JP3532691B2 - Method of manufacturing aperture, mold for manufacturing aperture, and method of manufacturing the same - Google Patents

Method of manufacturing aperture, mold for manufacturing aperture, and method of manufacturing the same

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JP3532691B2 JP06137896A JP6137896A JP3532691B2 JP 3532691 B2 JP3532691 B2 JP 3532691B2 JP 06137896 A JP06137896 A JP 06137896A JP 6137896 A JP6137896 A JP 6137896A JP 3532691 B2 JP3532691 B2 JP 3532691B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、基板へのパターン描画
に用いられるビーム成形用のアパーチャの製作方法及び
このアパーチャを搭載したLSI製造装置、アパーチャ
製作のための鋳型及びその製造方法に関わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an aperture for beam shaping used for drawing a pattern on a substrate, an LSI manufacturing apparatus equipped with this aperture, a mold for manufacturing the aperture and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSI製造装置、例えば電子ビーム露光
装置のビーム成形用のアパーチャとしては、従来、Pt
やTa等の重金属薄板を機械加工(打ち抜き成形)した
ものが用いられてきた。しかし、これらのアパーチャは
機械加工のため、十分な加工精度が得られないという問
題があった。
2. Description of the Related Art As an aperture for forming a beam in an LSI manufacturing apparatus, for example, an electron beam exposure apparatus, Pt is conventionally used.
A heavy metal thin plate such as or Ta machined (punched and formed) has been used. However, since these apertures are machined, there is a problem that sufficient machining accuracy cannot be obtained.

【0003】また、LSI製造装置の高精度化に対応す
るため、アパーチャの加工精度を向上させる目的とする
リソグラフィ技術を応用したアパーチャの製作方法が、
近年開発されている。Si基板上に設けたSi薄膜をエ
ッチング加工して成形したものや、Si基板上にリフト
オフの手法によってAu薄膜をパターニングして成形し
たもの等がその例である。Au薄膜を用いてアパーチャ
パターンを形成する方法は、アパーチャに用いるAu薄
膜の厚さを、Si薄膜の場合と比較して薄くすることが
できるため、加工精度の向上が容易であるという利点を
持つ。
Further, in order to cope with the high precision of the LSI manufacturing apparatus, there is a method of manufacturing an aperture applying a lithography technique for the purpose of improving the processing accuracy of the aperture.
It has been developed in recent years. Examples thereof include those formed by etching a Si thin film provided on a Si substrate, those formed by patterning an Au thin film on a Si substrate by a lift-off method, and the like. The method of forming the aperture pattern using the Au thin film has an advantage that the processing accuracy can be easily improved because the thickness of the Au thin film used for the aperture can be made thinner than that of the Si thin film. .

【0004】このようなAuアパーチャは、従来、以下
のような工程で製作されていた。ここでは、Si単結晶
基板上に設けた厚膜レジスト等を鋳型として、Auメッ
キによってアパーチャパターンを形成するという方法を
例にして説明する。
Conventionally, such an Au aperture has been manufactured by the following steps. Here, a method of forming an aperture pattern by Au plating using a thick film resist or the like provided on a Si single crystal substrate as a template will be described as an example.

【0005】ビーム成形アパーチャを搭載する電子ビー
ム露光装置の加速電圧が50keVであるとする。50
keVの電子ビームの、Au(バルク:Au全般)に対
する最大飛程は3.7μmである。一方、電解メッキ法
によって成膜したAu膜の密度は、バルクの95%以上
にすることができる。したがって、アパーチャとして用
いるAu薄膜の厚さは、4μm程度あれば十分である。
この場合、Auメッキのための鋳型の厚さは、5μm程
度にすればよい。この鋳型としては、電子ビーム用のポ
ジ型レジスト、例えばPMMA(ポリメタクリル酸メチ
ル)レジストを用いることができる。
It is assumed that the acceleration voltage of the electron beam exposure apparatus equipped with the beam shaping aperture is 50 keV. Fifty
The maximum range of the keV electron beam for Au (bulk: Au in general) is 3.7 μm. On the other hand, the density of the Au film formed by the electrolytic plating method can be 95% or more of the bulk. Therefore, it is sufficient that the Au thin film used as the aperture has a thickness of about 4 μm.
In this case, the thickness of the mold for Au plating may be about 5 μm. As the template, a positive resist for electron beam, for example, PMMA (polymethylmethacrylate) resist can be used.

【0006】Auアパーチャの製作プロセスを簡単に説
明する。Si単結晶の基板に、メッキの下地となるPd
等を成膜し、次いでレジスト膜を厚さ5μmで塗布し、
ベーキングする。その後、電子ビーム露光装置を用いて
鋳型となるパターンを描画する。その後、レジストを現
像してレジスト鋳型を形成する。次に、電解メッキ法に
よって、このレジスト鋳型が形成された基板上にAu薄
膜を成膜する。その後、鋳型を除去し、基板裏面からK
OH(水酸化カリウム)水溶液等による異方性エッチン
グの手法を用いて、基板にアパーチャを含む開口部を設
ける。
The manufacturing process of the Au aperture will be briefly described. Pd used as a base for plating on a Si single crystal substrate
Etc., and then apply a resist film with a thickness of 5 μm,
Bake. After that, a pattern serving as a template is drawn using an electron beam exposure apparatus. Then, the resist is developed to form a resist template. Next, an Au thin film is formed on the substrate on which the resist template is formed by electrolytic plating. After that, the mold is removed, and the K
An opening including an aperture is provided in the substrate by using an anisotropic etching method using an OH (potassium hydroxide) aqueous solution or the like.

【0007】図16(a)は典型的なアパーチャの構成
を示す平面図であり、図16(b)は図16(a)の16
a −16a 断面図である。ここで、例えば、アパーチャを
搭載するSi基板101 の外形L1 を10mm□とし、そ
の中心付近に設けたAu薄膜106 の厚さTを4μm、外
形L2 を1mm□とし、このAu薄膜106 に設けた矩型
開口(アパーチャ)の大きさL3 を200μm□とす
る。アパーチャ部分の基板101 の裏面は(111)面に
沿ったテーパ状の開孔が設けられる。
FIG. 16 (a) is a plan view showing the structure of a typical aperture, and FIG. 16 (b) is shown in FIG. 16 (a).
It is an a-16a sectional view. Here, for example, the outer shape L1 of the Si substrate 101 on which the aperture is mounted is set to 10 mm □, the thickness T of the Au thin film 106 provided near the center thereof is 4 μm, and the outer shape L2 is set to 1 mm □. The size L3 of the rectangular opening (aperture) is set to 200 μm □. The back surface of the substrate 101 in the aperture portion is provided with a tapered opening along the (111) plane.

【0008】上述のようなAuメッキ膜(アパーチャ)
をパターニングするための上記レジスト鋳型は従来、図
17(a),(b)のように構成されていた。基板101
上にメッキ下地102 が形成され、メッキ下地102 の上に
レジスト鋳型103 が形成されている。レジスト鋳型103
において、Auが成膜される1mm□のくぼみ領域の中
に、アパーチャ形成部を島状に残した構成になってい
る。この島状部分はアパーチャパターンとなる鋳型パタ
ーン104 であり、厚さ5μmで、一辺200μmの矩型
になる。
Au plating film (aperture) as described above
Conventionally, the resist mold for patterning is formed as shown in FIGS. 17 (a) and 17 (b). Board 101
A plating base 102 is formed on top, and a resist mold 103 is formed on the plating base 102. Resist mold 103
In the above, the structure is such that the aperture forming portion is left in an island shape in the 1 mm square recessed region where Au is deposited. This island-shaped portion is a mold pattern 104 serving as an aperture pattern, and has a thickness of 5 μm and a rectangular shape with a side of 200 μm.

【0009】しかし、上記レジスト鋳型103 が、上述の
ような厚さ、大きさになると、鋳型パターン104 が自ら
の応力によって変形する場合がある。この応力は、引っ
張り応力であるため、特に矩型の角部分がめくれ上がっ
たり、変形したりする。さらに、メッキ時においても、
メッキ膜の応力によって鋳型が変形するという問題が生
じる。鋳型パターン104 の形状精度は、アパーチャの形
状精度に直接反映するので、これは大きな問題になる。
However, when the resist mold 103 has the above-mentioned thickness and size, the mold pattern 104 may be deformed by its own stress. Since this stress is a tensile stress, the rectangular corners in particular turn up or deform. Furthermore, even during plating
There is a problem that the mold is deformed by the stress of the plating film. This is a big problem because the shape accuracy of the mold pattern 104 directly reflects the shape accuracy of the aperture.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】このように従来では、
高精度化が要求されるLSI製造装置に用いられるアパ
ーチャの十分な加工精度が得られないという問題があっ
た。この発明は上記のような事情を考慮してなされたも
のであり、その目的は、より高精度のアパーチャの製作
方法及びこのアパーチャを搭載したLSI製造装置、ア
パーチャ製作のための鋳型及びその製造方法を提供する
ことにある。
As described above, in the prior art,
There has been a problem that sufficient processing accuracy of an aperture used in an LSI manufacturing apparatus that requires high accuracy cannot be obtained. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is a method of manufacturing an aperture with higher accuracy, an LSI manufacturing apparatus equipped with this aperture, a mold for manufacturing the aperture, and a method of manufacturing the same. To provide.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明のアパーチャの
製作方法は、代表的な第1の特徴として、基板上に鋳型
を形成しメッキ法によって薄膜を成膜する工程を含むア
パーチャの製作において、アパーチャ形成部の側壁に対
応する鋳型側の島状のパターンに関し、内側に側壁を伴
う入れ子状のパターンを有した鋳型を用いて前記アパー
チャを形成することを特徴とする。
As a typical first feature of the method of manufacturing an aperture of the present invention, in manufacturing an aperture including a step of forming a mold on a substrate and forming a thin film by a plating method, Regarding the island-shaped pattern on the mold side corresponding to the side wall of the aperture forming part, the aperture is formed using a mold having a nested pattern with a side wall inside.

【0012】上記アパーチャの製作方法のさらなる特徴
を以下(1)〜(3)に示す。 (1) 基板上に電子ビーム露光により鋳型を形成しメ
ッキ法によって薄膜を成膜する工程を含むアパーチャの
製作において、アパーチャ形成部の側壁に対応する鋳型
側の島状のパターンに関し、内側に側壁を伴う入れ子状
のパターンを有し、かつ前記島状のパターンのエッジと
前記入れ子状のパターンのエッジとの距離を前記電子ビ
ームによる前記基板からの後方散乱の半径よりも長くし
た鋳型を形成する工程と、前記鋳型内の前記基板上に金
属膜を成膜する工程と、前記鋳型を除去する工程と、前
記金属膜が形成された前記基板の裏面から所定領域をエ
ッチングして開口部を形成する工程とを具備したことを
特徴とする。 (2) 基板上に電子ビーム露光により鋳型を形成しメ
ッキ法によって薄膜を成膜する工程を含むアパーチャの
製作において、前記鋳型の形成では前記電子ビームの加
速電圧が前記アパーチャを使用するLSI製造装置に用
いられる電子ビームの加速電圧に比べて等しいかまたは
それより大きく、アパーチャ形成部の側壁に対応する鋳
型側の島状のパターンに関し、内側に側壁を伴う入れ子
状のパターンを有し、かつ前記島状のパターンのエッジ
と前記入れ子状のパターンのエッジとの距離を前記電子
ビームによる前記基板からの後方散乱の半径よりも長く
した鋳型を形成する工程と、前記鋳型内の前記基板上に
金属膜を成膜する工程と、前記鋳型を除去する工程と、
前記金属膜が形成された前記基板の裏面から所定領域を
エッチングして開口部を形成する工程とを具備したこと
を特徴とする。 (3) このようなアパーチャの製作方法において、前
記アパーチャが加速電圧50kVを越える電子ビームを
扱うLSI製造装置に用いるのに対応して前記鋳型はX
線露光法により形成することを特徴とする。
Further features of the method for manufacturing the above-mentioned aperture are shown in (1) to (3) below. (1) In manufacturing an aperture including a step of forming a mold on a substrate by electron beam exposure and forming a thin film by a plating method, regarding the island-shaped pattern on the mold side corresponding to the side wall of the aperture forming part, the side wall on the inside Forming a mold having a nested pattern with the distance between the edge of the island pattern and the edge of the nested pattern longer than the radius of backscattering from the substrate by the electron beam. A step of forming a metal film on the substrate in the mold, a step of removing the mold, and etching a predetermined region from the back surface of the substrate on which the metal film is formed to form an opening. And a step of performing. (2) In manufacturing an aperture including a step of forming a mold on a substrate by electron beam exposure and forming a thin film by a plating method, in the formation of the mold, an LSI manufacturing apparatus in which the acceleration voltage of the electron beam uses the aperture. The island-shaped pattern on the mold side corresponding to the side wall of the aperture forming part, which is equal to or larger than the accelerating voltage of the electron beam used for, and has a nested pattern with side walls on the inside, and Forming a mold in which the distance between the edge of the island-shaped pattern and the edge of the nested pattern is longer than the radius of backscattering from the substrate by the electron beam; and a metal on the substrate in the mold. A step of forming a film, a step of removing the template,
And etching a predetermined region from the back surface of the substrate on which the metal film is formed to form an opening. (3) In such a method of manufacturing an aperture, the mold is made of X-type in order to be used in an LSI manufacturing apparatus that handles an electron beam whose acceleration voltage exceeds 50 kV.
It is characterized by being formed by a line exposure method.

【0013】この発明のアパーチャの製作方法は、代表
的な第2の特徴として、荷電粒子ビームあるいはエネル
ギー線を扱うLSI製造装置用のアパーチャの製作にお
いて、製作工程に集束イオンビーム(FIB)によるア
パーチャパターンの修正工程を含むことを特徴とする。
A second characteristic of the method for manufacturing an aperture according to the present invention is, as a typical second feature, in manufacturing an aperture for an LSI manufacturing apparatus that handles a charged particle beam or energy rays, an aperture by a focused ion beam (FIB) is used in the manufacturing process. The method is characterized by including a step of correcting the pattern.

