JPH07283113A - Aperture and its manufacture - Google Patents

Aperture and its manufacture

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JPH07283113A
JPH07283113A JP7058394A JP7058394A JPH07283113A JP H07283113 A JPH07283113 A JP H07283113A JP 7058394 A JP7058394 A JP 7058394A JP 7058394 A JP7058394 A JP 7058394A JP H07283113 A JPH07283113 A JP H07283113A
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JP
Japan
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aperture
pattern
metal element
substrate
film
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JP7058394A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenta Hayashi
健太 林
Tadashi Matsuo
正 松尾
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07283113A publication Critical patent/JPH07283113A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent generation of charge-up and to prevent strain of an aperture by forming a film containing a metal element of high electric conductivity and thermal conductivity all over an aperture surface. CONSTITUTION:A pattern 6 is formed on an Si substrate 1 on the opposite side of an opening part 3 for etching. In the process, a pattern is formed in advance by enlarging a width thereof by a thickness of a film 7 containing a metal element which is formed in a following process. Then, an Si substrate 2 is etched and a resist pattern is removed thereafter. A film containing a metal element is formed in a surface of the aperture. As for a material of the film, tungsten (W) is used. Tungsten has high electric conductivity and high heat conductivity when compared to Si and has equivalent linear expansion coefficient as Si.

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、半導体集積回路等に代
表される、微細なパターンの形成に用いられる、成形ビ
ーム方式の荷電ビーム露光装置におけるアパーチャおよ
びその製造技術に関わり、特に高密度な繰り返しパター
ン作製に際し、描画速度向上を図るため、ビーム形成手
段の改良を図ったアパーチャおよびその製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aperture in a charged beam exposure apparatus of a shaped beam system, which is used for forming a fine pattern typified by a semiconductor integrated circuit and the like, and a manufacturing technique therefor. The present invention relates to an aperture in which a beam forming means is improved in order to improve a drawing speed when a repetitive pattern is formed, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路のパターンは、年々微細
化の傾向にあり、複雑化してきている。このようなパタ
ーンを荷電ビーム露光装置を用いて(使用目的から、通
常は非常に微細な)パターンを描画により形成するため
に、同一のパターンで繰り返し使用される単一の図形あ
るいは図形群などをアパーチャに設けておき、当該アパ
ーチャを介して、一回のショットでひと纏まりのパター
ンを描画する露光方式が提案されている。そしてこの露
光方式は、例えば、一括露光法、ブロック露光法、セル
プロジェクション法、あるいはキャラクタプロジェクシ
ョン法、と称されている。尚、荷電ビームの代表例とし
ては、電子線(電子ビーム)、荷電粒子ビームあるいは
イオンビームが挙げられる。
2. Description of the Related Art The pattern of a semiconductor integrated circuit tends to be miniaturized year by year and has become complicated. In order to form such a pattern by drawing with a charged beam exposure apparatus (usually very fine for the purpose of use), a single figure or a figure group repeatedly used in the same pattern is formed. An exposure method has been proposed in which a pattern is provided in the aperture and a set of patterns is drawn with one shot through the aperture. This exposure method is called, for example, a collective exposure method, a block exposure method, a cell projection method, or a character projection method. Note that, as a typical example of the charged beam, an electron beam (electron beam), a charged particle beam, or an ion beam can be given.

【0003】従来のビーム露光方式のうち、一般にポイ
ントビーム方式と称されるものの場合にはアパーチャは
丸い孔を、また、一般に可変成形ビーム方式と称される
ものの場合にはアパーチャは矩形の孔をそれぞれ形成し
てあるものを使用し、これを荷電ビーム露光装置内に装
填して露光していた。一方、(本発明が係わる)前記の
一括露光法等の方式が、前記従来のビーム露光方式と最
も大きく異なる点は、荷電ビーム露光装置内に装填され
るアパーチャにろある。つまり、この一括露光法等の場
合のアパーチャは、露光に繰り返し使われる単一の図形
や、あるいは複数個の図形の組み合わせからなる図形群
を、一つのアパーチャ内に作り込んでおくことにより、
それらの図形又は図形群を一回のショットで纏めて露光
し、これにより所望するパターンを描画してしまう、と
いう考え方であり、この方式によると露光工程のスルー
プットを飛躍的に向上させることが出来る。
Among the conventional beam exposure methods, the one generally called a point beam method has a round aperture, and the one generally called a variable shaped beam method has a rectangular aperture. Those formed respectively were used, and these were loaded in a charged beam exposure apparatus and exposed. On the other hand, the point that the method such as the collective exposure method (to which the present invention relates) is most different from the conventional beam exposure method lies in the aperture mounted in the charged beam exposure apparatus. In other words, the aperture in the case of this batch exposure method, etc., can be created by creating a single figure repeatedly used for exposure or a figure group consisting of a combination of a plurality of figures in one aperture.
The idea is that these figures or groups of figures are collectively exposed in one shot, and a desired pattern is drawn by this, and this method can dramatically improve the throughput of the exposure process. .

