JP3462110B2 - Charged particle beam exposure mask and exposure method using the same - Google Patents

Charged particle beam exposure mask and exposure method using the same

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JP3462110B2
JP3462110B2 JP03223499A JP3223499A JP3462110B2 JP 3462110 B2 JP3462110 B2 JP 3462110B2 JP 03223499 A JP03223499 A JP 03223499A JP 3223499 A JP3223499 A JP 3223499A JP 3462110 B2 JP3462110 B2 JP 3462110B2
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

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、荷電粒子ビーム露
光マスク、その製造方法、それを用いた露光装置及び露
光方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charged particle beam exposure mask, a method for manufacturing the same, an exposure apparatus and an exposure method using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体装置の集積度が高くなるこ
とに伴い、これを構成するLSI 素子の回路パターンはま
すます微細化していく。このパターンの微細化には、単
に線幅が細くなるだけではなく、パターンの寸法精度や
位置精度の向上も要請される。
2. Description of the Related Art In recent years, as the degree of integration of semiconductor devices has increased, the circuit patterns of the LSI elements that make them up have become finer and finer. For the miniaturization of the pattern, not only the line width is simply reduced, but also the dimensional accuracy and the positional accuracy of the pattern are required to be improved.

【0003】これらの要請を満たすために多くの技術開
発が行われているが、その大部分のものは電子線をはじ
めとする荷電粒子を用いて、回路パターンを直接半導体
基板上に描画するか、転写用のマスクを電子線をはじめ
とする荷電粒子を用いて、マスク基板上に描画し、この
マスク基板パターンを紫外線やX 線といった光や電子線
やイオンビームといった荷電粒子を用いて半導体基板上
に転写する手法を用いている。このため微細なパターン
を高精度で形成するためには、まず電子線をはじめとす
る荷電粒子を用いたパターン形成を高精度化する事が重
要である。
Many techniques have been developed to meet these demands, but most of them are designed to draw a circuit pattern directly on a semiconductor substrate using charged particles such as an electron beam. , A transfer mask is drawn on a mask substrate using charged particles such as electron beams, and the mask substrate pattern is formed by using light such as ultraviolet rays and X-rays, charged particles such as electron beams and ion beams, and a semiconductor substrate. It uses the method of transcription on top. Therefore, in order to form a fine pattern with high accuracy, it is important to first improve the accuracy of pattern formation using charged particles such as an electron beam.

【0004】一方、半導体装置の集積度が高くなること
に加え、一個当たりの大きさ(いわゆるチップサイズ)
が大きくなることに伴い、一個のLSI 素子の回路パター
ンを描画するためには多大な時間を要する様になり、ス
ループットの低下すなわち生産性の低下を招く様にな
る。一般に高精度化と高速化は相反する事が多く、特に
荷電粒子を用いたパターン形成は精度が高い反面、スル
ープットが低い事が知られている。
On the other hand, in addition to the high integration of semiconductor devices, the size of each device (so-called chip size)
As the size becomes larger, it takes a lot of time to draw the circuit pattern of one LSI element, resulting in a decrease in throughput, that is, a decrease in productivity. In general, high precision and high speed often conflict with each other. In particular, it is known that pattern formation using charged particles has high precision but low throughput.

【0005】従来より、荷電粒子を用いてパターンを形
成することを目的として、各種の荷電粒子光学系が提案
されてきた。ところが、これらの荷電粒子光学系では各
種の収差を十分に小さくすることは困難であり、特にス
ループット改善のためにフィールドサイズを大きくしよ
うとした場合には、極度に大きな収差が発生してしま
い、実用に耐えられないという課題が存在している。
Conventionally, various charged particle optical systems have been proposed for the purpose of forming a pattern using charged particles. However, it is difficult to sufficiently reduce various aberrations in these charged particle optical systems, and particularly when an attempt is made to increase the field size in order to improve throughput, extremely large aberrations occur, There is a problem that it cannot be put to practical use.

【0006】このような課題に対応するために、特願平
9−337331に記載されているように、従来にない
概念に基づく反射型荷電粒子ビーム光学素子が本願発明
者によって考案され、これを用いた露光装置の開発が進
められている。即ち、この露光装置では、荷電ビームを
反射型露光マスクに入射させ、このマスク上に形成され
たパターンに応じて反射電子を出射させる。この反射電
子を正確に被露光基板に導くことにより、かかる被露光
基板上に所望のパターンで露光を行うものである。しか
しながら、開発が進むに連れて、特願平9−33733
1の出願時には未検討であったいくつかの新たな課題が
明らかとなった。
In order to address such a problem, as described in Japanese Patent Application No. 9-337331, a reflection type charged particle beam optical element based on a concept that has not existed in the past has been devised by the present inventor. The exposure apparatus used is being developed. That is, in this exposure apparatus, the charged beam is made incident on the reflection type exposure mask, and the reflected electrons are emitted in accordance with the pattern formed on the mask. By accurately guiding the reflected electrons to the substrate to be exposed, the substrate to be exposed is exposed in a desired pattern. However, as the development proceeds, Japanese Patent Application No. 9-33733.
Several new issues that had not been examined at the time of filing 1 were clarified.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来より、透過型のマ
スクに関しては、いくつかの提案がなされているが、反
射型のマスクに関する詳細な提案は存在しない。ところ
が、高効率の反射型マスクを得ることは、マスクでの発
熱を抑制する事につながるため、露光精度の向上を図る
ことが可能となると共に、光源の強度を極度に大きくす
る必要もなくなることから、露光装置全体にとって大き
な利点となることが明らかになった。
Some proposals have heretofore been made regarding transmissive masks, but there are no detailed proposals regarding reflective masks. However, obtaining a highly efficient reflective mask leads to suppression of heat generation in the mask, so that it is possible to improve the exposure accuracy and it is not necessary to increase the intensity of the light source extremely. From the above, it became clear that this is a great advantage for the entire exposure apparatus.

【0008】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、露光装置に適したマス
クの提供により、高精度・高速度なパターン形成を可能
とした荷電粒子ビーム露光マスク、その製造方法、それ
を用いた露光装置及び露光方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a charged particle beam capable of forming a pattern with high accuracy and high speed by providing a mask suitable for an exposure apparatus. An object is to provide an exposure mask, a method for manufacturing the same, an exposure apparatus and an exposure method using the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ために、本発明は、光源から出射した荷電粒子ビームが
照射され、この照射により得られる荷電粒子ビームが被
露光基板に照射される反射型の荷電粒子ビーム露光マス
クであって、所望のパターン部分が実質的に単結晶によ
り構成されており、前記所望のパターン部分以外は、前
記荷電粒子ビームに対して前記所望のパターン部分より
も反射率が低い材料から構成されていることを特徴とす
る荷電粒子ビーム露光マスクを提供する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is directed to irradiating a charged particle beam emitted from a light source and irradiating the exposed substrate with the charged particle beam obtained by this irradiation. Type charged particle beam exposure mask, wherein a desired pattern portion is substantially composed of a single crystal, and except the desired pattern portion, the charged particle beam is more reflective than the desired pattern portion. Provided is a charged particle beam exposure mask, which is characterized by being composed of a material having a low index.

【0010】前記荷電粒子ビーム露光マスクには以下の
構成を更に備えることが好ましい。
It is preferable that the charged particle beam exposure mask further includes the following configuration.

【0011】(1)前記所望のパターン部分以外は非晶
質材料から構成されること。
(1) Except for the desired pattern portion, it is made of an amorphous material.

【0012】(2)前記非晶質材料は非晶質半導体から
なり、導電性不純物を含むこと。
(2) The amorphous material is made of an amorphous semiconductor and contains conductive impurities.

【0013】(3)前記非晶質材料はシリコン酸化物か
らなること。
(3) The amorphous material is made of silicon oxide.

【0014】(4)前記所望のパターン部分は半導体単
結晶基板からなること。
(4) The desired pattern portion is composed of a semiconductor single crystal substrate.

【0015】(5)前記半導体単結晶基板はシリコン、
ゲルマニウム、又はシリコンゲルマニウムからなるこ
と。
(5) The semiconductor single crystal substrate is silicon,
Consists of germanium or silicon germanium.

【0016】前記荷電粒子ビーム露光マスクには、前記
単結晶基板と反射率が異なる材料として、結晶構造が異
なる材料を埋め込むことができる。
The charged particle beam exposure mask may be filled with a material having a different crystal structure as a material having a reflectance different from that of the single crystal substrate.

【0017】また、前記荷電粒子ビーム露光マスクは、
基板を含む下地上に当該単結晶基板と同一材料からなる
非晶質膜を形成し、この非晶質膜上に所望のマスクパタ
ーンを形成した後、この所望のマスクパターンを用いて
イオン注入を行い、前記単結晶基板を種結晶としてイオ
ン注入した部分以外の非晶質膜部分を単結晶化すること
で製造することができる。
Further, the charged particle beam exposure mask is
An amorphous film made of the same material as the single crystal substrate is formed on a base including the substrate, a desired mask pattern is formed on the amorphous film, and then ion implantation is performed using the desired mask pattern. Then, the single crystal substrate is used as a seed crystal to single crystallize the amorphous film portion other than the ion-implanted portion.

【0018】更に、前記荷電粒子ビーム露光マスクは、
単結晶基板を含む下地上に絶縁パターンを形成し、この
絶縁パターン上に前記単結晶基板と同一材料からなる非
晶質膜を形成して、前記単結晶基板を種結晶として前記
非晶質膜を単結晶化することでも製造することができ
る。
Further, the charged particle beam exposure mask is
An insulating pattern is formed on a base including a single crystal substrate, an amorphous film made of the same material as the single crystal substrate is formed on the insulating pattern, and the amorphous film is formed by using the single crystal substrate as a seed crystal. It can also be produced by single crystallizing.

【0019】前記荷電粒子ビーム露光マスクは、光源か
ら出射した荷電粒子ビームを前記露光マスクに照射する
照明光学系と、前記照明光学系から前記露光マスクに照
射して得られる荷電粒子ビームを被露光基板に照射する
投影光学系とを有する露光装置に使用することができ
る。
The charged particle beam exposure mask exposes a charged particle beam obtained by irradiating the exposure mask with the charged particle beam emitted from a light source and the illumination optical system. It can be used for an exposure apparatus having a projection optical system for irradiating a substrate.