【0014】上記アパーチャの製作方法のさらなる特徴
を以下(1)〜(7)に示す。 (1) 上記FIBによるアパーチャパターンの修正工
程において、集束イオンビームのビーム径がアパーチャ
に要求されている寸法精度と同程度か、あるいはさらに
小さいことを特徴とする。 (2) 上記FIBによるアパーチャパターンの修正工
程が、上記アパーチャパターン形成のための鋳型の所定
部分をエッチングする工程であることを特徴とする。 (3) 上記FIBによるアパーチャパターンの修正工
程が、前記アパーチャパターン形成のための鋳型の所定
部分へ付加的に成膜を行う工程であることを特徴とす
る。 (4) 上記アパーチャパターンの修正工程における前
記鋳型の所定部分へ付加的に成膜を行う物質がカーボ
ン、またはハイドロカーボンであることを特徴とする。 (5) 上記FIBによるアパーチャパターンの修正工
程が、アパーチャを形成している薄膜のアパーチャパタ
ーンのエッジ部分をエッチングする工程であることを特
徴とする。 (6) FIBによるアパーチャパターンの修正工程
が、アパーチャを形成している薄膜のアパーチャパター
ンのエッジ部分に付加的に成膜を行う工程であることを
特徴とする。 (7) アパーチャを形成する薄膜に付加的に成膜する
物質が、この薄膜と同じ物質であるか、もしくはこの物
質を含む合金であること、あるいはMo、Pd、Ag、
Ta、W、Re、Pt、Auのうちの1つ、もしくはこ
れらを含む合金であることを特徴とする。
Further features of the manufacturing method of the above-mentioned aperture are shown in (1) to (7) below. (1) In the step of correcting the aperture pattern by the FIB, the beam diameter of the focused ion beam is equal to or smaller than the dimensional accuracy required for the aperture. (2) The step of correcting the aperture pattern by the FIB is a step of etching a predetermined portion of the mold for forming the aperture pattern. (3) The step of correcting the aperture pattern by the FIB is a step of additionally forming a film on a predetermined portion of the mold for forming the aperture pattern. (4) The substance for forming a film additionally on a predetermined portion of the mold in the step of correcting the aperture pattern is carbon or hydrocarbon. (5) The step of correcting the aperture pattern by the FIB is a step of etching an edge portion of the aperture pattern of the thin film forming the aperture. (6) The FIB aperture pattern repairing step is a step of additionally forming a film on the edge portion of the aperture pattern of the thin film forming the aperture. (7) The substance additionally formed on the thin film forming the aperture is the same substance as this thin film or an alloy containing this substance, or Mo, Pd, Ag,
It is characterized by being one of Ta, W, Re, Pt, and Au, or an alloy containing these.

【0015】この発明のアパーチャの製作のための鋳型
は、代表的な特徴として、アパーチャ形成部の側壁に対
応する島状の鋳型パターンに関し、前記鋳型パターンの
内側に側壁を伴うパターンを有することを特徴とする。
As a typical feature, the mold for manufacturing the aperture of the present invention relates to an island-shaped mold pattern corresponding to the side wall of the aperture forming portion, and has a pattern with a side wall inside the mold pattern. Characterize.

【0016】この発明のアパーチャ製作のための鋳型の
製造方法は、代表的な特徴として、アパーチャ形成部の
側壁に対応する島状の鋳型パターンを板上に形成する
際、前記島状の鋳型パターンの内側に側壁を伴う入れ子
状のパターンを同時に電子ビーム露光により形成する工
程を具備し、前記島状のパターンのエッジと前記入れ子
状のパターンのエッジとの距離を前記電子ビームによる
前記基板からの後方散乱の半径よりも長くすることを特
徴とする。
A typical feature of the method of manufacturing a mold for manufacturing an aperture of the present invention is that when forming an island-shaped mold pattern corresponding to a side wall of an aperture forming portion on a plate, the island-shaped mold pattern is formed. A step of simultaneously forming a nested pattern with a side wall inside the substrate by electron beam exposure, wherein the distance between the edge of the island pattern and the edge of the nested pattern is determined from the substrate by the electron beam. It is characterized by making it longer than the radius of backscattering.

【0017】この発明によれば、以下のような作用を伴
う。上記アパーチャの製作方法の代表的な第1の特徴を
適用することによって、鋳型側の島状パターン面積は小
さくなり、鋳型の角部分やエッジ部分における応力の影
響を緩和させる。また、メッキの際に、鋳型の島状のパ
ターンの外側だけでなく、内側にもメッキ膜が成膜され
る。そのため、外側と内側とで、メッキ膜の応力をキャ
ンセルさせることができ、島状パターンの鋳型変形が小
さく抑えられる。鋳型の形状精度はアパーチャの形状精
度に直接反映することから、高精度なアパーチャの加工
を実現する。
According to the present invention, the following actions are involved. By applying the first typical feature of the above-described aperture manufacturing method, the area of the island-shaped pattern on the mold side is reduced, and the influence of stress on the corners and edges of the mold is reduced. Further, during plating, a plating film is formed not only on the outside of the island pattern of the mold but also on the inside. Therefore, the stress of the plating film can be canceled on the outer side and the inner side, and the mold deformation of the island pattern can be suppressed to be small. Since the shape accuracy of the mold is directly reflected on the shape accuracy of the aperture, highly accurate aperture processing is realized.

【0018】また、上記アパーチャの製作方法の代表的
な第2の特徴を適用することによって、アパーチャの一
部分を選択的に高精度化できると共に、アパーチャ形成
の多様な加工に適応する。
Further, by applying the second typical feature of the method of manufacturing the aperture, it is possible to selectively improve the precision of a part of the aperture and to adapt to various processing for forming the aperture.

【0019】また、上記アパーチャの製作のための鋳型
を適用すれば、鋳型側の島状パターン面積が小さくな
る。応力の総和は、膜の長さ(大きさ)に比例するの
で、パターン面積を小さくすることによって、厚膜レジ
スト(鋳型)の角部分やエッジ部分における応力の影響
を緩和させる。
If a mold for manufacturing the above-mentioned aperture is applied, the area of the island-shaped pattern on the mold side becomes small. Since the total stress is proportional to the length (size) of the film, reducing the pattern area reduces the influence of stress on the corners and edges of the thick film resist (mold).

【0020】また、上記アパーチャの製作のための鋳型
の製造方法を適用すれば、近接効果による電子ビームの
基板からの後方散乱の影響を低減する。垂直なエッジプ
ロファイルを実現する。
Further, if the method of manufacturing the mold for manufacturing the aperture is applied, the influence of backscattering of the electron beam from the substrate due to the proximity effect is reduced. Achieve a vertical edge profile.

【0021】また、本発明は、以上のような特徴を持つ
高精度のアパーチャを搭載したLSI製造装置を提供す
る。このことは、描画パターンの応用範囲を広げること
になり、超LSI製造のさらなる飛躍に寄与する。
The present invention also provides an LSI manufacturing apparatus equipped with a high-precision aperture having the above characteristics. This expands the application range of the drawing pattern and contributes to a further leap in VLSI manufacturing.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】図1(a),(b)はそれぞれこ
の発明の第1の実施形態に係るビーム成形アパーチャの
製作方法の特徴となる工程途中を示す平面図及び断面投
影図である。基板11上にレジスト鋳型13を形成する。基
板11とレジスト鋳型13の間にはメッキ下地12が形成され
る。このレジスト鋳型13にはアパーチャ形成部の側壁に
対応する鋳型側の島状のパターン(鋳型パターン)14が
形成される。この島状のパターン14に関し、内側に側壁
を伴う入れ子状のパターン(ダミーパターン)15を有し
ている。このようなレジスト鋳型13を用いてメッキ法に
よってAu薄膜16を成膜する。鋳型パターン14のエッジ
(島状のパターン外側のエッジ)とダミーパターン15の
エッジ(島状のパターン内側のエッジ)との距離はΔL
とする。
1 (a) and 1 (b) are respectively a plan view and a sectional projection view showing a process step which is a feature of a method of manufacturing a beam shaping aperture according to a first embodiment of the present invention. . A resist mold 13 is formed on the substrate 11. A plating base 12 is formed between the substrate 11 and the resist mold 13. On this resist mold 13, an island-shaped pattern (mold pattern) 14 on the mold side corresponding to the side wall of the aperture forming portion is formed. With respect to the island-shaped pattern 14, a nested pattern (dummy pattern) 15 with a side wall is provided inside. An Au thin film 16 is formed by a plating method using such a resist template 13. The distance between the edge of the mold pattern 14 (the outer edge of the island pattern) and the edge of the dummy pattern 15 (the inner edge of the island pattern) is ΔL.
And

【0023】このようなダミーパターン15を設けること
によって、厚膜レジストの鋳型パターン14のパターン面
積が小さくなる。応力の総和は、膜の長さ(大きさ)に
比例するので、パターン面積を小さくすることによっ
て、鋳型パターン14を構成する厚膜レジストの角部分や
エッジ部分における応力の影響を緩和させることができ
る。その結果、応力による鋳型の変形を小さくすること
ができ、アパーチャの仕上がり時の寸法精度を向上させ
ることができる。
By providing such a dummy pattern 15, the pattern area of the thick film resist mold pattern 14 is reduced. Since the total stress is proportional to the length (size) of the film, reducing the pattern area can alleviate the effect of stress on the corners and edges of the thick film resist forming the mold pattern 14. it can. As a result, the deformation of the mold due to stress can be reduced, and the dimensional accuracy at the time of finishing the aperture can be improved.

【0024】また、このようなダミーパターン15を設け
れば、メッキの際に、鋳型パターン14の外側だけでな
く、内側にもメッキ膜(Au薄膜16)が成膜される。そ
のため、外側と内側とで、メッキ膜の応力を相殺させる
ことができ、アパーチャ形成のための鋳型パターン14の
変形が小さく抑えられる。従って、この点からもアパー
チャの寸法精度を向上させることができる。なお、この
場合、鋳型パターン14の内側のダミーパターン15の領域
内に形成されたメッキ膜(Au薄膜16)は、基板裏面か
ら開孔を設ける工程の際に脱落するので、アパーチャの
完成時には残らない。
If such a dummy pattern 15 is provided, a plating film (Au thin film 16) is formed not only on the outside of the mold pattern 14 but also on the inside thereof during plating. Therefore, the stress of the plating film can be canceled between the outer side and the inner side, and the deformation of the mold pattern 14 for forming the aperture can be suppressed to be small. Therefore, also from this point, the dimensional accuracy of the aperture can be improved. In this case, since the plating film (Au thin film 16) formed in the area of the dummy pattern 15 inside the mold pattern 14 falls off from the back surface of the substrate during the step of forming the opening, it remains when the aperture is completed. Absent.

【0025】上述のような鋳型を用いたアパーチャの製
作方法を、さらに詳しく説明する。図2(a)〜(e)
は、それぞれ上記図1で説明したアパーチャの製作方法
を工程順に示す断面図である。図2(a)に示すよう
に、主表面の面方位[100]のシリコン単結晶の基板
11の両面に、シリコン窒化膜(SiN)をLPCVD
(減圧CVD法)で150nm成膜する。次に、基板主
表面にチタン(Ti)を100nm、引き続いてパラジ
ウム(Pd)を50nm、スパッタリング法によって連
続的に成膜する。これにより、基板11主表面上にはメッ
キ下地12が構成される。
The method for manufacturing the aperture using the above mold will be described in more detail. 2 (a) to (e)
3A to 3C are cross-sectional views showing a method of manufacturing the aperture described in FIG. 1 in the order of steps. As shown in FIG. 2A, a silicon single crystal substrate having a main surface with a plane orientation of [100]
LPCVD of silicon nitride film (SiN) on both sides of 11
A 150 nm film is formed by (reduced pressure CVD method). Next, titanium (Ti) having a thickness of 100 nm and then palladium (Pd) having a thickness of 50 nm are continuously formed on the main surface of the substrate by a sputtering method. As a result, the plating base 12 is formed on the main surface of the substrate 11.

【0026】次に、図2(b)に示すように、PMMA
(ポリメタクリル酸メチル)レジストを厚さ4.3μm
で塗布する。次に、加速電圧50kVの電子ビーム露光
装置を用いて、上述のようにアパーチャのための鋳型パ
ターン14とダミーパターン15とを露光する。次に、例え
ば酢酸イソペンチル等の現像液によってレジスト鋳型13
の現像を行う。次に、現像によって露出したパラジウム
(Pd)の表面に、まだ残っているレジスト残膜を除去
するために、RIE処理を行う。この工程によって、メ
ッキ下地として用いるパラジウムの層とメッキするAu
の層との密着性を向上させることができる。次に、図2
(c)に示すように、電解メッキ法を用いて、Au薄膜
16を厚さ4μm成膜する。
Next, as shown in FIG. 2 (b), PMMA
(Polymethylmethacrylate) resist thickness 4.3μm
Apply with. Next, the mold pattern 14 for the aperture and the dummy pattern 15 are exposed as described above using an electron beam exposure apparatus with an acceleration voltage of 50 kV. Next, the resist mold 13 is developed with a developing solution such as isopentyl acetate.
Development. Next, an RIE process is performed on the surface of the palladium (Pd) exposed by the development in order to remove the remaining resist residual film. By this process, the palladium layer used as the plating base and the Au plated
It is possible to improve the adhesion to the layer. Next, FIG.
As shown in (c), an Au thin film is formed by using an electroplating method.
16 is deposited to a thickness of 4 μm.

【0027】次に図2(d)に示すように、基板11裏面
にフォトレジスト17を塗布し、両面露光装置によって、
主表面上にあらかじめ設けられている図示しない位置合
わせ用マークを用い、アパーチャとなる部分に正確に合
わせて、開口パターンを露光する。基板11裏面のレジス
トを現像後、RIE(Reactive Ion Etching)によっ
て、シリコン窒化膜(SiN)をパターニングする。R
IEの条件としては、例えば、CHF3 :O2 =40:
20[sccm]、圧力60mTorr、パワー300
Wで、2分間である。
Next, as shown in FIG. 2 (d), a photoresist 17 is applied to the back surface of the substrate 11 and a double-sided exposure device is used.
The opening pattern is exposed by using a not-shown alignment mark provided in advance on the main surface and accurately aligning it with the portion to be the aperture. After developing the resist on the back surface of the substrate 11, the silicon nitride film (SiN) is patterned by RIE (Reactive Ion Etching). R
As the conditions of IE, for example, CHF 3 : O 2 = 40:
20 [sccm], pressure 60 mTorr, power 300
W for 2 minutes.