【0004】この一括露光法等の方式に使用されるアパ
ーチャのうちの従来のものは、図3(a)に示すよう
に、支持基板として厚いSi基板1を用意しておき、図
3(a)に示すようにバックエッチングストッパ8を形
成し、図3(c)に示すようにその上にパターン作製層
となるSi基板を貼り合わせ、次いで適当な厚さまで研
磨した後、図3(d)に示すように裏側からバックエッ
チングのためのマスキングパターン9を形成してから、
Si基板の結晶方位に従った化学エッチングを行ない、
繰り返し使用される図形ならびに図形群を図3(e)に
示すようにパターン作製層に作り込む。ここで、場合に
よってはその上から金属元素を含有する膜を形成するこ
とによって構成する。そして、アパーチャを例えば電子
線描画装置に装填して実際に使用する際には、パターン
作製層の開口部以外の領域でにおいては荷電ビーム(代
表例としては電子線)が照射されることになる。
The conventional one of the apertures used in the method such as the one-shot exposure method is prepared by preparing a thick Si substrate 1 as a supporting substrate as shown in FIG. ), A back etching stopper 8 is formed, a Si substrate to be a pattern forming layer is attached thereon as shown in FIG. 3C, and then polished to an appropriate thickness. After forming a masking pattern 9 for back etching from the back side as shown in,
Performs chemical etching according to the crystal orientation of the Si substrate,
Repeatedly used figures and groups of figures are formed in the pattern forming layer as shown in FIG. Here, in some cases, it is constituted by forming a film containing a metal element thereon. Then, for example, when the aperture is loaded in an electron beam writing apparatus and is actually used, a charged beam (an electron beam as a typical example) is irradiated in a region other than the opening of the pattern formation layer. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、 (イ)電子線描画の際のSi基板のチャージアップの発
生を問題視する場合、パターン作製層がSi製であるこ
とから、その導電性はあまり高いものが得られず、むし
ろ電気抵抗率は比較的に高いといってよい。つまり、そ
のSi基板の電気抵抗率は、少なくとも室温では2×1
10μΩ・cmである。そのためチャージアップ発生に
より、パターンが正確には転写露光され難くなる可能性
があり、ひどい場合には全く転写されなくなる。 (ロ)貼り合わせ時に加熱を行なうことや、SiとSi
との間にSi酸化膜を介すことなどから応力が発生して
パターンが歪む。 (ハ)電子線を照射することにより、アパーチャが加熱
され、パターンが歪み、ひどい場合にはパターンが溶解
する。 (ニ)上記(イ)〜(ニ)に記載の問題点を解決しよう
とする際に根本的に作製プロセスを変更しなければなら
ない。 以上(イ)〜(ニ)に記載の問題点が生じていた。
However, (a) when considering the occurrence of charge-up of the Si substrate at the time of electron beam writing, since the pattern formation layer is made of Si, its conductivity is very high. It can be said that the electric resistance is relatively high. That is, the electrical resistivity of the Si substrate is 2 × 1 at least at room temperature.
It is 0 10 μΩ · cm. Therefore, due to the occurrence of charge-up, it may be difficult to accurately transfer and expose the pattern, and in severe cases, the pattern is not transferred at all. (B) Heating at the time of bonding or Si and Si
The stress is generated due to the interposition of the Si oxide film between the and, and the pattern is distorted. (C) By irradiating with an electron beam, the aperture is heated, the pattern is distorted, and in severe cases, the pattern is melted. (D) When trying to solve the problems described in (a) to (d) above, the manufacturing process must be fundamentally changed. The problems described in (a) to (d) above have occurred.

【0006】本発明は前記一括露光法等に使用されてい
た従来のアパーチャの問題点(イ)〜(ニ)を解決し、
且つ一括露光法等に使用出来るうえに作製も容易であ
る、というアパーチャとその製造方法を提供することを
目的とする。
The present invention solves the problems (a) to (d) of the conventional aperture used in the batch exposure method and the like,
Moreover, it is an object of the present invention to provide an aperture and a manufacturing method thereof that can be used for a batch exposure method and the like and can be easily manufactured.

