによって発生する。
図11は、図3に示した露光マスクのひとつのパターン
開口1の部分拡大図である。図11に示すように、成形
偏向電極87の表面には、露光マスクの単結晶シリコン
薄層2のレジストから蒸発する有機物が付着して絶縁膜
95となり、露光処理が繰り返されて成長する。一方、
成形偏向電極87がチャージアップする原因は、電子ビ
ーム20が露光マスクの表面の導電膜7を照射して発生
する散乱電子21が、成形偏向電極87の絶縁膜95を
照射するためである。そして、露光処理を繰り返すこと
によってこのチャージアップは起りやすくなる。散乱電
子21の発生源は露光マスクであるので、露光マスクは
散乱電子の発生が少ないものであることが望ましい。図
3または図11に示す従来技術の場合、露光マスクの電
子ビーム20の入射側に、導電膜7としてタングステ
ン,金,白金,オスミウム等の重金属の膜を形成してあ
るが、表面材料の原子量が増大すれば電子の表面散乱が
増大するので、この構成では散乱電子が発生しやすく、
改善が必要である。第四の問題は、シリコンマスクチッ
プを金属製ホルダー5に導電性接着剤6で固定する従来
構成では、導電性接着剤6の固化に長時間を要し、生産
性が悪いということである。
The third problem is that the size of the exposure pattern tends to fluctuate during the variable shaping exposure. This fluctuation is caused by charging up of the shaping deflection electrode 87.
FIG. 11 is a partially enlarged view of one pattern opening 1 of the exposure mask shown in FIG. As shown in FIG. 11, on the surface of the shaped deflection electrode 87, an organic substance evaporating from the resist of the single-crystal silicon thin layer 2 of the exposure mask adheres to become an insulating film 95, which grows by repeating the exposure process. on the other hand,
The reason why the shaped deflection electrode 87 is charged up is that scattered electrons 21 generated by irradiating the conductive film 7 on the surface of the exposure mask with the electron beam 20 irradiate the insulating film 95 of the shaped deflection electrode 87. This charge-up is more likely to occur by repeating the exposure process. Since the source of the scattered electrons 21 is an exposure mask, it is desirable that the exposure mask generate less scattered electrons. In the case of the prior art shown in FIG. 3 or FIG. 11, a heavy metal film such as tungsten, gold, platinum, osmium or the like is formed as the conductive film 7 on the incident side of the electron beam 20 of the exposure mask. Increases, the surface scattering of electrons increases, so in this configuration, scattered electrons are easily generated,
Improvement is needed. The fourth problem is that in the conventional configuration in which the silicon mask chip is fixed to the metal holder 5 with the conductive adhesive 6, it takes a long time to solidify the conductive adhesive 6, and the productivity is poor.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電気
的な導通を改善して、単結晶シリコン薄層のチャージア
ップが起りにくく、シリコンマスクチップに形成された
パターンの変形が起りにくく、可変成形露光時に露光パ
ターンサイズの変動が起りにくく、生産性を改善できる
電子ビーム露光マスク、およびそれを用いた電子ビーム
露光装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve the electrical continuity so that a single-crystal silicon thin layer is less likely to be charged up and a pattern formed on a silicon mask chip is less likely to be deformed. An object of the present invention is to provide an electron beam exposure mask that hardly causes a change in an exposure pattern size during variable shaping exposure and can improve productivity, and an electron beam exposure apparatus using the same.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下の構成としたものである。
Means for Solving the Problems To achieve the above object, the present invention has the following constitution.

【0017】(1)単結晶シリコン薄層と単結晶シリコ
ン支持体がシリコン酸化膜で接合してある構造のシリコ
ンマスクチップを、抑え構造体を用いてホルダー基体に
機械的に固定する電子ビーム露光マスクの構造とする。
金属製ホルダーとシリコンマスクチップの熱膨張係数の
差異に起因して、熱硬化性導電ペーストによる接着法で
発生する一括露光微細ラインパターンの変形が防止でき
るとともに生産性を高めることができる。
(1) Electron beam exposure for mechanically fixing a silicon mask chip having a structure in which a single-crystal silicon thin layer and a single-crystal silicon support are joined by a silicon oxide film to a holder substrate using a holding structure. It has a mask structure.
Due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the metal holder and the silicon mask chip, it is possible to prevent the deformation of the batch exposure fine line pattern generated by the bonding method using the thermosetting conductive paste and to enhance the productivity.

【0018】(2)ホルダー基体を、ホルダー基体本体
とシリコンマスクチップガイド構造体で構成し、これら
をネジで固定する電子ビーム露光マスクの構造とする。
ホルダー基体をこのように分割構成すると、ホルダーの
シリコンマスクチップが接する面の平面度を高くできる
と共に、シリコンマスクチップを埋め込む穴部の深さ精
度を高くすることができる。
(2) The holder base is composed of a holder base body and a silicon mask chip guide structure, and the structure is an electron beam exposure mask in which these are fixed with screws.
When the holder base is divided in this way, the flatness of the surface of the holder in contact with the silicon mask chip can be increased, and the depth accuracy of the hole for embedding the silicon mask chip can be increased.

【0019】(3)単結晶シリコン薄層と単結晶シリコ
ン支持体がシリコン酸化膜で接合してある構造のシリコ
ンマスクチップの、単結晶シリコン薄層がホルダー基体
本体と接する電子ビーム露光マスクの構造とする。電子
ビームが入射される単結晶シリコン薄層とホルダー基体
本体との接触が確実なものになり、チャージアップ発生
を低減できるとともに熱伝導性を高めることができる。
また、異方性エッチングであるアルカリエッチを利用し
て裏面エッチングを行い、チップ分離を行ったシリコン
マスクチップの端部の単結晶シリコン薄層が面方位(1
00)であることから、角度54.74° のテーパー形
状となるため、この構成を採用すると組み立て時のシリ
コンマスクチップのガタを低減できるとともに、抑え構
造体による機械的固定の確実性を高めることができる。
(3) The structure of an electron beam exposure mask of a silicon mask chip having a structure in which a single-crystal silicon thin layer and a single-crystal silicon support are joined by a silicon oxide film, wherein the single-crystal silicon thin layer is in contact with the holder base body. And The contact between the single-crystal silicon thin layer on which the electron beam is incident and the holder base body is ensured, so that the occurrence of charge-up can be reduced and the thermal conductivity can be increased.
Also, the back surface is etched using an alkali etch which is anisotropic etching, and the single-crystal silicon thin layer at the end of the silicon mask chip subjected to chip separation has a plane orientation (1).
00), a tapered shape having an angle of 54.74 ° is employed. Therefore, when this configuration is employed, the play of the silicon mask chip during assembly can be reduced, and the reliability of mechanical fixing by the holding structure is increased. Can be.

