JP2903712B2 - 荷電粒子露光用透過マスク基板，及びその基板製法 - Google Patents
荷電粒子露光用透過マスク基板，及びその基板製法Info
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- JP2903712B2 JP2903712B2 JP40298490A JP40298490A JP2903712B2 JP 2903712 B2 JP2903712 B2 JP 2903712B2 JP 40298490 A JP40298490 A JP 40298490A JP 40298490 A JP40298490 A JP 40298490A JP 2903712 B2 JP2903712 B2 JP 2903712B2
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は荷電粒子線透過マスクに
関し，具体的には酸化膜を挟んで上部シリコン（Si) 板
と下部Si板とを貼り合わせた構造を有する荷電ビーム用
透過マスク基板の改良に関する。
関し，具体的には酸化膜を挟んで上部シリコン（Si) 板
と下部Si板とを貼り合わせた構造を有する荷電ビーム用
透過マスク基板の改良に関する。
【０００２】近年, 集積回路の高密度化に伴い, 長年微
細パターン形成の主流であったフォトリソグラフィに代
わって荷電ビーム, 例えば電子ビームやイオンビームに
よる露光, 或いはX 線を用いる新しい露光方法が検討さ
れ, 実用化されてきている。
細パターン形成の主流であったフォトリソグラフィに代
わって荷電ビーム, 例えば電子ビームやイオンビームに
よる露光, 或いはX 線を用いる新しい露光方法が検討さ
れ, 実用化されてきている。
【0003】このうち, 電子ビームを用いてパターンを形成
する電子ビーム露光はいわゆる" 一筆書き" の描画方法
であるために, パターンが微細になればなるほどビーム
径の小さいビームによって露光することが必要になり,
その結果露光時間は莫大に長くなってしまう。この問題
を解決するために所謂ブロック露光法が考案された。
する電子ビーム露光はいわゆる" 一筆書き" の描画方法
であるために, パターンが微細になればなるほどビーム
径の小さいビームによって露光することが必要になり,
その結果露光時間は莫大に長くなってしまう。この問題
を解決するために所謂ブロック露光法が考案された。
【０００４】ブロック露光法で用いられる透過マスク(
ステンシルマスク) は, 加工性や強度の点からSiウエフ
アを利用して製作することが最良である。この場合, Si
板の厚さがそのまま透過孔の深さに等しくなる構造では
透過孔の側面積が大きくなるために塵埃が付着し易く,
チャージアップし易い等の問題が生じるので, 通常はパ
ターン形成領域だけは可能な限り薄膜( メンブレン) 状
にしてその上にパターンが形成される。
ステンシルマスク) は, 加工性や強度の点からSiウエフ
アを利用して製作することが最良である。この場合, Si
板の厚さがそのまま透過孔の深さに等しくなる構造では
透過孔の側面積が大きくなるために塵埃が付着し易く,
チャージアップし易い等の問題が生じるので, 通常はパ
ターン形成領域だけは可能な限り薄膜( メンブレン) 状
にしてその上にパターンが形成される。
【０００５】
【従来の技術】このようなマスクの製造方法として, 薄
膜部分の厚さを精度良く制御するためには図3 に示す方
法がある。即ち図 3(a) に示されるような酸化膜32を挟
んで2 枚のSi板31,33 を貼り合わせた構造のウエフア(
貼り合わせウエフア) の表面を図3(b)に示されるよう
に, 窒化膜又は窒化膜と酸化膜の複合膜のようなマスク
層34 により被覆し, 図3(c)に示されるように下部Si板3
1をパターニングして開口35を形成し, 図3(d)に示され
るように, 苛性カリ溶液により下部Si板31をパターンエ
ッチングすると, エッチングは酸化膜層32によって阻止
されるためにエッチングは酸化膜層32が露出した時点で
停止し, この後, マスク層34を除去すれば, 図3(e)に示
されるように, マスクパターンが製作される薄膜部分36
が残されたマスク基板が得られる。
膜部分の厚さを精度良く制御するためには図3 に示す方
法がある。即ち図 3(a) に示されるような酸化膜32を挟
んで2 枚のSi板31,33 を貼り合わせた構造のウエフア(
貼り合わせウエフア) の表面を図3(b)に示されるよう
に, 窒化膜又は窒化膜と酸化膜の複合膜のようなマスク
層34 により被覆し, 図3(c)に示されるように下部Si板3
1をパターニングして開口35を形成し, 図3(d)に示され
るように, 苛性カリ溶液により下部Si板31をパターンエ
ッチングすると, エッチングは酸化膜層32によって阻止
されるためにエッチングは酸化膜層32が露出した時点で
停止し, この後, マスク層34を除去すれば, 図3(e)に示