【0007】[0007]

【課題を解決する手段】前記課題を解決する為に本発明
が提供する手段とは、すなわち、少なくとも、荷電ビー
ムが通過出来る部分と出来ない部分とが選択的にパター
ン状に形成されたパターン領域を持つ第一部材と、該第
一部材を支持する第二部材とからなるアパーチャにおい
て、該パターン領域を含めた該第一部材の表面と該第二
部材の表面には、金属元素を含有する膜が形成されてい
ることを特徴とするアパーチャである。
Means provided by the present invention in order to solve the above-mentioned problems, namely, a pattern region in which at least a portion through which a charged beam can pass and a portion through which a charged beam cannot pass are selectively formed in a pattern. And a second member supporting the first member, the surface of the first member including the pattern region and the surface of the second member contain a metal element. The aperture is characterized in that a film is formed.

【0008】好ましくは請求項2に記載の、前記金属元
素を含有する膜が導電性材料であることを特徴とする請
求項1記載のアパーチャである。
Preferably, the film containing the metal element according to claim 2 is a conductive material, and the aperture according to claim 1.

【0009】また、好ましくは請求項3に記載の、前記
金属元素を含有する膜は、前記第一部材もしくは第二部
材をなす主材料よりも導電性が高いことを特徴とする請
求項1又は2に記載のアパーチャである。
Further, preferably, the film containing the metal element according to claim 3 has higher conductivity than a main material forming the first member or the second member. 2 is the aperture described in 2.

【0010】また、好ましくは請求項4に記載の、前記
金属元素を含有する膜は、前記パターン領域よりも熱伝
導度が高いことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか
に記載のアパーチャである。
Further, preferably, the film containing the metal element according to claim 4 has a higher thermal conductivity than the pattern region, and the aperture according to any one of claims 1 to 3. Is.

【0011】また、好ましくは請求項5に記載の、前記
金属元素を含有する膜と前記パターン領域との各部分に
使用される主な材料は、少なくとも絶対温度273Kか
ら373Kの範囲では熱による線膨張率の差が5×10
-6/K以下であることを特徴とする請求項1乃至4のい
ずれかに記載のアパーチャである。
Further, preferably, the main material used for each part of the film containing the metal element and the pattern region is preferably a wire formed by heat at least in the range of 273K to 373K in absolute temperature. The difference in expansion rate is 5 × 10
-6 / K or less, the aperture according to any one of claims 1 to 4.

【0012】あるいは請求項6に記載の、少なくとも、
(イ)前記第一部材用材料と第二部材用材料とを接着す
る工程、(ロ)該第二部材用材料中の支持領域を残し
て、該第一部材用材料が露出するまで第二部材用材料を
エッチングし、第二部材の開口部を形成する工程、
(ハ)該第一部材用材料に、荷電ビームが通過出来る部
分と出来ない部分とを選択的にパターン状に形成しパタ
ーン領域を得る工程、(ニ)表面に前記金属元素を含有
する膜を形成する工程、以上(イ)から(ニ)を具備す
ることを特徴し、請求項1乃至5のいずれかに記載のア
パーチャの製造方法である。
Alternatively, at least according to claim 6,
(A) a step of adhering the material for the first member and the material for the second member, (b) leaving a supporting region in the material for the second member and exposing the material for the first member Etching the material for the member to form the opening of the second member,
(C) A step of selectively forming a pattern in the material for the first member through which a charged beam can pass and a portion where the charged beam cannot pass to obtain a pattern region, and (D) a film containing the metal element on the surface. The method for manufacturing an aperture according to any one of claims 1 to 5, further comprising the steps (a) to (d) of forming.

【0013】[0013]