【0020】また、本発明は、光源から出射した荷電粒
子ビームを前記反射型の荷電粒子ビーム露光マスクに照
射し、この照射により得られる荷電粒子ビームを被露光
基板に照射する露光方法であって、前記露光マスクに照
射する荷電粒子ビームと前記露光マスクの実質的に単結
晶の部分とがブラッグ条件を満たすようにされた露光方
法を提供する。
The present invention is also an exposure method in which a charged particle beam emitted from a light source is applied to the reflective charged particle beam exposure mask, and the charged particle beam obtained by this irradiation is applied to a substrate to be exposed. An exposure method is provided in which a charged particle beam with which the exposure mask is irradiated and a substantially single crystal portion of the exposure mask satisfy a Bragg condition.

【0021】前記露光方法では、更に以下の構成を備え
ることが好ましい。
It is preferable that the exposure method further includes the following configuration.

【0022】(1)前記露光マスクに入射する荷電粒子
ビームのエネルギー、入射角度、出射角度、マスク姿勢
の少なくとも一つを制御することにより、前記ブラッグ
条件を満たすようにすること。
(1) The Bragg condition is satisfied by controlling at least one of the energy, incident angle, emission angle and mask posture of the charged particle beam incident on the exposure mask.

【0023】(2)アパーチャを用いて不要な荷電粒子
ビームの少なくとも一部を除去すること。
(2) Using an aperture to remove at least part of the unwanted charged particle beam.

【0024】また、本発明は、光源から出射した荷電粒
子ビームを前記反射型の荷電粒子ビーム露光マスクに照
射し、この照射により得られる荷電粒子ビームを被露光
基板に照射する露光方法であって、前記照射により得ら
れる荷電粒子ビームに対して引き出し電界を印可し、か
つアパーチャを用いて当該得られる荷電粒子ビームの少
なくとも一部を除去する露光方法を提供する。
Further, the present invention is an exposure method in which a charged particle beam emitted from a light source is applied to the reflection type charged particle beam exposure mask, and the charged particle beam obtained by this irradiation is applied to a substrate to be exposed. There is provided an exposure method in which an extraction electric field is applied to the charged particle beam obtained by the irradiation, and at least a part of the obtained charged particle beam is removed by using an aperture.

【0025】前記露光方法では、更に以下の構成を備え
ることが好ましい。
It is preferable that the exposure method further includes the following configuration.

【0026】(1)前記引き出し電界の印加方法とし
て、前記露光マスクにバイアス電圧を印可すること。
(1) As a method of applying the extraction electric field, a bias voltage is applied to the exposure mask.

【0027】(2)前記引き出し電界の印加方法とし
て、前記アパーチャにバイアス電圧を印可すること。か
かる本発明により、高効率の荷電粒子ビーム露光マスク
の提供が可能となり、光源の強度を極度に大きくするこ
となく、十分なスループットの露光を高精度で行うこと
が可能となる。
(2) As a method of applying the extraction electric field, a bias voltage is applied to the aperture. According to the present invention, it is possible to provide a highly efficient charged particle beam exposure mask, and it is possible to perform exposure with sufficient throughput with high accuracy without extremely increasing the intensity of the light source.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しつつ詳細に説明する。 (第1の実施形態)図1は、本発明の第1の実施形態に
係る電子ビーム用マスクの構成を示す断面図である。電
子ビーム用のマスクとして、Siの単結晶からなる基板20
1 に、Cuからなる所望のマスクパターン202 が形成され
ている。また、基板201 は熱伝導が良いCuの支持基板上
に貼り合せてあり、マスク表面で発生した熱を裏面から
容易に除去できる構造となっている。電子一個当たりの
運動エネルギーE (eV)の電子ビームは次式(式
(1))で与えられる波長(ドブロイ波長)を有する波
として振る舞う事が知られている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view showing the arrangement of an electron beam mask according to the first embodiment of the present invention. Substrate 20 made of Si single crystal as a mask for electron beam
1, a desired mask pattern 202 made of Cu is formed. Further, the substrate 201 is bonded on a Cu support substrate having good heat conductivity, and has a structure in which heat generated on the mask surface can be easily removed from the back surface. It is known that an electron beam with kinetic energy E (eV) per electron behaves as a wave having a wavelength (de Broglie wavelength) given by the following equation (equation (1)).

【0029】[0029]

【数1】 [Equation 1]

【0030】このような波長を有する波が、単結晶の様
に規則正しく原子が配列している物質に入射すると、次
式のブラッグ反射の条件(式(2))を満たす場合に、
特に強度の大きな反射が起こることが知られている(図
2参照)。
When a wave having such a wavelength is incident on a substance in which atoms are regularly arranged, such as a single crystal, when the Bragg reflection condition (equation (2)) of the following equation is satisfied,
It is known that particularly strong reflection occurs (see FIG. 2).

【0031】[0031]

【数2】 [Equation 2]

【0032】但し、d は格子面間隔、θは入射角・出射
角、n は正の整数。この原理を利用して高効率の反射型
マスクを得ることが可能となった。原理的に、格子定数
の異なる物質や、単結晶でない物質であれば、ブラッグ
反射の条件を外れるので、反射強度は極めて小さく、パ
ターンの不要な部分は、そのような物質で形成すれば良
い。例えば、アモルファス状の物質や、電子の吸収係数
の大きな物質などは好適である。また、より望ましく
は、帯電による不均一電界の発生による悪影響を防ぐた
めに、帯電を防ぐ程度の電気伝導度を有する物質が好適
である。
Where d is the lattice spacing, θ is the angle of incidence / emission, and n is a positive integer. It has become possible to obtain a highly efficient reflective mask by utilizing this principle. In principle, if the substance has a different lattice constant or is not a single crystal, the Bragg reflection condition is not satisfied, so the reflection intensity is extremely small, and the unnecessary portion of the pattern may be formed of such a substance. For example, an amorphous substance or a substance having a large electron absorption coefficient is suitable. Further, more desirably, in order to prevent adverse effects due to the generation of a non-uniform electric field due to charging, a substance having an electric conductivity that prevents charging is suitable.

【0033】なお、厳密には、(式(1))で与えられ
る波長は真空中での波長であり、ブラッグ反射の条件
(式(2))を与える波長は物質中の波長であるため、
平均ポテンシャルに基づく屈折率の補正が必要となる。
また、ブラッグ反射は単結晶の結晶学的対称性により、
全ての整数n に対して反射強度が極大となるわけでは無
く、禁制反射となる指数n が存在するので、注意が必要
である。
Strictly speaking, the wavelength given by (Equation (1)) is the wavelength in vacuum, and the wavelength giving the Bragg reflection condition (Equation (2)) is the wavelength in the substance.
It is necessary to correct the refractive index based on the average potential.
In addition, Bragg reflection is due to the crystallographic symmetry of the single crystal,
It should be noted that the reflection intensity does not become maximum for all integers n, and there is an index n that is forbidden reflection.

【0034】例えばSiの場合、平均ポテンシャルは11.5
V なので、1kV 程度の入射エネルギーでも無視すること
の出来ない大きさで波長の補正が必要となる。また、Si
はダイアモンド型の結晶構造なので{200} 反射等が禁制
反射となる。比較的容易に入手可能なSi(100) 基板を想
定すると、{400} 、{800} 、…といった{400} 反射の整
数倍の反射が利用し易い。この場合、(式(2))のd
は約0.136nm である。
For example, in the case of Si, the average potential is 11.5.
Since it is V, it is necessary to correct the wavelength with a magnitude that cannot be ignored even when the incident energy is about 1 kV. Also, Si
Since is a diamond type crystal structure, {200} reflections are forbidden reflections. Assuming a Si (100) substrate that is relatively easily available, {400}, {800}, etc. {400} reflections that are integral multiples of the {300} reflection are easy to use. In this case, d in (Equation (2))
Is about 0.136 nm.

【0035】本実施形態の特徴として、ブラッグ反射を
利用していることから、反射電子の単色性や指向性が極
めて優れていることがあげられる。これには反射電子の
結像に当たり、像のぼけを小さくすると共に、反射電子
の利用効率を高くすることが可能となると言う利点があ
る。
A feature of this embodiment is that the Bragg reflection is used, and thus the monochromaticity and directivity of the reflected electrons are extremely excellent. This has the advantage that it is possible to reduce the blur of the image when forming the reflected electrons and to improve the utilization efficiency of the reflected electrons.

【0036】図3(a)乃至(g)は、上記した実施形
態に係る電子ビーム用マスクの製造方法を示す工程断面
図である。直径12インチ厚さ1mm 、面方位(001) のSi単
結晶からなる基板201 上に、レジスト203 を基板回転数
2000rpm で回転塗布した後、110 ℃90秒の加熱処理を行
い、膜厚0.3 μmの薄膜を形成した(図3(b))。
FIGS. 3A to 3G are process cross-sectional views showing a method for manufacturing an electron beam mask according to the above embodiment. The resist 203 is rotated on the substrate 201 made of Si single crystal with a diameter of 12 inches and a thickness of 1 mm and a plane orientation (001).
After spin coating at 2000 rpm, heat treatment was performed at 110 ° C. for 90 seconds to form a thin film having a thickness of 0.3 μm (FIG. 3 (b)).

【0037】次に、電子ビーム描画装置を用いて所望の
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μC/cm2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た(図3
(c))。そして、このレジストパターンを元に、HBr
を用いた反応性イオンエッチングにより、Si基板を0.2
μmの深さまで加工した(図3(d))。加工後、不要
となったレジストを酸素プラズマ中で灰化処理により除
去した後、硫酸と過酸化水素水の混合液中で洗浄した
(図3(e))。
Next, a desired pattern is drawn by using the electron beam drawing device. Electron beam drawing has an accelerating voltage of 75
Under the conditions of kV and standard irradiation amount of 20 μC / cm 2 , the irradiation amount correction was applied as a proximity effect countermeasure. After drawing, development processing was performed to obtain a desired resist pattern (Fig. 3).
(C)). Then, based on this resist pattern, HBr
Si substrate to 0.2 by reactive ion etching using
It was processed to a depth of μm (FIG. 3 (d)). After processing, the unnecessary resist was removed by ashing treatment in oxygen plasma, and then washed in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution (FIG. 3 (e)).

【0038】次に、rfスパッタリング装置を用いてAr圧
力3 mTorr の条件で膜厚0.2 μmの銅(Cu)膜202 を成
膜し、スパッタリングと同一真空中で、550 ℃1 分間の
熱処理を施し、パターンの凹部に凝集埋め込みを行った
(図3(f))。
Next, a copper (Cu) film 202 having a film thickness of 0.2 μm is formed using an rf sputtering device under the condition of Ar pressure of 3 mTorr, and heat treatment is performed at 550 ° C. for 1 minute in the same vacuum as sputtering. Then, the recesses of the pattern were cohesively embedded (FIG. 3 (f)).

