JP3587090B2 - 電子ビーム描画用アパーチャ及びマスクホルダー並びにそれらを用いた電子ビーム露光マスク - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電子ビーム露光に使用される電子ビーム描画用アパーチャ及びマスクホルダー並びにそれらを用いて作製した電子ビーム露光マスクに関する。
【0002】
【従来の技術】
最近LSI等の半導体装置の製造には、超微細パターン加工性に優れた電子ビーム露光装置が使用されており、スループット向上を図るためマルチショット描画方式が提案され、シリコン系の材料で形成された電子ビーム描画用アパーチャをマスクホルダーに固定した電子ビーム露光マスクを電子ビーム露光装置にセットして使用されている。
以下、電子ビーム描画用アパーチャ30及びマスクホルダー40を用いた従来の電子ビーム露光マスク200について説明する。
ここで、図3(a)に、従来の電子ビーム描画用アパーチャ30の一例を示す構成模式断面図を、図3(b)に、マスクホルダー40の構成模式断面図を、図3(c)に、電子ビーム描画用アパーチャ30をマスクホルダー40にセットした状態を示す従来の電子露光マスク200の構成模式断面図を、それぞれ示す。図4(a)〜(h)に電子ビーム描画用アパーチャ30の製造工程を工程順に示す構成模式断面図を示す。
【0003】
まず、面方位が(100)からなる単結晶シリコンウェハ21及び単結晶シリコンウェハ23をシリコン酸化膜22で貼り合わせた貼り合わせシリコン基板31を作製し(図4(a)参照)、単結晶シリコンウェハ23上に感光層を形成し、パターニング処理して多面付けのレジストパターン24を形成する(図4(b)参照)。
【0004】
次に、上記多面付けのレジストパターン24をマスクにして、ドライエッチングにより単結晶シリコンウェハ23をシリコン酸化膜22に到達する深さまでエッチングして、転写マスクパターン25を形成する(図4(c)参照)。
【0005】
次に、CVD(Chemical Vapor Deposition)により成膜ガスを800℃以上に加熱して、貼り合わせシリコン基板31の両面にウエットエッチング用保護膜として所定厚の窒化シリコン膜26を形成する(図4(d)参照)。
【0006】
次に、単結晶シリコンウェハ21面に形成された窒化シリコン膜26をパターニングして転写パターン開口部を作製するためのウエットエッチング用マスクパターン26a及び26bを形成する(図4(e)参照)。
【0007】
次に、ウエットエッチング用マスクパターン26a及び26bを上にしてワックス等のシール剤でガラス基板に貼着し、70℃に加熱されたKOHエッチング液に入れ、ウエットエッチング用マスクパターン26a及び26bをマスクにして単結晶シリコンウェハ21を所定時間異方性エッチングして、転写マスクパターン開口部27、支持枠21a及び保持枠21bを形成する(図4(f)参照)。
【0008】
次に、窒化シリコン膜26、ウエットエッチング用マスクパターン26a及び26bを170℃の熱燐酸でエッチングして除去する(図4(g)参照)。
【0009】
次に、転写マスクパターン25と転写マスクパターン開口部27との間のシリコン酸化膜22をフッ酸にてエッチングして除去し、転写マスク開口パターン25aを形成し、電子ビーム描画用アパーチャ30を作製する(図2(h)参照)。
【0010】
一方、別途作製されたマスクホルダー40の保持部材41上にインジウム等のの金属箔からなる導電体層42を載置し、上記電子ビーム描画用アパーチャ30を加圧、加熱して導電体層42を溶融させて、電子ビーム描画用アパーチャ30の保持枠21bとマスクホルダー40の保持部材41が接着、固定される。(図3(b)及び(c)参照)。
【0011】
さらに、電子ビーム描画用アパーチャ30及びマスクホルダー40に、Pt或いはPd等の導電性膜を形成して、電子ビーム露光マスク200を得る(図3(c)参照)。この導電性膜は、アパーチャを電子ビーム露光マスクとして使用する際、アパーチャに荷電粒子が帯電して、アパーチャの溶融、ひずみ等の損傷を防ぐためのものである。
【0012】
上記製造方法では、電子ビーム描画用アパーチャ30をマスクホルダー40に接着、固定する際に、電子ビーム描画用アパーチャ30がマスクホルダー40の保持部材41上で位置ずれを起こし、電子ビーム露光マスクのマスク収率を下げる問題がある。
【0013】