【0028】その後、濃度20w%、液温90℃のKO
H(水酸化カリウム)水溶液によって、シリコン基板を
エッチングする。この際、アパーチャパターンのある側
には、KOH水溶液が回り込まないような治具を用い
る。このエッチングでは、主表面側に設けられているシ
リコン窒化膜(SiN)がエッチングのストップ層にな
る。
Thereafter, KO having a concentration of 20 w% and a liquid temperature of 90 ° C.
The silicon substrate is etched with an aqueous solution of H (potassium hydroxide). At this time, a jig is used on the side having the aperture pattern so that the KOH aqueous solution does not wrap around. In this etching, the silicon nitride film (SiN) provided on the main surface side serves as an etching stop layer.

【0029】次に、基板11裏面に残っているシリコン窒
化膜、及びKOHエッチングのストップ層のシリコン窒
化膜のうち、露出しているものについて、CDE(Chem
icalDry Etching)によって除去する。CDEの条件と
しては、例えばCF4 :O2=100:100[scc
m]、RFパワー300Wとして、2分間である。
Next, of the silicon nitride film remaining on the back surface of the substrate 11 and the exposed silicon nitride film of the KOH etching stop layer, CDE (Chem
icalDry Etching). The CDE condition is, for example, CF 4 : O 2 = 100: 100 [scc
m] and RF power of 300 W for 2 minutes.

【0030】次に、アパーチャ部分を貫通させるため
に、フッ酸を用いてチタン層を除去し、さらに塩酸:硝
酸:酢酸=3:30:200の混合酸を用いてパラジウ
ム層を除去する。この段階で、ダミーパターン15内に成
膜されたAu膜が脱落する。次に、CDEによって、メ
ッキの鋳型となっていたレジスト鋳型13を除去する。C
DEの条件は、例えばCF4 :O2 =100:5[sc
cm]、RFパワー300Wとして、10分間である。
Next, in order to penetrate the aperture portion, the titanium layer is removed using hydrofluoric acid, and the palladium layer is removed using a mixed acid of hydrochloric acid: nitric acid: acetic acid = 3: 30: 200. At this stage, the Au film formed in the dummy pattern 15 falls off. Next, the resist mold 13 that was the plating mold is removed by CDE. C
The DE condition is, for example, CF 4 : O 2 = 100: 5 [sc
cm] and an RF power of 300 W for 10 minutes.

【0031】次に、図示しないが、硫酸・過酸化水素水
混合液を用いて基板の洗浄を行う。その後、真空蒸着装
置を用いて、基板両面に金をそれぞれ50nm成膜す
る。次に、ダイシングを行い、ホルダーに装着すれば、
アパーチャが完成する。
Next, although not shown, the substrate is washed with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide. After that, gold is deposited to 50 nm on both surfaces of the substrate using a vacuum vapor deposition device. Next, if you do dicing and attach it to the holder,
The aperture is completed.

【0032】上記第1の実施の形態で述べたメッキ用の
レジスト鋳型13の露光に、電子ビーム露光装置を用いる
場合、次の点に留意する。ダミーパターン15の露光に伴
う近接効果が、鋳型パターンの寸法精度を劣化させない
ように注意しなければならない。以下、この発明の第2
の実施形態として説明する。
When an electron beam exposure apparatus is used to expose the resist mold 13 for plating described in the first embodiment, the following points should be noted. Care must be taken that the proximity effect associated with the exposure of the dummy pattern 15 does not deteriorate the dimensional accuracy of the mold pattern. Hereinafter, the second aspect of the present invention
Will be described as an embodiment.

【0033】図3(a),(b)は、図1における鋳型
パターン14のエッジとダミーパターン15のエッジとの距
離ΔLを変えた時の鋳型パターンの寸法精度の比較を示
す断面図である。すなわち、図3(a)に示すように、
鋳型パターン14のエッジとダミーパターン15のエッジと
の距離ΔLが描画に用いる電子ビームの後方散乱半径β
bより短いΔL1 であるとき、ダミーパターン15の露光
時に生じる後方散乱電子によって、鋳型パターンが影響
を受ける(いわゆる近接効果)。鋳型パターン14のプロ
ファイルが逆テーパ形状となり、これにより、鋳型パタ
ーンは寸法誤差が許容できない程度にエッジプロファイ
ルが劣化する場合がある。
FIGS. 3A and 3B are sectional views showing a comparison of the dimensional accuracy of the mold pattern when the distance ΔL between the edge of the mold pattern 14 and the edge of the dummy pattern 15 in FIG. 1 is changed. . That is, as shown in FIG.
The distance ΔL between the edge of the template pattern 14 and the edge of the dummy pattern 15 is the backscattering radius β of the electron beam used for writing.
When ΔL1 is shorter than b, the template pattern is affected by the backscattered electrons generated during exposure of the dummy pattern 15 (so-called proximity effect). The profile of the mold pattern 14 has an inverse taper shape, which may deteriorate the edge profile of the mold pattern to an unacceptable dimensional error.

【0034】図3(b)に示すように、鋳型パターン14
のエッジとダミーパターン15のエッジとの距離ΔLが描
画に用いる電子ビームの後方散乱半径βbより長いΔL
2 であるとき、ダミーパターン15の露光時に生じる後方
散乱電子の影響(近接効果)は低減され、鋳型パターン
14のプロファイルは垂直に近くなり、寸法誤差を小さく
することができる。
As shown in FIG. 3B, the mold pattern 14
The distance ΔL between the edge of the dummy pattern 15 and the edge of the dummy pattern 15 is longer than the backscattering radius βb of the electron beam used for writing ΔL.
When 2, the influence of backscattered electrons (proximity effect) generated during exposure of the dummy pattern 15 is reduced, and
The 14 profiles are close to vertical, and the dimensional error can be reduced.

【0035】ここで、βbは、例えばSi基板に対して
は、 βb(μm)=0.4 Rs=1.25×10-20 1.7 …(1) ただし、Rsは、基板に対する電子ビームの飛程 E0 は、電子ビームのエネルギー(keV) と決めることができる(J.S.Greeneich,J.Vac.Sci.Tech
nol.16, PP.1749-1753,1979、及びこの中の参考文献を
参照)。従って、図1で示したΔLを、近接効果の影響
が無視できる程度の長さ、すなわち露光に用いる電子ビ
ームの後方散乱半径より長くする必要がある。
Here, βb is, for example, for a Si substrate, βb (μm) = 0.4 Rs = 1.25 × 10 −2 E 0 1.7 (1) where Rs is the range E of the electron beam with respect to the substrate. 0 can be determined as the electron beam energy (keV) (JSGreeneich, J.Vac.Sci.Tech
nol. 16, PP.1749-1753, 1979, and references therein). Therefore, it is necessary to make ΔL shown in FIG. 1 long enough to ignore the influence of the proximity effect, that is, longer than the backscattering radius of the electron beam used for exposure.

【0036】ところで、メッキ用の鋳型13の厚さが4μ
m以上である場合、これを描画するための電子ビーム露
光装置の加速電圧は、高い方がよい。もし、加速電圧が
十分に高くないと、電子ビームの前方散乱成分が多くな
り、鋳型パターン14のエッジプロファイルが劣化する。
厚さが4.3μmのレジスト鋳型の露光に、加速電圧が
50kV以上の電子ビーム露光装置を用いれば、エッジ
プロファイルの寸法誤差を0.8μm程度以下に抑える
ことができる(後述を参照)。
By the way, the thickness of the plating mold 13 is 4 μm.
When it is m or more, the acceleration voltage of the electron beam exposure apparatus for drawing the image is preferably high. If the acceleration voltage is not sufficiently high, the forward scattering component of the electron beam will increase and the edge profile of the mold pattern 14 will deteriorate.
If an electron beam exposure apparatus with an accelerating voltage of 50 kV or higher is used for exposing a resist mold having a thickness of 4.3 μm, the dimensional error of the edge profile can be suppressed to about 0.8 μm or less (see later).

【0037】そこで、図2で述べた鋳型13の露光に、加
速電圧が50kVの電子ビーム露光装置を用いるとすれ
ば、図1に示す、鋳型パターン14のエッジとダミーパタ
ーン15のエッジとの距離ΔLは、(1) 式を用いて、10
μm程度とすればよい。
Therefore, if an electron beam exposure apparatus with an accelerating voltage of 50 kV is used for the exposure of the mold 13 described in FIG. 2, the distance between the edge of the mold pattern 14 and the edge of the dummy pattern 15 shown in FIG. ΔL is 10 using the equation (1).
It may be about μm.

【0038】次に、第3の実施形態を説明する。上述の
ように鋳型13のような厚膜レジストを電子ビーム描画装
置で描画する場合、電子ビームのレジスト中での前方散
乱によって、レジストパターンのエッジプロファイルが
劣化する。例えば、PMMAレジストを用いた場合、エ
ッジプロファイルは、逆テーパ状や弧状になる。
Next, a third embodiment will be described. When a thick film resist such as the mold 13 is drawn by the electron beam drawing apparatus as described above, the edge profile of the resist pattern deteriorates due to the forward scattering of the electron beam in the resist. For example, when PMMA resist is used, the edge profile has an inverse taper shape or an arc shape.

【0039】レジスト中における電子ビームの前方散乱
半径βf(単位:オングストローム)は、例えば、Gree
neich の文献で述べられており、 βf=34.73Pe+5.47Pe2 、 …(2-1) となる。ただし、ここでPeは弾性散乱のイベント数
で、PMMAレジストに対しては、 Pe=413z0 (μm)/E0 (keV)、 …(2-2) となる(詳細は、J.S.Greeneich,J.Vac.Sci.Technol.1
6, PP.1749-1753, 1979、及びこの中の参考文献を参
照)。ただし、ここでz0 はPMMAレジストの膜厚、
0 は電子ビームのエネルギーである。
The forward scattering radius βf (unit: angstrom) of the electron beam in the resist is, for example, Gree.
As described in the neich reference, βf = 34.73Pe + 5.47Pe 2 , ... (2-1). However, here, Pe is the number of events of elastic scattering, and for a PMMA resist, Pe = 413z 0 (μm) / E 0 (keV), (2-2) (For details, see JS Greeneich, J. Vac.Sci.Technol.1
6, PP.1749-1753, 1979, and references therein). Here, z 0 is the film thickness of the PMMA resist,
E 0 is the energy of the electron beam.

【0040】(2-1) 式、(2-2) 式から計算した、PMM
Aレジスト中での電子ビームの前方散乱半径を図4に示
す。ここで、横軸はアパーチャを搭載する電子ビーム描
画装置の加速電圧E0 を示し、縦軸は前方散乱半径(前
方散乱をガウシアンで近似したときのFWHM(全幅半
値))を示している。図4中、実線はPMMAレジスト
を描画する描画装置の加速電圧(E00とする)が、アパ
ーチャを搭載する描画装置加速電圧E0 と同じ場合の、
PMMAレジスト中での前方散乱半径を示し、一方、破
線は、どのE0 に対しても(すなわち、どのPMMA膜
厚に対しても)、加速電圧E00=100kVの描画装置
でPMMAレジストを描画する場合の前方散乱半径を示
している。この計算において、PMMAレジストの膜厚
は、アパーチャを搭載する描画装置の電子ビームエネル
ギーの、Auに対する最大飛程に+15%のマージンを
考慮した値としている。
PMM calculated from equations (2-1) and (2-2)
The forward scattering radius of the electron beam in the A resist is shown in FIG. Here, the horizontal axis represents the acceleration voltage E 0 of the electron beam writing apparatus equipped with the aperture, and the vertical axis represents the forward scattering radius (FWHM (full width half maximum) when the forward scattering is approximated by Gaussian). In FIG. 4, a solid line indicates a case where the accelerating voltage ( denoted by E 00 ) of the lithographic apparatus for writing the PMMA resist is the same as the accelerating voltage E 0 of the lithographic apparatus equipped with the aperture.
The forward scattering radius in the PMMA resist is shown, while the broken line draws the PMMA resist with a drawing device having an acceleration voltage E 00 = 100 kV for any E 0 (that is, for any PMMA film thickness). This shows the forward scattering radius in the case of performing. In this calculation, the film thickness of the PMMA resist is set to a value in which a margin of + 15% is considered in the maximum range of the electron beam energy of the drawing apparatus equipped with the aperture with respect to Au.

【0041】例えば、アパーチャを搭載する描画装置の
加速電圧E0 を50kVとする。このアパーチャの製作
に用いられるPMMAレジストを描画する描画装置の加
速電圧EE00が50kVの場合には、PMMAレジスト
の膜厚は4.3μm必要であり、このPMMAレジスト
中での前方散乱半径は0.83μmとなる(図4中の実
線)。一方、E00が100kVの場合には、同前方散乱
半径は0.26μmとなる(図4中の破線)。
For example, the acceleration voltage E 0 of the drawing apparatus equipped with the aperture is set to 50 kV. When the accelerating voltage EE 00 of the drawing device for drawing the PMMA resist used for manufacturing this aperture is 50 kV, the film thickness of the PMMA resist is required to be 4.3 μm, and the forward scattering radius in this PMMA resist is 0. It becomes 0.83 μm (solid line in FIG. 4). On the other hand, when E 00 is 100 kV, the forward scattering radius is 0.26 μm (broken line in FIG. 4).

【0042】アパーチャのエッジプロファイルに要求さ
れる精度は、描画装置の縮小率と試料上で要求される精
度で大まかに決定できる。例えば、同縮小率を1/8
0、試料上での要求精度を0.01μmとすると、アパ
ーチャのエッジプロファイルに要求される精度は0.8
μmとなる。上述のように、E0 =E00=50kVの場
合には、PMMAレジスト中の前方散乱半径は0.83
μmであり、これはエッジプロファイルに要求されてい
る精度よりも若干悪くなる。従って、上述の要求精度を
満たすためには、E0 <E00となる加速電圧の描画装置
でレジストの描画を行う必要がある。例えば、E00=1
00kVとすると、上述のように前方散乱半径は0.2
6μmであり、縮小率1/80とすると、試料上では
0.0033μmとなる。これは、上述の要求精度0.
01μmに比べて十分に小さい。
The precision required for the edge profile of the aperture can be roughly determined by the reduction ratio of the drawing device and the precision required on the sample. For example, the reduction ratio is 1/8
0, and the required accuracy on the sample is 0.01 μm, the accuracy required for the edge profile of the aperture is 0.8
μm. As described above, when E 0 = E 00 = 50 kV, the forward scattering radius in the PMMA resist is 0.83.
μm, which is slightly worse than the accuracy required for the edge profile. Therefore, in order to satisfy the above-mentioned required accuracy, it is necessary to draw a resist with a drawing device having an acceleration voltage that satisfies E 0 <E 00 . For example, E 00 = 1
At 00 kV, the forward scattering radius is 0.2 as described above.
When it is 6 μm and the reduction ratio is 1/80, it becomes 0.0033 μm on the sample. This is the required accuracy of 0.
It is sufficiently smaller than 01 μm.