【0039】最後に、ポリッシング法により、平坦部に
残留した余分なCuの除去を行った後に、洗浄を行った
(図3(g))。ポリッシング条件は、研磨圧力300 g
/cm2 、研磨定盤の回転速度100rpmとし、研磨剤に
は、0.12mol/l のグリシン(C252 N)水溶液と
0.44mol/l の過酸化水素水(H22 )との混合溶液
に、研磨粒子として平均粒径30nmのシリカ粒子を5.3 重
量%で分散させ、0.001mol/lのベンゾトリアゾール(C
653 )を添加した物を使用した。
Finally, after removing excess Cu remaining on the flat portion by a polishing method, cleaning was performed (FIG. 3 (g)). Polishing conditions are polishing pressure 300 g
/ Cm 2 , the rotation speed of the polishing platen was 100 rpm, and the polishing agent was 0.12 mol / l glycine (C 2 H 5 O 2 N) aqueous solution.
5.3% by weight of silica particles having an average particle diameter of 30 nm as polishing particles were dispersed in a mixed solution of 0.44 mol / l hydrogen peroxide solution (H 2 O 2 ) to prepare 0.001 mol / l benzotriazole (C
6 H 5 N 3 ) was used.

【0040】以上の方法により図1に示す構造のマスク
を作成する事が可能となり、高効率の反射型マスクを得
ることが出来た。なお、高精度のマスクを作成するため
には、電子ビーム描画工程やポリッシング工程におい
て、基板の表面が十分な平坦度を維持していることが重
要である。このため、これらの工程においては、基板
を、十分な平坦度と十分な剛性を有するホルダーに装着
しておくことが望ましい。
By the above method, a mask having the structure shown in FIG. 1 can be prepared, and a highly efficient reflective mask can be obtained. In order to manufacture a highly accurate mask, it is important that the surface of the substrate maintains a sufficient flatness in the electron beam drawing process and the polishing process. Therefore, in these steps, it is desirable to mount the substrate on a holder having sufficient flatness and sufficient rigidity.

【0041】(第2の実施形態)図4(h)乃至(n)
は、本発明の第2の実施形態に係る電子ビーム用マスク
の製造方法を示す工程断面図である。第1の実施形態と
異なる点は、基板201 として、SOI 基板を用いている事
である。
(Second Embodiment) FIGS. 4H to 4N.
FIG. 6A is a process cross-sectional view illustrating a method for manufacturing an electron beam mask according to a second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that an SOI substrate is used as the substrate 201.

【0042】直径12インチ厚さ1mm 、面方位(001) のSi
単結晶上に、膜厚0.1 μmのSiO2 膜を介して、膜厚
0.2 μm面方位(001) のSi単結晶が形成されたSOI 基板
201上に、レジスト203 を基板回転数2000rpm で回転塗
布した後、110 ℃90秒の加熱処理を行い、膜厚0.3 μm
の薄膜を形成した(図4(i))。
Si having a diameter of 12 inches and a thickness of 1 mm and a plane orientation (001)
The thickness of the single crystal is 0.1 μm thick with a SiO 2 film
SOI substrate with 0.2 μm plane orientation (001) Si single crystal
A resist 203 was spin-coated at a substrate rotation speed of 2000 rpm on 201, and then heat-treated at 110 ° C. for 90 seconds to give a film thickness of 0.3 μm.
Was formed (FIG. 4 (i)).

【0043】次に、電子ビーム描画装置を用いて所望の
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μC/cm2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た(図4
(j))。そして、このレジストパターンを元に、HBr
を用いた反応性イオンエッチングにより、Si基板を0.2
μmの深さまで加工した(図4(k))。SOI 基板を用
いたことにより、SiO2 膜がエッチングストッパーと
なり、エッチングの終点が均一にそろうという利点が生
じた。加工後、不要となったレジストを酸素プラズマ中
で灰化処理により除去した後、硫酸と過酸化水素水の混
合液中で洗浄した(図4(l))。
Next, a desired pattern is drawn by using the electron beam drawing device. Electron beam drawing has an accelerating voltage of 75
Under the conditions of kV and standard irradiation amount of 20 μC / cm 2 , the irradiation amount correction was applied as a proximity effect countermeasure. After drawing, development processing was performed to obtain a desired resist pattern (Fig. 4).
(J)). Then, based on this resist pattern, HBr
Si substrate to 0.2 by reactive ion etching using
It was processed to a depth of μm (FIG. 4 (k)). The use of the SOI substrate has the advantage that the SiO2 film serves as an etching stopper and the etching end points are evenly aligned. After processing, the unnecessary resist was removed by ashing treatment in oxygen plasma, and then washed in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide water (FIG. 4 (l)).

【0044】次に、rfスパッタリング装置を用いてAr圧
力3 mTorr の条件で膜厚0.2 μmの銅(Cu)膜202 を成
膜し、スパッタリングと同一真空中で、550 ℃1 分間の
熱処理を施し、パターンの凹部に凝集埋め込みを行った
(図4(m))。
Next, a copper (Cu) film 202 having a film thickness of 0.2 μm is formed using an rf sputtering device under the condition of Ar pressure of 3 mTorr, and heat treatment is performed at 550 ° C. for 1 minute in the same vacuum as sputtering. Then, the recesses of the pattern were cohesively embedded (FIG. 4 (m)).

【0045】最後に、ポリッシング法により、平坦部に
残留した余分なCuの除去を行った後に、洗浄を行った
(図4(n))。ポリッシング条件は、研磨圧力300 g
/cm2 、研磨定盤の回転速度100rpmとし、研磨剤に
は、0.12mol/l のグリシン(C252 N)水溶液と
0.44mol/l の過酸化水素水(H22 )との混合溶液
に、研磨粒子として平均粒径30nmのシリカ粒子を5.3 重
量%で分散させ、0.001mol/lのベンゾトリアゾール(C
653 )を添加した物を使用した。
Finally, after removing excess Cu remaining on the flat portion by a polishing method, cleaning was performed (FIG. 4 (n)). Polishing conditions are polishing pressure 300 g
/ Cm 2 , the rotation speed of the polishing platen was 100 rpm, and the polishing agent was 0.12 mol / l glycine (C 2 H 5 O 2 N) aqueous solution.
5.3% by weight of silica particles having an average particle diameter of 30 nm as polishing particles were dispersed in a mixed solution of 0.44 mol / l hydrogen peroxide solution (H 2 O 2 ) to prepare 0.001 mol / l benzotriazole (C
6 H 5 N 3 ) was used.

【0046】以上の方法により図1に示す構造と類似の
マスクを作成する事が可能となり、高効率の反射型マス
クを得ることが出来た。なお、高精度のマスクを作成す
るためには、電子ビーム描画工程やポリッシング工程に
おいて、基板の表面が十分な平坦度を維持していること
が重要である。このため、これらの工程においては、基
板を、十分な平坦度と十分な剛性を有するホルダーに装
着しておくことが望ましい。
By the above method, a mask similar to the structure shown in FIG. 1 can be prepared, and a highly efficient reflection type mask can be obtained. In order to manufacture a highly accurate mask, it is important that the surface of the substrate maintains a sufficient flatness in the electron beam drawing process and the polishing process. Therefore, in these steps, it is desirable to mount the substrate on a holder having sufficient flatness and sufficient rigidity.

【0047】また、SOI 基板を採用したことに伴い、図
4(l)の工程終了後の構造物が、既にマスクとして使
用することが可能な構造となっている、という特徴が発
生した。すなわち、図4(l)の構造物は、既に単結晶
からなるパターンと、非晶質酸化膜からなる部分から形
成されており、この状態でマスクとして必要な条件を満
たしている。このため、残りの工程に進む前に検査や修
正を行う事も可能であるという利点もある。
Further, with the use of the SOI substrate, there is a feature that the structure after the step of FIG. 4L has a structure that can be used as a mask. That is, the structure of FIG. 4 (l) is already formed of a pattern made of a single crystal and a portion made of an amorphous oxide film, and in this state, the condition required as a mask is satisfied. Therefore, there is also an advantage that inspection and correction can be performed before proceeding to the remaining steps.

【0048】(第3の実施形態)図5(a)乃至(f)
は、本発明の第3の実施形態に係る電子ビーム用マスク
の製造方法を示す工程断面図である。直径12インチ厚さ
1mm 、面方位(001) のSi単結晶からなる基板201 上に、
rfスパッタリング装置を用いてAr圧力3 mTorr の条件で
膜厚0.2 μmのタングステン(W )膜204 を成膜した
(図5(b))。そして、レジスト203 を基板回転数20
00rpm で回転塗布した後、110 ℃90秒の加熱処理を行
い、膜厚0.3 μmの薄膜を形成した(図5(c))。
(Third Embodiment) FIGS. 5A to 5F.
FIG. 6A is a process cross-sectional view showing the method of manufacturing an electron beam mask according to the third embodiment of the present invention. 12 inch diameter thickness
On a substrate 201 made of Si single crystal with 1 mm plane orientation (001),
A tungsten (W) film 204 having a film thickness of 0.2 μm was formed under the Ar pressure of 3 mTorr using an rf sputtering device (FIG. 5B). Then, set the resist 203 to 20
After spin coating at 00 rpm, heat treatment was performed at 110 ° C. for 90 seconds to form a thin film having a thickness of 0.3 μm (FIG. 5 (c)).

【0049】次に、電子ビーム描画装置を用いて所望の
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μC/cm2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た(図5
(d))。そして、このレジストパターンを元に、CH
3を用いた反応性イオンエッチングにより、タングス
テン膜をSi基板に達するまで加工した(図5(e))。
加工後、不要となったレジストを酸素プラズマ中で灰化
処理により除去した後、希硫酸と純水で洗浄した(図5
(f))。
Next, a desired pattern is drawn by using the electron beam drawing device. Electron beam drawing has an accelerating voltage of 75
Under the conditions of kV and standard irradiation amount of 20 μC / cm 2 , the irradiation amount correction was applied as a proximity effect countermeasure. After drawing, development processing was performed to obtain a desired resist pattern (Fig. 5).
(D)). Then, based on this resist pattern, CH
The tungsten film was processed by reactive ion etching using F 3 until reaching the Si substrate (FIG. 5E).
After processing, the unnecessary resist is removed by ashing treatment in oxygen plasma, and then washed with dilute sulfuric acid and pure water (Fig. 5).
(F)).

