JP2001267207A - Electron beam exposure mask, its manufacturing method, and electron beam exposure system - Google Patents

Electron beam exposure mask, its manufacturing method, and electron beam exposure system

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JP2001267207A
JP2001267207A JP2000072398A JP2000072398A JP2001267207A JP 2001267207 A JP2001267207 A JP 2001267207A JP 2000072398 A JP2000072398 A JP 2000072398A JP 2000072398 A JP2000072398 A JP 2000072398A JP 2001267207 A JP2001267207 A JP 2001267207A
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electron beam
thin film
mask
forming
hole
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Katsumi Suzuki
克美 鈴木
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NEC Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the productivity of an electron beam exposure mask and, at the same time, to reduce the manufacturing cost and maintenance cost of the mask. SOLUTION: The electron beam exposure mask is provided with a mask body 2 having a through port 2a for leading an electron beam to a substrate to be irradiated with the beam and a thin film 3 for forming pattern hole which is laminated upon the electron beam emitting side of the body 2 through a thin protective film 4 and has through holes 3a for forming electron beam passing holes communicating with the through port 2a. The mask is also provided with a thin conductive film 5 for suppressing charge up laminated upon the portion of the thin film 3 corresponding to an area to be irradiated with the electron beam including the internal surfaces of the through holes 3a and, at the same time, a thin dielectric film 6 is laminated upon the thin film 5 so as to cover the film 5.

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、半導体製造プロセ
スにおいて電子ビーム露光を行う場合に用いられる電子
ビーム露光マスクおよびその製造方法ならびに電子ビー
ム露光装置に関する。
The present invention relates to an electron beam exposure mask used for performing electron beam exposure in a semiconductor manufacturing process, a method for manufacturing the same, and an electron beam exposure apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路の高密度化および
高集積化に伴い、リソグラフィ技術等の回路パターン微
細加工技術の研究開発が急速な進展を見せてきている。
従来、この種のリソグラフィ技術が、図4に示すような
電子ビーム露光マスクに採用されている。この電子ビー
ム露光マスクにつき、同図を用いて説明すると、同図に
おいて、符号41で示す電子ビーム露光マスクは、マス
ク本体42を備えている。
2. Description of the Related Art In recent years, research and development of circuit pattern fine processing technology such as lithography have been rapidly progressing with the increase in density and integration of semiconductor integrated circuits.
Conventionally, this type of lithography technique has been adopted for an electron beam exposure mask as shown in FIG. The electron beam exposure mask will be described with reference to FIG.

【0003】マスク本体42は、表裏両面に開口する電
子ビーム透過孔形成用の貫通口42aを有し、全体がシ
リコン(Si)基板によって形成されている。マスク本
体42の電子ビーム照射側には、貫通口42aに連通す
る電子ビーム透過孔形成用の貫通孔43aを有するパタ
ーン孔形成用薄膜43が積層されている。また、マスク
本体42およびパターン孔形成用薄膜43の電子ビーム
照射側には、電子ビーム照射領域を覆うようにチャージ
アップ抑制用の導電性薄膜44が積層されている。
The mask body 42 has through holes 42a for forming electron beam transmitting holes which are opened on both front and back surfaces, and is entirely formed of a silicon (Si) substrate. On the electron beam irradiation side of the mask body 42, a pattern hole forming thin film 43 having a through hole 43a for forming an electron beam transmitting hole communicating with the through hole 42a is laminated. A conductive thin film 44 for suppressing charge-up is laminated on the electron beam irradiation side of the mask body 42 and the pattern hole forming thin film 43 so as to cover the electron beam irradiation region.

【0004】パターン孔形成用薄膜43は、全体がシリ
コン(Si)によって形成されており、膜厚が約10μ
m〜20μmの寸法に設定されている。導電性薄膜44
は、全体がタングステン(W)あるいは金(Au)等の
重金属によって形成されている。
The pattern hole forming thin film 43 is formed entirely of silicon (Si) and has a thickness of about 10 μm.
The size is set to m to 20 μm. Conductive thin film 44
Is formed entirely of a heavy metal such as tungsten (W) or gold (Au).

【0005】このように構成された電子ビーム露光マス
クを製造するには、次に示すようにして行う。先ず、マ
スク本体(Si基板)42表面にパターン孔形成用薄膜
43を積層する。
[0005] Manufacturing of the electron beam exposure mask having the above structure is performed as follows. First, a pattern hole forming thin film 43 is laminated on the surface of the mask body (Si substrate) 42.