【0020】(4)単結晶シリコン薄層と単結晶シリコ
ン支持体がシリコン酸化膜で接合してある構造のシリコ
ンマスクチップの、単結晶シリコン支持体の単結晶シリ
コン薄層が設けられた側を電子ビーム入射側とは反対の
側となる電子ビーム露光マスクの構造とする。この場
合、該単結晶シリコン薄層の電子ビーム入射方向面側に
は重金属導電膜を設けない。電子ビーム露光マスクのチ
ャージアップを防止しつつ、電子ビーム露光マスクから
発生する散乱電子量を低減することができる。このため
可変成形露光時の露光パターンサイズのドリフト変動を
低減することができる。
(4) The side of the silicon mask chip having a structure in which the single-crystal silicon thin layer and the single-crystal silicon support are joined by a silicon oxide film is provided on the side of the single-crystal silicon support on which the single-crystal silicon thin layer is provided. The electron beam exposure mask has a structure opposite to the electron beam incident side. In this case, the heavy metal conductive film is not provided on the surface of the single crystal silicon thin layer on the side of the electron beam incident direction. The amount of scattered electrons generated from the electron beam exposure mask can be reduced while preventing charge-up of the electron beam exposure mask. For this reason, drift fluctuation of the exposure pattern size at the time of variable shaping exposure can be reduced.

【0021】(5)単結晶シリコン薄層と単結晶シリコ
ン支持体がシリコン酸化膜で接合してある構造のシリコ
ンマスクチップの、単結晶シリコン薄層の比抵抗が20
ohm・cm以下である電子ビーム露光マスクの構造とす
る。また、ホルダー基体の単結晶シリコン薄層が接触す
る面には金メッキ等の金の膜を形成する。この場合、単
結晶シリコン薄層表面には重金属導電膜を設けない。単
結晶シリコン薄層の比抵抗を20ohm・cm 以下とするこ
とによって、重金属導電膜が存在しなくとも単結晶シリ
コン薄層内部の導電度を確保することができる。単結晶
シリコン薄層の平面表面側がホルダー基体に面接触する
構成とし、さらに、ホルダー基体の接触面に金の膜を形
成しておくと、単結晶シリコン薄層とホルダー基体の接
触面に金シリサイドが形成されるため、単結晶シリコン
薄層表面に重金属導電膜を形成しなくとも単結晶シリコ
ン薄層とホルダー基体間の電気導電性を確保することが
できる。本構成が望ましい理由は、単結晶シリコン薄層
の片面のみに重金属導電膜を形成すると、重金属導電膜
の成膜時ストレスによって単結晶シリコン薄層の変形が
起りやすくなるためである。
(5) In a silicon mask chip having a structure in which a single crystal silicon thin layer and a single crystal silicon support are joined by a silicon oxide film, the specific resistance of the single crystal silicon thin layer is 20.
The structure of the electron beam exposure mask is ohm · cm or less. In addition, a gold film such as gold plating is formed on the surface of the holder substrate in contact with the single-crystal silicon thin layer. In this case, no heavy metal conductive film is provided on the surface of the single crystal silicon thin layer. By setting the specific resistance of the single-crystal silicon thin layer to 20 ohm · cm or less, the conductivity inside the single-crystal silicon thin layer can be ensured even without the heavy metal conductive film. When the flat surface side of the single-crystal silicon thin layer is in surface contact with the holder substrate, and a gold film is formed on the contact surface of the holder substrate, gold silicide is formed on the contact surface between the single-crystal silicon thin layer and the holder substrate. Is formed, electric conductivity between the single-crystal silicon thin layer and the holder base can be ensured without forming a heavy metal conductive film on the surface of the single-crystal silicon thin layer. The reason why this structure is desirable is that when the heavy metal conductive film is formed only on one surface of the single crystal silicon thin layer, the single crystal silicon thin layer is likely to be deformed due to stress during the formation of the heavy metal conductive film.

【0022】(6)以上の構成の電子ビーム露光マスク
を電子ビーム露光装置に用いて、試料に電子ビームを照
射してパターンを露光する構成とする。パターンの変形
が低減できるので信頼性が向上し、電子ビーム露光マス
クチャージアップを防止でき、散乱電子の量を低減でき
るので、可変成形露光時の露光パターンサイズのドリフ
ト変動を低減できる。
(6) By using the electron beam exposure mask having the above structure in an electron beam exposure apparatus, a sample is irradiated with an electron beam to expose a pattern. Since pattern deformation can be reduced, reliability can be improved, charge-up of an electron beam exposure mask can be prevented, and the amount of scattered electrons can be reduced. Therefore, drift fluctuation of the exposure pattern size during variable shaping exposure can be reduced.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図を用い
て説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0024】(実施例1)図4は、図3と同様、シリコ
ンマスクチップとホルダーとを組み合わせた露光マスク
の縦断面図である。電子ビーム露光マスクの構成は、単
結晶シリコン薄層2と単結晶シリコン支持体3がシリコ
ン酸化膜4で接合してある構造のシリコンマスクチップ
を、金属製の抑え構造体10を用いてホルダー基体22
に機械的に固定する構造である。
(Example 1) FIG. 4 is a vertical sectional view of an exposure mask in which a silicon mask chip and a holder are combined as in FIG. The structure of the electron beam exposure mask is such that a silicon mask chip having a structure in which a single-crystal silicon thin layer 2 and a single-crystal silicon support 3 are joined by a silicon oxide film 4 is formed by using a metal holding structure 10 as a holder base. 22
It is a structure that is mechanically fixed to

【0025】単結晶シリコン薄層2の表面には金属の導
電膜7が形成してあり、電子ビーム20が入射される単
結晶シリコン薄層2とホルダー基体22との間の電気的
な接続は導電膜7および抑え構造体10を介して確保さ
れる。
A metal conductive film 7 is formed on the surface of the single-crystal silicon thin layer 2, and the electrical connection between the single-crystal silicon thin layer 2 on which the electron beam 20 is incident and the holder base 22 is established. It is ensured through the conductive film 7 and the holding structure 10.