されるように, マスクパターンが製作される薄膜部分36
が残されたマスク基板が得られる。
【０００６】この貼り合わせマスクを用いて電粒子ビー
ム露光する場合,貼り合わせウエフアの上部Si板33は酸
化膜層32により絶縁されているから, 上部Si板33はチャ
ージアップし易い。 このチャージによる電界のために
荷電ビーム軌道はSi板33表面付近で不規則に曲折し, そ
の結果, 描画精度は著しく低下する。
ム露光する場合,貼り合わせウエフアの上部Si板33は酸
化膜層32により絶縁されているから, 上部Si板33はチャ
ージアップし易い。 このチャージによる電界のために
荷電ビーム軌道はSi板33表面付近で不規則に曲折し, そ
の結果, 描画精度は著しく低下する。
【０００７】この問題を解決するために, 図4 に示され
るように上部Si板33から下部Si板31に貫通する溝穴37を
形成した後, この溝穴37の内面にポリSi のような導電
体膜38を形成する。このようにして上部Si板33と下部Si
板31は電気的に接続される。かくして上部Si板33は下部
Si板31を介して接地されるので, 上部Si板33のチャージ
アップは防止される。
るように上部Si板33から下部Si板31に貫通する溝穴37を
形成した後, この溝穴37の内面にポリSi のような導電
体膜38を形成する。このようにして上部Si板33と下部Si
板31は電気的に接続される。かくして上部Si板33は下部
Si板31を介して接地されるので, 上部Si板33のチャージ
アップは防止される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし, この方法の場
合溝穴37を形成するためには下部Si板31の異方性エッチ
ングを利用する。従って 上部Si板33と導電体膜38の接
触面積はあまり大きくすることができない。それゆえに
上部Si板33の接地抵抗を充分小さくすることが望まれな
い。また, 導電体膜38の形成をすべてのウエフアに対し
て一様に行なうことは容易でないという問題もあった。
合溝穴37を形成するためには下部Si板31の異方性エッチ
ングを利用する。従って 上部Si板33と導電体膜38の接
触面積はあまり大きくすることができない。それゆえに
上部Si板33の接地抵抗を充分小さくすることが望まれな
い。また, 導電体膜38の形成をすべてのウエフアに対し
て一様に行なうことは容易でないという問題もあった。
【０００９】そこで, 本発明は上部Si板33の接地抵抗を
大幅に低減してチャーヂアップを完全に防止し，且つ,
貼り合わせ構造を有する生産性の高いマスク基板を提供
することを目的としている。
大幅に低減してチャーヂアップを完全に防止し，且つ,
貼り合わせ構造を有する生産性の高いマスク基板を提供
することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】これらの課題は下記の手
段によって解決する。即ち, 荷電ビームを用いて所望す
るパターンを作成するためのマスク基板は, 少なくとも
層内に絶縁層領域と導電層領域を有する中間層を挟んで
上部Si板と下部Si板を貼り合わせた構造であり, 上部Si
板と下部Si板は該導電層により導通されている。
段によって解決する。即ち, 荷電ビームを用いて所望す
るパターンを作成するためのマスク基板は, 少なくとも
層内に絶縁層領域と導電層領域を有する中間層を挟んで
上部Si板と下部Si板を貼り合わせた構造であり, 上部Si
板と下部Si板は該導電層により導通されている。
【００１１】このようなマスク基板は, 下部Si板表面に
酸化膜を形成する工程と, 該酸化膜上にマスク層を形成
して開口部となるパターンを形成する工程と，該開口部
において下部Si板まで該酸化膜を除去して溝穴部を形成
する工程と，導電体膜を該溝穴部内に埋め込む工程と，
該導電体膜を含む該酸化膜層を平面に研磨する工程と,
該酸化膜上に上部Si板を貼り合わせる工程と, 上部Si板
及び下部Si板を所望の厚さまで研磨する工程によって作
製することができる。
酸化膜を形成する工程と, 該酸化膜上にマスク層を形成
して開口部となるパターンを形成する工程と，該開口部
において下部Si板まで該酸化膜を除去して溝穴部を形成
する工程と，導電体膜を該溝穴部内に埋め込む工程と，
該導電体膜を含む該酸化膜層を平面に研磨する工程と,
該酸化膜上に上部Si板を貼り合わせる工程と, 上部Si板
及び下部Si板を所望の厚さまで研磨する工程によって作
製することができる。
【００１２】又, 導電体膜は貼り合わせの強度と実用
性の面からポリSi層, 或いは高不純物濃度Siエピ層が良
い。
性の面からポリSi層, 或いは高不純物濃度Siエピ層が良
い。
【００１３】
【作用】上記のマスク基板構造においては, 貼り合わせ
ウエフアの段階で, 上部Si板と下部Si板とを電気的に導
通させることが可能であるばかりでなく, 中間層におけ
る酸化膜層の配置によって, 上部Si板と導電体膜との接