【作用】本発明によれば、 (i)作製したアパーチャ表面全面にアパーチャの主た
る材料であるSiよりも電気伝導度が高い金属を形成す
るため、電子は該表面金属元素を含有する膜からアース
に流れるためチャージアップが発生しない。そのため転
写パターンの歪みが防止出来る。 (ii)作製したアパーチャ表面全面にアパーチャの主た
る材料であるSiよりも熱伝導度が高い金属を形成する
ため、熱は該表面金属元素を含有する膜から放散され
る。そのため、アパーチャの歪みが防止出来る。 (iii)作製したアパーチャ表面全面にアパーチャの主た
る材料であるSiと同等の線膨張率の金属を形成するた
め、アパーチャに応力が発生しない。そのため、アパー
チャの歪みが防止出来る。 (iv)従来のアパーチャの工程で出来上がったものの表
面全体に該金属元素を含有する膜を製膜するだけである
ため従来のアパーチャ工程を変更する必要がない。 という作用が生じる。なお、第一部材あるいは第二部材
をなす主たる材料とは、Si単結晶以外であっても、裏
面側の開口部の(ウェット)エッチング時に図1(d)
のように異方性エッチングが出来且つ上面のパターン形
成時に微細パターンを良好に作製できるという性質をも
つものであれば、Si単結晶とほぼ同様であることから
やはり好適に使用できる。このような例としては、Ga
As単結晶が挙げられる。
According to the present invention, (i) since a metal having a higher electric conductivity than Si, which is the main material of the aperture, is formed on the entire surface of the formed aperture, electrons are grounded from the film containing the surface metal element. It does not charge up because it flows to. Therefore, distortion of the transfer pattern can be prevented. (Ii) Since a metal having higher thermal conductivity than Si, which is the main material of the aperture, is formed on the entire surface of the produced aperture, heat is radiated from the film containing the surface metal element. Therefore, distortion of the aperture can be prevented. (Iii) Since a metal having a coefficient of linear expansion equivalent to that of Si, which is the main material of the aperture, is formed on the entire surface of the produced aperture, no stress is generated in the aperture. Therefore, distortion of the aperture can be prevented. (Iv) It is not necessary to change the conventional aperture process because only the film containing the metal element is formed on the entire surface of the product formed by the conventional aperture process. The action occurs. Note that the main material forming the first member or the second member is not a Si single crystal, even if it is (wet) etching of the opening on the back surface side as shown in FIG.
As described above, a material having a property that anisotropic etching can be performed and a fine pattern can be favorably formed at the time of forming a pattern on the upper surface is almost the same as that of a Si single crystal, and thus can be suitably used. An example of this is Ga
As single crystal is mentioned.

【0014】[0014]

【実施例】【Example】

<実施例>図1は、本発明の一実施例を示した工程図で
ある。まず、図1(a)に示すように、500μm厚の
<100>Si上に0.5μmのSi窒化膜4を形成した
支持基板1とパターン形成層用に薄いSi基板2を用意
した。このSi基板2は後の工程で20μm厚以下、好
ましくは5〜10μm程度まで研磨を行なうため、作業
上問題ない厚さであればなるべく5〜10μm厚に近い
方がよく本実施例では約100μm厚のものを使用し
た。
<Embodiment> FIG. 1 is a process drawing showing an embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 1A, a supporting substrate 1 having a Si nitride film 4 of 0.5 μm formed on <100> Si having a thickness of 500 μm and a thin Si substrate 2 for a pattern forming layer were prepared. Since this Si substrate 2 is polished to a thickness of 20 μm or less, preferably about 5 to 10 μm in a later step, it is preferable that the thickness is 5 to 10 μm as much as possible so long as it does not cause a problem in work. A thick one was used.

【0015】次いで、図1(b)に示すように、支持基
板1とSi基板2とをメルトさせて貼り合わせる。次に
図1(c)に示すように、貼り合わせたSi基板2の部
分を厚さ15μmまで研磨する。その後支持基板1に開口
部3を形成する。この開口部3は上部に形成するパター
ンの大きさよりも大きければ良く、本実施例では500
μm□とした。この際、この開口部3の形成方法は、従
来公知のフォトリソグラフィの手法を使用した。すなわ
ち、基板にレジストを塗布し、アライナで、露光を行な
い、レジストを現像、ドライエッチング装置にてSi窒
化膜4のエッチングを行ない、レジストを剥離するとい
う方法で作製した。
Next, as shown in FIG. 1B, the supporting substrate 1 and the Si substrate 2 are melted and bonded together. Next, as shown in FIG. 1C, the bonded Si substrate 2 portion is polished to a thickness of 15 μm. After that, the opening 3 is formed in the supporting substrate 1. The opening 3 may be larger than the size of the pattern formed on the upper portion, and is 500 in this embodiment.
μm □. At this time, as a method of forming the opening 3, a conventionally known photolithography method was used. That is, the substrate was coated with a resist, exposed by an aligner, developed by the aligner, the Si nitride film 4 was etched by a dry etching apparatus, and the resist was peeled off.

【0016】その後図1(d)に示すように、エッチン
グ治具5を使用し、Si窒化膜4をマスクとして開口部
3の部分をエッチングする。この際に、エッチング治具
5には加熱したKOH水溶液が満たされており、支持基
板1は面方位<100>であるために、前記エッチング
は厚さ方向には他の方向と比較して格段に速い速度でエ
ッチングが進んでゆき、最終的には図1(e)のように
Si窒化膜4が露出するところで(実用上の)エッチン
グ停止が起こる。
Thereafter, as shown in FIG. 1D, an etching jig 5 is used to etch the opening 3 with the Si nitride film 4 as a mask. At this time, since the etching jig 5 is filled with the heated KOH aqueous solution and the supporting substrate 1 has the plane orientation <100>, the etching is significantly different in the thickness direction from the other directions. Etching proceeds at a very high speed, and finally (practical) etching stop occurs where the Si nitride film 4 is exposed as shown in FIG.