【0006】次に、ドライエッチング法あるいは結晶方
位依存性湿式エッチング法を用い、パターン孔形成用薄
膜43およびSi基板42にエッチング処理を施すこと
により、それぞれ電子ビーム透過用パターン孔43aと
貫通口42aを形成する。そして、パターン孔形成用薄
膜43の表面(電子ビーム照射領域)に真空蒸着法ある
いはスパッタリング法によって導電性薄膜44を積層す
る。このようにして、電子ビーム露光マスクを製造する
ことができる。
Next, the pattern hole forming thin film 43 and the Si substrate 42 are subjected to an etching process using a dry etching method or a crystal orientation-dependent wet etching method, so that the electron beam transmitting pattern holes 43a and the through holes 42a are respectively formed. To form Then, a conductive thin film 44 is laminated on the surface (electron beam irradiation area) of the pattern hole forming thin film 43 by a vacuum evaporation method or a sputtering method. Thus, an electron beam exposure mask can be manufactured.

【0007】ところで、この種の電子ビーム露光マスク
による露光は、真空室内において行われるが、この際真
空室内の残留ガス(被転写基板上のレジストや鏡筒壁か
ら飛散するガス)が電子ビームの照射によって炭化し、
カーボンを主成分とする汚染物質が発生する。
Exposure using an electron beam exposure mask of this kind is performed in a vacuum chamber. At this time, residual gas (resist on a substrate to be transferred and gas scattered from a lens barrel wall) in the vacuum chamber is reduced by an electron beam. Carbonized by irradiation,
Contaminants mainly composed of carbon are generated.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来の電子ビーム露光
マスクにおいては、マスク本体42の最外層が表面エネ
ルギーの大きい導電性薄膜44であるため、この導電性
薄膜44の表面に上述した汚染物質(炭化物)が露光時
に付着し、露光パターン形状を劣化し易くしていた。こ
の結果、マスク寿命が低下して頻繁にマスク交換を行わ
なければならず、生産性が低下するばかりか、製造コス
トおよびメンテナンスコストが嵩むという問題があっ
た。
In the conventional electron beam exposure mask, the outermost layer of the mask body 42 is a conductive thin film 44 having a large surface energy. Carbide) adhered at the time of exposure, and easily deteriorated the shape of the exposed pattern. As a result, there is a problem that the mask life is reduced and the mask must be replaced frequently, which not only reduces the productivity but also increases the manufacturing cost and the maintenance cost.

【0009】なお、特開平5−36591号公報に「X
線マスクの製造方法」として先行技術が開示されている
が、これは「高精度のX線吸収体薄膜パターンを形成す
る」点についての開示はあるものの、「生産性を高める
とともに、製造コストの低廉化を図る」という従来の問
題点を解決するための手段についての開示はない。
Note that Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-36591 discloses "X
Although the prior art is disclosed as a "method of manufacturing a line mask", it discloses "forming a high-precision X-ray absorber thin film pattern", but "increases productivity and reduces manufacturing costs." There is no disclosure of means for solving the conventional problem of "reducing cost."

【0010】本発明はこのような事情にかんがみてなさ
れたもので、表面エネルギーの小さい誘電体に炭化物が
付着し難いことに着目し、パターン孔形成用薄膜上の導
電性薄膜を覆うように誘電体薄膜を積層するというきわ
めて簡単な構成により、マスク寿命を高めることがで
き、もって生産性を向上させることができるとともに、
製造コストの低廉化を図ることができる電子ビーム露光
マスクおよびその製造方法ならびに電子ビーム露光装置
の提供を目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and focuses on the fact that carbide is unlikely to adhere to a dielectric having a small surface energy. The extremely simple structure of stacking body thin films can extend the life of the mask, thereby improving productivity,
An object of the present invention is to provide an electron beam exposure mask capable of reducing the manufacturing cost, a method of manufacturing the same, and an electron beam exposure apparatus.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項1記載の電子ビーム露光マスクは、
電子ビーム導入口形成用の開口部を有するマスク本体
と、このマスク本体の電子ビーム照射側に保護薄膜を介
して積層され開口部に連通する電子ビーム透過孔形成用
の貫通孔を有するパターン孔形成用薄膜とを備え、この
パターン孔形成用薄膜における貫通孔の内面を含む電子
ビーム照射領域に対応する部位にチャージアップ抑制用
の導電性薄膜を積層するとともに、この導電性薄膜を覆
うような誘電体薄膜を積層した構成としてある。したが
って、マスク最外層が誘電体薄膜となり、露光時に発生
する炭化物のマスク最外層への付着が阻止される。な
お、マスク本体外周部の誘電体薄膜の一部を除去して下
層の導電性薄膜を露出させ、この露出部分からアースを
とることにより、電子ビーム照射によるチャージアップ
は防止できる。
In order to achieve the above object, an electron beam exposure mask according to claim 1 of the present invention comprises:
A mask body having an opening for forming an electron beam inlet, and a pattern hole having a through hole for forming an electron beam transmission hole which is laminated on the electron beam irradiation side of the mask body via a protective thin film and communicates with the opening. A thin film for forming a patterned hole, a conductive thin film for suppressing charge-up is laminated on a portion corresponding to an electron beam irradiation area including an inner surface of a through hole in the thin film for forming a pattern hole, and a dielectric film covering the conductive thin film is provided. It has a configuration in which body thin films are laminated. Therefore, the outermost layer of the mask becomes a dielectric thin film, thereby preventing carbides generated during exposure from adhering to the outermost layer of the mask. The charge-up due to electron beam irradiation can be prevented by removing a part of the dielectric thin film on the outer periphery of the mask body to expose the lower conductive thin film and grounding the exposed portion.