【0026】この構造では、シリコンマスクチップをホ
ルダー基体22の凹部に落とし込み、抑え構造体10を
ホルダー基体22に対して、例えばネジ固定すればよい
ので、接着法に比べて生産性が良い。また、組み立て作
業は全て常温で行えるから、熱硬化性導電ペーストによ
る接着法において、雰囲気温度の変化によって発生する
一括露光微細ラインパターンの変形が防止できる。
In this structure, the silicon mask chip is dropped into the concave portion of the holder base 22, and the holding structure 10 may be fixed to the holder base 22, for example, by screws. Therefore, the productivity is higher than that of the bonding method. In addition, since all the assembly operations can be performed at room temperature, deformation of the batch exposure fine line pattern caused by a change in ambient temperature can be prevented in the bonding method using a thermosetting conductive paste.

【0027】(実施例2)図4に示した構造において、
抑え構造体10によるシリコンマスクチップの固定を確
実なものとするには、ホルダー基体22の凹部の加工精
度が高いものであることが要求される。図5は図4と同
様、シリコンマスクチップとホルダーとを組み合わせた
露光マスクの縦断面図である。図4に示したホルダー基
体22の凹部の加工精度を容易に得るために、ホルダー
基体22を分割構造としてある。図5において、ホルダ
ー基体23は、平板に穴を明けた構造のホルダー基体本
体11と、同様に平板に穴を明けた構造のシリコンマス
クチップガイド構造体12とで構成し、これらの穴にネ
ジを通して組み立て、ネジ固定する構造とする。ホルダ
ー基体本体11の単結晶シリコン支持体3が接する面
は、図4の場合と異なって、シリコンマスクチップガイ
ド構造体12と分割してあるので、その面の平面度を高
めることは容易である。これにより、ホルダー基体23
のシリコンマスクチップが接する面の平面度を高くでき
る。また、ホルダー基体23をホルダー基体本体11と
シリコンマスクチップガイド構造体12とに分けたの
で、シリコンマスクチップを挟み込むシリコンマスクチ
ップガイド構造体12の高さ寸法の精度を高めることが
できる。
(Embodiment 2) In the structure shown in FIG.
In order to secure the silicon mask chip by the restraining structure 10, it is required that the processing accuracy of the concave portion of the holder base 22 be high. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of an exposure mask in which a silicon mask chip and a holder are combined as in FIG. In order to easily obtain the processing accuracy of the concave portion of the holder base 22 shown in FIG. 4, the holder base 22 has a divided structure. In FIG. 5, the holder base 23 is composed of a holder base body 11 having a flat plate with a hole, and a silicon mask chip guide structure 12 also having a flat plate with a hole. And assembled with screws. Since the surface of the holder base body 11 in contact with the single crystal silicon support 3 is divided from the silicon mask chip guide structure 12 unlike the case of FIG. 4, it is easy to increase the flatness of the surface. . Thereby, the holder base 23
The flatness of the surface in contact with the silicon mask chip can be increased. Further, since the holder base 23 is divided into the holder base main body 11 and the silicon mask chip guide structure 12, the accuracy of the height dimension of the silicon mask chip guide structure 12 sandwiching the silicon mask chip can be improved.

【0028】図6ないし図7は、露光マスクのシリコン
マスクチップがホルダーで固定されている部分の縦断面
図である。シリコンマスクチップの単結晶シリコン支持
体3の形状は、以下に述べるその固有の特徴によって、
図6または図7に示すような形状になる。
FIGS. 6 and 7 are longitudinal sectional views of a portion where the silicon mask chip of the exposure mask is fixed by the holder. The shape of the single crystal silicon support 3 of the silicon mask chip depends on its unique features described below.
The shape is as shown in FIG. 6 or FIG.

【0029】裏面アルカリエッチを利用してチップ分離
を行ったシリコンマスクチップの端部は、その結晶構造
によって、図6に示すように、角度54.74° のテー
パー形状となる。このような形状の場合、図6から容易
にわかるように、シリコンマスクチップのホルダー基体
本体11に接する面が小さくなるので、組み立て時のシ
リコンマスクチップのガタが大きいという問題がある。
また、抑え構造体10による固定時に、シリコンマスク
チップの端部の破損が起りやすい。さらに、シリコンマ
スクチップガイド構造体12の高さ寸法精度を高めて
も、端部の変形や破損の可能性のため、単結晶シリコン
薄層2に形成された導電膜7と抑え構造体10との電気
的接続の信頼性が低くなる。
As shown in FIG. 6, the end of the silicon mask chip which has been subjected to chip separation using the backside alkali etching has a tapered shape with an angle of 54.74 ° as shown in FIG. In the case of such a shape, as can be easily understood from FIG. 6, since the surface of the silicon mask chip in contact with the holder base body 11 becomes small, there is a problem that the silicon mask chip has a large play during assembly.
Further, at the time of fixing by the restraining structure 10, the end of the silicon mask chip is easily damaged. Further, even if the height and dimensional accuracy of the silicon mask chip guide structure 12 are increased, the conductive film 7 formed on the single-crystal silicon thin layer 2 and the restraining structure 10 may not be formed due to the possibility of deformation or breakage of the end portion. The reliability of the electrical connection is low.