【0017】図1(f)に示すように、エッチングを行
なった開口部3と反対側のSi基板1上にパターン6を
形成した。但しその際、あらかじめ後の工程で形成する
金属元素を含有する膜7の膜厚分だけパターン幅を広げ
て形成を行なった。ここでは、従来公知のリソグラフィ
手法を使用した。すなわち、Si基板2上に電子線レジ
スト(東レ株式会社製、商品名:EBR−900)を約
1μmの膜厚で塗布し、電子線描画装置(株式会社日立
製作所製、商品名:HL−700)によりパターンを描
画する。この時の描画パターンの線幅は後の工程で形成
する金属元素を含有する膜7の厚さの2倍、すなわち1
μmだけオフセットしたものとした。
As shown in FIG. 1F, a pattern 6 was formed on the Si substrate 1 opposite to the etched opening 3. At that time, however, the pattern width was widened by the film thickness of the film 7 containing a metal element to be formed in a later step in advance. Here, a conventionally known lithography method is used. That is, an electron beam resist (manufactured by Toray Industries, Inc., trade name: EBR-900) is applied on the Si substrate 2 to a film thickness of about 1 μm, and an electron beam drawing apparatus (manufactured by Hitachi, Ltd., trade name: HL-700). ) To draw the pattern. The line width of the drawing pattern at this time is twice the thickness of the film 7 containing a metal element formed in a later step, that is, 1
It was assumed to be offset by μm.

【0018】次いで、所定の現像処理の後に、ドライエ
ッチング装置(GCA製、商品名:WE616)にてチ
ャンバ内にSF6 ガスを導入してSi基板2のエッチン
グを行ない、その後に、SF6 ガスに換えてC2 6
スを導入しSi窒化膜4のエッチングを行ない、レジス
トパターンを除去した。
[0018] Then, after a predetermined development process, a dry etching apparatus (GCA Ltd., trade name: WE616) introducing SF 6 gas into the chamber at etching is performed of the Si substrate 2, then, SF 6 gas Instead, C 2 F 6 gas was introduced to etch the Si nitride film 4 to remove the resist pattern.

【0019】この段階では、従来のアパーチャと同じ構
成のものが出来上がった。尚、これまでの工程、つまり
図1(a)〜図1(e)の工程は、工程が前後に適宜に
入れ替わっても構わない。順序を入れ換えた工程を例示
すると、まず支持基板1を用意してこの上に開口部3を
設け、次に支持基板1とSi基板2とをメルトして貼り
合わせ適当な厚さまで研磨を行ない、次にSi基板2上
に微細パターンを形成し、支持基板1に形成した開口部
3をマスクにして支持基板1のエッチングを行なう、と
いうものでもよい。
At this stage, the same structure as the conventional aperture was completed. Note that the steps up to this point, that is, the steps of FIGS. 1A to 1E, may be appropriately interchanged before and after. To exemplify a process in which the order is changed, first, the support substrate 1 is prepared, the opening 3 is provided thereon, and then the support substrate 1 and the Si substrate 2 are melted and bonded to each other and polished to an appropriate thickness. Next, a fine pattern may be formed on the Si substrate 2, and the supporting substrate 1 may be etched using the openings 3 formed in the supporting substrate 1 as a mask.

【0020】次に、このアパ−チャの表面(本実施例で
は全面)に金属元素を含有する膜を成膜する。ここで膜
の材料はタングステン(W)を使用した。Wは、ここで
のアパーチャの主たる材料であるSiと比較して、 (1)電気伝導度が高い。電気抵抗率(単位:μΩ・c
m)で示すと、Siが2×1010であるのに対して、W
は5.5である。 (2)熱伝導度が高い。熱伝導度(単位:cal/cm
・deg)は、Siが0.20であるのに対して、Wは
0.39である。 (3)Siと同等の線膨張率を持つ。線膨張率(単位:
無次元)は、Siが9.6×10-6であるのに対して、
Wは4.5×10-6である。(出展:金属データブック
(丸善)) という物性を持っている。
Next, a film containing a metal element is formed on the surface (entire surface in this embodiment) of this aperture. Here, tungsten (W) was used as the material of the film. W has a higher electric conductivity than Si, which is the main material of the aperture here. Electrical resistivity (unit: μΩ ・ c
m), Si is 2 × 10 10 , while W is
Is 5.5. (2) High thermal conductivity. Thermal conductivity (unit: cal / cm
In the case of (deg), Si is 0.20, whereas W is 0.39. (3) It has a coefficient of linear expansion equivalent to that of Si. Coefficient of linear expansion (unit:
Dimensionless), while Si is 9.6 × 10 -6 ,
W is 4.5 × 10 −6 . (Exhibitor: Metal Data Book (Maruzen)).