【0043】以上のように、レジスト中での前方散乱よ
るエッジプロファイルの劣化を小さくするためには、レ
ジストの描画に用いる描画装置の加速電圧を、アパーチ
ャを搭載する描画装置の加速電圧よりも大きくすればよ
い。例えば、第1の実施の形態において述べたアパーチ
ャの製作プロセスにおいて、PMMAレジストの描画に
加速電圧100kVの描画装置を用いるとすれば、上述
のように前方散乱半径が0.26μmとなり、50kV
の装置で描画する場合よりも、格段によいレジストのエ
ッジプロファイル精度を得ることができる。
As described above, in order to reduce the deterioration of the edge profile due to forward scattering in the resist, the accelerating voltage of the drawing device used for drawing the resist is made larger than the accelerating voltage of the drawing device equipped with the aperture. do it. For example, in the process of manufacturing the aperture described in the first embodiment, if a drawing device with an acceleration voltage of 100 kV is used for drawing the PMMA resist, the forward scattering radius becomes 0.26 μm and 50 kV as described above.
It is possible to obtain much better edge profile accuracy of the resist than in the case of drawing with the above apparatus.

【0044】次に、第4の実施形態について説明する。
LSIの微細化に対応していくには、電子ビーム露光装
置の加速電圧を高くすればよい。特に、最小線幅が0.
1μmか、それ以下のパターンを描画するには、加速電
圧が50kVを超える電子ビーム露光装置が必要になっ
てくる。このような露光装置に用いるアパーチャの膜厚
は、非常に厚くなければならない。例えば、100ke
Vの電子ビームに対するAuの透過限度膜厚は11.5
μmである。そのため、Au薄膜製のアパーチャを製作
する際のPMMAレジスト鋳型の膜厚は、(+15%の
マージンを考慮して)13.2μmが必要になる。厚さ
13.2μmのPMMAレジストを、加速電圧E00=1
00kVの描画装置で描画する場合、レジスト中での前
方散乱半径は、1.82μmとなる(図4参照)。
Next, a fourth embodiment will be described.
In order to cope with the miniaturization of LSI, the acceleration voltage of the electron beam exposure apparatus may be increased. In particular, the minimum line width is 0.
An electron beam exposure apparatus having an accelerating voltage exceeding 50 kV is required to draw a pattern of 1 μm or less. The film thickness of the aperture used in such an exposure apparatus must be very large. For example, 100ke
The transmission limit film thickness of Au for a V electron beam is 11.5.
μm. Therefore, the film thickness of the PMMA resist mold for manufacturing the aperture made of the Au thin film needs to be 13.2 μm (with a margin of + 15% taken into consideration). A 13.2 μm-thick PMMA resist was used, and an acceleration voltage E 00 = 1.
When writing with a writing device of 00 kV, the forward scattering radius in the resist is 1.82 μm (see FIG. 4).

【0045】ところで、上述したように、E0 =E00
50kVの場合には、前方散乱半径は0.83μmであ
り、レジストのエッジプロファイルに要求される精度よ
りも若干悪い程度であった。しかし、E0 =E00=10
0kVの場合には、上述のように、エッジプロファイル
に要求される精度よりもはるかに悪くなる。このよう
に、E0 =E00の場合(すなわち、アパーチャを搭載す
る描画装置を用いて、アパーチャの鋳型となるPMMA
レジストを描画する場合)には、加速電圧が大きくなる
に従って、レジスト中での前方散乱半径は大きくなり、
故にエッジプロファイルの精度は劣化の度合いは大きく
なっていく。一方、描画装置の加速電圧を上げて行くの
は容易なことではない。従って、50kVを超える高加
速電圧の描画装置用のアパーチャを十分なエッジプロフ
ァイルの精度で製作するのは容易ではない。
By the way, as described above, E 0 = E 00 =
In the case of 50 kV, the forward scattering radius was 0.83 μm, which was slightly worse than the accuracy required for the resist edge profile. However, E 0 = E 00 = 10
In the case of 0 kV, as described above, the accuracy is far worse than that required for the edge profile. Thus, in the case of E 0 = E 00 (that is, using the drawing apparatus equipped with the aperture, PMMA serving as the template of the aperture is used).
When drawing a resist), the forward scattering radius in the resist increases as the acceleration voltage increases,
Therefore, the degree of deterioration of the accuracy of the edge profile increases. On the other hand, it is not easy to increase the accelerating voltage of the drawing device. Therefore, it is not easy to manufacture an aperture for a drawing device having a high acceleration voltage exceeding 50 kV with sufficient edge profile accuracy.

【0046】このような高アスペクト比のレジスト鋳型
パターンのエッジプロファイルを精度よく形成するに
は、X線露光法を用いればよい。すなわち、図2で述べ
たアパーチャ製作方法において、PMMAレジストによ
る鋳型パターンの露光にX線露光を用いる。
In order to accurately form the edge profile of such a resist template pattern having a high aspect ratio, the X-ray exposure method may be used. That is, in the aperture manufacturing method described with reference to FIG. 2, X-ray exposure is used for exposing the mold pattern with the PMMA resist.

【0047】ここで、X線マスクとして、例えば、メン
ブレンに厚さ2μmのSiC薄膜を用い、吸収体に厚さ
1μmのAu薄膜を用いた構成のものを用いる。また、
この場合、X線の光源としては、例えば、波長1nmの
軌道放射光を用い、照射量は5000J/cm2 とす
る。また、露光後の現像には、例えば酢酸イソプロピル
を用いるとよい。その他の製作プロセスは、図2で述べ
たプロセスに準じればよい。
Here, as the X-ray mask, for example, one having a structure in which a 2 μm thick SiC thin film is used for the membrane and a 1 μm thick Au thin film is used for the absorber is used. Also,
In this case, as the X-ray light source, for example, orbital radiation having a wavelength of 1 nm is used, and the irradiation amount is 5000 J / cm 2 . For development after exposure, for example, isopropyl acetate may be used. The other manufacturing process may be based on the process described in FIG.

【0048】このように、厚膜のPMMAレジストの露
光にX線露光を用いると、レジストパターンのエッジプ
ロファイルの劣化を0.1〜0.2μm程度に抑えるこ
とができる。また、レジストの膜厚が数十μmになるよ
うな場合には、露光に用いるX線の波長をさらに短くす
ればよい(例えば、0.2〜0.3nm)。このような
場合、X線マスクとしては、例えば、メンブレンに厚さ
20μmのBe薄膜、吸収体に厚さ10μmのAu薄膜
という構成のものを用いればよい。
As described above, when the X-ray exposure is used for exposing the thick PMMA resist, the deterioration of the edge profile of the resist pattern can be suppressed to about 0.1 to 0.2 μm. Further, when the film thickness of the resist is several tens of μm, the wavelength of X-ray used for exposure may be further shortened (for example, 0.2 to 0.3 nm). In such a case, as the X-ray mask, for example, a Be thin film having a thickness of 20 μm for the membrane and an Au thin film having a thickness of 10 μm for the absorber may be used.

【0049】レジストの厚さが、十数μmになると、レ
ジストの膜応力に起因するレジスト鋳型の変形は、膜厚
が5μm程度の場合よりもはるかに顕著になる。そのた
め、島状鋳型の内側に、入れ子状にパターンを形成し
て、膜応力の影響を緩和することは、島状鋳型の変形を
低減するのに非常に有効である。
When the thickness of the resist becomes tens of μm, the deformation of the resist template due to the film stress of the resist becomes much more remarkable than when the film thickness is about 5 μm. Therefore, it is very effective to reduce the deformation of the island-shaped mold by forming a nested pattern inside the island-shaped mold to mitigate the influence of the film stress.

【0050】鋳型の形状精度は、アパーチャの形状精度
に直接反映するので、上述したような製作方法を実施す
ることによって高精度のアパーチャが製作でき、もって
LSI製造装置の精度向上が期待できる。例えば、リソ
グラフィ装置として用いられている電子ビーム露光装置
には、現在、レティクル(マスク)描画装置と、ウエハ
直接描画装置との2種類がある。これらの装置では、十
分なスループットを確保するために、可変成形ビーム
(VSB)方式、またはキャラクタプロジェクション
(CP)方式という描画方式を採用している。チャ53
は、例えば100μm□の矩形とする。この場合、第1
成形アパーチャ53を通過したビームは、100μm□に
成形されている。成形されたビームは、投影レンズ54を
通って、第2成形アパーチャ56に投影される。ここで、
第2成形アパーチャ56は、例えば一辺100μmの矩形
に、一辺141μmの矩形を45度回転させて合わせた
矢印形とする。第2成形アパーチャ56の上流には、成形
偏向器55が設けられており、第2成形アパーチャ56上に
投影される第1成形アパーチャ像の位置を変えることが
できる。この位置に応じて、大きさの異なる矩形ビーム
あるいは三角形ビームに成形することができる。成形さ
れたビームは、副偏向器57、対物レンズ58及び主偏向器
59によって位置決めされて、試料面(ウェハ)60上の所
定の位置に到達する。
Since the shape accuracy of the mold is directly reflected on the shape accuracy of the aperture, it is possible to manufacture a highly accurate aperture by performing the above-described manufacturing method, and it is expected that the accuracy of the LSI manufacturing apparatus will be improved. For example, there are currently two types of electron beam exposure apparatuses used as lithography apparatuses: a reticle (mask) writing apparatus and a wafer direct writing apparatus. In these devices, a drawing method called a variable shaped beam (VSB) method or a character projection (CP) method is adopted in order to secure a sufficient throughput. Cha 53
Is a rectangle of 100 μm □, for example. In this case, the first
The beam that has passed through the shaping aperture 53 is shaped into 100 μm □. The shaped beam passes through the projection lens 54 and is projected onto the second shaping aperture 56. here,
The second shaping aperture 56 has, for example, an arrow shape in which a rectangle having a side length of 141 μm is rotated by 45 degrees and aligned with a rectangle having a side length of 100 μm. A shaping deflector 55 is provided upstream of the second shaping aperture 56, and the position of the first shaping aperture image projected on the second shaping aperture 56 can be changed. Depending on this position, a rectangular beam or a triangular beam having different sizes can be formed. The shaped beam is transmitted to the sub deflector 57, the objective lens 58, and the main deflector.
It is positioned by 59 and reaches a predetermined position on the sample surface (wafer) 60.

【0051】図5は、この発明の第5の実施形態とし
て、電子ビーム露光装置の要部を示す構成図である。V
SB方式では、図中の2つのアパーチャ、すなわち第1
成形アパーチャ53、及び第2成形アパーチャ56を用い
て、ビームの成形を行う。これについて、順を追って説
明する。電子銃51から放出された電子ビームは、コンデ
ンサレンズ52を通り、第1成形アパーチャ53を照射す
る。ここで、第1成形アパー上記のようなLSI製造装
置における各第1成形アパーチャ53、第2成形アパーチ
ャ56に対して、前記第1〜第5の実施の形態で述べたよ
うなアパーチャの製作方法を適用すれば、より高精度の
LSI製造装置が期待できる。
FIG. 5 is a block diagram showing a main part of an electron beam exposure apparatus as a fifth embodiment of the present invention. V
In the SB system, the two apertures in the figure, namely the first aperture
Beam shaping is performed using the shaping aperture 53 and the second shaping aperture 56. This will be described step by step. The electron beam emitted from the electron gun 51 passes through the condenser lens 52 and irradiates the first shaping aperture 53. Here, the first shaping aperture is the manufacturing method of the aperture as described in the first to fifth embodiments with respect to each of the first shaping aperture 53 and the second shaping aperture 56 in the LSI manufacturing apparatus as described above. If the above is applied, a more accurate LSI manufacturing apparatus can be expected.

【0052】次に、この発明の高精度のアパーチャの製
作に関するさらに新規な方法を以下に説明する。LSI
デバイスの集積化が進むにつれて、LSI製造に用いら
れるリソグラフィ装置の精度及びスループットに対する
要求は、ますます厳しくなる。LSIデバイスのパター
ンには、特にDRAMに代表されるように、繰り返しパ
ターンを多く含むものがある。そこで、上述した第2成
形アパーチャに、この繰り返しパターンを形成してお
く。これにより、VSB方式と比較して、大幅にショッ
ト数を減らすことができる。すなわち、VSB方式と比
較して、描画のスループットを格段に大きくすることが
できる。この描画法をキャラクタ・プロジェクション
(CP:Character Projection)方式と呼ぶ。普通、電
子ビーム露光装置等では、CP方式とVSB方式とを併
用して用いる。この場合、アパーチャプレートとして
は、CP用アパーチャとVSB用アパーチャとを混在さ
せて設ける。
Next, a more novel method for manufacturing the high precision aperture of the present invention will be described below. LSI
As device integration progresses, the requirements for accuracy and throughput of lithographic apparatus used in LSI manufacturing become more and more stringent. Some LSI device patterns include many repetitive patterns, particularly as represented by DRAM. Therefore, this repetitive pattern is formed on the above-mentioned second shaping aperture. As a result, the number of shots can be significantly reduced as compared with the VSB method. That is, it is possible to significantly increase the drawing throughput as compared with the VSB method. This drawing method is called a character projection (CP) method. Usually, in the electron beam exposure apparatus and the like, the CP method and the VSB method are used in combination. In this case, as the aperture plate, the CP aperture and the VSB aperture are provided in a mixed manner.