【0030】上述したように、裏面アルカリエッチを利
用してチップ分離を行ったシリコンマスクチップの端部
は、異方性エッチングの結果、角度54.74° のテー
パー形状となるが、図6に示したシリコンマスクチップ
の上下を反対にして、図7に示すように、単結晶シリコ
ン薄層2がある面をホルダー基体本体11と接触させる
構成とすれば、抑え構造体10に接触する端部は12
5.26° になるので、シリコンマスクチップの機械的
な固定を確実に行うことができる。ここで、シリコンマ
スクチップガイド構造体12の高さをシリコンマスクチ
ップの厚さより低くすれば、シリコンマスクチップの機
械的な固定をさらに確実に行うことができる。
As described above, the end of the silicon mask chip which has been subjected to chip separation using the backside alkali etching has a tapered shape with an angle of 54.74 ° as a result of anisotropic etching. If the surface of the silicon mask chip shown is turned upside down and the single crystal silicon thin layer 2 is brought into contact with the holder base body 11 as shown in FIG. Is 12
Since the angle is 5.26 °, mechanical fixing of the silicon mask chip can be reliably performed. Here, if the height of the silicon mask chip guide structure 12 is smaller than the thickness of the silicon mask chip, mechanical fixing of the silicon mask chip can be performed more reliably.

【0031】(実施例3)図2に、図4と同様、シリコ
ンマスクチップとホルダーとを組み合わせた露光マスク
の縦断面図を示す。本実施例は、上述した図7の構成を
採用したものであり、さらに、シリコンマスクチップと
ホルダー基体本体11,シリコンマスクチップガイド構
造体12,抑え構造体10との組み立てより前に、単結
晶シリコン薄層2の電子ビームが入射する面と反対側に
のみ、導電膜7を形成してある。
(Embodiment 3) FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an exposure mask in which a silicon mask chip and a holder are combined as in FIG. This embodiment adopts the configuration of FIG. 7 described above. Further, before assembling the silicon mask chip with the holder base body 11, the silicon mask chip guide structure 12, and the holding structure 10, the single crystal is formed. The conductive film 7 is formed only on the side of the silicon thin layer 2 opposite to the surface on which the electron beam is incident.

【0032】図2に示す構成の露光マスクでは、単結晶
シリコン薄層2とホルダー基体本体11との間に導電膜
7があるだけなので、電気的接触が確実なものになり、
熱伝導性も高めることができる。また、裏面アルカリエ
ッチを利用してチップ分離を行ったシリコンマスクチッ
プの端部が、図7に示した構成となっているので、組み
立て時のシリコンマスクチップのガタが小さく、機械的
な固定を確実に行うことができる。
In the exposure mask having the structure shown in FIG. 2, since only the conductive film 7 is provided between the single-crystal silicon thin layer 2 and the holder base body 11, electrical contact is ensured.
Thermal conductivity can also be increased. In addition, since the end portion of the silicon mask chip that has been subjected to chip separation using the back side alkali etching has the configuration shown in FIG. 7, the silicon mask chip has a small play at the time of assembly and can be mechanically fixed. It can be done reliably.

【0033】図12は、図11と同様、図2に示した露
光マスクのひとつのパターン開口の部分拡大図である。
重金属の導電膜7が電子ビーム20の入射側になく、裏
面に形成されているので、電子ビーム20は軽原子であ
るシリコンに入射される。軽原子材料からの表面散乱電
子の発生は少ないので、成形偏向電極87上に成長する
絶縁膜95に入射する反射電子は少なく、チャージアッ
プがほとんどなくなる。このことは、可変成形露光時の
露光パターンサイズのドリフト変動が小さいことにつな
がる。
FIG. 12 is a partially enlarged view of one pattern opening of the exposure mask shown in FIG. 2, similarly to FIG.
Since the heavy metal conductive film 7 is formed on the back surface, not on the incident side of the electron beam 20, the electron beam 20 is incident on silicon, which is a light atom. Since the generation of surface scattered electrons from the light atom material is small, the number of reflected electrons incident on the insulating film 95 grown on the shaped deflection electrode 87 is small, and the charge-up is hardly caused. This leads to a small drift fluctuation of the exposure pattern size during the variable shaping exposure.

【0034】(実施例4)図1に、図2と同様、シリコ
ンマスクチップとホルダーとを組み合わせた露光マスク
の縦断面図を示す。本実施例は、上述した図7の構成を
採用したものであり、さらに、導電膜7を形成せずに、
組み立て前にホルダー基体本体11に金メッキ膜13を
形成してある。
Embodiment 4 FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an exposure mask in which a silicon mask chip and a holder are combined as in FIG. This embodiment adopts the configuration of FIG. 7 described above, and further, without forming the conductive film 7,
Prior to assembly, a gold plating film 13 is formed on the holder base body 11.

【0035】図2に示した実施例では、単結晶シリコン
薄層2の片面のみに重金属の導電膜7を形成している
が、導電膜7の成膜時に単結晶シリコン薄層がストレス
によって変形しやすい。このため、単結晶シリコン薄層
2の表面に重金属の導電膜が存在しない構成とするとと
もに、単結晶シリコン薄層2の比抵抗を20ohm・cm 以
下とし、重金属の導電膜が存在しなくとも、単結晶シリ
コン薄層2の内部の導電性を良好に維持させる。単結晶
シリコン薄層2が接触するホルダー基体本体11の接触
面には、金メッキ膜13をメッキによって形成する。単
結晶シリコン薄層2とホルダー基体本体11の接触面に
は、金シリサイドが形成されるため、単結晶シリコン薄
層2の表面に重金属の導電膜を形成しなくとも、単結晶
シリコン薄層2とホルダー基体本体11の間の導電性を
確保することができる。
In the embodiment shown in FIG. 2, the heavy metal conductive film 7 is formed only on one side of the single crystal silicon thin layer 2, but the single crystal silicon thin layer is deformed by stress when the conductive film 7 is formed. It's easy to do. For this reason, the structure is such that the heavy metal conductive film does not exist on the surface of the single crystal silicon thin layer 2, the specific resistance of the single crystal silicon thin layer 2 is set to 20 ohm · cm or less, and even if the heavy metal conductive film does not exist, The conductivity inside the single-crystal silicon thin layer 2 is favorably maintained. A gold plating film 13 is formed by plating on the contact surface of the holder base body 11 with which the single-crystal silicon thin layer 2 contacts. Since gold silicide is formed on the contact surface between the single-crystal silicon thin layer 2 and the holder base body 11, the single-crystal silicon thin layer 2 can be formed without forming a heavy metal conductive film on the surface of the single-crystal silicon thin layer 2. The conductivity between the main body 11 and the holder base body 11 can be secured.