さらに、電子ビーム描画用アパーチャ30をマスクホルダー40に接着、固定する際に、マスクホルダー40の保持部材41上に形成された導電体層42が加熱、溶融されて、転写マスク開口パターン25a領域にはみだし、電子ビーム描画用アパーチャ30が汚染され、電子ビーム露光マスクのマスク収率を下げる等の問題がある。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、マスク汚染がなく、電子ビーム描画用アパーチャとマスクホルダーとの位置合せ精度に優れた電子ビーム露光マスクを提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、まず請求項1においては、電子ビーム描画用アパーチャをマスクホルダーに固定してなる電子ビーム露光マスクにおいて、前記電子ビーム描画用アパーチャ及び前記マスクホルダーに位置決め用パターンを少なくとも一つ以上設け、前記位置決め用パターンをガイドにして前記電子ビーム描画用アパーチャ及び前記マスクホルダーを貼り合わせ、加熱・加圧して固定したことを特徴とする電子ビーム露光マスクとしたものである。
【0016】
また、請求項2においては、前記位置決め用パターンが凹部形状をしていることを特徴とする請求項1記載の電子ビーム描画用アパーチャとしたものである。
【0017】
また、請求項3においては、前記位置決め用パターンが凸部形状をしていることを特徴とする請求項1記載のマスクホルダーとしたものである。
【0018】
さらにまた、請求項4においては、前記凸部形状を有する前記位置決め用パターンの外側の貼り合わせ面に導電性を有する金属箔もしくは導電ペーストにて導電体層を形成したことを特徴とする請求項1又は3記載のマスクホルダーとしたものである。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態につき図面を用いて説明する。
図1(a)に、本発明の電子ビーム描画用アパーチャ10の一実施例を示す構成模式断面図を、図1(b)に、本発明のマスクホルダー20の一実施例を示す構成模式断面図を、図1(c)に、マスクホルダー20に電子ビーム描画用アパーチャ10を固定した状態を示す電子ビーム露光マスク100の一実施例を示す構成模式断面図を、図2(a)〜(h)に本発明の電子ビーム描画用アパーチャの製造工程を工程順に示す構成模式断面図をそれぞれ示す。
【0020】
本発明の電子ビーム描画用アパーチャ10は貼り合わせシリコン基板11を加工して転写マスク開口パターン5a、支持枠1a、転写マスクパターン開口部7及び保持枠1bからなり、電子ビーム描画用アパーチャの両端の支持枠1aと保持枠1bとの間にテーパー形状の位置決め用凹部パターン8が形成されたものである(図1(a)参照)。
【0021】
また、本発明のマスクホルダー20は保持部材21上に位置決め用凸部パターン21が形成されており、その外側に電子ビーム描画用アパーチャを貼り合わせ固定するための導電体層23を設けたものである(図1(b)参照)。
【0022】
さらにまた、本発明の電子ビーム露光マスク100はマスクホルダー20の保持部材21上の位置決め用凸部パターン22をガイドにして電子ビーム描画用アパーチャ10を貼り合わせ、加圧、加熱して電子ビーム描画用アパーチャ10の保持枠1bとマスクホルダー20の保持部材21を接着・固定して作製したものである(図1(c)参照)。
【0023】
まず、面方位が(100)からなる単結晶シリコンウェハ1及び単結晶シリコンウェハ3をシリコン酸化膜2で貼り合わせた貼り合わせシリコン基板11を作製し(図2(a)参照)、単結晶シリコンウェハ1面に感光層を形成し、パターニング処理して多面付けのレジストパターン4を形成する(図2(b)参照)。
【0024】
次に、上記多面付けレジストパターン4をマスクにして、ドライエッチングにより単結晶シリコンウェハ1をシリコン酸化膜2に到達する深さまでエッチングして、転写マスクパターン5を形成する(図2(c)参照)。
【0025】
次に、CVD(Chemical Vapor Deposition)により成膜ガスを800℃以上に加熱して、貼り合わせシリコン基板11の両面にウエットエッチング用保護膜として窒化シリコン膜7を形成する(図2(d)参照)。
【0026】
次に、単結晶シリコンウェハ1上に形成された窒化シリコン膜6をパターニング処理して、転写パターン開口部を作製するためのウエットエッチング用マスクパターン6a及び6bを形成する(図2(e)参照)。
【0027】
ウエットエッチング用マスクパターン6a及び6bを上にしてワックス等のシール材でガラス基板に貼着し、70℃に加熱されたKOHエッチング液に入れ、ウエットエッチング用マスクパターン6a及び6bをマスクにして単結晶シリコンウェハ1を所定時間異方性エッチングして、転写マスクパターン開口部7及び支持枠1aと保持枠1bとの間に位置決め用凹部パターン8を形成する(図2(f)参照)。
【0028】
位置決め用凹部パターン8の形状は、棒状、ピン状及びライン状の凹部パターンが設定でき、マスクホルダー20の位置決め用凸部パターン22との兼ね合いで適宜使い分ける。
【0029】
位置決め用凹部パターン8は転写マスクパターン開口部7と同様なテーパー角度(面方位が(100)の単結晶シリコンウェハを使用した場合は54.7度)が形成されるため、あらかじめマスクホルダー20の位置決め用凸部パターン22の形状に合わせて、ウエットエッチング用マスクパターン6aと6bのパターン間隔を設定する。