【0053】アパーチャの加工精度を向上させる目的
で、アパーチャの製作にリソグラフィ技術を応用する方
法があることを前述した。すなわち、Si基板上に設け
たSi薄膜をエッチング加工してアパーチャパターンを
形成する方法や、Si基板上に鋳型層を形成後、メッキ
によってAu薄膜を成膜してアパーチャパターンを形成
する方法等がその例である。メッキによってAu薄膜を
成膜してアパーチャパターンを形成する方法は第1の実
施例において、鋳型の精度を充実させる必要性を述べ
た。
As described above, there is a method of applying the lithography technique to the manufacture of the aperture for the purpose of improving the processing accuracy of the aperture. That is, there are a method of forming an aperture pattern by etching a Si thin film provided on a Si substrate, a method of forming an Au thin film by plating after forming a template layer on the Si substrate, and the like. This is an example. Regarding the method of forming an aperture pattern by forming an Au thin film by plating, in the first embodiment, it was necessary to enhance the precision of the mold.

【0054】アパーチャの製作にリソグラフィ技術を用
いると、アパーチャパターンの形状や大きさに関する自
由度が大きくなり、またパターニングの精度も向上す
る。そのため、VSBアパーチャのみならず、CP描画
方式に適用できるような、さまざまな形状を持つCPア
パーチャを精度よく製作することが可能になる。
When the lithography technique is used for manufacturing the aperture, the degree of freedom regarding the shape and size of the aperture pattern is increased, and the patterning accuracy is improved. Therefore, not only the VSB aperture but also CP apertures having various shapes applicable to the CP drawing method can be accurately manufactured.

【0055】典型的なCP+VSB用のビーム成形アパ
ーチャ(第2成形アパーチャ)の例を図6に示す。この
例では、10mm□のSi基板上に、厚さ4μm、外形
3mm□のAu薄膜層が設けられており、このAu薄膜
層に、可変成形ビーム(VSB)用のアパーチャとCP
用アパーチャとがアレイ状に配置されている。Si基板
には、各アパーチャに対応する位置に、裏面からテーパ
状の開口が設けられている。VSB用アパーチャは一辺
200μmの矩型であり、またCP用アパーチャは約2
00μm□の領域に、LSIのパターンの一部分に対応
するアパーチャパターンが入っている。ここでは、図6
のCP+VSB用のビーム成形アパーチャを単に第2成
形アパーチャ(61)と呼ぶことにする。
FIG. 6 shows an example of a typical beam shaping aperture (second shaping aperture) for CP + VSB. In this example, an Au thin film layer having a thickness of 4 μm and an outer shape of 3 mm □ is provided on a Si substrate of 10 mm □, and an aperture and a CP for a variable shaped beam (VSB) are provided on the Au thin film layer.
Apertures are arranged in an array. On the Si substrate, tapered openings are provided from the back surface at positions corresponding to the respective apertures. The VSB aperture is a rectangular type with a side of 200 μm, and the CP aperture is about 2
An aperture pattern corresponding to a part of the LSI pattern is included in the area of 00 μm □. Here, FIG.
The beam shaping aperture for CP + VSB of 1 is simply referred to as the second shaping aperture (61).

【0056】このような第2成形アパーチャを搭載する
電子ビーム描画装置の光学系の縮小率を、例えば、1/
40とし、試料面上の寸法精度±0.005μm以下で
描画を行うとすると、アパーチャの寸法精度を±0.2
μm以下にする必要がある。
The reduction ratio of the optical system of the electron beam drawing apparatus equipped with such a second shaping aperture is, for example, 1 /
40 and the drawing accuracy is ± 0.005 μm or less on the sample surface, the dimensional accuracy of the aperture is ± 0.2.
It must be less than μm.

【0057】ところで、リソグラフィ技術を応用したア
パーチャ製作法の中で、Au薄膜を用いてアパーチャパ
ターンを形成する方法は、前述したように、Si薄膜製
のアパーチャと比較して、加工精度の向上が期待でき
る。
By the way, in the aperture manufacturing method applying the lithography technique, the method of forming the aperture pattern by using the Au thin film, as described above, improves the processing accuracy as compared with the aperture made of the Si thin film. Can be expected.

【0058】しかし、メッキ用の鋳型に用いるレジスト
の厚さが5μm以上になると、これを精度よくパターニ
ングするのは制約的な技術が必要なことは前述したとお
りである。このような技術をCP用アパーチャに対応さ
せるのは難しい。なぜなら、限られた領域にLSIのパ
ターンの一部分に対応するアパーチャパターンが複数設
けられるので、個々のアパーチャはより微細になるから
である。
However, as described above, if the thickness of the resist used for the plating mold is 5 μm or more, a restrictive technique is required to accurately pattern the resist. It is difficult to adapt such a technique to the CP aperture. This is because a plurality of aperture patterns corresponding to a part of the LSI pattern are provided in a limited area, so that each aperture becomes finer.

【0059】従って、このような微細なCP用アパーチ
ャを製作するためのレジスト鋳型に電子ビーム描画装置
を用いる場合、次のような問題が生じる恐れがある。 (a) 電子ビームのレジスト内での前方散乱や基板からの
後方散乱によって、レジストパターンのエッジプロファ
イルが劣化する。 (b) レジストヒーティングによって、エッジラフネスが
生じる。 (c) パターンのコーナーの部分が丸みを帯びる。 (d) 前記した後方散乱や、レジストヒーティングによっ
て、設計時の寸法と、レジストのパターニング時の寸法
との間に若干の誤差が生じる。
Therefore, when an electron beam drawing apparatus is used as a resist mold for manufacturing such a fine CP aperture, the following problems may occur. (a) The edge profile of the resist pattern deteriorates due to the forward scattering of the electron beam in the resist and the back scattering from the substrate. (b) Edge roughness occurs due to resist heating. (c) The corners of the pattern are rounded. (d) Due to the backscattering and resist heating described above, a slight error occurs between the design size and the resist patterning size.

【0060】一方、レジスト鋳型の露光にX線露光法を
用いると、上記電子ビーム露光法に比べて鋳型のプロフ
ァイルの垂直性がさらによくなる。しかし、この場合に
も、以下のような問題があげられる。 (e) X線露光法は近接露光であるため、パターンのコー
ナー部分に生じる丸みが電子ビーム露光の場合よりも顕
著になることがある。 (f) X線マスクのパターンの寸法精度が十分でない場
合、レジストパターンの寸法精度もわるくなる。 (g) X線照射によって基板から2次電子が発生するた
め、レジストのエッジプロファイルが劣化する。
On the other hand, when the X-ray exposure method is used for the exposure of the resist template, the verticality of the profile of the template is further improved as compared with the electron beam exposure method. However, even in this case, the following problems are raised. (e) Since the X-ray exposure method is proximity exposure, the roundness at the corners of the pattern may be more noticeable than in the case of electron beam exposure. (f) When the dimensional accuracy of the X-ray mask pattern is not sufficient, the dimensional accuracy of the resist pattern also becomes poor. (g) Secondary electrons are generated from the substrate due to X-ray irradiation, so that the edge profile of the resist is deteriorated.

【0061】レジスト鋳型の形状精度はアパーチャの形
状精度に直接反映する。そのため、上記のどの露光法を
用いるにしても、これらの問題によって生じる影響を解
決するか、あるいは緩和する必要がある。
The shape accuracy of the resist mold directly reflects the shape accuracy of the aperture. Therefore, whichever of the above exposure methods is used, it is necessary to solve or mitigate the effects caused by these problems.

【0062】厚膜レジスト鋳型とメッキ法を用いるアパ
ーチャ製作においては、この他にも、いくつか問題があ
る。一つには、鋳型パターンの露光にX線マスクを用い
る場合、パターンにわずかな変更を加えたいという要請
が生じたとしても、これに対応することは容易ではな
い。なぜならば、X線マスクを新たに製作するには、相
当の手間と時間とが必要であり、またX線マスク上に設
けられたパターンを修正することは容易でないからであ
る。
There are some other problems in aperture manufacturing using a thick film resist mold and a plating method. For one, when an X-ray mask is used for exposing a mold pattern, even if there is a demand for making a slight change to the pattern, it is not easy to meet this demand. This is because it takes a lot of labor and time to newly manufacture the X-ray mask, and it is not easy to modify the pattern provided on the X-ray mask.

【0063】また、この他にも、メッキ時に粒子の異常
成長などが起こり、アパーチャの寸法精度が劣化する場
合がある。CP(Character Projection)用のアパーチ
ャのように、多数のアパーチャが同一のアパーチャプレ
ートに設けられている場合、一部のアパーチャの仕上が
りがよくないことがある。このような場合、そのアパー
チャプレートは、全体として所望の仕様を満たすことが
できず、アパーチャ製作の歩留まりが低下することにな
る。
In addition to this, abnormal growth of particles may occur during plating, and the dimensional accuracy of the aperture may deteriorate. When a large number of apertures are provided on the same aperture plate like the aperture for CP (Character Projection), the finish of some apertures may not be good. In such a case, the aperture plate as a whole cannot satisfy the desired specifications, and the yield of aperture manufacturing is reduced.

【0064】そこで、本願発明は、厚膜レジストを鋳型
としてメッキを行う手法によってアパーチャパターンを
形成するアパーチャ製作方法において、アパーチャパタ
ーンの寸法精度が十分でない場合には、集束イオンビー
ム(FIB)を用いてパターンを修正加工することによ
って、パターンの寸法精度を改善することを提供する。
In view of this, the present invention uses a focused ion beam (FIB) when the dimensional accuracy of the aperture pattern is not sufficient in the aperture manufacturing method in which the aperture pattern is formed by a plating method using a thick film resist as a template. It is provided that the dimensional accuracy of the pattern is improved by modifying and processing the pattern.

【0065】アパーチャパターンの寸法精度を改善する
方法として、状況に応じて次のような相補的(アパーチ
ャ側と鋳型側)な方法を用いることができる。 (1)アパーチャ開口部分を広げる方向に加工する場合 (i) アパーチャを設けている薄膜、例えばAu薄膜のパ
ターンエッジ部分を、FIBを用いて直接スパッタリン
グして加工する。
As a method for improving the dimensional accuracy of the aperture pattern, the following complementary (aperture side and mold side) methods can be used depending on the situation. (1) When processing in a direction in which the aperture opening portion is widened (i) A pattern edge portion of a thin film provided with an aperture, for example, an Au thin film is directly sputtered by using FIB to be processed.

【0066】(ii)メッキを行う前に、鋳型層のエッジ部
分に、FIBによるアシスト成膜法を適用して、カーボ
ン膜等の薄膜を付け加える。 (2)アパーチャ開口部分を狭める方向に加工する場合 (i) アパーチャを設けている薄膜、例えばAu薄膜のパ
ターンエッジ部分に、FIBによるアシスト成膜法を適
用して、Au膜等の薄膜を付け加える。
(Ii) Prior to plating, a thin film such as a carbon film is added to the edge portion of the template layer by applying the assisted film forming method by FIB. (2) When processing in a direction to narrow the aperture opening portion (i) Add a thin film such as an Au film by applying an assisted film formation method by FIB to a pattern edge portion of a thin film provided with an aperture, for example, an Au thin film .

【0067】(ii)メッキを行う前に、レジスト鋳型のエ
ッジ部分をFIBでスパッタリングして加工する。ま
た、アパーチャの精度において問題になるパターンのコ
ーナー部分の曲率に関しては、FIBのビーム径を所望
の曲率半径よりも小さくすることによって、十分な精度
で加工することができる。
(Ii) Before plating, the edge portion of the resist mold is processed by sputtering with FIB. Further, regarding the curvature of the corner portion of the pattern, which is a problem in the accuracy of the aperture, it is possible to perform processing with sufficient accuracy by making the beam diameter of the FIB smaller than the desired radius of curvature.

【0068】上述のFIBによる技術を各実施形態によ
り説明する。まず、第6の実施形態として、以下に説明
する。例えば、これまでの厚膜レジスト鋳型/Auメッ
キ法による、CP用アパーチャの製作方法を実施する。
すなわち、Si単結晶の基板に、メッキの下地となるP
d等を成膜し、次いでPMMAレジストを厚さ5μmで
塗布し、ベーキングする。その後、電子ビーム露光ある
いはX線露光法を用いて、鋳型となるパターンを描画す
る。鋳型パターンは、例えば次のようなものにする。A
u薄膜が成膜される領域を3mm□とし、その中にアパ
ーチャになる部分のパターンを設ける。可変成形用アパ
ーチャは、200μm□の矩型とし、CPアパーチャに
は、ライン/スペースパターン用や、コンタクトホール
用など、実際のデバイスのパターンから、周期性を考慮
してパターンの一部分を抽出して用いる。
The technique based on the above FIB will be described with reference to each embodiment. First, a sixth embodiment will be described below. For example, the CP aperture manufacturing method by the conventional thick film resist template / Au plating method is performed.
That is, on a substrate of Si single crystal, P serving as a base for plating
Then, a film such as d is formed, and then PMMA resist is applied to a thickness of 5 μm and baked. Then, a pattern serving as a template is drawn by using electron beam exposure or X-ray exposure. The template pattern is, for example, as follows. A
The area where the u thin film is formed is set to 3 mm □, and the pattern of the portion to be the aperture is provided therein. The variable shaping aperture is a rectangular type of 200 μm □, and the CP aperture is formed by extracting a part of the pattern from the actual device pattern for line / space patterns, contact holes, etc. in consideration of the periodicity. To use.

【0069】その後、レジストを現像してレジスト鋳型
を形成する。次に、電解メッキ法によって、このレジス
ト鋳型が形成され基板上にAu薄膜を成膜する。その
後、基板裏面からKOH(水酸化カリウム)水溶液等に
よる異方性エッチングの手法を用いて、基板に開孔を設
ける。基板両面に金を成膜しダイシングを行いホルダー
に装着すれば、例えば図6に示すような第2成形アパー
チャ(61)が完成する。
Then, the resist is developed to form a resist mold. Next, this resist template is formed by electrolytic plating to form an Au thin film on the substrate. Then, an opening is provided in the substrate from the back surface of the substrate by using an anisotropic etching method using a KOH (potassium hydroxide) aqueous solution or the like. By depositing gold on both surfaces of the substrate, dicing it and mounting it on a holder, a second molding aperture (61) as shown in FIG. 6 is completed.

【0070】上記構成の製作プロセスの詳細は前記図2
のプロセスに準じている。ただし、アパーチャパターン
は異なっている。また、鋳型レジストにおいて、ダミー
パターンを構成することのできるアパーチャ相当領域
(例えば大きな矩型領域等)にダミーパターンを形成し
てもよいし、また形成しなくてもよい。
The details of the manufacturing process of the above configuration are shown in FIG.
According to the process of. However, the aperture pattern is different. Further, in the template resist, the dummy pattern may or may not be formed in the aperture-corresponding region (for example, a large rectangular region or the like) where the dummy pattern can be formed.

