JPH0276216A - 透過マスク及びそれを有する電子ビーム露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 電子ビーム露光に適用される透過マスク及びそれを有す
る電子ビーム露光装置に関し、個々のパターン領域の機
械的強度の向上及び耐熱性の向上を可能とすることを目
的とし、透過マスクについては、ウェハ上に形成される
パターンのうちパターンの繰り返しよりなる部分と露光
するために設けられ前記各パターンの各々に対応する形
状の透過孔が形成されている複数のパターン領域を有し
、前記複数のパターン領域のうち１つを選択しそのパタ
ーン領域全体に電子ビームを照射し、前記パターン領域
の透過孔を透過した電子ビームによりウェハを露光すべ
く使用する透過マスクにおいて、前記パターン領域の周
囲の少なくとも一方向に、該パターン領域の厚さよりも
厚い部分を形成して構成し、電子ビーム露光装置につい
ては上記構成の透過マスクを備えて構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は電子ビーム露光に適用される透過マスク及びそ
れを有する電子ビーム露光装置に関する。

電子ビーム露光方法はいわゆるー’ｓａきの露光方法で
あるため、露光に長時間を要する。

しかしながら、メモリ用のＩＣチップ等では、セルの部
分は基本となるいくつかのパターンの繰り返しであり、
基本パターンを１シヨツトで露光しつつ順次露光部分を
移していくことにより、セルの部分の露光を短時間で完
了できることが分かる。この考え方に基づき、透過マス
クを使用した電子ビーム露光方法が種々提案されている
。

第６図は透過マスクを使用した電子ビーム露光装置の概
略構成を示す。

１が透過マスクである。

電子銃２よりの電子ビーム３は、矩形成形アパーチャ４
、レンズ５、デフレクタ６、レンズ７、縮小レンズ８、
投影レンズ９を経てウェハ１０上に照射される。

透過マスク１は、複数のパターン領域１１を有し、各パ
ターン領域１１に所定形状の透過孔１２が形成されたも
のであり、デフレクタ６とレンズ７との間に配設しであ
る。

電子ビームはデフレクタ６により、偏向されて所定のパ
ターン領域１１を照射し、透過孔１２を透過し、透過孔
１２の形状に整形された整形ビーム１３がウェハ１０に
到り、透過孔１２に対応したパターンが１シヨツトで露
光される。

１４はシャッタであり、透過マスク１よりウェハ１０寄
りの個所、即ちレンズ７と９との間の部位に設けである
。このため、同じパターンを繰り返して露光している間
は、電子ビームは同じパターン領域１１を継続的に照射
している。

〔従来の技術〕

第７図は従来の透過マスク５０を示す。

２０〜５０は矩形状のパターン領域であり、夫々に所定
形状の透過孔２０ａ〜２５ａが形成しである。

透過マスク５０は、シリコン製であり、中央の広い部分
を厚さｔが１０μ程度の薄膜部分５１とされた形状であ
る。パターン領域２０〜２５はこのＷＩ躾部分５１に整
列して配されている。各パターン領域２０〜２５は透過
孔２０ａ〜２５ａを高精度に形成するために薄いことが
必要である。

〔発明が解決しようとする課題〕

各パターン領域２０〜２５の周囲の部分も薄く、薄膜部
分５１が広い面積に亘っている。

このため、透過マスク５０は機械的強度が弱く、取り扱
い中に受ける衝撃で薄膜部分５１が破損してしまうこと
があった。

また、電子ビームは−のパターン領域を継続的に照射す
るため、加熱される。しかし、パターン領域の周囲の部
分も？Ｉｌ膜であるため、熱が逃げにくく、熱がパター
ン領域に蓄積され、パターン領域が反って透過孔の形状
が変形したり、パターン領域が溶融して透過孔が破壊さ
れてしまう。

本発明は、個々のパターン領域の機械的強度の向上及び
耐熱性の向上を可能とする透過マスク及びそれを有する
電子ビーム露光装置を提供することを目的とする。

（課題を解決する手段） 本発明は、ウェハ上に形成されるパターンのうちパター
ンの繰り返しよりなる部分を露光するために設けられ前
記各パターンの各々に対応する形状の透過孔が形成され
ている複数のパターン領域を有し、前記複数のパターン
領域のうち１つを選択しそのパターン領域全体に電子ビ
ームを照射し、前記パターン領域の透過孔を透過した電
子ビームによりウェハを露光すべく使用する透過マスク
において、 前記パターン領域の周囲の少なくとも一方向に、該パタ
ーン領域の厚さよりも厚い部分を形成して構成したもの
であり、 電子ビーム露光装置については上記構成の透過マスクを
備えて構成したものである。