【0012】請求項2記載の発明は、請求項1記載の電
子ビーム露光マスクにおいて、誘電体薄膜が炭化珪素,
ダイヤモンドおよびグラファイトのうちいずれか一の材
料によって形成されている構成としてある。したがっ
て、マスク最外層が炭化シリコン,ダイヤモンドおよび
グラファイトのうちいずれか一の材料からなる誘電体薄
膜となり、露光時に発生する炭化物のマスク最外層への
付着が軽減される。
According to a second aspect of the present invention, in the electron beam exposure mask of the first aspect, the dielectric thin film is made of silicon carbide,
The structure is made of any one of diamond and graphite. Therefore, the mask outermost layer is a dielectric thin film made of any one of silicon carbide, diamond, and graphite, and adhesion of carbide generated at the time of exposure to the mask outermost layer is reduced.

【0013】請求項3記載の発明(電子ビーム露光マス
クの製造方法)は、電子ビーム透過孔形成用の貫通孔を
有するパターン孔形成用薄膜が電子ビーム反照射側にエ
ッチング保護薄膜を介して予め積層されたマスク本体
に、保護薄膜の一部を除去して貫通孔に連通する電子ビ
ーム導入口形成用の開口部を形成し、次にこの開口部の
内面を含む電子ビーム照射領域に対応する部位にチャー
ジアップ抑制用の導電性薄膜を積層した後、この導電性
薄膜を覆うような誘電体薄膜をマスク本体に積層する方
法としてある。したがって、マスク最外層が誘電体薄膜
となり、露光時に発生する炭化物のマスク最外層への付
着を阻止するマスクが得られる。
According to a third aspect of the present invention (a method of manufacturing an electron beam exposure mask), a thin film for forming a pattern hole having a through-hole for forming an electron beam transmission hole is preliminarily provided on an anti-irradiation side of the electron beam via an etching protection thin film. A part of the protective thin film is removed from the laminated mask body to form an opening for forming an electron beam introduction port communicating with the through hole, and then corresponds to an electron beam irradiation area including the inner surface of the opening. In this method, a conductive thin film for suppressing charge-up is laminated on a portion, and then a dielectric thin film covering the conductive thin film is laminated on the mask body. Accordingly, the mask outermost layer becomes a dielectric thin film, and a mask is obtained that prevents carbides generated during exposure from adhering to the mask outermost layer.

【0014】請求項4記載の発明は、請求項3記載の電
子ビーム露光マスクの製造方法において、パターン孔形
成用薄膜を積層する前に、マスク本体の電子ビーム反照
射側に保護薄膜を積層する方法としてある。したがっ
て、電子ビーム反照射側の保護薄膜が、マスク本体にお
ける開口部を形成する際のマスクとなる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing an electron beam exposure mask according to the third aspect, before laminating the pattern hole forming thin film, a protective thin film is laminated on the side of the mask body opposite to the electron beam irradiation. There is a way. Therefore, the protective thin film on the side opposite to the electron beam irradiation serves as a mask when forming an opening in the mask body.

【0015】請求項5記載の発明は、請求項3または4
記載の電子ビーム露光マスクの製造方法において、導電
性薄膜が、マスク本体の電子ビーム反照射側に積層する
方法としてある。したがって、マスク本体の電子ビーム
反照射側にマスク最外層としての誘電体薄膜が積層さ
れ、露光時に発生する炭化物のマスク最外層への付着を
阻止するマスクが得られる。
The invention according to claim 5 is the invention according to claim 3 or 4.
In the method for manufacturing an electron beam exposure mask described above, a conductive thin film is laminated on the electron beam non-irradiation side of the mask body. Accordingly, a dielectric thin film as an outermost layer of the mask is laminated on the side opposite to the electron beam irradiation side of the mask body, and a mask is obtained which prevents carbides generated during exposure from adhering to the outermost layer of the mask.