触面積は従来のそれよりも格段に大きくすることができ
る。従って, 上部Si板の接地抵抗は大幅に減少する。。
また, 該接触面積は, 従来のようにエッチングによって
決まるようなものでないから, ウエフア間, 即ちマスク
基板間におけるばらつきがない。
ウエフアの段階で, 上部Si板と下部Si板とを電気的に導
通させることが可能であるばかりでなく, 中間層におけ
る酸化膜層の配置によって, 上部Si板と導電体膜との接
触面積は従来のそれよりも格段に大きくすることができ
る。従って, 上部Si板の接地抵抗は大幅に減少する。。
また, 該接触面積は, 従来のようにエッチングによって
決まるようなものでないから, ウエフア間, 即ちマスク
基板間におけるばらつきがない。
【００１４】
【実施例】本発明の実施例について, 以下図面を用いて
説明する。図1 (a), (b)はシリコンウエフアを用いた二
種類のマスク基板を示している。
説明する。図1 (a), (b)はシリコンウエフアを用いた二
種類のマスク基板を示している。
【0015】図1(a)は, 中央に大きい面積の酸化膜部を, そ
の周囲に導電体膜を配した中間層を有する貼り合わせウ
エフアマスク基板の断面図を示している。 図1(a)の上
方の二つの図は, 元になる貼り合わせウエフアのそれぞ
れ平面断面図と側面断面図を表している。上部Si板6 と
下部Si板1 は該導電体膜5 によって電気的に導通されて
いる。酸化膜層の残っている領域は, 下部Si板1 のエッ
チングによってメンブレン状になる領域で, ここに対応
する上部Si板の領域にマスクパターンが形成される。
マスクパターン形成領域が可能な限り大きいことが必要
な場合には, 図1(a)の構造が適当である。
の周囲に導電体膜を配した中間層を有する貼り合わせウ
エフアマスク基板の断面図を示している。 図1(a)の上
方の二つの図は, 元になる貼り合わせウエフアのそれぞ
れ平面断面図と側面断面図を表している。上部Si板6 と
下部Si板1 は該導電体膜5 によって電気的に導通されて
いる。酸化膜層の残っている領域は, 下部Si板1 のエッ
チングによってメンブレン状になる領域で, ここに対応
する上部Si板の領域にマスクパターンが形成される。
マスクパターン形成領域が可能な限り大きいことが必要
な場合には, 図1(a)の構造が適当である。
【００１６】これに対して, 図1 (b) は酸化膜層が 貼
り合わせウエフアの中間層の中で分散して配置され, そ
れ以外の中間層の領域に導電体膜が設けられている場合
のマスク基板の断面図を示している。図1(b)の上方の二
つの図は元になる貼り合わせウエフアのそれぞれ平面断
面図と側面断面図を表している。この場合, 下部Si板1
のエッチング後に升目状の"梁"が残るから, メンブレン
部は丈夫である。従って, マスクパターン形成領域の面
積は小さくてもよいがメンブレンの強度を確保したいと
いう場合には, 図1 (b) の構造が適当である。
り合わせウエフアの中間層の中で分散して配置され, そ
れ以外の中間層の領域に導電体膜が設けられている場合
のマスク基板の断面図を示している。図1(b)の上方の二
つの図は元になる貼り合わせウエフアのそれぞれ平面断
面図と側面断面図を表している。この場合, 下部Si板1
のエッチング後に升目状の"梁"が残るから, メンブレン
部は丈夫である。従って, マスクパターン形成領域の面
積は小さくてもよいがメンブレンの強度を確保したいと
いう場合には, 図1 (b) の構造が適当である。
【００１７】次に, 図2 に従って本マスク基板の製造方
法について説明する。図2 は本マスク基板製造の各工程
を断面模式図によって示している。図(a) にはマスク基
板の中間層が形成される下部Si板1が示されている。(b)
に示されるように, 下部Si板1 の上面に酸化シリコン
(SiO2)膜2が形成され, 更にその上にレジスト膜より成
るマスク層3が形成される。 次に,(c) に示されるよう
に, マスク層3 がパターニングされて開口部４が形成さ
れる。 次に, （ｄ）に示されるように, パターニング
されたマスク層3 をマスクとしてSiO2膜2 が除去され
る。 この酸化膜エッチングは四弗化メタン或いは三弗
化メタンを用いるドライエッチングによって行なう。次
に, (e)に示されるようにパターニングされたマスク層3
が酸素（O2) プラズマエッチングによって除去され
る。 マスク層3 の除去は過酸化水素(H202 )と硫酸(H2
SO4)の混合溶液で行なうこともできる。 次に,(f)に示
されるように, (d) においてSiO2膜2 が除去された部分
にポリSiのような導電体膜5がCVD 法により埋め込まれ
た後, 残されているSiO2膜2 と共に導電体膜5 が研磨さ
れて, 平坦化される。この平坦化は次に貼り合わせた際
の強度が充分に確保される程度に行なう。次に, (g)に
示されるように, 上部Si板6 が, SiO2膜2 と導電体膜5