【0036】本構造の場合には、単結晶シリコン薄層2
の片面のみに重金属導電膜を形成する場合に問題となる
重金属導電膜の成膜時ストレスによる単結晶シリコン薄
層の変形が起らない。したがって、本構造とすることに
より、パターン変形が少ない状態で電子ビーム露光マス
クのチャージアップを防止しつつ、電子ビーム露光マス
クから発生する散乱電子量を低減することができる。こ
のため、パターン精度を維持しつつ、可変成形露光時の
露光パターンサイズのドリフト変動を低減することがで
きる。
In the case of this structure, the single crystal silicon thin layer 2
When the heavy metal conductive film is formed only on one side of the above, deformation of the single crystal silicon thin layer due to stress at the time of forming the heavy metal conductive film does not occur. Therefore, with this structure, the amount of scattered electrons generated from the electron beam exposure mask can be reduced while preventing the charge-up of the electron beam exposure mask in a state where the pattern deformation is small. For this reason, drift fluctuation of the exposure pattern size at the time of variable shaping exposure can be reduced while maintaining the pattern accuracy.

【0037】(実施例5)図8は、本発明による電子ビ
ーム露光マスクの一例を示す図であって、図8(a)は
平面図、(b)は(a)のA−B断面図、(c)は
(a)のC−D断面図である。
(Embodiment 5) FIG. 8 is a view showing an example of an electron beam exposure mask according to the present invention. FIG. 8 (a) is a plan view, and FIG. 8 (b) is a sectional view taken along a line AB in FIG. (C) is a sectional view taken along line CD of (a).

【0038】図8(a)において、図1に示した単結晶
シリコン薄層2と単結晶シリコン支持体3とからなるシ
リコンマスクチップが、ホルダー基体本体11に載せら
れ、その周囲をシリコンマスクチップガイド構造体12
で囲まれ、抑え構造体10で固定されている。ホルダー
基体本体11には穴17が設けられ、図8(b)に示す
ように、シリコンマスクチップガイド構造体12がネジ
14で固定され、図8(c)に示すように、シリコンマ
スクチップガイド構造体12を介して抑え構造体10が
ネジ15で固定されている。単結晶シリコン支持体3
は、図8(a)あるいは図8(c)に示すように、抑え
構造体10の抑え部16で抑えられている。ホルダー基
体本体11,シリコンマスクチップガイド構造体12,
抑え構造体10には、電子ビームが通過するための矩形
形状の開口部が設けられている。
In FIG. 8A, a silicon mask chip comprising the single-crystal silicon thin layer 2 and the single-crystal silicon support 3 shown in FIG. 1 is placed on the holder base body 11, and the periphery thereof is covered with the silicon mask chip. Guide structure 12
And is fixed by the holding structure 10. A hole 17 is provided in the holder base body 11, and as shown in FIG. 8B, the silicon mask chip guide structure 12 is fixed with screws 14, and as shown in FIG. The holding structure 10 is fixed with screws 15 via the structure 12. Single crystal silicon support 3
8 (a) or 8 (c) is suppressed by the holding portion 16 of the holding structure 10. As shown in FIG. Holder base body 11, silicon mask chip guide structure 12,
The restraining structure 10 is provided with a rectangular opening through which the electron beam passes.

【0039】組み立て手順は、はじめに、ホルダー基体
本体11とシリコンマスクチップガイド構造体12とを
ネジ14で固定し、シリコンマスクチップガイド構造体
12に形成された矩形開口にシリコンマスクチップを落
とし込む。シリコンマスクチップガイド構造体12の厚
さは、シリコンマスクチップの厚さよりも薄く、シリコ
ンマスクチップの単結晶シリコン薄層2の部分の寸法精
度は良いので、この時のガタは小さい。この上に抑え構
造体10を置き、ホルダー基体本体11にシリコンマス
クチップガイド構造体12を介してネジ15で固定す
る。このとき、抑え構造体10の矩形開口の外周の対向
二辺のみでシリコンマスクチップを固定するように注意
する必要がある。
In the assembling procedure, first, the holder base body 11 and the silicon mask chip guide structure 12 are fixed with screws 14, and the silicon mask chip is dropped into a rectangular opening formed in the silicon mask chip guide structure 12. The thickness of the silicon mask chip guide structure 12 is smaller than the thickness of the silicon mask chip and the dimensional accuracy of the portion of the single-crystal silicon thin layer 2 of the silicon mask chip is good, so that the play at this time is small. The holding structure 10 is placed thereon and fixed to the holder base body 11 with the screw 15 via the silicon mask chip guide structure 12. At this time, care must be taken to fix the silicon mask chip only at two opposing sides on the outer periphery of the rectangular opening of the holding structure 10.

【0040】抑え構造体10は剛性を低くするために薄
板で構成され、抑え部16はシリコンマスクチップの角
度125.26° の端部を固定するので、確実に機械的
な固定が行える。
The holding structure 10 is formed of a thin plate to reduce rigidity, and the holding portion 16 fixes the end of the silicon mask chip at an angle of 125.26 °, so that mechanical fixing can be reliably performed.

【0041】図示していないが、ホルダー基体本体11
の表面には、10μm程度の厚さの金メッキ膜が形成し
てある。単結晶シリコン薄層2とホルダー基体本体11
は平面対平面で直接接触する構造であり、この界面には
金メッキ膜によって金シリサイドが形成されるため、電
気的接触および熱的接触は良好である。また、重金属の
導電膜を形成していないので、露光マスクからの散乱電
子の発生が抑制される。
Although not shown, the holder base body 11
Has a gold plating film having a thickness of about 10 μm. Single-crystal silicon thin layer 2 and holder base body 11
Is a structure that makes direct contact in a plane-to-plane manner, and since gold silicide is formed at this interface by a gold plating film, electrical contact and thermal contact are good. In addition, since no heavy metal conductive film is formed, generation of scattered electrons from the exposure mask is suppressed.