【0016】請求項6記載の発明(電子ビーム露光装
置)は、請求項1または2記載の電子ビーム露光マスク
を備えた構成としてある。したがって、電子ビーム露光
マスクの最外層が誘電体薄膜となり、露光時に発生する
炭化物のマスク最外層への付着が阻止される。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an electron beam exposure apparatus including the electron beam exposure mask according to the first or second aspect. Therefore, the outermost layer of the electron beam exposure mask becomes a dielectric thin film, and the adhesion of carbide generated at the time of exposure to the outermost layer of the mask is prevented.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき、
図面を参照して説明する。図1は本発明の第一実施形態
に係る電子ビーム露光マスクを示す断面図である。同図
において、符号1で示す微細パターン高精度描画・高精
度縮小転写用の電子ビーム露光マスクは、マスク本体2
を備えている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
This will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an electron beam exposure mask according to the first embodiment of the present invention. In the figure, an electron beam exposure mask for fine pattern high-precision drawing and high-precision reduction transfer indicated by reference numeral 1 is a mask body 2
It has.

【0018】マスク本体2は、表裏両面(電子ビーム照
射方向)に開口する電子ビーム導入口形成用開口部とし
ての貫通口2aを有し、全体がシリコン(Si)基板等
によって形成されている。マスク本体2の電子ビーム照
射側には、貫通口2aに連通する電子ビーム透過形成用
の貫通孔3aを有するパターン孔形成用薄膜3が保護薄
膜(エッチング保護膜)4を介して積層されている。
The mask body 2 has a through-hole 2a as an opening for forming an electron beam introduction port which is opened on both front and back sides (in the direction of electron beam irradiation), and is entirely formed of a silicon (Si) substrate or the like. On the electron beam irradiation side of the mask body 2, a pattern hole forming thin film 3 having an electron beam transmission forming through hole 3a communicating with the through hole 2a is laminated via a protective thin film (etching protective film) 4. .

【0019】マスク本体2には、貫通孔3aの内面を含
む電子ビーム照射領域およびこの電子ビーム照射領域以
外の領域(電子ビーム非照射領域)に対応する部位に位
置し、パターン孔形成用薄膜3を覆うようなチャージア
ップ抑制用の導電性薄膜5が積層されている。また、マ
スク本体2には、マスク最外層として導電性薄膜5を覆
うように誘電体薄膜6が積層されている。
The mask body 2 is located in a region corresponding to an electron beam irradiation region including the inner surface of the through hole 3a and a region other than the electron beam irradiation region (electron beam non-irradiation region). A conductive thin film 5 for suppressing charge-up is laminated so as to cover the conductive film. Further, a dielectric thin film 6 is laminated on the mask body 2 so as to cover the conductive thin film 5 as an outermost layer of the mask.

【0020】パターン孔形成用薄膜3は、全体がシリコ
ン(Si)によって形成されており、膜厚が約10μm
〜20μmの寸法に設定されている。保護薄膜4は、全
体が二酸化珪素(SiO2),窒化珪素(Si34),
炭化珪素(SiC)あるいはダイヤモンド等によって形
成されており、膜厚が約0.1μm〜1μmの寸法に設
定されている。
The pattern hole forming thin film 3 is entirely formed of silicon (Si) and has a thickness of about 10 μm.
The size is set to の 20 μm. The protective thin film 4 is entirely composed of silicon dioxide (SiO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ),
It is formed of silicon carbide (SiC) or diamond or the like, and has a thickness of about 0.1 μm to 1 μm.

【0021】導電性薄膜5は、全体が金,白金,タング
ステン,タンタル,モリブデンあるいはこれら金属の合
金によって形成されており、膜厚が約0.5μm〜1μ
mの寸法に設定されている。誘電体薄膜6は、表面エネ
ルギーが導電性薄膜5の表面エネルギーと比較して小さ
い炭化珪素,ダイヤモンドおよびグラファイトのうちい
ずれか一の材料によって形成されており、膜厚が約0.
1μmの寸法に設定されている。
The conductive thin film 5 is entirely formed of gold, platinum, tungsten, tantalum, molybdenum or an alloy of these metals, and has a thickness of about 0.5 μm to 1 μm.
m is set. The dielectric thin film 6 is formed of any one of silicon carbide, diamond, and graphite whose surface energy is smaller than the surface energy of the conductive thin film 5 and has a thickness of about 0.1 μm.
The size is set to 1 μm.

【0022】なお、グラファイトの方位(100)面に
おける表面エネルギーは、タングステンの約1/173
と小さい(D.H.Bukley, Surface
effect in adhesion,furict
ion,wear andlubrication
h,Elsevier,p.245,1981)。
The surface energy of the graphite in the (100) plane is about 1/173 that of tungsten.
(DH Bukley, Surface)
effect in adhesion, furict
ion, wear and lubrication
h, Elsevier, p. 245, 1981).