【0021】図1(g)に示すように、従来公知のLP
CVD法を用いて、W製の膜を基板表面の全面に成膜し
た。すなわち、基板をLPCVD装置の石英管内に入
れ、装置にWF6 ガスとSiH4 ガスを1:1の割合で
導入し約800℃に加熱して数分間の成膜を行なった。
この際、成膜したW膜の膜厚は0.5μmであった。
As shown in FIG. 1 (g), a conventionally known LP
A film made of W was formed on the entire surface of the substrate by using the CVD method. That is, the substrate was placed in a quartz tube of an LPCVD apparatus, WF 6 gas and SiH 4 gas were introduced into the apparatus at a ratio of 1: 1 and heated to about 800 ° C. to form a film for several minutes.
At this time, the film thickness of the formed W film was 0.5 μm.

【0022】パターン部開口部は、あらかじめ1μmの
オフセットを設けておいたのでパターン開口部境界の左
右(あるいは上下)両方に0.5μmずつW膜を成膜す
ることが出来、設計寸法どおりの線幅となった。この際
に、金属元素を含有する膜の成膜方法としては、従来公
知の他の方法(例えばメッキ法を)用いても構わない。
以上で本発明に係わるアパーチャが完成した。出来上が
ったアパーチャを電子線描画装置に装填して露光を行な
ったところ、チャージアップは発生せず、且つ基板の歪
みや転写パターンの歪みも観測ず、また良好な転写結果
も得られた。
Since the opening of the pattern portion is provided with an offset of 1 μm in advance, it is possible to form a W film by 0.5 μm on both the left and right (or the upper and lower sides) of the boundary of the pattern opening, and the line as designed is designed. Became wide. At this time, as a method for forming the film containing the metal element, another conventionally known method (for example, a plating method) may be used.
Thus, the aperture according to the present invention is completed. When the completed aperture was loaded into an electron beam drawing apparatus and exposure was performed, charge-up did not occur, neither distortion of the substrate nor distortion of the transfer pattern was observed, and good transfer results were obtained.

【0023】<実施例2>まず、図2(a)に示すよう
に、500μm厚で面方位が<100>のSi基板上に
0.5μmのSi窒化膜4を形成した支持基板1と、パ
ターン形成層用として薄いSi基板2を用意した。この
Si基板2は、後の工程で、20μm厚以下まで、そし
て好ましくは5〜10μm程度まで研磨により薄くす
る。このことから、Si基板2の元々の厚さは、製造作
業上で問題のない範囲の厚さで、且つなるべくは5〜1
0μm厚に近い方がよい。この為、本実施例ではSi基
板2として100μm厚のものを使用した。
<Embodiment 2> First, as shown in FIG. 2A, a supporting substrate 1 having a Si nitride film 4 of 0.5 μm formed on a Si substrate of 500 μm thick and having a plane orientation of <100>, A thin Si substrate 2 was prepared for the pattern formation layer. This Si substrate 2 is thinned by polishing to a thickness of 20 μm or less, and preferably about 5 to 10 μm in a later step. From this, the original thickness of the Si substrate 2 is within a range that causes no problem in manufacturing work, and is preferably 5 to 1
It is better to have a thickness close to 0 μm. Therefore, in this example, the Si substrate 2 having a thickness of 100 μm was used.

【0024】図2(b)に示すように、支持基板1とS
i基板2とをメルトさせて貼り合わせる。次に図2
(c)に示すように、貼り合わせたSi基板2の部分を
厚さ15μmまで研磨する。その後、支持基板1に開口
部3を形成する。この開口部3は、その上方に形成する
パターンの大きさよりも大きければよく、本実施例では
500μm□とした。この際、この開口部3の形成方法
としては、従来公知のフォトリソグラフィ手法を使用し
た。すなわち、基板にレジストを塗布し、アライナを用
い、露光を行ない、レジストを現像し、ドライエッチン
グ装置でSi窒化膜4のエッチングを行ない、レジスト
を剥離し作製した。
As shown in FIG. 2B, the supporting substrate 1 and the S
The i substrate 2 is melted and bonded. Next in FIG.
As shown in (c), the bonded Si substrate 2 is polished to a thickness of 15 μm. Then, the opening 3 is formed in the support substrate 1. The opening 3 has only to be larger than the size of the pattern formed above it, and is 500 μm □ in this embodiment. At this time, a conventionally known photolithography method was used as a method for forming the opening 3. That is, the substrate was coated with a resist, exposed using an aligner, the resist was developed, the Si nitride film 4 was etched by a dry etching apparatus, and the resist was peeled off.