【0050】以上の方法によりパターンの不要部分に吸
収体を持つ構造のマスクを作成する事が可能となり、高
効率の反射型マスクを得ることが出来た。なお、高精度
のマスクを作成するためには、電子ビーム描画工程にお
いて、基板の表面が十分な平坦度を維持していることが
重要である。このため、これらの工程においては、基板
を、十分な平坦度と十分な剛性を有するホルダーに装着
しておくことが望ましい。
By the above method, a mask having a structure having an absorber in an unnecessary portion of the pattern can be prepared, and a highly efficient reflection type mask can be obtained. In order to create a highly accurate mask, it is important that the surface of the substrate maintains a sufficient flatness in the electron beam writing process. Therefore, in these steps, it is desirable to mount the substrate on a holder having sufficient flatness and sufficient rigidity.

【0051】(第4の実施形態)図6(a)乃至(h)
は、本発明の第4の実施形態に係る電子ビーム用マスク
の製造方法を示す工程断面図である。直径12インチ厚さ
1mm 、面方位(001) のSi単結晶からなる基板201 上に、
CVD 法を用いて膜厚0.8 μmのSiO2 膜205 を成膜し
た(図6(b))。そして、レジスト203 を基板回転数
2000rpm で回転塗布した後、110 ℃90秒の加熱処理を行
い、膜厚0.3 μmの薄膜を形成した(図6(c))。
(Fourth Embodiment) FIGS. 6A to 6H.
FIG. 6A is a process cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the electron beam mask according to the fourth embodiment of the invention. 12 inch diameter thickness
On a substrate 201 made of Si single crystal with 1 mm plane orientation (001),
A SiO2 film 205 having a thickness of 0.8 .mu.m was formed by the CVD method (FIG. 6 (b)). Then, set the resist 203 to the substrate rotation speed.
After spin coating at 2000 rpm, heat treatment was carried out at 110 ° C. for 90 seconds to form a thin film having a thickness of 0.3 μm (FIG. 6 (c)).

【0052】次に、電子ビーム描画装置を用いて所望の
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μC/cm2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た(図6
(d))。そして、このレジストパターンを元に、CH
3およびCOガスを用いた反応性イオンエッチングによ
り、SiO2 膜をSi基板に達するまで加工した(図6
(e))。加工後、不要となったレジストを酸素プラズ
マ中で灰化処理により除去した後、硫酸と過酸化水素水
の混合液中で洗浄した(図6(f))。
Next, a desired pattern is drawn by using the electron beam drawing device. Electron beam drawing has an accelerating voltage of 75
Under the conditions of kV and standard irradiation amount of 20 μC / cm 2 , the irradiation amount correction was applied as a proximity effect countermeasure. After drawing, development processing was performed to obtain a desired resist pattern (Fig. 6).
(D)). Then, based on this resist pattern, CH
The SiO 2 film was processed by reactive ion etching using F 3 and CO gas until reaching the Si substrate (FIG. 6).
(E)). After processing, the unnecessary resist was removed by ashing treatment in oxygen plasma, and then washed in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution (FIG. 6 (f)).

【0053】次に、残されたSiO2 膜をマスクとし
て、Asをイオン注入することにより、SiO2 膜に覆わ
れていないSi基板の表層に、アモルファス化した領域20
6 を形成した(図6(g))。最後に、フッ酸(HF)水溶
液を用いて、SiO2 膜を除去して、Si基板表面を露出
させた(図6(h))。
Next, As is ion-implanted by using the remaining SiO 2 film as a mask, an amorphous region 20 is formed on the surface layer of the Si substrate which is not covered with the SiO 2 film.
6 was formed (FIG. 6 (g)). Finally, the SiO 2 film was removed using a hydrofluoric acid (HF) aqueous solution to expose the surface of the Si substrate (FIG. 6 (h)).

【0054】以上の方法によりパターンの不要部分が適
度な導電性を有するAsドープアモルファスシリコンに
より形成された構造のマスクを作成する事が可能とな
り、高効率の反射型マスクを得ることが出来た。なお、
高精度のマスクを作成するためには、電子ビーム描画工
程において、基板の表面が十分な平坦度を維持している
ことが重要である。このため、これらの工程において
は、基板を、十分な平坦度と十分な剛性を有するホルダ
ーに装着しておくことが望ましい。
By the above method, a mask having a structure in which an unnecessary portion of the pattern is formed of As-doped amorphous silicon having appropriate conductivity can be prepared, and a highly efficient reflection type mask can be obtained. In addition,
In order to create a highly accurate mask, it is important that the surface of the substrate maintains a sufficient flatness in the electron beam writing process. Therefore, in these steps, it is desirable to mount the substrate on a holder having sufficient flatness and sufficient rigidity.

【0055】(第5の実施形態)図7(a)乃至(g)
は、本発明の第5の実施形態に係る電子ビーム用マスク
の製造方法を示す工程断面図である。直径12インチ厚さ
1mm 、面方位(001) のSi単結晶からなる基板201 上に、
CVD 法を用いて膜厚0.3 μmのアモルファス・シリコン
膜207 を成膜した(図7(b))。そして、レジスト20
3 を基板回転数2000rpm で回転塗布した後、110 ℃90秒
の加熱処理を行い、膜厚0.3 μmの薄膜を形成した(図
7(c))。
(Fifth Embodiment) FIGS. 7A to 7G.
[FIG. 9A] is a process sectional view showing the method of manufacturing the electron beam mask according to the fifth embodiment of the present invention. 12 inch diameter thickness
On a substrate 201 made of Si single crystal with 1 mm plane orientation (001),
An amorphous silicon film 207 having a film thickness of 0.3 μm was formed by using the CVD method (FIG. 7B). And resist 20
3 was spin-coated at a substrate rotation speed of 2000 rpm, and then heat-treated at 110 ° C. for 90 seconds to form a thin film having a thickness of 0.3 μm (FIG. 7 (c)).

【0056】次に、電子ビーム描画装置を用いて所望の
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μC/cm2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た(図7
(d))。そして、このレジストパターンを元に、P を
低エネルギーでイオン注入することにより、P の過剰に
ドープされた領域208 をアモルファス・シリコン膜に形
成した(図7(e))。イオン注入後、不要となったレ
ジストを酸素プラズマ中で灰化処理により除去した後、
硫酸と過酸化水素水の混合液中で洗浄した(図7
(f))。
Next, a desired pattern is drawn by using the electron beam drawing device. Electron beam drawing has an accelerating voltage of 75
Under the conditions of kV and standard irradiation amount of 20 μC / cm 2 , the irradiation amount correction was applied as a proximity effect countermeasure. After drawing, development processing was performed to obtain a desired resist pattern (Fig. 7).
(D)). Then, P 2 is ion-implanted at low energy based on this resist pattern, thereby forming an overdoped region 208 of P 2 in the amorphous silicon film (FIG. 7E). After ion implantation, after removing the unnecessary resist by ashing in oxygen plasma,
It was washed in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide (Fig. 7).
(F)).

【0057】最後に、600 ℃でアニール処理を行った。
アニール処理により、イオン注入されなかった領域209
では、下地Si基板とホモエピタキシャルに結晶化が進行
し、領域209 は単結晶となるが、イオン注入された領域
208 では、不純物が過剰であるために、結晶化が十分に
は進行せず、アモルファスのまま残されるという特徴が
ある(図7(g))。
Finally, annealing treatment was performed at 600 ° C.
Area 209 that was not ion-implanted due to the annealing treatment
, The crystallization progressed homoepitaxially with the underlying Si substrate, and the region 209 became a single crystal.
In 208, crystallization does not proceed sufficiently because the impurities are excessive, and it remains amorphous (FIG. 7 (g)).

【0058】以上の方法によりパターンの不要部分が適
度な導電性を有するP ドープアモルファスシリコンによ
り形成された構造のマスクを作成する事が可能となり、
高効率の反射型マスクを得ることが出来た。なお、高精
度のマスクを作成するためには、電子ビーム描画工程に
おいて、基板の表面が十分な平坦度を維持していること
が重要である。このため、これらの工程においては、基
板を、十分な平坦度と十分な剛性を有するホルダーに装
着しておくことが望ましい。
By the above method, it becomes possible to prepare a mask having a structure in which an unnecessary portion of the pattern is formed of P-doped amorphous silicon having appropriate conductivity,
It was possible to obtain a highly efficient reflective mask. In order to create a highly accurate mask, it is important that the surface of the substrate maintains a sufficient flatness in the electron beam writing process. Therefore, in these steps, it is desirable to mount the substrate on a holder having sufficient flatness and sufficient rigidity.

【0059】(第6の実施形態)図8は(a)乃至
(h)は、本発明の第6の実施形態に係る電子ビーム用
マスクの製造方法を示す工程断面図である。直径12イン
チ厚さ1mm 、面方位(001) のSi単結晶からなる基板201
上に、CVD 法を用いて膜厚0.2 μmのSiO2 膜205を
成膜した(図8(b))。そして、レジスト203 を基板
回転数2000rpm で回転塗布した後、110 ℃90秒の加熱処
理を行い、膜厚0.3 μmの薄膜を形成した(図8
(c))。
(Sixth Embodiment) FIGS. 8A to 8H are process sectional views showing a method for manufacturing an electron beam mask according to a sixth embodiment of the present invention. Substrate 201 made of Si single crystal with a diameter of 12 inches and a thickness of 1 mm and a plane orientation (001)
A SiO 2 film 205 having a film thickness of 0.2 μm was formed on the upper surface by the CVD method (FIG. 8B). Then, the resist 203 was spin-coated at a substrate rotation speed of 2000 rpm and then heat-treated at 110 ° C. for 90 seconds to form a thin film having a thickness of 0.3 μm (FIG. 8).
(C)).

【0060】次に、電子ビーム描画装置を用いて所望の
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μC/cm2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た(図8
(d))。そして、このレジストパターンを元に、CH
およびCOガスを用いた反応性イオンエッチングに
より、SiO2 膜をSi基板に達するまで加工した(図8
(e))。加工後、不要となったレジストを酸素プラズ
マ中で灰化処理により除去した後、硫酸と過酸化水素水
の混合液中で洗浄した(図8(f))。
Next, a desired pattern is drawn by using the electron beam drawing device. Electron beam drawing has an accelerating voltage of 75
Under the conditions of kV and standard irradiation amount of 20 μC / cm 2 , the irradiation amount correction was applied as a proximity effect countermeasure. After drawing, development processing was performed to obtain a desired resist pattern (FIG. 8).
(D)). Then, based on this resist pattern, CH
The SiO 2 film was processed by reactive ion etching using F 3 and CO gas until reaching the Si substrate (FIG. 8).
(E)). After processing, the unnecessary resist was removed by ashing treatment in oxygen plasma, and then washed in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide (FIG. 8 (f)).