【0023】次に、電子ビーム露光マスクの製造方法に
つき、図2(a)〜(f)を用いて説明する。図2
(a)〜(f)は本発明の第一実施形態に係る電子ビー
ム露光マスクの製造方法を説明するために示す断面図で
ある。本実施形態における電子ビーム露光マスクの製造
は、「保護薄膜の積層」,「パターン孔形成用薄膜の積
層」,「電子ビーム透過孔形成用貫通孔の形成」,「電
子ビーム導入口形成用開口部(貫通口)の形成」,「導
電性薄膜の積層」および「誘電体薄膜の積層」の各工程
を順次経て行われる。
Next, a method of manufacturing an electron beam exposure mask will be described with reference to FIGS. FIG.
(A)-(f) is sectional drawing shown in order to demonstrate the manufacturing method of the electron beam exposure mask which concerns on 1st embodiment of this invention. The manufacture of the electron beam exposure mask in the present embodiment includes “lamination of a protective thin film”, “lamination of a thin film for forming a pattern hole”, “formation of a through hole for forming an electron beam transmission hole”, and “an opening for forming an electron beam introduction port”. Part (through hole) formation, lamination of conductive thin film, and lamination of dielectric thin film.

【0024】「保護薄膜の積層」先ず、マスク本体(シ
リコン基板)2の表裏両面上に二酸化珪素(SiO2
等からなる保護薄膜4を積層する。この際、保護薄膜4
の膜厚は、約0.1μm〜1μmの寸法に設定される。
次に、紫外線露光技術およびドライエッチング技術を用
い、同図(a)に示すように、両保護薄膜4のうちシリ
コン基板2における裏面側(電子ビーム反照射側)の保
護薄膜4にエッチング処理を施すことによりパターン開
口部4aを形成する。
[Lamination of Protective Thin Film] First, silicon dioxide (SiO 2 ) is placed on both front and back surfaces of the mask body (silicon substrate) 2.
The protective thin film 4 composed of the above is laminated. At this time, the protective thin film 4
Is set to a size of about 0.1 μm to 1 μm.
Next, as shown in FIG. 3A, an etching process is performed on the protective thin film 4 on the back surface side (the side opposite to the electron beam irradiation) of the silicon substrate 2 by using an ultraviolet exposure technique and a dry etching technique, as shown in FIG. By performing this, the pattern opening 4a is formed.

【0025】「電子ビーム非透過薄膜の積層」先ず、減
圧CVD法を用い、同図(b)に示すように、シリコン
(Si)等からなるパターン孔形成用薄膜3を保護薄膜
4の電子ビーム照射領域側に積層する。この際、成膜条
件として基板温度を約600℃とするとともに、反応ガ
スをモノシランガス(キャリアガスとしてN2)とし
(但し、これら成膜条件は、反応室の構造,基板加熱方
式および反応ガスの供給方法等によって多少変動す
る。)、パターン孔形成用薄膜3にほぼ0Pa〜数十M
Pa以下の圧縮応力を加える。また、パターン孔形成用
薄膜3の膜厚は、約10μm〜20μmの寸法に設定さ
れる。
[Lamination of Electron Beam Non-Transparent Thin Film] First, as shown in FIG. 1B, the pattern hole forming thin film 3 made of silicon (Si) or the like is It is laminated on the irradiation area side. At this time, the substrate temperature was set to about 600 ° C. and the reaction gas was monosilane gas (N 2 as a carrier gas) (however, the film formation conditions were the structure of the reaction chamber, the substrate heating method, and the reaction gas). It varies slightly depending on the supply method and the like.
A compressive stress of Pa or less is applied. The thickness of the pattern hole forming thin film 3 is set to a size of about 10 μm to 20 μm.

【0026】この後、パターン孔形成用薄膜3が積層さ
れたマスク本体2に窒素雰囲気中で650℃〜700℃
の基板温度でアニール処理を施すことにより、パターン
孔形成用薄膜3を多結晶構造とし、同時にパターン孔形
成用薄膜3に0Pa〜数MPaの引張応力を加える。な
お、保護薄膜4へのパターン孔形成用薄膜3の積層は、
減圧CVD法以外にも陽極接合法によって張り合わせる
ことにより行われ得る。
Thereafter, the mask body 2 on which the pattern hole forming thin film 3 is laminated is placed in a nitrogen atmosphere at 650 ° C. to 700 ° C.
The pattern hole forming thin film 3 is made to have a polycrystalline structure by performing an annealing treatment at the substrate temperature described above, and a tensile stress of 0 Pa to several MPa is applied to the pattern hole forming thin film 3 at the same time. The lamination of the pattern hole forming thin film 3 on the protective thin film 4 is as follows.
In addition to the low pressure CVD method, it can be performed by bonding by an anodic bonding method.

【0027】「電子ビーム透過孔形成用貫通孔の形成」
先ず、フォト露光技術あるいは電子ビーム露光技術を用
い、同図(b)に二点鎖線で示すように、パターン孔形
成用薄膜3の電子ビーム照射側に所望のレジストパター
ンRを形成する。次に、レジストパターンRを保護膜
(マスク)とし、同図(c)に示すように、パターン孔
形成用薄膜3にドライエッチング処理を施すことにより
電子ビーム透過孔形成用の貫通孔3aを形成した後、レ
ジストパターンRを除去する。
[Formation of Through Hole for Forming Electron Beam Transmission Hole]
First, a desired resist pattern R is formed on the electron beam irradiation side of the pattern hole forming thin film 3 as shown by a two-dot chain line in FIG. Next, the resist pattern R is used as a protective film (mask), and the thin film 3 for forming a pattern hole is subjected to dry etching to form a through hole 3a for forming an electron beam transmitting hole as shown in FIG. After that, the resist pattern R is removed.