【0030】
次に、窒化シリコン膜6、ウエットエッチング用マスクパターン6a及び6bを170℃の熱燐酸でエッチングして除去する(図2(g)参照)。
【0031】
次に、転写マスクパターン5と転写マスクパターン開口部7との間のシリコン酸化膜2をフッ酸によりエッチング除去し、貫通させ、転写マスク開口パターンを形成し、電子ビーム描画用アパーチャ10を作製する(図2(h)参照)。
【0032】
一方、別途作製したマスクホルダー20の保持部材21上に形成された位置決め用凸部パターン22の外側にインジウム等の金属箔もしくは導電ペースト等にて導電体層23形成し(図1(b)参照)、マスクホルダー20の位置決め用凸部パターン22をガイドにして電子ビーム描画用アパーチャ10を貼り合わせ、加圧、加熱して電子ビーム描画用アパーチャ10の保持枠1bとマスクホルダー20の保持部材21を接着・固定する(図1(c)参照)。ここで、インジウム等の金属箔で形成された導電体層は加熱溶融して、接着・固定されるが、導電ペースト等で形成された導電体層は加熱加圧して導電ペーストの樹脂が硬化して接着・固定される。
【0033】
次に、電子ビーム描画用アパーチャ10及びマスクホルダー20にPt、Pd等の導電性膜を形成して、本発明の電子ビーム描画用アパーチャ100を得る(図1(c)参照)。この導電性膜は、電子ビーム露光の際の電子ビーム描画用アパーチャ10に荷電粒子が帯電して、アパーチャの溶融、ひずみ等の損傷を防ぐためのものである。
【0034】
【発明の効果】
本発明の電子ビーム露光マスクは、電子ビーム描画用アパーチャをマスクホルダーに接着・固定する際の位置合せ精度が良くなり、電子ビーム露光装置にセットして電子ビーム露光を行うまでの立ち上げ調整時間が大幅に短縮される。
また、電子ビーム描画用アパーチャをマスクホルダーに接着・固定する際に発生する導電体層の転写マスクパターンへのはみ出しがなくなり、高品質の電子ビーム露光マスクが得られ、製造歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の電子ビーム描画用アパーチャ10の一実施例を示す構成模式断面図である。
(b)は、本発明のマスクホルダー20の一実施例を示す構成模式断面図である。
(c)は、マスクホルダー20に電子ビーム描画用アパーチャ10を固定した状態を示す電子ビーム露光マスク100の一実施例を示す構成模式断面図である。
【図2】(a)〜(h)は、本発明の電子ビーム描画用アパーチャ10の製造工程を工程順に示す構成模式断面図である。
【図3】(a)は、従来の電子ビーム描画用アパーチャ30の一例を示す構成模式断面図である。
(b)は、従来のマスクホルダー40の一例を示す構成模式断面図である。
(c)は、マスクホルダー40に電子ビーム描画用アパーチャ30を固定した状態を示す電子ビーム露光マスク200の一例を示す構成模式断面図である。
【図4】(a)〜(h)は、従来の電子ビーム描画用アパーチャ30の製造工程を示す構成模式断面図である。
【符号の説明】
1、21……単結晶シリコンウエハ
1a、21a……支持枠
1b、21b……保持枠
2、22……シリコン酸化膜
3、23……単結晶シリコンウエハ
4、24……レジストパターン
5、25……転写マスクパターン
5a、25a……転写マスク開口パターン
6、26……窒化シリコン膜
6a、6b、26a、26b……ウエットエッチング用レジストパターン
7、27……転写マスクパターン開口部
8……位置決め用凹部パターン
10、30……電子ビーム描画用アパーチャ
11、31……貼り合わせシリコン基板
20、40……マスクホルダー
21、41……保持部材
22……位置決め用凸部パターン
23、42……導電体層
100、200……電子ビーム露光マスク
Claims (4)
- 電子ビーム描画用アパーチャをマスクホルダーに固定してなる電子ビーム露光マスクにおいて、前記電子ビーム描画用アパーチャ及び前記マスクホルダーに位置決め用パターンを少なくとも一つ以上設け、前記位置決め用パターンをガイドにして前記電子ビーム描画用アパーチャ及び前記マスクホルダーを貼り合わせ、加熱・加圧して固定したことを特徴とする電子ビーム露光マスク。
- 前記位置決め用パターンが凹部形状をしていることを特徴とする請求項1記載の電子ビーム描画用アパーチャ。
- 前記位置決め用パターンが凸部形状をしていることを特徴とする請求項1記載のマスクホルダー。
- 前記凸部形状を有する前記位置決め用パターンの外側の貼り合わせ面に導電性を有する金属箔もしくは導電ペーストにて導電体層を形成したことを特徴とする請求項1又は3記載のマスクホルダー。
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