【0025】その後図2(d)に示すように、エッチン
グ治具5を使用し、Si窒化膜4をマスクとして開口部
3の部分をエッチングする。この際エッチング治具5に
は加熱したKOH水溶液が満たされており、支持基板1
は面方位は<100>であるためエッチングは厚さ方向
に進んでゆき、最終的には図2(e)のようにSi窒化
膜4の部分で止まる。
After that, as shown in FIG. 2D, an etching jig 5 is used to etch the opening 3 using the Si nitride film 4 as a mask. At this time, the etching jig 5 is filled with the heated KOH aqueous solution, and the supporting substrate 1
Since the plane orientation is <100>, the etching proceeds in the thickness direction, and finally stops at the Si nitride film 4 portion as shown in FIG.

【0026】図2(f)に示すように、エッチングを行
なった開口部3と反対側のSi基板1上にパターン6を
形成した。但しその際、あらかじめ後の工程で形成する
金属元素を含有する膜7の膜厚分だけパターン幅を広げ
て形成を行なった。この際、従来公知のリソグラフィ手
法を用いて行なった。すなわち、Si基板2上に電子線
レジスト(東レ株式会社製、商品名:EBR−900)
を約1μmの膜厚で塗布し、電子線描画装置(株式会社
日立製作所製、商品名:H−700)によりパターンを
描画する。この時の描画パターンの線幅は後の工程で形
成する金属元素を含有する膜7の厚さの2倍、すなわち
1μmだけオフセットしたものとした。
As shown in FIG. 2F, a pattern 6 was formed on the Si substrate 1 on the side opposite to the etched opening 3. At that time, however, the pattern width was widened by the film thickness of the film 7 containing a metal element to be formed in a later step in advance. At this time, a conventionally known lithography method was used. That is, an electron beam resist (manufactured by Toray Industries, Inc., trade name: EBR-900) is formed on the Si substrate 2.
Is applied in a film thickness of about 1 μm, and a pattern is drawn by an electron beam drawing apparatus (Hitachi, Ltd., trade name: H-700). The line width of the drawing pattern at this time was offset by twice the thickness of the film 7 containing a metal element to be formed in a later step, that is, offset by 1 μm.

【0027】所定の現像処理後、ドライエッチング装置
(GCA製、商品名:WE616)にてチャンバ内にS
6 ガスを導入してSi基板2のエッチングを行ない、
また、C2 6 ガスを導入しSi窒化膜4のエッチング
を行なった後にレジストパターンを除去した。この段階
で、従来とは同じ構成に属するアパーチャが出来上がっ
たことになる。ここまでの工程、すなわち図2(a)〜
図2(e)の工程は適宜に多少前後しても構わない。
After the predetermined development processing, S is put in the chamber by a dry etching device (manufactured by GCA, product name: WE616).
The Si substrate 2 is etched by introducing F 6 gas,
Further, the resist pattern was removed after etching the Si nitride film 4 by introducing C 2 F 6 gas. At this stage, an aperture having the same structure as the conventional one is completed. The process up to this point, that is, FIG.
The process of FIG. 2 (e) may be somewhat backward or forward.

【0028】次に、金属元素を含有する膜7の成膜を行
なう。本実施例ではMoを使用した。Moはアパーチャ
の主たる材料であるSiと比較して、 (4)電気伝導度が高い。電気抵抗率(単位:μΩ・c
m)で示すと、Siが2×1010であるのに対して、M
oは5.7である。 (5)熱伝導度が高い。熱伝導度(単位:cal/cm
・deg)は、Siが0.20であるのに対して、Mo
は0.34である。 (6)Siと同等の線膨張率を持つ。線膨張率(単位:
無次元)は、Siが9.6×10-6であるのに対して、
Moは5.1×10-6である。(出展:金属データブッ
ク(丸善)) という物性を持っている。
Next, the film 7 containing the metal element is formed. In this example, Mo was used. Mo has a higher electrical conductivity than Si, which is the main material of the aperture. Electrical resistivity (unit: μΩ ・ c
m), Si is 2 × 10 10 , while M is
o is 5.7. (5) High thermal conductivity. Thermal conductivity (unit: cal / cm
・ Deg) is Mo, while Si is 0.20.
Is 0.34. (6) It has a coefficient of linear expansion equivalent to that of Si. Coefficient of linear expansion (unit:
Dimensionless), while Si is 9.6 × 10 -6 ,
Mo is 5.1 × 10 −6 . (Exhibitor: Metal Data Book (Maruzen)).