〔作用〕

個々のパターン領域の周囲に形成された厚い部分は、パ
ターン領域の機械的強度を向上させると共に熱の伝導路
として機能してパターン領域への蓄熱を防止する。

〔実施例） 第１図は本発明の一実施例の透過マスク６０を表裏反転
して示す。

透過マスク６０は厚さＴが４００〜５００μｍのシリコ
ン基板を後述するようにエツチングして形成したもので
あり、周囲の枠６１は元のシリコン基板により形成しで
ある。

２０〜２８は夫々パターン領域であり、各パターン領域
に所定形状の透過孔２０ａ〜２９ａが形成しである。

各パターン領域２０〜２８は、−辺の長さａが約５００
μｍの正方形であり、厚さｔは１０μｍ程度である。

６２．６３はＸ方向に延在する桟、６４．６５はＹ方向
に延在する桟であり、格子を構成している。８桟６２〜
６５の断面は、高さＨが厚さＴより若干低い三角形状で
あり、８桟６２〜６５は機械的強度が高く且つ熱の伝導
路としての役割も十分に果たす。

透過マスク６０は、個々のパターン領域２０〜２８が周
囲全体に亘って桟６２〜６５又は枠６１により囲まれ、
個々のパターン領域２０〜２８の周囲がパターン領域２
０〜２８の厚さよりも厚くされた構造を有する。

従って、個々のパターン領域２０〜２８は全周に亘って
補強され、取り扱い中に受ける衝撃によるパターン領域
２０〜２８は破損しにくくなる。

また、例えば円形パターンを露光すべく電子ビームが符
号２４で示すパターン領域を照射している場合について
みる。パターン領ｔａ２４に発生した熱は周囲の桟６２
〜６５に伝達され、桟６２〜６５内を枠６１の方向に伝
導されると共に桟６２〜６５の表面より放熱される。こ
のため、パターン領！１ｉ２４に熱が蓄積されることが
殆ど無く、パターン領域２４が熱により変形したり溶融
したりする不都合は起きない。従って透過孔２４ａの変
形及び破壊は無く、透過孔２４ａに相当するパターンが
精度良く露光される。

他のパターン領域を照射した場合にも、上記と同様に熱
の蓄積は起きない。

従って、上記の透過マスク６０は、従来のものに比べて
、機械的強度が向上し且つ耐熱性に優れたものとなる。

第２図（Ａ）乃至（Ｄ）は、上記の透過マスク６０の製
造工程を示す。

同図（Ａ）は、元のシリコン基板７ｏを示す。

このシリコン基板７０は、上下面の面方位が［１００］
とされたシリコン基板本体７１の上面にボロンを拡散さ
せたボロン拡散層７２が形成され、更にこの表面にシリ
コン１７３がエピタキシャル成長により形成された構造
である。

同図（Ｂ）に示すようにこのシリコン基板７゜の下面に
パターン７４を形成し、ＫＯＨにより異方性エツチング
を行う。

ＫＯＨによるエツチング速度は、面方位［１００］の方
向に速く、面方位［１１１］の方向には遅く、ボロン拡
散層７２でも遅い。

これにより、シリコン基板本体７１が第２図（Ｃ）に示
すようにエツチングされ、枠６１、桟６２．６３、及び
パターン領域２３．２４．２５等が形成される。

この後、シリコン基板７０の上面にパターン領域グして
エツチングし、第２図（Ｄ）に示すように各パターン領
域２３，２４．２５に透過孔２３ａ。

２４ａ、２５ａを形成する。

第３図は本発明の第２実施例の透過マスク８０を示す。

この透過マスク８０は、大略、第１図に示す透過マスク
６０よりＹ方向の桟６４．６５を省略した構成である。

各パターン領域２０〜３１は、この周囲のうちＹ方向の
両側に桟６２．６３、枠６１が配された構成である。

このため、各パターン領域２０〜３１は、周囲のうちＹ
方向上両側を機械的に補強され、熱を桟６２．６３、枠
６１に逃がされて耐熱性も優れている。

なお、パターン領域２０〜３１はＸ方向上は第１図の透
過マスク６０の場合よりも密接して配されている。従っ
て、透過マスク８０は透過マスク６０に比べて、パター
ン領域２０〜３１をより高密度に配置されている。この
ため、この透過マスク８０を使用すれば、ビーム偏向が
し易くなる。