【0028】「電子ビーム導入口形成用開口部の形成」
例えば、加熱した水酸化カリウム(KOH)水溶液を用
い、同図(d)に示すように、電子ビーム照射側の保護
薄膜4をマスクとして、電子ビーム照射側の保護薄膜4
の表面が露呈するまで、マスク本体2にエッチング処理
を施すことにより貫通口2aを形成する。この際、貫通
口2a内に電子ビーム入射側から電子ビーム出射側に向
かって大きくなるような開口径をもつテーパ面2a1
形成される。
[Formation of an opening for forming an electron beam inlet]
For example, using a heated potassium hydroxide (KOH) aqueous solution and using the protective thin film 4 on the electron beam irradiation side as a mask as shown in FIG.
Until the surface is exposed, the mask body 2 is subjected to an etching process to form the through-hole 2a. At this time, tapered surfaces 2a 1 with opening diameter that increases toward the electron beam emission side of the electron beam incident side in the through hole 2a is formed.

【0029】「導電性薄膜の積層」先ず、例えば弗酸を
用い、同図(e)に示すように、電子ビーム反照射側の
保護薄膜4の外部露呈部および電子ビーム照射側の保護
膜4に湿式エッチング処理を施すことにより、これら保
護膜4(電子ビーム照射側の保護薄膜は外部露呈部)を
除去する。次に、電子ビーム照射領域およびこの電子ビ
ーム照射領域以外の領域(電子ビーム反照射領域を含む
電子ビーム非照射領域)に対応する部位にrfスパッタ
リング法によって金(Au),白金等の金属材料からな
る導電性薄膜5を積層する。この際、導電性薄膜5の膜
厚は、約0.5μm〜1μmの寸法に設定される。な
お、導電性薄膜5は、電子ビーム照射領域にのみ積層し
てもよい。
[Lamination of Conductive Thin Film] First, as shown in FIG. 3E, using, for example, hydrofluoric acid, the externally exposed portion of the protective thin film 4 on the side opposite to the electron beam and the protective film 4 on the side of the electron beam. The protective film 4 (the protective thin film on the electron beam irradiation side is an externally exposed portion) is removed by performing a wet etching process. Next, a metal material such as gold (Au) or platinum is applied to a portion corresponding to the electron beam irradiation region and a region other than the electron beam irradiation region (an electron beam non-irradiation region including the electron beam non-irradiation region) by the rf sputtering method. The conductive thin film 5 is laminated. At this time, the thickness of the conductive thin film 5 is set to a size of about 0.5 μm to 1 μm. Note that the conductive thin film 5 may be laminated only in the electron beam irradiation area.

【0030】「誘電体薄膜の積層」成膜技術としてrf
スパッタリング法,プラズマCVD法あるいはECR−
CVD法等を用い、同図(f)に二点鎖線で示すよう
に、マスク本体2に導電性薄膜5を覆うように炭化珪
素,グラファイト,ダイヤモンド等の誘電体薄膜6を積
層する。この際、導電性薄膜5の一部を治具等で被覆
し、この治具等を膜積層後に除去すれば、マスク1の使
用時に導電性薄膜5から接地することが可能となる。ま
た、誘電体薄膜6の膜厚は、約0.1μmの寸法に設定
される。このようにして、露光時に発生する汚染物質
(炭化物)のマスク最外層(電子ビーム照射領域)への
付着を阻止するマスク1を得ることができる。
"Lamination of dielectric thin film"
Sputtering method, plasma CVD method or ECR-
Using a CVD method or the like, a dielectric thin film 6 such as silicon carbide, graphite, or diamond is laminated on the mask main body 2 so as to cover the conductive thin film 5 as shown by a two-dot chain line in FIG. At this time, if a part of the conductive thin film 5 is covered with a jig or the like and the jig or the like is removed after laminating the film, the conductive thin film 5 can be grounded when the mask 1 is used. The thickness of the dielectric thin film 6 is set to a size of about 0.1 μm. In this way, it is possible to obtain the mask 1 that prevents the contaminant (carbide) generated at the time of exposure from adhering to the mask outermost layer (electron beam irradiation region).