【0042】(実施例6)図9は、本発明による電子ビ
ーム露光マスクの他の例を示す図であって、図9(a)
は平面図、(b)は(a)のA−B断面図、(c)は
(a)のC−D断面図である。
(Embodiment 6) FIG. 9 is a view showing another example of the electron beam exposure mask according to the present invention.
Is a plan view, (b) is a cross-sectional view taken along a line AB in (a), and (c) is a cross-sectional view taken along a line CD in (a).

【0043】図9では、図8に示した例の抑え構造体1
0に対して構造が異なり、穴を有する円板形状の抑え構
造体18を2個設けている。図8に示した例では、抑え
構造体10を取り付ける際に、矩形開口の外周の対向二
辺のみでシリコンマスクチップを固定するために、一体
ものの抑え構造体10の水平方向の位置を調整しながら
2個の穴17に2個のネジ15を通して固定するので、
組み立て作業性に難があった。本例では、抑え構造体1
8を独立した2個としたため、組み立て作業時には、そ
れぞれの抑え構造体18の位置にのみ注意してネジ15
を固定すればよく、組み立て性が良好となる。
FIG. 9 shows the holding structure 1 of the example shown in FIG.
0, two disc-shaped holding structures 18 having holes are provided. In the example shown in FIG. 8, when the holding structure 10 is mounted, the horizontal position of the integrated holding structure 10 is adjusted in order to fix the silicon mask chip only at the two opposing sides on the outer periphery of the rectangular opening. While fixing it with two screws 15 in two holes 17,
The assembly workability was difficult. In this example, the holding structure 1
8 are independent of each other. Therefore, during assembly work, pay attention to only the position of each holding structure 18 and screw 15
Can be fixed, and the assemblability is improved.

【0044】図8ないし図9に示した露光マスクを、図
10に示した電子ビーム露光装置の露光マスク89とし
て用いることによって、露光マスク89のパターンの変
形を従来より少なくできるので信頼性が向上し、露光マ
スク89のチャージアップを防止でき、露光マスク89
から発生する散乱電子の量を低減できるので、可変成形
露光時の露光パターンサイズのドリフト変動を低減でき
た優れた電子ビーム露光装置を得ることができる。
By using the exposure mask shown in FIGS. 8 and 9 as the exposure mask 89 of the electron beam exposure apparatus shown in FIG. 10, the deformation of the pattern of the exposure mask 89 can be reduced as compared with the prior art, so that the reliability is improved. Thus, charge-up of the exposure mask 89 can be prevented.
Since the amount of scattered electrons generated from the laser beam can be reduced, it is possible to obtain an excellent electron beam exposure apparatus capable of reducing the drift fluctuation of the exposure pattern size during variable shaping exposure.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
電気的な導通を改善して、単結晶シリコン薄層のチャー
ジアップが起りにくく、シリコンマスクチップに形成さ
れたパターンの変形が起りにくく、可変成形露光時に露
光パターンサイズの変動が起りにくく、生産性が改善さ
れた電子ビーム露光マスク、および電子ビーム露光装置
を得ることができる。
As described above, according to the present invention,
Improves electrical continuity, hardly causes charge-up of the single-crystal silicon thin layer, hardly causes deformation of the pattern formed on the silicon mask chip, hardly causes fluctuation of the exposure pattern size during variable molding exposure, and productivity , An electron beam exposure mask and an electron beam exposure apparatus with improved characteristics can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示し、シリコンマスクチッ
プとホルダーとを組み合わせた露光マスクの縦断面図。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and is a longitudinal sectional view of an exposure mask in which a silicon mask chip and a holder are combined.

【図2】本発明の一実施例を示し、シリコンマスクチッ
プとホルダーとを組み合わせた露光マスクの縦断面図。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an exposure mask in which a silicon mask chip and a holder are combined, showing one embodiment of the present invention.

【図3】従来技術を示し、シリコンマスクチップとホル
ダーとを組み合わせた露光マスクの縦断面図。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of an exposure mask in which a silicon mask chip and a holder are combined, showing a conventional technique.

【図4】本発明の一実施例を示し、シリコンマスクチッ
プとホルダーとを組み合わせた露光マスクの縦断面図。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an exposure mask in which a silicon mask chip and a holder are combined, showing one embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例を示し、シリコンマスクチッ
プとホルダーとを組み合わせた露光マスクの縦断面図。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of an exposure mask in which a silicon mask chip and a holder are combined, showing one embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例を示し、露光マスクのシリコ
ンマスクチップがホルダーで固定されている部分の縦断
面図。
FIG. 6 shows one embodiment of the present invention, and is a longitudinal sectional view of a portion where a silicon mask chip of an exposure mask is fixed by a holder.

【図7】本発明の一実施例を示し、露光マスクのシリコ
ンマスクチップがホルダーで固定されている部分の縦断
面図。
FIG. 7 shows one embodiment of the present invention, and is a longitudinal sectional view of a portion where a silicon mask chip of an exposure mask is fixed by a holder.

【図8】本発明による電子ビーム露光マスクの平面図、
および断面図。
FIG. 8 is a plan view of an electron beam exposure mask according to the present invention,
And a sectional view.

【図9】本発明による電子ビーム露光マスクの平面図、
および断面図。
FIG. 9 is a plan view of an electron beam exposure mask according to the present invention;
And a sectional view.

【図10】電子ビーム露光装置の概略構成を示す縦断面
図。
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of an electron beam exposure apparatus.

【図11】従来例を示し、図3に示した露光マスクのひ
とつのパターン開口の部分拡大図。
11 is a partially enlarged view of one pattern opening of the exposure mask shown in FIG. 3, showing a conventional example.