第４図は本発明の第３実施例の透過マスク９０を示す。

この透過マスク９０は、シリコン製の基台９１に形成さ
れたＴａ、Ｍｏ、Ｗ等の金属膜９２の一部がパターン領
域２０，２１．２２を形成する構成である。

金属膜製のパターン領域２０Ａ、２１△、２２Ａは、桟
６２．６３等により補強されている。

また桟６２．６３は熱を逃がす熱の伝導路としても機能
し、金属膜製パターン領域２ＯＡ、２１Ａ。

２２Ａは蓄熱されず耐熱性に優れたものとなる。

第５図は本発明の第４実施例の透過マスク１００を示す
。

この透過マスク１００は、全体をＴａ、Ｍｏ、Ｗ等の金
属製としたものである。

金属膜状のパターン領域２０Ｂ、２１Ｂ、２２Ｂは、金
属製の桟６２Ａ、６３Ａ等により補強されている。

また桟６２Ａ、６３Ａは熱を逃がす伝導路としても機能
し、パターン領１２０Ｂ、２１８．２２Ｂは蓄熱されず
耐熱性に優れている。

上記各実施例の透過マスク６０．８０．９０゜１００を
使用することにより、■パターンを信頼性よく露光させ
ることが出来ると共に■電子銃の出力を上げることがで
き、これによって露光作業の効率を向上させることが可
能となる。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、個々のパターン領
域の周囲にパターン領域よりも厚い部分を形成してなる
構成であるため、個々のパターン領域の機械的強度を向
上させることが出来ると共にパターン領域への蓄熱を防
止して熱に対しても強くすることが出来、寿命を長くす
ることが出来る。

また本発明の透過マスクを使用することにより、露光パ
ターンの信頼性を向上させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の透過マスクを表裏反転し
て示す一部切截斜視図、 第２図（Ａ）乃至（Ｄ）は第１図の透過マスクの製造方
法を説明する図、 第３図は本発明の第２実施例の透過マスクを表裏反転し
て示す一部切截斜視図、 第４図は本発明の第３実施例の透過マスクの断面図、 第５図は本発明の第４実施例の透過マスクの断面図、 第６図は透過マスクを適用した電子ビーム露光装置の概
略図、 第７図は従来の透過マスクを表裏反転して示す一部切截
斜視図である。 図において、 ２０〜３１はパターン領域、 ２０ａ〜３１ａは透過孔、 ６０．８０．９０，１００は透過マスク、６１は枠、 ６２〜６５．６２Ａ、６３Ａは桟１ 、　７０はシリコン基板、 ７１はシリコン基板本体、 ７２はボロン拡散層 を示す。 特許出願人　富　士　通　株式会社 Ωλｌ−１ｔ７ス２ ＊ｔ！！ｌ ８０ゼロ表マス２ ネ譲り１のキ２大ネ糺仲１のぜｈ翫マス２Ｅポす川！　
１Ｗ＠ ９０Δト１マス２ １ｏＯ溌ゑマスク ■−２ 第６図 翌 フ０ 第７１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ウェハ上に形成されるパターンのうちパターンの
   繰り返しよりなる部分を露光するために設けられ前記各
   パターンの各々に対応する形状の透過孔（２０ａ〜３１
   ａ）が形成されている複数のパターン領域（２０〜３１
   ）を有し、前記複数のパターン領域のうち１つを選択し
   そのパターン領域全体に電子ビームを照射し、前記パタ
   ーン領域の透過孔を透過した電子ビームによりウェハを
   露光すべく使用する透過マスクにおいて、 前記パターン領域（２０〜３１）の周囲の少なくとも一
   方向に、該パターン領域の厚さよりも厚い部分（６１〜
   ６５、６２Ａ、６３Ａ）を形成してなる構成の透過マス
   ク。
2. （２）電子銃（２）と、前記電子銃（２）から発射され
   た電子ビーム（３）を偏向するデフレクタ（６）と、前
   記デフレクタ（６）によって偏向された電子ビームが選
   択的に照射されるマスク（１）と、前記マスクを透過し
   た電子ビームをウェハ上の任意の位置に偏向する偏向手
   段とを有し、前記マスク（１）上に形成されたパターン
   を前記ウェハ上に転写する電子ビーム露光装置において
   、前記電子ビーム露光装置は請求項１記載の透過マスク
   を含むことを特徴とする電子ビーム露光装置。