【0061】次に、残されたSiO2 膜をマスクとし
て、CVD 法を用いてSiを選択エピタキシャル成長させた
(図8(g))。これにより、SiO2 膜に覆われてい
ないSi基板上には、Si単結晶210 がホモエピタキシャル
成長した。
Then, using the remaining SiO2 film as a mask, Si was selectively epitaxially grown by the CVD method (FIG. 8 (g)). As a result, the Si single crystal 210 was homoepitaxially grown on the Si substrate not covered with the SiO 2 film.

【0062】最後に、ポリッシング法により、SiO2
膜上に残留した余分なSiの除去を行った後に、洗浄を行
った(図8(h))。ポリッシング条件は、研磨圧力30
0 g/cm2 、研磨定盤の回転速度100rpmとし、研磨剤
には、研磨粒子として平均粒径30nmのシリカ粒子を5.3
重量%で分散させた物を使用した。
Finally, by polishing method, SiO 2
After removing excess Si remaining on the film, cleaning was performed (FIG. 8 (h)). Polishing condition is polishing pressure 30
0 g / cm 2 , the rotation speed of the polishing platen was 100 rpm, and the polishing agent was silica particles having an average particle size of 30 nm as abrasive particles of 5.3
The thing dispersed at weight% was used.

【0063】以上の方法によりパターンの必要部分が選
択成長により形成された単結晶からなる構造のマスクを
作成する事が可能となり、高効率の反射型マスクを得る
ことが出来た。なお、高精度のマスクを作成するために
は、電子ビーム描画工程やポリッシング工程において、
基板の表面が十分な平坦度を維持していることが重要で
ある。このため、これらの工程においては、基板を、十
分な平坦度と十分な剛性を有するホルダーに装着してお
くことが望ましい。
By the above method, a mask having a structure in which a required portion of a pattern is formed of a single crystal by selective growth can be prepared, and a highly efficient reflection type mask can be obtained. In addition, in order to create a highly accurate mask, in the electron beam drawing process and the polishing process,
It is important that the surface of the substrate maintain sufficient flatness. Therefore, in these steps, it is desirable to mount the substrate on a holder having sufficient flatness and sufficient rigidity.

【0064】(第7の実施形態)次に、本発明により得
られた電子ビーム用マスクを用いて露光を行う方法につ
いて説明する。図9はマスクを装着した露光装置の構成
図である。構成用件としては、大まかに分類すると、光
源214 、照明光学系215 、投影光学系216 、電子ビーム
用マスク217 及びマスクステージ218 、被露光基板219
及び被露光基板ステージ220 、制御系221 に分けること
ができる。
(Seventh Embodiment) Next, a method of performing exposure using the electron beam mask obtained by the present invention will be described. FIG. 9 is a block diagram of an exposure apparatus equipped with a mask. The structural requirements are roughly classified into a light source 214, an illumination optical system 215, a projection optical system 216, an electron beam mask 217, a mask stage 218, and an exposed substrate 219.
The exposed substrate stage 220 and the control system 221 can be divided.

【0065】本実施形態における特徴は以下の通りであ
る。ブラッグ反射の条件を満たすために、照明光学系21
5 はマスク217 に入射する電子線の、位置のみでなく、
入射角をも微調整出来るような偏向器系を備えたアライ
メントレンズ226aを有している。同様に、投影光学系21
6 はマスク217 から指向性良く出射された反射電子を、
正確に導く事が可能となるように、とり込み位置のみで
なく、取り込み角をも微調整出来るような偏向器系を備
えたアライメントレンズ226bを有している。
The features of this embodiment are as follows. In order to satisfy the condition of Bragg reflection, the illumination optical system 21
5 is not only the position of the electron beam incident on the mask 217,
It has an alignment lens 226a having a deflector system capable of finely adjusting the incident angle. Similarly, the projection optics 21
6 represents the reflected electrons emitted from the mask 217 with good directivity,
An alignment lens 226b having a deflector system capable of finely adjusting not only the taking-in position but also the taking-in angle is provided so as to enable accurate guiding.

【0066】また、投影光学系216 に備えられているア
パーチャ227a、227bは、二次電子等の不要な散乱電子を
切り落とし、余分なバックグラウンドを取り除くために
用いられている。さらに、マスクステージ218 も通常の
ステップ・アンド・スキャン露光のための動作に加え
て、ブラッグ反射の条件を満たすための微調整が出来る
ように、6 軸の制御が可能な構造となっている。
Further, the apertures 227a and 227b provided in the projection optical system 216 are used to cut off unnecessary scattered electrons such as secondary electrons and remove unnecessary background. Further, the mask stage 218 also has a structure in which 6-axis control is possible so that fine adjustment can be performed to satisfy the condition of Bragg reflection in addition to the operation for normal step-and-scan exposure.

【0067】さらにまた、マスク217 にはバイアス電圧
が印加されており、マスクに入射する電子のエネルギー
を微調整することにより、波長を微調整し、ブラッグ反
射の条件を満たすようにすることが可能な構成となって
いる。実際の露光(転写)の際には、マスク217 がブラ
ッグ条件を満たしつつ、マスク217 と被露光基板219が
アライメントされた状態で同期して移動し、細長い帯状
の露光(転写)領域が走査される事により、被露光(転
写)領域全体へ露光(転写)が行われる。なお、図9に
おいて、222 はマスクステージ制御系、223 は被露光基
板ステージ制御系、224 はマスク側アライメント機構、
225 は被露光基板側アライメント機構である。
Further, since a bias voltage is applied to the mask 217, the wavelength of the electrons can be finely adjusted by finely adjusting the energy of the electrons incident on the mask so that the Bragg reflection condition can be satisfied. It has become a structure. At the time of actual exposure (transfer), while the mask 217 satisfies the Bragg condition, the mask 217 and the substrate 219 to be exposed are synchronously moved, and an elongated strip-shaped exposure (transfer) region is scanned. By doing so, the exposure (transfer) is performed on the entire exposed (transfer) area. In FIG. 9, reference numeral 222 is a mask stage control system, 223 is an exposed substrate stage control system, 224 is a mask side alignment mechanism,
Reference numeral 225 is an alignment mechanism on the exposed substrate side.

【0068】(第8の実施形態)図10は、本発明に第
8の実施形態に係る電子ビーム用マスクの構成を示す断
面図である。電子ビーム用のマスクとして、Siの単結晶
からなる基板201 に、BeCuからなる所望のマスクパター
ン211 が形成されており、BeCuの表面は酸化されてBeO
の薄膜212 が形成されている。また、基板201 は熱伝導
が良いCuの支持基板上に貼り合せてあり、マスク表面で
発生した熱を裏面から容易に除去できる構造となってい
る。
(Eighth Embodiment) FIG. 10 is a sectional view showing the structure of an electron beam mask according to the eighth embodiment of the present invention. As a mask for an electron beam, a desired mask pattern 211 made of BeCu is formed on a substrate 201 made of Si single crystal, and the surface of BeCu is oxidized to BeO.
Thin film 212 is formed. Further, the substrate 201 is bonded on a Cu support substrate having good heat conductivity, and has a structure in which heat generated on the mask surface can be easily removed from the back surface.

【0069】表面が酸化されてBeO の形成されたBeCu
は、二次電子放出効率の極めて高い物質として良く知ら
れており、光電子増倍管等に利用されている。この性質
を利用して高効率の反射型マスクを得ることが可能とな
った。また、同様の性質を持つ物質として、水素終端化
されたダイヤモンドが知られており、これを用いても同
様な効果が得られる(図11参照)。
BeCu whose surface is oxidized to form BeO
Is well known as a substance having an extremely high secondary electron emission efficiency, and is used for a photomultiplier tube and the like. By utilizing this property, it becomes possible to obtain a highly efficient reflective mask. Hydrogen-terminated diamond is known as a substance having similar properties, and the same effect can be obtained by using this (see FIG. 11).

【0070】どちらの物質を用いても、図11に示され
ている様に、エネルギー400eV の入射電子に対して、二
次電子放出効率γは約5 以上の値が得られており、極め
て効率の良い事が分かる。パターンの不要な部分は、通
常の二次電子放出効率の小さい材料であれば、いかなる
物で形成されていても構わないが、帯電による不均一電
界の発生による悪影響を防ぐためには、帯電を防ぐ程度
の電気伝導度を有する物質が望ましい。
As shown in FIG. 11, no matter which material is used, the secondary electron emission efficiency γ is about 5 or more with respect to the incident electron with energy of 400 eV. I know the good thing. The unnecessary part of the pattern may be formed of any material as long as it is a material having a low secondary electron emission efficiency, but in order to prevent the adverse effect of the non-uniform electric field due to charging, charging is prevented. A substance having a degree of electric conductivity is desirable.

【0071】図12(a)乃至(g)は、第8の実施形
態の電子ビーム用マスクの製造方法を示す工程断面図で
ある。直径12インチ厚さ1mm 、面方位(001) のSi単結晶
からなる基板201 上に、レジスト203 を基板回転数2000
rpm で回転塗布した後、110℃90秒の加熱処理を行い、
膜厚0.3 μmの薄膜を形成した(図12(b))。
12A to 12G are process sectional views showing a method of manufacturing an electron beam mask according to the eighth embodiment. A resist 203 is applied to a substrate 201 made of Si single crystal with a diameter of 12 inches and a thickness of 1 mm and a plane orientation of (001) at a substrate rotation speed of 2000
After spin coating at rpm, heat treatment at 110 ℃ for 90 seconds,
A thin film having a thickness of 0.3 μm was formed (FIG. 12B).

【0072】次に、電子ビーム描画装置を用いて所望の
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μC/cm2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た(図12
(c))。そして、このレジストパターンを元に、HBr
を用いた反応性イオンエッチングにより、Si基板を0.2
μmの深さまで加工した(図12(d))。加工後、不
要となったレジストを酸素プラズマ中で灰化処理により
除去した後、硫酸と過酸化水素水の混合液中で洗浄した
(図12(e))。
Next, a desired pattern is drawn by using the electron beam drawing device. Electron beam drawing has an accelerating voltage of 75
Under the conditions of kV and standard irradiation amount of 20 μC / cm 2 , the irradiation amount correction was applied as a proximity effect countermeasure. After drawing, development processing was performed to obtain a desired resist pattern (FIG. 12).
(C)). Then, based on this resist pattern, HBr
Si substrate to 0.2 by reactive ion etching using
It was processed to a depth of μm (FIG. 12 (d)). After processing, the unnecessary resist was removed by ashing treatment in oxygen plasma, and then washed in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide (FIG. 12 (e)).