【図12】図2に示した露光マスクのひとつのパターン
開口の部分拡大図。
FIG. 12 is a partially enlarged view of one pattern opening of the exposure mask shown in FIG. 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…パターン開口、2…単結晶シリコン薄層、3…単結
晶シリコン支持体、4…シリコン酸化膜、5…金属製ホ
ルダー、6…導電性接着剤、7…導電膜、8…蒸着膜、
9…導電性接着剤、10…抑え構造体、11…ホルダー
基体本体、12…シリコンマスクチップガイド構造体、
13…金メッキ膜、14,15…ネジ、16…抑え部、
17…穴、18…抑え構造体、20…電子ビーム、21
…散乱電子、22,23…ホルダー基体、82…電子
銃、84,88…成形レンズ、87…成形偏向電極、9
3…試料、95…絶縁膜、101…制御装置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pattern opening, 2 ... Single crystal silicon thin layer, 3 ... Single crystal silicon support, 4 ... Silicon oxide film, 5 ... Metal holder, 6 ... Conductive adhesive, 7 ... Conductive film, 8 ... Vapor deposition film,
9: conductive adhesive, 10: holding structure, 11: holder base body, 12: silicon mask chip guide structure,
13: gold plated film, 14, 15: screw, 16: holding part,
17 ... hole, 18 ... holding structure, 20 ... electron beam, 21
... Scattered electrons, 22, 23 ... Holder base, 82 ... Electron gun, 84,88 ... Molded lens, 87 ... Molded deflection electrode, 9
3 ... sample, 95 ... insulating film, 101 ... control device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田和 邁 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器事業部内 Fターム(参考) 2H095 BA08 BB29 BB37 BC17 BC28 BC30 2H097 CA16 JA02 LA10 5C034 BB05 5F056 AA06 AA30 CC04 FA05  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor, Isamu Tawa 882-Chair, Ota-shi, Hitachinaka-shi, Ibaraki F-term (reference) 2H095 BA08 BB29 BB37 BC17 BC28 BC30 2H097 CA16 JA02 LA10 5C034 BB05 5F056 AA06 AA30 CC04 FA05