を介して下部Si板1 の上面に合わされた状態で加熱さ
れ, その結果, 上部Si板6 と下部Si板1 が貼り合わされ
る。 次に, (h) に示されるように上部Si板6 及び下部
Si板1 が所望の厚さに研磨される。 最後に，(i)に示
されるように, 下部Si板1 がKOH 溶液によりパターンエ
ッチされてメンブレン部が形成され, マスク基板が完成
される。
法について説明する。図2 は本マスク基板製造の各工程
を断面模式図によって示している。図(a) にはマスク基
板の中間層が形成される下部Si板1が示されている。(b)
に示されるように, 下部Si板1 の上面に酸化シリコン
(SiO2)膜2が形成され, 更にその上にレジスト膜より成
るマスク層3が形成される。 次に,(c) に示されるよう
に, マスク層3 がパターニングされて開口部４が形成さ
れる。 次に, （ｄ）に示されるように, パターニング
されたマスク層3 をマスクとしてSiO2膜2 が除去され
る。 この酸化膜エッチングは四弗化メタン或いは三弗
化メタンを用いるドライエッチングによって行なう。次
に, (e)に示されるようにパターニングされたマスク層3
が酸素（O2) プラズマエッチングによって除去され
る。 マスク層3 の除去は過酸化水素(H202 )と硫酸(H2
SO4)の混合溶液で行なうこともできる。 次に,(f)に示
されるように, (d) においてSiO2膜2 が除去された部分
にポリSiのような導電体膜5がCVD 法により埋め込まれ
た後, 残されているSiO2膜2 と共に導電体膜5 が研磨さ
れて, 平坦化される。この平坦化は次に貼り合わせた際
の強度が充分に確保される程度に行なう。次に, (g)に
示されるように, 上部Si板6 が, SiO2膜2 と導電体膜5
を介して下部Si板1 の上面に合わされた状態で加熱さ
れ, その結果, 上部Si板6 と下部Si板1 が貼り合わされ
る。 次に, (h) に示されるように上部Si板6 及び下部
Si板1 が所望の厚さに研磨される。 最後に，(i)に示
されるように, 下部Si板1 がKOH 溶液によりパターンエ
ッチされてメンブレン部が形成され, マスク基板が完成
される。
【００１８】
【発明の効果】本発明によるマスク基板を有する荷電ビ
ーム用マスクにおいては，上部Si板と下部Si板との電気
的接続が確実であるから，荷電ビームによる上部Si板側
のチャーヂアップを防止することができる。
ーム用マスクにおいては，上部Si板と下部Si板との電気
的接続が確実であるから，荷電ビームによる上部Si板側
のチャーヂアップを防止することができる。
【図１】 本発明による二種類のマスク基板の断面模式
図である。
図である。
【図２】 本発明によるマスク基板の製造工程を表す断
面模式図で，(a) は下部Si板の図, (b) は下部Si板の上
面に酸化膜及びマスク層形成されている図, (c) はマス
ク層に開口部が形成されている図, (d) はSi酸化膜がパ
ターンエッチされている図, (e) はパターニングされた
マスク層が除去された図, (f) は(d) のSi酸化膜が除去
された部分に導電体膜が埋め込まれた後, 残されている
Si酸化膜と共に導電体膜が研磨され平坦化された図,
(g) は上部Si板と下部Si板が貼り合わされた図, (h) は
上部Si板及び下部Si板が所望の厚さに研磨された図,(i)
メンブレン部が形成され, 完成したマスク基板の図で
ある。
面模式図で，(a) は下部Si板の図, (b) は下部Si板の上
面に酸化膜及びマスク層形成されている図, (c) はマス
ク層に開口部が形成されている図, (d) はSi酸化膜がパ
ターンエッチされている図, (e) はパターニングされた
マスク層が除去された図, (f) は(d) のSi酸化膜が除去
された部分に導電体膜が埋め込まれた後, 残されている
Si酸化膜と共に導電体膜が研磨され平坦化された図,
(g) は上部Si板と下部Si板が貼り合わされた図, (h) は
上部Si板及び下部Si板が所望の厚さに研磨された図,(i)
メンブレン部が形成され, 完成したマスク基板の図で
ある。
【図3 】 従来のマスク基板の製造工程を表す断面模式
図で, (a)はSi酸化膜を挟んだ貼り合わせウエフアの図,
(b) はマスク層 により(a) の貼り合わせウエフアを被
覆した図, (c) は下部Si板をパターニングして開口が設
けられた図, (d) は下部Si板がパターンエッチされた
図, (e) はマスク層が除去され薄膜部分が残されたマス
ク基板の図である。
図で, (a)はSi酸化膜を挟んだ貼り合わせウエフアの図,
(b) はマスク層 により(a) の貼り合わせウエフアを被
覆した図, (c) は下部Si板をパターニングして開口が設
けられた図, (d) は下部Si板がパターンエッチされた
図, (e) はマスク層が除去され薄膜部分が残されたマス
ク基板の図である。
【図4 】 従来のマスク基板の下部Si板における穴部の