【0073】次に、rfスパッタリング装置を用いてAr圧
力3 mTorr の条件で膜厚0.2 μmのBeCu膜を成膜し、ス
パッタリングと同一真空中で、550 ℃1 分間の熱処理を
施し、パターンの凹部に凝集埋め込みを行った(図12
(f))。
Next, a BeCu film having a film thickness of 0.2 μm was formed under the condition of Ar pressure of 3 mTorr by using an rf sputtering device, and heat treatment was performed at 550 ° C. for 1 minute in the same vacuum as the sputtering to form the concave portion Cohesive embedding was carried out (FIG. 12).
(F)).

【0074】最後に、ポリッシング法により、平坦部に
残留した余分なBeCuの除去を行った後に、洗浄を行った
(図12(g))。ポリッシング条件は、研磨圧力300
g/cm2 、研磨定盤の回転速度100rpmとし、研磨剤に
は、0.12mol/l のグリシン(C252 N)水溶液と
0.44mol/l の過酸化水素水(H22 )との混合溶液
に、研磨粒子として平均粒径30nmのシリカ粒子を5.3 重
量% で分散させ、0.001mol/lのベンゾトリアゾール(C
653 )を添加した物を使用した。なお、ポリッシ
ング後の洗浄工程を経て、大気中で保管されている間
に、BeCuの表面は酸化されてBeO の薄膜212 が形成され
た。このBeO の薄膜212 はBeCuの表面を別途酸化工程に
おいて酸化することによって得ることも可能である(後
述する実施形態でも同様。)。
Finally, excess BeCu remaining on the flat portion was removed by a polishing method, and then cleaning was performed (FIG. 12 (g)). Polishing condition is polishing pressure 300
g / cm 2 , the rotation speed of the polishing platen was 100 rpm, and the polishing agent was 0.12 mol / l glycine (C 2 H 5 O 2 N) aqueous solution.
5.3% by weight of silica particles having an average particle diameter of 30 nm as polishing particles were dispersed in a mixed solution of 0.44 mol / l hydrogen peroxide solution (H 2 O 2 ) to prepare 0.001 mol / l benzotriazole (C
6 H 5 N 3 ) was used. The surface of BeCu was oxidized and a thin film 212 of BeO 3 was formed during storage in the atmosphere after the cleaning process after polishing. The BeO 2 thin film 212 can be obtained by oxidizing the surface of BeCu in a separate oxidation process (the same applies to the embodiments described later).

【0075】以上の方法により図10に示す構造のマス
クを作成する事が可能となり、高効率の反射型マスクを
得ることが出来た。なお、高精度のマスクを作成するた
めには、電子ビーム描画工程やポリッシング工程におい
て、基板の表面が十分な平坦度を維持していることが重
要である。このため、これらの工程においては、基板
を、十分な平坦度と十分な剛性を有するホルダーに装着
しておくことが望ましい。
By the above method, a mask having the structure shown in FIG. 10 can be prepared, and a highly efficient reflective mask can be obtained. In order to manufacture a highly accurate mask, it is important that the surface of the substrate maintains a sufficient flatness in the electron beam drawing process and the polishing process. Therefore, in these steps, it is desirable to mount the substrate on a holder having sufficient flatness and sufficient rigidity.

【0076】(第9の実施形態)図13(h)乃至
(n)は、本発明の第9の実施形態に係る電子ビーム用
マスクの製造方法を示す工程断面図である。第8の実施
形態と異なる点は、基板201として、SOI 基板を用いて
いる事である。
(Ninth Embodiment) FIGS. 13H to 13N are process sectional views showing a method for manufacturing an electron beam mask according to a ninth embodiment of the present invention. The difference from the eighth embodiment is that an SOI substrate is used as the substrate 201.

【0077】直径12インチ厚さ1mm 、面方位(001) のSi
単結晶上に、膜厚0.1 μmのSiO2 膜を介して、膜厚
0.2 μm面方位(001) のSi単結晶が形成されたSOI 基板
201上に、レジスト203 を基板回転数2000rpm で回転塗
布した後、110 ℃90秒の加熱処理を行い、膜厚0.3 μm
の薄膜を形成した(図13(i))。
Si having a diameter of 12 inches and a thickness of 1 mm and a plane orientation (001)
The thickness of the single crystal is 0.1 μm thick with a SiO 2 film
SOI substrate with 0.2 μm plane orientation (001) Si single crystal
A resist 203 was spin-coated at a substrate rotation speed of 2000 rpm on 201, and then heat-treated at 110 ° C. for 90 seconds to give a film thickness of 0.3 μm.
Was formed (FIG. 13 (i)).

【0078】次に、電子ビーム描画装置を用いて所望の
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μC/cm2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た(図13
(j))。そして、このレジストパターンを元に、HBr
を用いた反応性イオンエッチングにより、Si基板を0.2
μmの深さまで加工した(図13(k))。SOI 基板を
用いたことにより、SiO2 膜がエッチングストッパー
となり、エッチングの終点が均一にそろうという利点が
生じた。加工後、不要となったレジストを酸素プラズマ
中で灰化処理により除去した後、硫酸と過酸化水素水の
混合液中で洗浄した(図13(l))。
Next, a desired pattern is drawn by using the electron beam drawing device. Electron beam drawing has an accelerating voltage of 75
Under the conditions of kV and standard irradiation amount of 20 μC / cm 2 , the irradiation amount correction was applied as a proximity effect countermeasure. After drawing, development processing was performed to obtain a desired resist pattern (FIG. 13).
(J)). Then, based on this resist pattern, HBr
Si substrate to 0.2 by reactive ion etching using
It was processed to a depth of μm (FIG. 13 (k)). The use of the SOI substrate has an advantage that the SiO 2 film serves as an etching stopper and the etching end points are evenly aligned. After processing, the unnecessary resist was removed by ashing treatment in oxygen plasma, and then washed in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide (FIG. 13 (l)).

【0079】次に、rfスパッタリング装置を用いてAr圧
力3 mTorr の条件で膜厚0.2 μmのBeCu膜を成膜し、ス
パッタリングと同一真空中で、550 ℃1 分間の熱処理を
施し、パターンの凹部に凝集埋め込みを行った(図13
(m))。
Next, a BeCu film having a film thickness of 0.2 μm was formed using an rf sputtering device under the condition of Ar pressure of 3 mTorr, and heat treatment was performed at 550 ° C. for 1 minute in the same vacuum as the sputtering to form the concave portion Cohesive embedding was carried out (FIG. 13).
(M)).

【0080】最後に、ポリッシング法により、平坦部に
残留した余分なBeCuの除去を行った後に、洗浄を行った
(図13(n))。ポリッシング条件は、研磨圧力300
g/cm2 、研磨定盤の回転速度100rpmとし、研磨剤に
は、0.12mol/l のグリシン(C252 N)水溶液と
0.44mol/l の過酸化水素水(H22 )との混合溶液
に、研磨粒子として平均粒径30nmのシリカ粒子を5.3 重
量%で分散させ、0.001mol/lのベンゾトリアゾール(C
653 )を添加した物を使用した。なお、ポリッシ
ング後の洗浄工程を経て、大気中で保管されている間
に、BeCuの表面は酸化されてBeO の薄膜212 が形成され
た。
Finally, excess BeCu remaining on the flat portion was removed by a polishing method, and then cleaning was performed (FIG. 13 (n)). Polishing condition is polishing pressure 300
g / cm 2 , the rotation speed of the polishing platen was 100 rpm, and the polishing agent was 0.12 mol / l glycine (C 2 H 5 O 2 N) aqueous solution.
5.3% by weight of silica particles having an average particle diameter of 30 nm as polishing particles were dispersed in a mixed solution of 0.44 mol / l hydrogen peroxide solution (H 2 O 2 ) to prepare 0.001 mol / l benzotriazole (C
6 H 5 N 3 ) was used. The surface of BeCu was oxidized and a thin film 212 of BeO 3 was formed during storage in the atmosphere after the cleaning process after polishing.

【0081】以上の方法により図10に示す構造と類似
のマスクを作成する事が可能となり、高効率の反射型マ
スクを得ることが出来た。なお、高精度のマスクを作成
するためには、電子ビーム描画工程やポリッシング工程
において、基板の表面が十分な平坦度を維持しているこ
とが重要である。このため、これらの工程においては、
基板を、十分な平坦度と十分な剛性を有するホルダーに
装着しておくことが望ましい。
By the above method, a mask similar to the structure shown in FIG. 10 can be prepared, and a highly efficient reflective mask can be obtained. In order to manufacture a highly accurate mask, it is important that the surface of the substrate maintains a sufficient flatness in the electron beam drawing process and the polishing process. Therefore, in these steps,
It is desirable to mount the substrate on a holder having sufficient flatness and sufficient rigidity.

【0082】(第10の実施形態)図14(a)乃至
(h)は、本発明の第10の実施形態に係る電子ビーム
用マスクの製造方法を示す工程断面図である。直径12イ
ンチ厚さ1mm 、面方位(001)のSi単結晶からなる基板201
上に、rfスパッタリング装置を用いてAr圧力3 mTorr
の条件で膜厚0.2 μmのBeCu膜211 を成膜した(図14
(b))。そして、レジスト203 を基板回転数2000rpm
で回転塗布した後、110 ℃90秒の加熱処理を行い、膜厚
0.3 μmの薄膜を形成した(図14(c))。
(Tenth Embodiment) FIGS. 14A to 14H are process sectional views showing a method of manufacturing an electron beam mask according to a tenth embodiment of the present invention. Substrate 201 made of Si single crystal with a diameter of 12 inches and a thickness of 1 mm and a plane orientation (001)
Ar pressure 3 mTorr
A BeCu film 211 having a film thickness of 0.2 μm was formed under the condition (FIG. 14).
(B)). Then, set the resist 203 to the substrate rotation speed of 2000 rpm.
After spin coating at 90 ° C for 90 seconds,
A thin film of 0.3 μm was formed (FIG. 14 (c)).