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】単結晶シリコン薄層と単結晶シリコン支持
体とがシリコン酸化膜で接合してある構造のシリコンマ
スクチップと、前記シリコンマスクチップを固定するホ
ルダー基体とからなる電子ビーム露光マスクにおいて、
前記単結晶シリコン支持体の一部分を抑える抑え構造体
と、該抑え構造体と前記ホルダー基体とを機械的に固定
する固定手段とを有することを特徴とする電子ビーム露
光マスク。
1. An electron beam exposure mask comprising a silicon mask chip having a structure in which a single-crystal silicon thin layer and a single-crystal silicon support are joined by a silicon oxide film, and a holder substrate for fixing the silicon mask chip. ,
An electron beam exposure mask, comprising: a holding structure for holding a part of the single crystal silicon support; and fixing means for mechanically fixing the holding structure and the holder base.
【請求項2】請求項1の記載において、前記固定手段は
ネジであることを特徴とする電子ビーム露光マスク。
2. An electron beam exposure mask according to claim 1, wherein said fixing means is a screw.
【請求項3】請求項1の記載において、前記抑え構造体
は矩形形状の開口部を有する板で構成されることを特徴
とする電子ビーム露光マスク。
3. An electron beam exposure mask according to claim 1, wherein said holding structure is constituted by a plate having a rectangular opening.
【請求項4】請求項1の記載において、前記抑え構造体
は穴を有する円板形状の板で構成されることを特徴とす
る電子ビーム露光マスク。
4. An electron beam exposure mask according to claim 1, wherein said holding structure is constituted by a disc-shaped plate having holes.
【請求項5】請求項1の記載において、前記ホルダー基
体は前記シリコンマスクチップを載置するホルダー基体
本体と、前記シリコンマスクチップの周囲を囲むシリコ
ンマスクチップガイド構造体とからなることを特徴とす
る電子ビーム露光マスク。
5. The device according to claim 1, wherein said holder base comprises a holder base body on which said silicon mask chip is mounted, and a silicon mask chip guide structure surrounding said silicon mask chip. Electron beam exposure mask.
【請求項6】請求項5の記載において、前記シリコンマ
スクチップガイド構造体の厚さが、前記シリコンマスク
チップの厚さよりも小さいことを特徴とする電子ビーム
露光マスク。
6. An electron beam exposure mask according to claim 5, wherein a thickness of said silicon mask chip guide structure is smaller than a thickness of said silicon mask chip.
【請求項7】単結晶シリコン薄層と単結晶シリコン支持
体とがシリコン酸化膜で接合してある構造のシリコンマ
スクチップと、前記シリコンマスクチップを固定するホ
ルダー基体とからなる電子ビーム露光マスクにおいて、
前記単結晶シリコン薄層は、前記単結晶シリコン支持体
の電子ビームが照射される側とは反対側に設けられるこ
とを特徴とする電子ビーム露光マスク。
7. An electron beam exposure mask comprising a silicon mask chip having a structure in which a single-crystal silicon thin layer and a single-crystal silicon support are joined by a silicon oxide film, and a holder substrate for fixing the silicon mask chip. ,
An electron beam exposure mask, wherein the single-crystal silicon thin layer is provided on a side of the single-crystal silicon support opposite to a side on which the electron beam is irradiated.
【請求項8】単結晶シリコン薄層と単結晶シリコン支持
体とがシリコン酸化膜で接合してある構造のシリコンマ
スクチップと、前記シリコンマスクチップを固定するホ
ルダー基体とからなる電子ビーム露光マスクにおいて、
前記単結晶シリコン薄層は、比抵抗が20ohm・cm 以下
であり、前記ホルダー基体は、前記単結晶シリコン薄層
が接する面に金の膜が設けられていることを特徴とする
電子ビーム露光マスク。
8. An electron beam exposure mask comprising a silicon mask chip having a structure in which a single-crystal silicon thin layer and a single-crystal silicon support are joined by a silicon oxide film, and a holder substrate for fixing the silicon mask chip. ,
An electron beam exposure mask, wherein the single-crystal silicon thin layer has a specific resistance of 20 ohm · cm or less, and the holder base is provided with a gold film on a surface in contact with the single-crystal silicon thin layer. .
【請求項9】電子ビームを発生させる電子源と、前記電
子ビームを絞る電子光学レンズ群と、前記電子ビームを
試料へ導いて照射させる偏向器と、前記電子ビームの断
面形状を成形する成形マスクと、単結晶シリコン薄層と
単結晶シリコン支持体とがシリコン酸化膜で接合してあ
る構造のシリコンマスクチップと、前記シリコンマスク
チップを固定するホルダー基体とからなり、前記単結晶
シリコン薄層に設けられた開口部を前記電子ビームが通
過して前記電子ビームが所望の断面形状に成形される電
子ビーム露光マスクとを備えた電子ビーム露光装置にお
いて、前記電子ビーム露光マスクは、前記単結晶シリコ
ン支持体の一部分を抑える抑え構造体と前記ホルダー基
体とを機械的に固定する固定手段を有することを特徴と
する電子ビーム露光装置。
9. An electron source for generating an electron beam, an electron optical lens group for narrowing the electron beam, a deflector for guiding the electron beam to a sample and irradiating the sample, and a forming mask for shaping a cross-sectional shape of the electron beam. And a silicon mask chip having a structure in which a single-crystal silicon thin layer and a single-crystal silicon support are joined by a silicon oxide film, and a holder base for fixing the silicon mask chip. An electron beam exposure mask, wherein the electron beam passes through an opening provided and the electron beam is shaped into a desired cross-sectional shape. An electron beam exposure apparatus comprising: fixing means for mechanically fixing a holding structure for suppressing a part of a support and the holder base. Apparatus.
【請求項10】請求項9の記載において、前記電子ビー
ム露光マスクの前記ホルダー基体は、前記シリコンマス
クチップを載置するホルダー基体本体と、前記シリコン
マスクチップの周囲を囲むシリコンマスクチップガイド
構造体とからなることを特徴とする電子ビーム露光装
置。
10. The silicon mask chip guide structure according to claim 9, wherein said holder base of said electron beam exposure mask has a holder base body on which said silicon mask chip is mounted and a silicon mask chip guide structure surrounding said silicon mask chip. An electron beam exposure apparatus, comprising:
【請求項11】請求項10の記載において、前記シリコ
ンマスクチップガイド構造体の厚さが、前記シリコンマ
スクチップの厚さよりも小さいことを特徴とする電子ビ
ーム露光装置。
11. The electron beam exposure apparatus according to claim 10, wherein the thickness of the silicon mask chip guide structure is smaller than the thickness of the silicon mask chip.
【請求項12】電子ビームを発生させる電子源と、前記
電子ビームを絞る電子光学レンズ群と、前記電子ビーム
を試料へ導いて照射させる偏向器と、前記電子ビームの
断面形状を成形する成形マスクと、単結晶シリコン薄層
と単結晶シリコン支持体とがシリコン酸化膜で接合して
ある構造のシリコンマスクチップと、前記シリコンマス
クチップを固定するホルダー基体とからなり、前記単結
晶シリコン薄層に設けられた開口部を前記電子ビームが
通過して前記電子ビームが所望の断面形状に成形される
電子ビーム露光マスクとを備えた電子ビーム露光装置に
おいて、前記電子ビーム露光マスクの前記単結晶シリコ
ン薄層は、前記単結晶シリコン支持体の前記電子ビーム
が照射される側とは反対側に設けられることを特徴とす
る電子ビーム露光装置。
12. An electron source for generating an electron beam, a group of electron optical lenses for narrowing the electron beam, a deflector for guiding the electron beam to a sample and irradiating the sample, and a forming mask for shaping a cross-sectional shape of the electron beam. And a silicon mask chip having a structure in which a single-crystal silicon thin layer and a single-crystal silicon support are joined by a silicon oxide film, and a holder base for fixing the silicon mask chip. An electron beam exposure mask, wherein the electron beam passes through a provided opening to form the electron beam into a desired cross-sectional shape. An electron beam exposure, wherein a layer is provided on a side of the single-crystal silicon support opposite to a side on which the electron beam is irradiated. Location.
【請求項13】電子ビームを発生させる電子源と、前記
電子ビームを絞る電子光学レンズ群と、前記電子ビーム
を試料へ導いて照射させる偏向器と、前記電子ビームの
断面形状を成形する成形マスクと、単結晶シリコン薄層
と単結晶シリコン支持体とがシリコン酸化膜で接合して
ある構造のシリコンマスクチップと、前記シリコンマス
クチップを固定するホルダー基体とからなり、前記単結
晶シリコン薄層に設けられた開口部を前記電子ビームが
通過して前記電子ビームが所望の断面形状に成形される
電子ビーム露光マスクとを備えた電子ビーム露光装置に
おいて、前記電子ビーム露光マスクの前記単結晶シリコ
ン薄層は、比抵抗が20ohm・cm 以下であり、前記ホル
ダー基体は、前記単結晶シリコン薄層が接する面に金の
膜が設けられていることを特徴とする電子ビーム露光装
置。
13. An electron source for generating an electron beam, an electron optical lens group for narrowing the electron beam, a deflector for guiding the electron beam to a sample and irradiating the sample, and a shaping mask for shaping a cross-sectional shape of the electron beam. And a silicon mask chip having a structure in which a single-crystal silicon thin layer and a single-crystal silicon support are joined by a silicon oxide film, and a holder base for fixing the silicon mask chip. An electron beam exposure mask, wherein the electron beam passes through a provided opening to form the electron beam into a desired cross-sectional shape. The layer has a specific resistance of 20 ohm · cm or less, and the holder base is provided with a gold film on a surface in contact with the single-crystal silicon thin layer. Electron beam exposure apparatus according to claim and.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002061813A1 (en) * 2001-01-30 2002-08-08 Advantest Corporation Electron beam exposure device, electron beam forming member, and method of manufacturing the electron beam forming member
JP2009188247A (en) * 2008-02-07 2009-08-20 Toppan Printing Co Ltd Soi substrate for stencil mask, stencil mask blanks, stencil mask, method of manufacturing stencil mask, and pattern exposure method using stencil mask
JP2012079853A (en) * 2010-09-30 2012-04-19 Hoya Corp Transfer mask, manufacturing method of transfer mask, transfer mask housing body, and manufacturing method of transfer mask housing body

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JP2012079853A (en) * 2010-09-30 2012-04-19 Hoya Corp Transfer mask, manufacturing method of transfer mask, transfer mask housing body, and manufacturing method of transfer mask housing body

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