【0071】製作したアパーチャの寸法精度が十分でな
いと判断した場合には、集束イオンビーム(FIB)装
置を用いたスパッタリングエッチングによって、以下の
ようにして寸法精度を改善する。
When it is judged that the dimensional accuracy of the manufactured aperture is not sufficient, the dimensional accuracy is improved as follows by sputtering etching using a focused ion beam (FIB) device.

【0072】図7は図6のように製作される第2成形ア
パーチャ61の一部を示す平面図である。設計パターン
(破線DP)に対して、製作したアパーチャのパターン
が小さく仕上がっている場合(実線AP)のパターンの
修正方法の例を説明する。この場合には、アパーチャを
形成しているAu薄膜のパターンエッジ部分をスパッタ
リングエッチングすることによって、設計パターン(破
線DP)に一致するように開口部分を広げればよい。
FIG. 7 is a plan view showing a part of the second shaping aperture 61 manufactured as shown in FIG. An example of a method of correcting the pattern when the pattern of the manufactured aperture is finished small (solid line AP) with respect to the design pattern (broken line DP) will be described. In this case, the pattern edge portion of the Au thin film forming the aperture may be sputter-etched to widen the opening portion so as to match the design pattern (broken line DP).

【0073】FIBの条件は例えば以下のようにする。
イオンにはGa+ を用い、加速電圧を30kV、ビーム
電流を100pAとする。ここで、例えばパターンのコ
ーナー部分の曲率半径を0.1μm以下にしたいとすれ
ば、ビーム径を0.1μmφ以下に集束させる。このよ
うな条件で、Ga+ ビームをエッチングを行いたい領域
でスキャンすることによって、アパーチャ薄膜のエッチ
ングを行う。
The FIB conditions are as follows, for example.
Ga + is used for the ions, the acceleration voltage is 30 kV, and the beam current is 100 pA. Here, for example, if the radius of curvature of the corner portion of the pattern is desired to be 0.1 μm or less, the beam diameter is focused to 0.1 μmφ or less. Under these conditions, the aperture thin film is etched by scanning the Ga + beam in the region to be etched.

【0074】FIBによるスパッタリングのレートは、
大まかには数原子/イオンと見積もることができる。こ
こでは、Auに対するスパッタリングレートを5原子/
イオンと仮定する。その場合、厚さ4μmのAu薄膜の
50μm×0.4μmの領域をビームスキャンしながら
エッチングするのに要する時間は約30分間である。
The FIB sputtering rate is
It can be roughly estimated to be several atoms / ion. Here, the sputtering rate for Au is 5 atoms /
Assume ion. In this case, the time required to etch a 50 μm × 0.4 μm region of a 4 μm-thick Au thin film while beam scanning is about 30 minutes.

【0075】このようにFIBを用いてアパーチャパタ
ーンのエッジをエッチングすることによって、設計寸法
からの誤差が小さくなるようにパターンを修正できる。
パターンのコーナー部分の曲率半径、あるいはパターン
エッジのラフネスに関しては、ビーム寸法と同程度以下
にできる。
By etching the edge of the aperture pattern using the FIB in this way, the pattern can be modified so that the error from the design dimension is reduced.
The radius of curvature of the corner portion of the pattern or the roughness of the pattern edge can be equal to or less than the beam size.

【0076】次に、第7の実施形態として以下に説明す
る。上述とは逆の場合に対応する。図8は図6のように
製作される第2成形アパーチャ61の一部を示す平面図で
ある。設計パターン(破線DP)に対して製作したアパ
ーチャのパターンが大きく仕上がっている場合(実線A
P)の修正方法の例を説明する。この場合には、アパー
チャを形成しているAu薄膜のパターンエッジ部分に、
Auを付加的に成膜することによって、アパーチャを設
計パターン(破線DP)と一致するようにする。Auの
付加的成膜には、FIBあるいは電子ビームを用いたビ
ームアシスト成膜法を用いればよい。
Next, a seventh embodiment will be described below. This corresponds to the opposite case. FIG. 8 is a plan view showing a part of the second shaping aperture 61 manufactured as shown in FIG. When the pattern of the manufactured aperture is large compared to the design pattern (dashed line DP) (solid line A
An example of the correction method of P) will be described. In this case, on the pattern edge portion of the Au thin film forming the aperture,
By additionally depositing Au, the aperture is made to match the design pattern (broken line DP). For additional film formation of Au, a beam assisted film formation method using FIB or an electron beam may be used.

【0077】Au薄膜をビームアシスト成膜法で成膜す
るには、成膜用ガスとして、例えばC7762
uを用いる。FIBを用いるとして、例えば15ke
V、電流密度0.05A/cm2 のGa+ ビームを用い
ると、1イオン当たり4〜5個のAu原子を堆積させる
ことができる。
To form an Au thin film by the beam assisted film forming method, for example, C 7 H 7 F 6 O 2 A is used as a film forming gas.
u is used. Using FIB, for example, 15 ke
Using a Ga + beam with V and a current density of 0.05 A / cm 2 , it is possible to deposit 4 to 5 Au atoms per ion.

【0078】ところで、Au薄膜を付加的に成膜してパ
ターンを修正する場合には、パターンの修正時にアパー
チャ開孔部分に下地層が残っているのが望ましい。図2
を例にすると、少なくともパラジウム層(メッキ下
地)、チタン層、そしてそれらの直下のSiN層までが
存在していることが望ましい。このように、メッキ下地
の層があれば、この上にAuを成膜する工程の実施が容
易になる。従ってAuを付加的に成膜してパターンを修
正する工程を含む製作工程では、KOH(水酸化カリウ
ム)による基板開孔工程までは第6の実施形態の製作工
程に準じ、その後のメッキ下地層、及びSiN層の除去
に関しては、FIBによる修正工程が終わり、さらに鋳
型層を除去した後に行うように工程を変更すればよい。
By the way, when the Au thin film is additionally formed to correct the pattern, it is desirable that the underlayer remains in the aperture opening portion when the pattern is corrected. Figure 2
For example, it is desirable that at least the palladium layer (plating base), the titanium layer, and the SiN layer immediately below them exist. Thus, if there is a layer of the plating base, it becomes easy to carry out the step of depositing Au on the layer. Therefore, in the manufacturing process including the process of additionally forming Au to correct the pattern, the substrate opening process using KOH (potassium hydroxide) is performed in accordance with the manufacturing process of the sixth embodiment, and the plating base layer after that is used. Regarding the removal of the SiN layer and the SiN layer, the process may be changed so that it is performed after the correction step by FIB is completed and the template layer is further removed.

【0079】なお、一般的に、アシスト成膜に比べてエ
ッチングの方がパターンの加工精度が高い。従って、上
記第7実施例のFIBによる修正においては、必要に応
じてアシスト成膜後に、さらにエッチングを行ってもよ
い。
Generally, the patterning accuracy is higher in etching than in assisted film formation. Therefore, in the correction by FIB of the seventh embodiment, etching may be further performed after the assisted film formation, if necessary.

【0080】次に、第8の実施形態として以下に説明す
る。設計パターンに対して製作したアパーチャのパター
ンが小さく仕上がっている場合の修正方法として、第6
の実施形態で述べた修正方法の他に、レジスト鋳型層の
パターンエッジ部分にFIBを用いたアシスト成膜を適
用して、カーボン等を付加的に成膜することによって、
設計パターンと一致するよう修正する方法がある。
Next, an eighth embodiment will be described below. As a correction method when the pattern of the manufactured aperture is small compared to the design pattern,
In addition to the correction method described in the above embodiment, by applying assisted film formation using FIB to the pattern edge portion of the resist template layer to additionally form carbon or the like,
There is a way to modify it so that it matches the design pattern.

【0081】カーボン薄膜をFIBによるビームアシス
ト成膜法で成膜するには、成膜用ガスとして、スチレ
ン、あるいはピレン等を用いればよい。またFIBに
は、例えば30keVのGa+ ビームを用いる。この条
件では、1イオン当たり10個のカーボン原子を堆積さ
せることができる。
To form a carbon thin film by the beam assisted film forming method using FIB, styrene, pyrene or the like may be used as a film forming gas. For the FIB, for example, a Ga + beam of 30 keV is used. Under this condition, 10 carbon atoms can be deposited per ion.

【0082】以上のように、メッキの鋳型層に対してF
IBによるビームアシスト成膜を適用することによっ
て、アパーチャの開孔部分を広げる方向に修正すること
ができ、また修正後の寸法精度を十分に優れたものにす
ることができる。
As described above, F was applied to the plating template layer.
By applying the beam assisted film formation by IB, the aperture portion of the aperture can be corrected in the direction of widening, and the dimensional accuracy after the correction can be made sufficiently excellent.

【0083】なお、ふつう、アシスト成膜に比べてエッ
チングの方がパターンの加工精度が高い。したがって、
上記修正においては、必要に応じてアシスト成膜後に、
さらにエッチングを行ってもよい。
Incidentally, the patterning accuracy of the etching is usually higher than that of the assisted film formation. Therefore,
In the above correction, if necessary after assist film formation,
Further etching may be performed.

【0084】次に、第9の実施形態について、以下に説
明する。設計パターンに対して製作したアパーチャのパ
ターンが大きく仕上がっている場合の修正方法として、
第7の実施形態で述べた修正方法の他に、レジスト鋳型
層のパターンエッジ部分をFIBでスパッタエッチング
することによって、設計パターンと一致するように修正
する方法がある。FIB条件及びスキャン領域条件を第
6の実施例と同様にすると、厚さ5μmのPMMAレジ
ストをエッチングするのに要する時間は約30分間とな
る。この工程は、PMMAの現像後、メッキ前の段階で
行う。必要に応じて、この工程の後に、軽いRIE処理
を行ってもよい。
Next, the ninth embodiment will be described below. As a correction method when the pattern of the aperture made for the design pattern is greatly finished,
In addition to the repair method described in the seventh embodiment, there is a method of repairing the pattern edge portion of the resist template layer by sputter etching with FIB so as to match the design pattern. If the FIB condition and the scan region condition are the same as in the sixth embodiment, the time required to etch the PMMA resist having a thickness of 5 μm is about 30 minutes. This step is performed after the PMMA development and before plating. If necessary, a light RIE process may be performed after this step.

【0085】FIBによるスパッタエッチングのエンド
ポイントのモニタは、質量分析器を用いて行うことがで
きる。上記のアパーチャ製作プロセスでは、レジスト鋳
型層の下層はメッキの下地となるPdである。したがっ
て、この場合には、Pdをモニタすることによって、エ
ッチングを終了すべき時期を知ることができる。
The end point of sputter etching by FIB can be monitored by using a mass spectrometer. In the above-described aperture manufacturing process, the lower layer of the resist template layer is Pd which is a base of plating. Therefore, in this case, by monitoring Pd, the time when the etching should be finished can be known.

【0086】以上のように、レジスト鋳型に対してFI
Bによるスパッタエッチングを用いることによって、ア
パーチャの開孔部分を狭める方向に修正することがで
き、また修正後の寸法精度を十分に優れたものにするこ
とができる。
As described above, FI was applied to the resist template.
By using the sputter etching with B, it is possible to correct the aperture of the aperture in the direction of narrowing it, and it is possible to make the dimensional accuracy after the correction sufficiently excellent.

【0087】次に、第10の実施形態について、以下に
説明する。厚膜レジストを露光する場合、普通、レジス
ト膜厚が薄いほど、レジストパターンのエッジプロファ
イルの垂直性がよくなる。一方、Au薄膜の厚さは、電
子ビームを遮断するのに必要な膜厚が要求される。例え
ば、50keVの電子ビームに対するAu薄膜の透過限
度膜厚は約3.7μmである。3.7μmのAuをメッ
キ成膜するには、鋳型の膜厚として4μm程度が必要に
なる。
Next, the tenth embodiment will be described below. When exposing a thick film resist, generally, the thinner the resist film, the better the verticality of the edge profile of the resist pattern. On the other hand, the Au thin film is required to have a thickness necessary to block the electron beam. For example, the transmission limit film thickness of the Au thin film for an electron beam of 50 keV is about 3.7 μm. In order to deposit 3.7 μm of Au by plating, the thickness of the mold is required to be about 4 μm.

【0088】ところで、レジスト鋳型の膜厚が4μmよ
り薄い場合、例えば2.5μm程度であれば、膜厚4μ
mの場合に比べて、エッジのプロファイルの垂直性が向
上する。しかし、膜厚2.5μmの鋳型に厚さ3.7μ
mのAu薄膜を成膜すると、Au薄膜は鋳型の外にあふ
れるように形成される。
By the way, when the film thickness of the resist template is thinner than 4 μm, for example, when it is about 2.5 μm, the film thickness is 4 μm.
The verticality of the edge profile is improved as compared with the case of m. However, the thickness of the mold with a film thickness of 2.5 μm is 3.7 μm.
When the Au thin film of m is formed, the Au thin film is formed so as to overflow the mold.

【0089】図9(a)〜(c)は第10の実施形態に
係るアパーチャの作成方法を示す断面図である。膜厚
2.5μmのレジスト鋳型13に厚さ3.7μmのAu薄
膜16を成膜すると、Au薄膜16は鋳型13に対してオーバ
ーハングして成膜される。アパーチャの寸法精度は、こ
のオーバーハングの部分161 で決定されてしまう。
FIGS. 9A to 9C are sectional views showing a method of forming an aperture according to the tenth embodiment. When the Au thin film 16 having a thickness of 3.7 μm is formed on the resist mold 13 having a film thickness of 2.5 μm, the Au thin film 16 overhangs the mold 13 and is formed. The dimensional accuracy of the aperture is determined by the portion 161 of this overhang.