【0083】次に、電子ビーム描画装置を用いて所望の
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μC/cm2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た(図14
(d))。そして、このレジストパターンを元に、Cl
2ガスを用いた反応性イオンエッチングにより、BeCu膜2
11 をSi基板201 に達するまで加工した(図14
(e))。加工後、不要となったレジストを酸素プラズ
マ中で灰化処理により除去した後、硫酸と過酸化水素水
の混合液中で洗浄した(図14(f))。
Next, a desired pattern is drawn by using the electron beam drawing device. Electron beam drawing has an accelerating voltage of 75
Under the conditions of kV and standard irradiation amount of 20 μC / cm 2 , the irradiation amount correction was applied as a proximity effect countermeasure. After drawing, development processing was performed to obtain a desired resist pattern (FIG. 14).
(D)). Then, based on this resist pattern, Cl
BeCu film 2 by reactive ion etching using 2 gases
11 was processed until it reached the Si substrate 201 (Fig. 14).
(E)). After processing, the unnecessary resist was removed by ashing treatment in oxygen plasma, and then washed in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution (FIG. 14 (f)).

【0084】この状態でもマスクとして必要な構造を備
えており、マスクとして使用することが可能であるが、
BeCuのエッジに起因する二次電子放出むらを低減するた
めに、以下の工程を付与した。まず、CVD 法を用いて膜
厚0.3 μmのP ドープ多結晶シリコン213 を成膜した
(図14(g))。
Even in this state, the structure required for the mask is provided and it can be used as a mask.
In order to reduce the unevenness of secondary electron emission due to the edge of BeCu, the following process was added. First, a P-doped polycrystalline silicon film 213 having a film thickness of 0.3 μm was formed by the CVD method (FIG. 14 (g)).

【0085】最後に、ポリッシング法により、BeCu膜上
に残留した余分なSiの除去を行った後に、洗浄を行った
(図14(h))。ポリッシング条件は、研磨圧力300
g/cm2 、研磨定盤の回転速度100rpmとし、研磨剤に
は、研磨粒子として平均粒径30nmのシリカ粒子を5.3 重
量%で分散させた物を使用した。なお、ポリッシング後
の洗浄工程を経て、大気中で保管されている間に、BeCu
の表面は酸化されてBeO の薄膜212 が形成された。
Finally, after removing excess Si remaining on the BeCu film by the polishing method, cleaning was performed (FIG. 14 (h)). Polishing condition is polishing pressure 300
The polishing rate was g / cm 2 , the rotation speed of the polishing platen was 100 rpm, and the polishing agent used was a dispersion of 5.3% by weight of silica particles having an average particle size of 30 nm as polishing particles. After the cleaning process after polishing, the BeCu
The surface of was oxidized and a thin film of BeO 2 212 was formed.

【0086】以上の方法によりパターンの必要部分が二
次電子放出効率の高いBeO/BeCuにより形成され、パター
ンの不要部分が適度な導電性を有するP ドープ多結晶シ
リコンにより形成された構造のマスクを作成する事が可
能となり、高効率の反射型マスクを得ることが出来た。
なお、高精度のマスクを作成するためには、電子ビーム
描画工程やポリッシング工程において、基板の表面が十
分な平坦度を維持していることが重要である。このた
め、これらの工程においては、基板を、十分な平坦度と
十分な剛性を有するホルダーに装着しておくことが望ま
しい。
By the above method, a mask having a structure in which a necessary portion of the pattern is formed of BeO / BeCu having a high secondary electron emission efficiency and an unnecessary portion of the pattern is formed of P-doped polycrystalline silicon having appropriate conductivity is used. It became possible to create a reflective mask with high efficiency.
In order to manufacture a highly accurate mask, it is important that the surface of the substrate maintains a sufficient flatness in the electron beam drawing process and the polishing process. Therefore, in these steps, it is desirable to mount the substrate on a holder having sufficient flatness and sufficient rigidity.

【0087】(第11の実施形態)図15(a)乃至
(g)は、本発明の第11の実施形態に係る電子ビーム
用マスクの製造方法を示す工程断面図である。直径12イ
ンチ厚さ1mm 、面方位(001)のSi単結晶からなる基板201
上に、rfスパッタリング装置を用いてAr圧力3 mTorr
の条件で膜厚0.2 μmのBeCu膜211 を成膜した(図15
(b))。次に、rfスパッタリング装置を用いてAr圧力
3 mTorr の条件で膜厚0.2 μmのタングステン(W )膜
204 を成膜した(図15(c))。そして、レジスト20
3 を基板回転数2000rpm で回転塗布した後、110 ℃90秒
の加熱処理を行い、膜厚0.3 μmの薄膜を形成した(図
15(d))。
(Eleventh Embodiment) FIGS. 15A to 15G are process sectional views showing a method for manufacturing an electron beam mask according to an eleventh embodiment of the present invention. Substrate 201 made of Si single crystal with a diameter of 12 inches and a thickness of 1 mm and a plane orientation (001)
Ar pressure 3 mTorr
A BeCu film 211 having a film thickness of 0.2 μm was formed under the conditions (Fig. 15).
(B)). Next, Ar pressure using an rf sputtering device
0.2 μm thick tungsten (W) film under the condition of 3 mTorr
204 was deposited (FIG. 15C). And resist 20
3 was spin-coated at a substrate rotation speed of 2000 rpm, and then heat-treated at 110 ° C. for 90 seconds to form a thin film having a thickness of 0.3 μm (FIG. 15 (d)).

【0088】次に、電子ビーム描画装置を用いて所望の
パターンの描画を行う。電子ビーム描画は、加速電圧75
kV、基準照射量20μC/cm2 の条件で、近接効果対策
として照射量補正を適用しつつ行った。描画後、現像処
理を行い、所望のレジストパターンを得た(図15
(e))。そして、このレジストパターンを元に、CH
3 を用いた反応性イオンエッチングにより、タングス
テン膜をBeCu膜に達するまで加工した(図15
(f))。加工後、不要となったレジストを酸素プラズ
マ中で灰化処理により除去した後、希硫酸と純水で洗浄
した(図15(g))。なお、洗浄工程を経て、大気中
で保管されている間に、BeCuの表面は酸化されてBeO
の薄膜212 が形成された。
Next, a desired pattern is drawn by using the electron beam drawing device. Electron beam drawing has an accelerating voltage of 75
Under the conditions of kV and standard irradiation amount of 20 μC / cm 2 , the irradiation amount correction was applied as a proximity effect countermeasure. After drawing, development processing was performed to obtain a desired resist pattern (FIG. 15).
(E)). Then, based on this resist pattern, CH
The tungsten film was processed by reactive ion etching using F 3 until it reached the BeCu film (FIG. 15).
(F)). After processing, the unnecessary resist was removed by ashing treatment in oxygen plasma, and then washed with dilute sulfuric acid and pure water (FIG. 15 (g)). The surface of BeCu is oxidized during storage in the atmosphere after the cleaning process and BeO
Thin film 212 of was formed.

【0089】以上の方法によりパターンの必要部分が二
次電子放出効率の高いBeO/BeCuにより形成され、パター
ンの不要部分が適度な導電性を有し、入射電子を吸収す
る機能を有する、タングステンにより形成された構造の
マスクを作成する事が可能となり、高効率の反射型マス
クを得ることが出来た。なお、高精度のマスクを作成す
るためには、電子ビーム描画工程において、基板の表面
が十分な平坦度を維持していることが重要である。この
ため、これらの工程においては、基板を、十分な平坦度
と十分な剛性を有するホルダーに装着しておくことが望
ましい。
By the above method, the necessary portion of the pattern is formed of BeO / BeCu having a high secondary electron emission efficiency, and the unnecessary portion of the pattern has an appropriate conductivity and has a function of absorbing incident electrons. A mask having the formed structure can be prepared, and a highly efficient reflective mask can be obtained. In order to create a highly accurate mask, it is important that the surface of the substrate maintains a sufficient flatness in the electron beam writing process. Therefore, in these steps, it is desirable to mount the substrate on a holder having sufficient flatness and sufficient rigidity.

【0090】(第12の実施形態)次に、本発明の第8
乃至第11の実施形態により得られた電子ビーム用マス
クを用いて露光を行う方法について説明する。図16は
マスクを装着した露光装置の構成図である。構成用件と
しては、大まかに分類すると、光源214 、照明光学系21
5 、投影光学系216 、マスク217 及びマスクステージ21
8 、被露光基板219及び被露光基板ステージ220 、制御
系221 に分けることができる。この図16に示す露光装
置の構成は、図9に示す露光装置のそれとほぼ同様であ
り、同一の部分には同一の符号を付して示し詳細な説明
は省略する。
(Twelfth Embodiment) Next, the eighth embodiment of the present invention will be described.
A method of performing exposure using the electron beam mask obtained according to the eleventh embodiment will be described. FIG. 16 is a block diagram of an exposure apparatus equipped with a mask. The configuration requirements are roughly classified into a light source 214 and an illumination optical system 21.
5, projection optical system 216, mask 217 and mask stage 21
8, the exposed substrate 219, the exposed substrate stage 220, and the control system 221. The structure of the exposure apparatus shown in FIG. 16 is almost the same as that of the exposure apparatus shown in FIG.

【0091】本実施形態における特徴は以下の通りであ
る。マスク217 より放出された二次電子は、エネルギー
分布が広く、放出方向も広い角度にわたっているため、
直接投影光学系216 に取り込む事は得策ではない。そこ
で、マスクにバイアス電圧を印可することにより、放出
された二次電子を十分なエネルギーに均一に加速して、
全エネルギーに対するエネルギー分布の割合を小さくす
るとともに、マスク垂直方向の運動量に対するマスク水
平方向の運動量の比率を十分に小さくして、見かけの単
色性と指向性を向上させている。
The features of this embodiment are as follows. The secondary electrons emitted from the mask 217 have a wide energy distribution and a wide emission angle,
It is not a good idea to incorporate it directly into the projection optical system 216. Therefore, by applying a bias voltage to the mask, the emitted secondary electrons are uniformly accelerated to a sufficient energy,
The ratio of the energy distribution to the total energy is made small and the ratio of the momentum in the mask horizontal direction to the momentum in the mask vertical direction is made sufficiently small to improve the apparent monochromaticity and directivity.

【0092】さらにアパーチャ227a´、227b´を配置
し、余分な電子を切り落とすとともに、かかるアパーチ
ャにも電圧を印可して、引き出し電界を増加させてい
る。実際の露光(転写)の際には、マスク217 と被露光
基板219 がアライメントされた状態で同期して移動し、
細長い帯状の露光(転写)領域が走査される事により、
被露光(転写)領域全体へ露光(転写)が行われる。
Further, apertures 227a 'and 227b' are arranged to cut off excess electrons, and a voltage is applied to the apertures to increase the extraction electric field. During the actual exposure (transfer), the mask 217 and the substrate 219 to be exposed move in synchronization with each other,
By scanning the strip-shaped exposure (transfer) area,
Exposure (transfer) is performed on the entire exposed (transfer) area.