内面に導電体膜が形成された図である。
内面に導電体膜が形成された図である。
1, 31 下部シリコン板 2, 32 シリコン酸化膜 3, 34 マスク層 4, 35 開口部 5, 38 導電体膜 6, 33 上部シリコン板
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−55382（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−188645（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−276052（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−257726（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/027
Claims (1)
- 【請求項１】 層の両面に貫通している絶縁層領域と導
電体層領域より成る中間層と, 該中間層を介して両側か
ら貼り合わせられている二つのシリコン板とを有するこ
とを特徴とする貼り合わせ基板 【請求項2 】 層の両面に貫通している絶縁層領域と導
電体層領域より成る中間層と, 該中間層を介して両側か
ら貼り合わせられている一方の側のシリコン板と, 該中
間層の絶縁層領域に隣接する部分が除去され絶縁層が露
出している他方の側のシリコン板, とを有することを特
徴とする荷電粒子露光用透過マスク基板 【請求項3 】 (a) 下部シリコン板表面にシリコン酸化
膜を形成する工程と, (b) 該酸化膜上にマスク層を形成
し, パターンエッチングにより開口部を設ける工程と,
(c) 該開口部の酸化膜を除去して該下部シリコン板表面
を露出させる工程と，(d) 工程(c) において除去された
酸化膜領域跡に導電体膜を埋め込む工程と, (e) 該導電
体膜層を含む該酸化層を平坦化して中間層を形成する工
程と，(f) 該中間層上に上部シリコン板を貼り合わせる
工程と，(g) 該上部シリコン板及び該下部シリコン板を
研磨して所定の厚さにする工程と,(h) 該中間層の下部
シリコン板の酸化膜領域に隣接する部分を除去して酸化
膜層を露出させる工程とを有することを特徴とする荷電
粒子露光用透過マスク基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40298490A JP2903712B2 (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 荷電粒子露光用透過マスク基板，及びその基板製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40298490A JP2903712B2 (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 荷電粒子露光用透過マスク基板，及びその基板製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04216613A JPH04216613A (ja) | 1992-08-06 |
| JP2903712B2 true JP2903712B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=18512739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40298490A Expired - Lifetime JP2903712B2 (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 荷電粒子露光用透過マスク基板，及びその基板製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2903712B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004207572A (ja) | 2002-12-26 | 2004-07-22 | Toshiba Corp | ステンシルマスク及びマスク形成用基板並びにステンシルマスクの製造方法及びマスク形成用基板の製造方法 |
| JP4924135B2 (ja) * | 2007-03-26 | 2012-04-25 | 凸版印刷株式会社 | 荷電粒子線露光用マスクの製造方法および荷電粒子線露光用マスク |
-
1990
- 1990-12-18 JP JP40298490A patent/JP2903712B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04216613A (ja) | 1992-08-06 |
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