【0090】上述の例では、オーバーハングしている部
分161 の厚さは1.2μmである。一方、鋳型13の膜厚
が薄いために鋳型の形成精度が向上しているので、オー
バーハングしていない部分の寸法精度は良好である(図
9(b))。従って、オーバーハングしている部分161
だけをFIBを用いて除去すれば、寸法精度のよいアパ
ーチャが実現される(図9(c))。この方法によれ
ば、厚さ4μmの鋳型に厚さ3.7μmのAu薄膜を成
膜後、このAu薄膜のエッジ部分を3.7μmの厚分だ
け除去する通常の製法による場合に比べて、スパッタエ
ッチングに要する時間を少なくできるという利点を持
つ。
In the above example, the thickness of the overhanging portion 161 is 1.2 μm. On the other hand, since the forming accuracy of the mold is improved because the film thickness of the mold 13 is thin, the dimensional accuracy of the portion not overhanging is good (FIG. 9 (b)). Therefore, the overhung part 161
If only this is removed using the FIB, an aperture with high dimensional accuracy can be realized (FIG. 9C). According to this method, as compared with the case of a usual manufacturing method in which an Au thin film having a thickness of 3.7 μm is formed on a mold having a thickness of 4 μm and the edge portion of the Au thin film is removed by a thickness of 3.7 μm, This has the advantage that the time required for sputter etching can be reduced.

【0091】このように、レジスト鋳型の膜厚を本来必
要とされるよりも薄くし、メッキ工程の後に鋳型層上に
オーバーハングしたアパーチャ層をFIBでエッチング
除去するという方法を用いることによって、寸法精度の
優れたアパーチャを容易に形成することができる。
As described above, by using a method of making the resist mold film thinner than originally required and etching away the overhanging aperture layer on the mold layer by FIB after the plating step, An aperture with excellent accuracy can be easily formed.

【0092】次に、第11の実施の形態について、以下
説明する。X線露光法によって、レジスト鋳型パターン
を露光する場合、X線マスクには、基本パターンを設け
ておく。これは、例えば図10のようなパターンであ
る。レジストにこのパターンを転写した後、上述の第6
〜10の実施形態による方法を適宜用いて、基本パター
ンを所望の形状になるように修正する。例えば、第6の
実施形態で述べた方法によって、Au薄膜をエッチング
することによって、アパーチャパターンを図11のよう
な形状に変えることができる。また、第7の実施形態で
述べた方法によって、図12のような形状に変えること
ができる。この他、第8、第9の実施形態で述べた方
法、すなわちレジスト鋳型を加工する方法を適用しても
よい。
Next, the eleventh embodiment will be described below. When the resist template pattern is exposed by the X-ray exposure method, the X-ray mask is provided with a basic pattern. This is a pattern as shown in FIG. 10, for example. After transferring this pattern to the resist,
Using the methods according to the embodiments of 10 to 10, the basic pattern is modified to have a desired shape. For example, by etching the Au thin film by the method described in the sixth embodiment, the aperture pattern can be changed into the shape as shown in FIG. Further, the shape as shown in FIG. 12 can be changed by the method described in the seventh embodiment. In addition, the method described in the eighth and ninth embodiments, that is, the method of processing the resist mold may be applied.

【0093】このように、X線マスクに基本となるパタ
ーンを設けておき、X線露光を行った後に、メッキの鋳
型、あるいはアパーチャを設けている薄膜を加工して所
望の形状にすることができる。この技術を用いれば、パ
ターンを変えるたびにX線マスクを製作するという作業
をしなくても済むということになり、コスト削減に寄与
する。
In this way, the X-ray mask is provided with a basic pattern, and after X-ray exposure, the plating mold or the thin film provided with the aperture can be processed into a desired shape. it can. By using this technique, it is not necessary to manufacture an X-ray mask every time the pattern is changed, which contributes to cost reduction.

【0094】次に、第12の実施形態について、以下に
説明する。図13の平面図に示すように、アパーチャプ
レートが、Si薄膜131 とそれを保持する基板132 から
構成されている場合にも、FIBを用いてパターンの修
正を行うことにより、アパーチャの寸法精度を改善する
ことができる。この場合は、エッチングによってアパー
チャの形状を広げる方向への修正のみになる。従って、
十分な寸法精度を得ようとする場合には、あらかじめ開
口部分を所望寸法よりも小さく形成(実線AP)してお
いて、FIBによって所望の寸法、すなわち設計パター
ン(破線DP)になるようにエッチングを行うという手
法がよい。
Next, the twelfth embodiment will be described below. As shown in the plan view of FIG. 13, even when the aperture plate is composed of the Si thin film 131 and the substrate 132 holding the Si thin film 131, the dimensional accuracy of the aperture can be improved by correcting the pattern using the FIB. Can be improved. In this case, only the correction to widen the shape of the aperture by etching is performed. Therefore,
In order to obtain sufficient dimensional accuracy, the opening is formed in advance to have a size smaller than the desired size (solid line AP), and etching is performed by the FIB so that the desired size, that is, the design pattern (broken line DP) is obtained. The method of doing

【0095】Si薄膜をFIBによってスパッタエッチ
ングする場合、第6の実施形態で述べた条件を用いるこ
とができる。すなわち、イオンにGa+ を用い、加速電
圧を30kV、ビーム電流を100pAとし、ビームを
0.1μmφ以下に集束させる。そして、エッチング除
去したい部分をビームでスキャンする。スパッタレート
を5原子/イオンと仮定すると、50μm×0.4μm
の領域を、6分/μm程度の速さでエッチングをするこ
とができる。
When the Si thin film is sputter-etched by FIB, the conditions described in the sixth embodiment can be used. That is, Ga + is used for the ions, the acceleration voltage is 30 kV, the beam current is 100 pA, and the beam is focused to 0.1 μmφ or less. Then, the portion to be removed by etching is scanned with a beam. Assuming a sputter rate of 5 atoms / ion, 50 μm × 0.4 μm
The region can be etched at a speed of about 6 minutes / μm.

【0096】次に、第13の実施形態について、以下に
説明する。FIBを用いたエッチングによって、アパー
チャパターンの寸法精度を改善する方法は、Pt、Ta
等の金属薄板を機械加工して製作した従来のアパーチャ
の寸法精度を改善することにも適用できる。この場合に
は、以下の2点に留意する。
Next, the thirteenth embodiment will be described below. A method for improving the dimensional accuracy of the aperture pattern by etching using FIB is Pt, Ta.
It can also be applied to improve the dimensional accuracy of a conventional aperture manufactured by machining a thin metal plate such as. In this case, note the following two points.

【0097】(1)アパーチャの開口部分のエッジをテ
ーパ状にする。 (2)アパーチャ開口を所望の寸法よりも、マージンM
だけ小さく形成しておく。この場合、マージンMの長さ
を、M≧D/tanθとする。ここでθは上記のテーパ
の角度とし、Dを所望の板厚(電子ビームを阻止するの
に十分な厚さ)とする。
(1) The edge of the opening portion of the aperture is tapered. (2) The aperture M is larger than the desired size by a margin M.
Just make it small. In this case, the length of the margin M is set to M ≧ D / tan θ. Here, θ is the above-mentioned taper angle, and D is the desired plate thickness (thickness sufficient to block the electron beam).

【0098】図14に示すように、金属薄板141 をFI
Bでパターンエッジをエッチングする場合、このマージ
ン部分Mをエッチング除去すればよい。上記の(2)の
ようにマージンとテーパ角とを設定しておけば、必要最
小限度の厚さだけをエッチングすればよいので、加工が
容易になる。なお、上記(1)、(2)に留意した方法
は、前述したAuアパーチャ、あるいはSiアパーチャ
の製作にも適用することができる。
As shown in FIG. 14, the metal thin plate 141 is FI
When the pattern edge is etched with B, the margin M may be removed by etching. If the margin and the taper angle are set as in the above (2), only the minimum necessary thickness needs to be etched, and the processing becomes easy. The method paying attention to the above (1) and (2) can be applied to the fabrication of the Au aperture or Si aperture described above.

【0099】以上説明したように、FIBを利用したエ
ッチング法あるいは成膜法を用いて、鋳型層あるいはア
パーチャ薄膜層のパターンエッジ部分を加工することに
よって、アパーチャ開口部分を広げる方向にも、狭める
方向にも、アパーチャパターンを修正することができ
る。また、従来は難しかった、パターンのコーナー部分
の曲率を十分に小さくするという問題についても、ビー
ム径を所望とする寸法精度よりも小さくすることによっ
て、十分な寸法精度を得ることができる。
As described above, the pattern edge portion of the template layer or the aperture thin film layer is processed by using the etching method or the film forming method using FIB, so that the aperture opening portion can be widened or narrowed. Also, the aperture pattern can be modified. Further, with respect to the problem of making the curvature of the corner portion of the pattern sufficiently small, which has been difficult in the past, it is possible to obtain sufficient dimensional accuracy by making the beam diameter smaller than the desired dimensional accuracy.

【0100】また同様に、FIBによる加工を製作工程
に含むことによって、アパーチャのパターン形状を変え
ることも容易になるので、アパーチャパターンの形状に
変更を加えたい場合、新たにX線マスクを作製しなおす
必要がない。したがって、パターンを変更する毎に、X
線マスクを製作しなおすという手間と時間を省くことが
できる。
Similarly, by including the processing by FIB in the manufacturing process, it becomes easy to change the shape of the aperture pattern. Therefore, when it is desired to change the shape of the aperture pattern, a new X-ray mask is manufactured. There is no need to do it. Therefore, every time the pattern is changed, X
It is possible to save the labor and time of remaking the line mask.

【0101】また、キャラクタプロジェクション用のア
パーチャのように、多数のアパーチャが同一のアパーチ
ャプレートに設けられていて、この中の一部のアパーチ
ャの仕上がりがよくない場合、それらをFIBを用いて
修正することによって、アパーチャ製作の歩留まりを向
上させることができる。
If a large number of apertures are provided on the same aperture plate like the aperture for character projection and some of the apertures are not finished well, they are corrected using FIB. As a result, the yield of aperture manufacturing can be improved.

【0102】図15は、この発明の第14の実施形態と
して、電子ビーム露光装置の要部を示す構成図である。
電子銃151 から放出された電子ビームは、第1成形アパ
ーチャ152 を照射する。第1成形アパーチャ152 を通過
し成形されたビームは、選択変更器153 を通って、第2
成形アパーチャ154 に選択的に投影される。第2成形ア
パーチャ154 はCP+VSB用のビーム成形アパーチャ
である。これにより成形されたビームは、対物レンズ
(縮小レンズ)155 及び位置決め用の偏向器156によっ
て位置決めされて、試料面(ウェハ)157 上の所定の位
置に到達する。
FIG. 15 is a block diagram showing a main part of an electron beam exposure apparatus as a fourteenth embodiment of the present invention.
The electron beam emitted from the electron gun 151 irradiates the first shaping aperture 152. The beam that has passed through the first shaping aperture 152 and is shaped passes through the selection changer 153 to the second shaping aperture 153.
It is selectively projected onto the shaping aperture 154. The second shaping aperture 154 is a beam shaping aperture for CP + VSB. The beam thus shaped is positioned by the objective lens (reduction lens) 155 and the positioning deflector 156 and reaches a predetermined position on the sample surface (wafer) 157.

【0103】上記のようなLSI製造装置における各第
1成形アパーチャ152 、第2成形アパーチャ153 に対し
て、前記第6〜第12の実施の形態で述べたようなアパ
ーチャの製作方法を適宜適用することにより、より高精
度のLSI製造装置が提供できると共に、描画パターン
の応用範囲が広がる。これにより、ASIC等汎用性の
高いアパーチャの製作に効果を発揮する。
The manufacturing method of the aperture as described in the sixth to twelfth embodiments is appropriately applied to each of the first shaping apertures 152 and the second shaping apertures 153 in the above LSI manufacturing apparatus. As a result, it is possible to provide a higher-precision LSI manufacturing apparatus and expand the range of application of drawing patterns. This is effective in manufacturing a versatile aperture such as an ASIC.

【0104】[0104]

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
アパーチャ形成用の鋳型の形状精度は、アパーチャの形
状精度に直接反映することに着目し、製作上の様々な条
件を満足させることにより、高精度のアパーチャが製作
できる。また、鋳型でアパーチャを製作する場合、FI
Bによる修正の工程を含むことによって、アパーチャパ
ターンの寸法精度を容易に向上させることが可能とな
る。さらに、金属薄板を機械加工して製作した安価なア
パーチャの寸法精度を著しく改善することができること
があげられる。このようなことから、アパーチャ製作の
歩留まりを向上させることができ、コスト低減に寄与す
ると共に、LSI製造装置の精度向上、描画パターンの
応用範囲が広がる。
As described above, according to the present invention,
Focusing on that the shape accuracy of the mold for forming the aperture is directly reflected on the shape accuracy of the aperture, and satisfying various manufacturing conditions, a highly accurate aperture can be manufactured. Also, when manufacturing an aperture with a mold, FI
By including the step of correction by B, the dimensional accuracy of the aperture pattern can be easily improved. Further, it is possible to significantly improve the dimensional accuracy of an inexpensive aperture manufactured by machining a thin metal plate. As a result, the yield of aperture manufacturing can be improved, which contributes to cost reduction, improves the accuracy of the LSI manufacturing apparatus, and expands the range of application of drawing patterns.

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

【図1】図1(a),(b)はそれぞれ本発明の第1の
実施形態に関するビーム成形アパーチャの製作方法の特
徴となる工程途中を示す平面図及び断面投影図。
1A and 1B are respectively a plan view and a sectional projection view showing a step in the process which is a feature of a method of manufacturing a beam shaping aperture according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図2(a)〜(e)はそれぞれ図1で説明した
アパーチャの製作方法を工程順に示す断面図。
2A to 2E are cross-sectional views showing a method of manufacturing the aperture described in FIG. 1 in process order.

【図3】図3(a),(b)は本発明の第2の実施形態
に関し、図1における鋳型パターンのエッジとダミーパ
ターンのエッジとの距離ΔLを変えた時の鋳型パターン
の寸法精度の比較を示す断面図。
3 (a) and 3 (b) relate to a second embodiment of the present invention, and the dimensional accuracy of the mold pattern when the distance ΔL between the edge of the mold pattern and the edge of the dummy pattern in FIG. 1 is changed. FIG.

【図4】本発明の第3、第4の実施形態に関し、PMM
Aレジスト中での電子ビームの前方散乱半径を説明する
特性図。
FIG. 4 is a PMM relating to third and fourth embodiments of the present invention.
The characteristic view explaining the forward scattering radius of the electron beam in A resist.