【0031】このような方法によって製造された電子ビ
ーム露光マスクは、図3に示すような電子ビーム露光装
置に適用されている。この電子ビーム露光装置につき、
同図を用いて説明する。図3は本発明の第一実施形態に
係る電子ビーム露光装置の概略を示す断面図で、同図に
おいてマスクについては図1と同一の符号を付し、詳細
な説明は省略する。同図において、符号21で示す電子
ビーム露光装置は、ステージ22,ビーム偏向器23,
偏向レンズ24,マスク1および電子銃25を備え、真
空室(図示せず)内に配置される。
The electron beam exposure mask manufactured by such a method is applied to an electron beam exposure apparatus as shown in FIG. About this electron beam exposure device,
This will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an electron beam exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same reference numerals as in FIG. 1 denote the masks, and a detailed description thereof will be omitted. In the figure, an electron beam exposure apparatus indicated by reference numeral 21 includes a stage 22, a beam deflector 23,
It comprises a deflecting lens 24, a mask 1 and an electron gun 25, and is arranged in a vacuum chamber (not shown).

【0032】ステージ22は、被転写基板26を位置決
めするための試料ステージからなり、電子銃25の下方
に配置されている。ビーム偏向器23は、上下方向に並
列する第一ビーム偏向器23a〜第三ビーム偏向器23
cからなり、電子銃25とステージ22との間に配置さ
れている。
The stage 22 comprises a sample stage for positioning the substrate 26 to be transferred, and is arranged below the electron gun 25. The beam deflector 23 includes a first beam deflector 23 a to a third beam deflector 23 arranged in parallel in the vertical direction.
c, and is disposed between the electron gun 25 and the stage 22.

【0033】偏向レンズ24は、上下方向に並列する第
一偏向レンズ24a〜第三偏向レンズ24cからなり、
第一ビーム偏向器23aと第三ビーム偏向器23cとの
間に配置されている。すなわち、第一偏向レンズ24a
は第一ビーム偏向器23aと第二ビーム偏向器23bと
の間に配置され、また第二偏向レンズ24bおよび第三
偏向レンズ24cは第二ビーム偏向器23bと第三ビー
ム偏向器23cとの間に配置されている。
The deflection lens 24 comprises a first deflection lens 24a to a third deflection lens 24c which are arranged in the vertical direction.
It is arranged between the first beam deflector 23a and the third beam deflector 23c. That is, the first deflection lens 24a
Is disposed between the first beam deflector 23a and the second beam deflector 23b, and the second deflection lens 24b and the third deflection lens 24c are disposed between the second beam deflector 23b and the third beam deflector 23c. Are located in

【0034】マスク1は、マスク本体2およびパターン
孔形成薄膜3をそれぞれ下部と上部にして第二偏向レン
ズ24bと第三偏向レンズ24cとの間に配置されてい
る。電子銃22は、電子ビームEBをステージ22上の
被転写基板26に対して照射する電子ビーム照射装置か
らなり、第一ビーム偏向器23aの上方に配置されてい
る。
The mask 1 is disposed between the second deflecting lens 24b and the third deflecting lens 24c with the mask body 2 and the pattern hole forming thin film 3 as lower and upper portions, respectively. The electron gun 22 is composed of an electron beam irradiation device that irradiates the transfer substrate 26 on the stage 22 with the electron beam EB, and is disposed above the first beam deflector 23a.

【0035】このように構成された電子ビーム露光装置
による露光は、次に示すようにして行われる。すなわ
ち、電子銃25から発射した電子ビームEBをビーム偏
向器23および偏向レンズ24によって偏向させるとと
もに、マスク1のパターン孔(誘電体薄膜6の電子ビー
ム透過用パターン孔6a)を透過させ、ステージ22上
における被転写基板26(感光性レジスト)に対して所
定の縮小倍率で照射することにより露光する。
Exposure by the electron beam exposure apparatus configured as described above is performed as follows. That is, the electron beam EB emitted from the electron gun 25 is deflected by the beam deflector 23 and the deflecting lens 24, and is transmitted through the pattern hole of the mask 1 (the pattern hole 6 a for transmitting the electron beam of the dielectric thin film 6). Exposure is performed by irradiating the upper transfer substrate 26 (photosensitive resist) at a predetermined reduction magnification.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
スク本体に導電性薄膜を覆うような誘電体薄膜を積層し
たので、マスク最外層が表面エネルギーの小さい薄膜層
となり、露光時に発生する炭化物の電子ビーム照射領域
への付着を阻止することができる。したがって、露光パ
ターン形状の劣化発生を抑制することができるから、マ
スク寿命を確実に高めることができ、生産性を向上させ
ることができるとともに、製造コストおよびメンテナン
スコストの低廉化を図ることができる。
As described above, according to the present invention, since the dielectric thin film covering the conductive thin film is laminated on the mask body, the outermost layer of the mask becomes a thin film layer having a small surface energy, which is generated at the time of exposure. It is possible to prevent carbides from adhering to the electron beam irradiation area. Therefore, since the occurrence of deterioration of the exposure pattern shape can be suppressed, the life of the mask can be reliably increased, the productivity can be improved, and the manufacturing cost and maintenance cost can be reduced.