【0093】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ことはない。上記実施形態にとどまらず、マスク材料と
して使用する物質、マスク製造工程に関して、種々の変
形が可能である。非反射領域を形成する物質として、A
l、Ta、Ti、Cr、Ge、Ga、In等の物質やその化合物等、
各種の金属や半導体を用いる事が可能であり、マスク基
板としてもSi以外にもGe等を用いることが出来る。さら
に、本発明は荷電粒子として電子に限らずイオン等を用
いる事も可能である。その他、本発明の趣旨を逸脱しな
い範囲で種々変形して実施可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment. In addition to the above-described embodiment, various modifications can be made regarding the substance used as the mask material and the mask manufacturing process. As a substance that forms the non-reflective area, A
l, Ta, Ti, Cr, Ge, Ga, In and other substances and their compounds,
Various metals and semiconductors can be used, and Ge or the like can be used as the mask substrate in addition to Si. Further, in the present invention, not only electrons but also ions or the like can be used as the charged particles. In addition, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0094】[0094]

【発明の効果】本発明により、高効率の荷電粒子ビーム
露光マスクの提供が可能となり、光源の強度を極度に大
きくすることなく、十分なスループットの露光を、高精
度で行うことが可能となる。
According to the present invention, it is possible to provide a highly efficient charged particle beam exposure mask, and it is possible to perform exposure with a sufficient throughput with high accuracy without extremely increasing the intensity of the light source. .

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

【図1】 本発明の第1の実施形態に係る露光マスクの
構成を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of an exposure mask according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の原理を説明する概略図。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the principle of the present invention.

【図3】 上記第1の実施形態に係る露光マスクの製造
方法を示す工程断面図。
FIG. 3 is a process sectional view showing the method of manufacturing the exposure mask according to the first embodiment.

【図4】 本発明の第2の実施形態に係る露光マスクの
製造方法を示す工程断面図。
FIG. 4 is a process sectional view showing the method of manufacturing the exposure mask according to the second embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の第3の実施形態に係る露光マスクの
製造方法を示す工程断面図。
FIG. 5 is a process sectional view showing the method of manufacturing the exposure mask according to the third embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の第4の実施形態に係る露光マスクの
製造方法を示す工程断面図。
FIG. 6 is a process sectional view showing the method of manufacturing the exposure mask according to the fourth embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の第5の実施形態に係る露光マスクの
製造方法を示す工程断面図。
FIG. 7 is a process sectional view showing the method of manufacturing the exposure mask according to the fifth embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の第6の実施形態に係る露光マスクの
製造方法を示す工程断面図。
FIG. 8 is a process sectional view showing the method of manufacturing the exposure mask according to the sixth embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の露光方法で用いられる露光装置の構
成断面図。
FIG. 9 is a sectional view showing the arrangement of an exposure apparatus used in the exposure method of the present invention.

【図10】 二次電子放出効率を示す特性図。FIG. 10 is a characteristic diagram showing secondary electron emission efficiency.

【図11】 本発明の第8の実施形態に係る露光マスク
の構成を示す断面図。
FIG. 11 is a sectional view showing the arrangement of an exposure mask according to the eighth embodiment of the present invention.

【図12】 上記第8の実施形態に係る露光マスクの製
造方法を示す工程断面図。
FIG. 12 is a process sectional view showing the method of manufacturing the exposure mask according to the eighth embodiment.

【図13】 本発明の第9の実施形態に係る露光マスク
の製造方法を示す工程断面図。
FIG. 13 is a process sectional view showing the method of manufacturing the exposure mask according to the ninth embodiment of the present invention.

【図14】 本発明の第10の実施形態に係る露光マス
クの製造方法を示す工程断面図。
FIG. 14 is a process sectional view showing the method of manufacturing the exposure mask according to the tenth embodiment of the present invention.

【図15】 本発明の第11の実施形態に係る露光マス
クの製造方法を示す工程断面図。
FIG. 15 is a process sectional view showing the method of manufacturing the exposure mask according to the eleventh embodiment of the present invention.

【図16】 本発明の露光方法で用いられる他の露光装
置の構成断面図。
FIG. 16 is a sectional view showing the arrangement of another exposure apparatus used in the exposure method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

201 …基板 202 …マスクパターン 203 …レジスト 204 …タングステン 205 …SiO2 膜 206 …アモルファス化した領域 207 …アモルファス・シリコン 208 …不純物のドープされた領域 209 …単結晶化した領域 210 …選択エピタキシャル成長した領域 211 …BeCu 212 …BeO 213 …多結晶シリコン 214 …光源 215 …照明光学系 216 …投影光学系 217 …マスク 218 …マスクステージ 219 …被露光基板 220 …被露光基板ステージ 221 …制御系 222 …マスクステージ制御系 223 …被露光基板ステージ制御系 224 …マスク側アライメント機構 225 …被露光基板側アライメント機構 226a、b …アライメントレンズ 227a、b 、227a´、b ´…アパーチャ201 ... Substrate 202 ... Mask pattern 203 ... Resist 204 ... Tungsten 205 ... SiO 2 film 206 ... Amorphized region 207 ... Amorphous silicon 208 ... Impurity doped region 209 ... Single crystallized region 210 ... Selective epitaxial growth region 211 ... BeCu 212 ... BeO 213 ... Polycrystalline silicon 214 ... Light source 215 ... Illumination optical system 216 ... Projection optical system 217 ... Mask 218 ... Mask stage 219 ... Exposure substrate 220 ... Exposure substrate stage 221 ... Control system 222 ... Mask stage Control system 223 ... Exposed substrate stage control system 224 ... Mask side alignment mechanism 225 ... Exposed substrate side alignment mechanism 226a, b ... Alignment lens 227a, b, 227a ', b' ... Aperture

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−229836(JP,A) 特開 昭61−216323(JP,A) 特開 昭53−54974(JP,A) 特開 昭53−29080(JP,A) 特開 平11−160495(JP,A) 特開 平8−213305(JP,A) 特開 平4−137519(JP,A) 特開 平4−116916(JP,A) 特開 平3−101214(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 G03F 1/16 G03F 7/20 H01J 37/305 Continuation of the front page (56) Reference JP 62-229836 (JP, A) JP 61-216323 (JP, A) JP 53-54974 (JP, A) JP 53-29080 (JP) , A) JP 11-160495 (JP, A) JP 8-213305 (JP, A) JP 4-137519 (JP, A) JP 4-116916 (JP, A) JP 3-101214 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 G03F 1/16 G03F 7/20 H01J 37/305

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光源から出射した荷電粒子ビームが照射さ
れ、この照射により得られる荷電粒子ビームが被露光基
板に照射される反射型の荷電粒子ビーム露光マスクであ
って、所望のパターン部分が実質的に単結晶により構成
されており、前記所望のパターン部分以外は、前記荷電
粒子ビームに対して前記所望のパターン部分よりも反射
率が低い材料から構成されていることを特徴とする荷電
粒子ビーム露光マスク。
1. A reflective charged particle beam exposure mask in which a charged particle beam emitted from a light source is irradiated and the charged particle beam obtained by this irradiation is irradiated to a substrate to be exposed, wherein a desired pattern portion is substantially formed. Is composed of a single crystal, and except for the desired pattern portion, the charged
Reflects the particle beam more than the desired pattern
A charged particle beam exposure mask, characterized in that it is composed of a material having a low rate .
【請求項2】前記所望のパターン部分以外は非晶質材料
から構成されることを特徴とする請求項1に記載の荷電
粒子ビーム露光マスク。
2. The charged particle beam exposure mask according to claim 1, wherein a portion other than the desired pattern portion is made of an amorphous material.
【請求項3】前記非晶質材料は非晶質半導体からなり、
導電性不純物を含むことを特徴とする請求項2に記載の
荷電粒子ビーム露光マスク。
3. The amorphous material comprises an amorphous semiconductor,
The charged particle beam exposure mask according to claim 2, comprising a conductive impurity.
【請求項4】前記非晶質材料はシリコン酸化物からなる
ことを特徴とする請求項2に記載の荷電粒子ビーム露光
マスク。
4. The charged particle beam exposure mask according to claim 2, wherein the amorphous material is made of silicon oxide.
【請求項5】前記所望のパターン部分は半導体単結晶基
板からなることを特徴とする請求項1乃至4に記載の荷
電粒子ビーム露光マスク。
Wherein said desired pattern portion charged particle beam exposure mask according to claim 1 to 4, characterized in that it consists of a semiconductor single crystal substrate.
【請求項6】前記半導体単結晶基板はシリコン、ゲルマ
ニウム、又はシリコンゲルマニウムからなることを特徴
とする請求項5に記載の荷電粒子ビーム露光マスク。
6. The charged particle beam exposure mask according to claim 5, wherein the semiconductor single crystal substrate is made of silicon, germanium, or silicon germanium.
【請求項7】光源から出射した荷電粒子ビームを請求項
1の反射型の荷電粒子ビーム露光マスクに照射し、この
照射により得られる荷電粒子ビームを被露光基板に照射
する露光方法であって、前記露光マスクに照射する荷電
粒子ビームと前記露光マスクの実質的に単結晶の部分と
がブラッグ条件を満たすようにすることを特徴とする露
光方法。
7. An exposure method in which a charged particle beam emitted from a light source is applied to the reflective charged particle beam exposure mask of claim 1, and the charged particle beam obtained by this irradiation is applied to a substrate to be exposed. An exposure method, wherein the charged particle beam with which the exposure mask is irradiated and a substantially single crystal portion of the exposure mask satisfy a Bragg condition.
【請求項8】前記露光マスクに入射する荷電粒子ビーム
のエネルギー、入射角度、出射角度、マスク姿勢の少な
くとも一つを制御することにより、前記ブラッグ条件を
満たすようにすることを特徴とする請求項7に記載の露
光方法。
8. The Bragg condition is satisfied by controlling at least one of energy, incident angle, emission angle, and mask attitude of a charged particle beam incident on the exposure mask. 7. The exposure method according to 7 .
【請求項9】アパーチャを用いて不要な荷電粒子ビーム
の少なくとも一部を除去することを特徴とする請求項
記載の露光方法。
Claim 7, wherein removing at least a portion of unnecessary charged particle beam using a 9. aperture
The exposure method according to.
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