【図5】本発明の第5の実施形態に関する電子ビーム露
光装置の要部を示す構成図。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a main part of an electron beam exposure apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第6の実施形態に関するAu薄膜とS
i基板の構成によるビーム成形アパーチャの構成を説明
する投影図。
FIG. 6 is an Au thin film and S according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a projection diagram illustrating a configuration of a beam shaping aperture having a configuration of an i substrate.

【図7】本発明の第6、第8の実施形態に関する、図6
の一部を示す平面図。
FIG. 7 shows a sixth and an eighth embodiments of the present invention.
FIG.

【図8】本発明の第7、第9の実施形態に関する、図6
の一部を示す平面図。
FIG. 8 relates to the seventh and ninth embodiments of the present invention.
FIG.

【図9】図9(a)〜(c)はそれぞれ本発明の第10
の実施形態に関するアパーチャの作成方法を示す断面
図。
9 (a) to 9 (c) are each a tenth embodiment of the present invention.
6A to 6C are cross-sectional views showing a method for creating an aperture relating to the embodiment of FIG.

【図10】本発明の第11の実施形態に関する、X線マ
スクにおける基本パターンの一部を示す平面図。
FIG. 10 is a plan view showing a part of a basic pattern in an X-ray mask according to the eleventh embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第11の実施形態に関する、図10
の基本パターンにより作成されたアパーチャパターンを
形状変更した第1の平面図。
FIG. 11 shows an eleventh embodiment of the invention.
The 1st top view which changed the shape of the aperture pattern created by the basic pattern of.

【図12】本発明の第11の実施形態に関する、図10
の基本パターンにより作成されたアパーチャパターンを
形状変更した第2の平面図。
FIG. 12 shows an eleventh embodiment of the invention.
FIG. 5 is a second plan view in which the shape of the aperture pattern created by the basic pattern of FIG.

【図13】本発明の第12の実施形態に関する、Si薄
膜とそれを保持する基板から構成されるアパーチャを示
す平面図。
FIG. 13 is a plan view showing an aperture composed of a Si thin film and a substrate holding the Si thin film according to a twelfth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第13の実施形態に関する、金属薄
板を機械加工して製作したアパーチャの断面図。
FIG. 14 is a sectional view of an aperture made by machining a thin metal plate according to a thirteenth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第14の実施形態に関する電子ビー
ム露光装置の要部を示す構成図。
FIG. 15 is a configuration diagram showing a main part of an electron beam exposure apparatus according to a fourteenth embodiment of the present invention.

【図16】図16(a),(b)はそれぞれ典型的なア
パーチャの構成を示す平面図及び断面図。
16 (a) and 16 (b) are respectively a plan view and a cross-sectional view showing a configuration of a typical aperture.

【図17】図17(a),(b)はそれぞれアパーチャ
の形成のための従来のレジスト鋳型の構成を示す平面図
及び断面図。
17 (a) and 17 (b) are respectively a plan view and a cross-sectional view showing the structure of a conventional resist mold for forming an aperture.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,132 …基板 12…メッキ下地 13…鋳型(レジスト鋳型) 14…島状のパターン(鋳型パターン) 15…入れ子状のパターン(ダミーパターン) 16…Au薄膜、 17…フォトレジスト 51,151 …電子銃 52…コンデンサレンズ 53,152 …第1成形アパーチャ 54…投影レンズ 55…成形偏向器 56…第2成形アパーチャ 57…副偏向器 58…対物レンズ 59…主偏向器 60,157 …試料面(ウェハ) 61,154 …CP+VSB用のビーム成形アパーチャ(第
2成形アパーチャ) 131…Si薄膜 141…金属薄板 153…選択偏向器 155…対物レンズ(縮小レンズ) 156…位置決め用の偏向器
11, 132 ... Substrate 12 ... Plating base 13 ... Mold (resist mold) 14 ... Island pattern (mold pattern) 15 ... Nested pattern (dummy pattern) 16 ... Au thin film, 17 ... Photoresist 51, 151 ... Electron Gun 52 ... Condenser lenses 53, 152 ... First shaping aperture 54 ... Projection lens 55 ... Molding deflector 56 ... Second shaping aperture 57 ... Sub deflector 58 ... Objective lens 59 ... Main deflector 60, 157 ... Sample surface (wafer ) 61,154 ... Beam shaping aperture for CP + VSB (second shaping aperture) 131 ... Si thin film 141 ... Metal thin plate 153 ... Selective deflector 155 ... Objective lens (reducing lens) 156 ... Positioning deflector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小池 徹 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 大木 進 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 加藤 善光 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 滝川 忠宏 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝研究開発センター内 (56)参考文献 特開 平7−78748(JP,A) 特開 平1−216529(JP,A) 特開 昭63−211620(JP,A) 特開 平1−15922(JP,A) 特開 昭62−147731(JP,A) 特開 平6−5497(JP,A) 特開 平2−310913(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 C25D 1/20 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toru Koike 1 Komukai Toshiba Town, Saiwai-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Toshiba Research and Development Center (72) Inventor Susumu Oki Komukai Toshiba-cho, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture No. 1 in Toshiba R & D Center Co., Ltd. (72) Inventor Yoshimitsu Kato Komukai-cho, Komukai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 1 In Toshiba R & D Center (72) Inventor Tadahiro Takigawa Komukai, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Toshiba Town No. 1 in Toshiba Research & Development Center Co., Ltd. (56) Reference JP-A-7-78748 (JP, A) JP-A 1-216529 (JP, A) JP-A 63-211620 (JP, A) Special Kaihei 1-15922 (JP, A) JP 62-147731 (JP, A) JP 6-5497 (JP, A) JP 2-310913 (JP, A) (58) Fields investigated ( Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 C25D 1/20

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上に鋳型を形成しメッキ法によって
薄膜を成膜する工程を含むアパーチャの製作において、
アパーチャ形成部の側壁に対応する鋳型側の島状のパタ
ーンに関し、内側に側壁を伴う入れ子状のパターンを有
した鋳型を形成する工程と、 前記鋳型内の前記基板上に金属膜を成膜する工程と、 前記鋳型を除去する工程と、 前記金属膜が形成された前記基板の裏面から所定領域を
エッチングして開口部を形成する工程とを具備したこと
を特徴とするアパーチャの製作方法。
1. A method of manufacturing an aperture including a step of forming a mold on a substrate and forming a thin film by a plating method,
Regarding the island-shaped pattern on the mold side corresponding to the side wall of the aperture forming part, a step of forming a mold having a nested pattern with a side wall inside, and forming a metal film on the substrate in the mold A method of manufacturing an aperture, comprising: a step of removing the template; and a step of etching a predetermined region from the back surface of the substrate on which the metal film is formed to form an opening.
【請求項2】 アパーチャ形成部の側壁に対応する島状
の鋳型パターンに関し、前記鋳型パターンの内側に側壁
を伴うパターンを有することを特徴とするアパーチャ製
作のための鋳型。
2. A mold for making an aperture, which has an island-shaped mold pattern corresponding to a side wall of an aperture forming portion, and has a pattern with a side wall inside the mold pattern.
【請求項3】 アパーチャ形成部の側壁に対応する島状
の鋳型パターンに関し、前記鋳型パターンの内側に側壁
を伴う入れ子状のパターンを有することを特徴とするア
パーチャ製作のための鋳型。
3. A mold for making an aperture, wherein an island-shaped mold pattern corresponding to a side wall of an aperture forming portion has a nested pattern with a side wall inside the mold pattern.
【請求項4】 アパーチャ形成部の側壁に対応する島状
の鋳型パターンを板上に形成する際、前記島状の鋳型パ
ターンの内側に側壁を伴う入れ子状のパターンを同時に
電子ビーム露光により形成する工程を具備し、前記島状
のパターンのエッジと前記入れ子状のパターンのエッジ
との距離を前記電子ビームによる前記基板からの後方散
乱の半径よりも長くすることを特徴とするアパーチャ製
作のための鋳型の製造方法。
4. When forming an island-shaped mold pattern corresponding to the side wall of the aperture forming portion on a plate, a nested pattern with a side wall is simultaneously formed inside the island-shaped mold pattern by electron beam exposure. A step of manufacturing an aperture, comprising a step of making a distance between an edge of the island-shaped pattern and an edge of the nested pattern longer than a radius of backscattering from the substrate by the electron beam. Mold manufacturing method.
【請求項5】 アパーチャ形成部の側壁に対応する島状
の鋳型パターンを板上に電子ビーム露光により形成する
際、前記島状の鋳型パターンの内側に側壁を伴う入れ子
状のパターンを同時に前記電子ビーム露光により形成す
る工程を具備し、前記電子ビームの加速電圧が前記アパ
ーチャを使用するLSI製造装置に用いられる電子ビー
ムの加速電圧に比べて等しいかまたはそれより大きく、
かつ前記島状のパターンのエッジと前記入れ子状のパタ
ーンのエッジとの距離を前記電子ビームによる前記基板
からの後方散乱の半径よりも長くすることを特徴とする
アパーチャ製作のための鋳型の製造方法。
5. When forming an island-shaped mold pattern corresponding to a side wall of an aperture forming portion on a plate by electron beam exposure, a nested pattern accompanied by a side wall is simultaneously formed inside the island-shaped mold pattern. A step of forming by beam exposure, wherein an acceleration voltage of the electron beam is equal to or larger than an acceleration voltage of an electron beam used in an LSI manufacturing apparatus using the aperture,
And a method of manufacturing a mold for making an aperture, characterized in that the distance between the edge of the island-shaped pattern and the edge of the nested pattern is made longer than the radius of backscattering from the substrate by the electron beam. .
【請求項6】 アパーチャ形成部の側壁に対応する島状
の鋳型パターンを板上に形成する際、前記島状の鋳型パ
ターンの内側に側壁を伴う入れ子状のパターンを同時に
形成する工程を具備し、前記アパーチャが加速電圧50
kVを越える電子ビームを扱うLSI製造装置に用いら
れるのに対応して前記鋳型パターンはX線露光法により
形成することを特徴とするアパーチャ製作のための鋳型
の製造方法。
6. When forming an island-shaped mold pattern corresponding to a side wall of an aperture forming portion on a plate, a step of simultaneously forming a nested pattern with a side wall inside the island-shaped mold pattern is included. , The aperture has an acceleration voltage of 50
A method of manufacturing a mold for manufacturing an aperture, wherein the mold pattern is formed by an X-ray exposure method so as to be used in an LSI manufacturing apparatus that handles an electron beam exceeding kV.
【請求項7】 基板上に鋳型を形成しメッキ法によって
アパーチャパターンを複数有する薄膜を成膜する工程を
含んだ荷電粒子ビームあるいはエネルギー線を扱うLS
I製造装置用のアパーチャの製作において、前記鋳型の
層厚よりも厚くメッキ薄膜を成膜することにより、前記
鋳型の上面にオーバーハングして成膜された部分を、F
IBを用いたエッチングによって除去する工程を含むこ
とを特徴とするアパーチャの製作方法。
7. An LS for treating a charged particle beam or energy beam, including a step of forming a mold on a substrate and forming a thin film having a plurality of aperture patterns by a plating method.
I In manufacturing an aperture for a manufacturing apparatus, by forming a plating thin film thicker than the layer thickness of the mold, the portion overhanging on the upper surface of the mold is
A method of manufacturing an aperture, comprising a step of removing by etching using IB.
【請求項8】 荷電粒子ビーム露光装置用のアパーチャ
の製作において、アパーチャパターンをまず所望の寸法
よりも小さく形成し、その後にFIBを用いたエッチン
グによって、前記アパーチャパターンのエッジ部分を除
去し開口部分を拡げることによって、所望の開口寸法に
なるように前記アパーチャパターンを修正する工程を含
むことを特徴とするアパーチャの製作方法。
8. In manufacturing an aperture for a charged particle beam exposure apparatus, an aperture pattern is first formed to have a size smaller than a desired size, and then an edge portion of the aperture pattern is removed by etching using an FIB to form an opening portion. A method of manufacturing an aperture, comprising the step of modifying the aperture pattern so as to have a desired opening size by expanding the aperture.
【請求項9】 荷電粒子ビーム露光装置用のアパーチャ
の製作において、アパーチャパターンを含む薄膜もしく
は薄板の厚さをまず露光上必要とされる厚さDより厚く
形成しておき、かつアパーチャ開口の寸法が所望の寸法
よりも小さくなるように、前記アパーチャパターンのエ
ッジ部分に長さMのマージン部分を設けておき、かつア
パーチャパターンのエッジプロファイルをテーパ角度θ
のテーパ状に形成しておき、その後に、アパーチャとし
ての開口部分が所望の寸法になるように、前記マージン
部分をエッチングして除去することを特徴とし、前記ア
パーチャパターンのマージン部分の長さM、前記テーパ
角度θ、及び前記上必要とされる厚さDの3者の間に、
M≧D/tanθの関係を成立させることを特徴とする
アパーチャの製作方法。
9. In manufacturing an aperture for a charged particle beam exposure apparatus, the thickness of a thin film or thin plate including an aperture pattern is first formed thicker than a thickness D required for exposure, and the size of an aperture opening. So as to be smaller than a desired dimension, a margin portion having a length M is provided at the edge portion of the aperture pattern, and the edge profile of the aperture pattern is tapered by a taper angle θ.
Is formed in a tapered shape, and then the margin portion is etched and removed so that the opening portion as the aperture has a desired size, and the length M of the margin portion of the aperture pattern is , The taper angle θ, and the thickness D required above,
A method of manufacturing an aperture, characterized in that a relationship of M ≧ D / tan θ is established.
【請求項10】 請求項2記載のアパーチャの製作方法
において、前記メッキ法に用いられる鋳型のパターニン
グにX線露光を用いること、またこの際に、鋳型パター
ンを転写するX線マスクには基本となるパターンを設け
ておき、パターンを転写した後に前記鋳型に対して、あ
るいはメッキ後のアパーチャが形成されている薄膜層に
対して、前記アパーチャパターンの修正工程を適用する
ことによって所望のパターンを得ることを特徴とするア
パーチャの製作方法。
10. The method of manufacturing an aperture according to claim 2, wherein X-ray exposure is used for patterning the template used in the plating method, and at this time, the X-ray mask for transferring the template pattern is basically used. A desired pattern is obtained by applying the aperture pattern correction step to the mold after transferring the pattern or to the thin film layer on which the aperture after plating is formed after transferring the pattern. A method for manufacturing an aperture characterized by the following.
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