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

【図1】本発明の第一実施形態に係る電子ビーム露光マ
スクを示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an electron beam exposure mask according to a first embodiment of the present invention.

【図2】(a)および(f)は本発明の第一実施形態に
係る電子ビーム露光マスクの製造方法を説明するために
示す断面図である。
FIGS. 2A and 2F are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing an electron beam exposure mask according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第一実施形態に係る電子ビーム露光装
置の概略を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an electron beam exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図4】従来の電子ビーム露光マスクを示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional electron beam exposure mask.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電子ビーム露光マスク 2 マスク本体(シリコン基板) 2a 電子ビーム導入口形成用の貫通口 3 パターン孔形成用薄膜 3a 電子ビーム透過孔形成用の貫通孔 4 保護薄膜 5 導電性薄膜 6 誘電体薄膜 6a 電子ビーム透過用パターン孔 6b 電子ビーム導入口 REFERENCE SIGNS LIST 1 electron beam exposure mask 2 mask body (silicon substrate) 2 a through hole for forming electron beam inlet 3 thin film for forming pattern hole 3 a through hole for forming electron beam transmission hole 4 protective thin film 5 conductive thin film 6 dielectric thin film 6 a Pattern hole for electron beam transmission 6b Electron beam inlet

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子ビーム導入口形成用の開口部を有す
るマスク本体と、 このマスク本体の電子ビーム照射側に保護薄膜を介して
積層され、前記開口部に連通する電子ビーム透過孔形成
用の貫通孔を有するパターン孔形成用薄膜とを備え、 このパターン孔形成用薄膜における貫通孔の内面を含む
電子ビーム照射領域に対応する部位に、チャージアップ
抑制用の導電性薄膜を積層するとともに、 この導電性薄膜を覆うような誘電体薄膜を積層したこと
を特徴とする電子ビーム露光マスク。
1. A mask body having an opening for forming an electron beam introduction port, and an electron beam transmitting hole formed on the electron beam irradiation side of the mask body via a protective thin film and communicating with the opening. A thin film for forming a pattern hole having a through hole, a conductive thin film for suppressing charge-up is laminated on a portion corresponding to an electron beam irradiation area including an inner surface of the through hole in the thin film for forming a pattern hole, An electron beam exposure mask, wherein a dielectric thin film covering a conductive thin film is laminated.
【請求項2】 前記誘電体薄膜が、炭化珪素,ダイヤモ
ンドおよびグラファイトのうちいずれか一の材料によっ
て形成されていることを特徴とする請求項1記載の電子
ビーム露光マスク。
2. The electron beam exposure mask according to claim 1, wherein said dielectric thin film is formed of any one of silicon carbide, diamond and graphite.
【請求項3】 電子ビーム透過孔形成用の貫通孔を有す
るパターン孔形成用薄膜が電子ビーム照射側に保護薄膜
を介して予め積層されたマスク本体に、前記保護薄膜の
一部を除去して前記貫通孔に連通する電子ビーム導入口
形成用の開口部を形成し、 次に、この開口部の内面を含む電子ビーム照射領域に対
応する部位にチャージアップ抑制用の導電性薄膜を積層
した後、 この導電性薄膜を覆うような誘電体薄膜を前記マスク本
体に積層することを特徴とする電子ビーム露光マスクの
製造方法。
3. A mask body in which a pattern hole forming thin film having a through hole for forming an electron beam transmitting hole is preliminarily laminated on the electron beam irradiation side via a protective thin film to remove a part of the protective thin film. Forming an opening for forming an electron beam introduction port communicating with the through hole, and then laminating a conductive thin film for suppressing charge-up on a portion corresponding to an electron beam irradiation region including an inner surface of the opening. A method for manufacturing an electron beam exposure mask, comprising laminating a dielectric thin film covering the conductive thin film on the mask body.
【請求項4】 前記パターン孔形成用薄膜を積層する前
に、前記マスク本体の電子ビーム反照射側に保護薄膜を
積層することを特徴とする請求項3記載の電子ビーム露
光マスクの製造方法。
4. The method of manufacturing an electron beam exposure mask according to claim 3, wherein a protective thin film is laminated on the electron beam non-irradiation side of the mask body before laminating the pattern hole forming thin film.
【請求項5】 前記導電性薄膜が、前記マスク本体の電
子ビーム反照射側に積層することを特徴とする請求項3
または4記載の電子ビーム露光マスクの製造方法。
5. The method according to claim 3, wherein the conductive thin film is laminated on the side of the mask body opposite to the electron beam irradiation.
Or the method for manufacturing an electron beam exposure mask according to 4.
【請求項6】 請求項1または2記載の電子ビーム露光
マスクを備えたことを特徴とする電子ビーム露光装置。
6. An electron beam exposure apparatus comprising the electron beam exposure mask according to claim 1.
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