【0029】図2(g)に示すように、従来公知のメッ
キ法で、Mo膜を作成途中の前記アパーチャ基板の表面
全面に成膜した。ここで、メッキ液の組成は、 ・三酸化モリブデン 36g/l ・水酸化カリウム 430g/l ・アンモニア水(28%) 400ml ・蟻酸(87%) 540ml であり、めっき浴のpHは5.8、温度は35℃、電流
密度は50A/dm2 の条件で数分間のメッキを行なっ
た。この際に、成膜したMo膜の膜厚は0.5μmであ
った。
As shown in FIG. 2 (g), a Mo film was formed on the entire surface of the aperture substrate in the process of formation by a conventionally known plating method. Here, the composition of the plating solution was: molybdenum trioxide 36 g / l, potassium hydroxide 430 g / l, ammonia water (28%) 400 ml, formic acid (87%) 540 ml, and the pH of the plating bath was 5.8. The plating was performed for several minutes under the conditions of a temperature of 35 ° C. and a current density of 50 A / dm 2 . At this time, the film thickness of the formed Mo film was 0.5 μm.

【0030】パターン部開口部は、あらかじめ1μmの
オフセットを設けておいたのでパターン開口部境界の左
右(あるいは上下)両方に0.5μmずつMo膜を成膜
することが出来、設計寸法どおりの線幅となった。この
際、金属元素を含有する膜の成膜方法は従来公知の他の
方法(例えばCVD法)を用いてもよい。これで本発明
に係わるアパーチャは完成した。尚、当該アパーチャを
電子線描画装置に装填して描画を行なってみたところ、
チャージアップは発生せず、基板の歪みや転写パターン
の歪みも観測されず、且つ良好な転写結果が得られた。
Since the pattern opening has an offset of 1 μm in advance, it is possible to form a Mo film by 0.5 μm on both the left and right (or the top and bottom) of the boundary of the pattern opening, and the line according to the design dimension can be formed. Became wide. At this time, as a method for forming the film containing the metal element, another conventionally known method (for example, CVD method) may be used. This completes the aperture according to the present invention. In addition, when the electron beam drawing apparatus was loaded with the aperture and drawing was performed,
No charge-up occurred, no substrate distortion or transfer pattern distortion was observed, and good transfer results were obtained.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明によると、当該アパーチャを荷電
ビーム露光装置に装填して露光を行なった際に、熱伝導
率のよい物質を具備しているため、該アパーチャ絞りの
熱による変形および溶解は発生しないという効果を得ら
れた。また、当該アパーチャを荷電ビーム露光装置に装
填して露光を行なった際に、金属元素を含有する膜が主
たる材料であるSiと同等の線膨張率を有しているため
に、アパーチャの歪みが発生しない(実用上は歪みの発
生が皆無とみなせる)という効果が得られた。また、当
該アパーチャを荷電ビーム露光装置に装填して露光を行
なった際に、金属元素を含有する膜が導電性を有してい
るために、チャージアップも生じないという効果が得ら
れた。しかも、前記の効果を達成するのに大がかりな製
造工程の変更は必要なかった。総じて、(前記の) (イ)電子線描画の際のSi基板のチャージアップの発
生を問題視する場合、パターン作製層がSi製であるこ
とから、その導電性はあまり高いものが得られず、むし
ろ電気抵抗率は比較的に高いといってよい。つまり、そ
のSi基板の電気抵抗率は、少なくとも室温では2×1
10μΩ・cmである。そのためチャージアップ発生に
より、パターンが正確には転写露光され難くなる可能性
があり、ひどい場合には全く転写されなくなる。 (ロ)貼り合わせ時に加熱を行なうことや、SiとSi
との間にSi酸化膜を介すことなどから応力が発生して
パターンが歪む。 (ハ)電子線を照射することにより、アパーチャが加熱
され、パターンが歪み、ひどい場合にはパターンが溶解
する。 (ニ)上記(イ)〜(ニ)に記載の問題点を解決しよう
とする際に根本的に作製プロセスを変更しなければなら
ない。 という以上(イ)〜(ニ)に記載の問題点を解決するこ
とが出来、且つ一括露光法等に使用されるうえに作製も
容易である、というアパーチャとその製造方法を提供す
ることが出来た。
According to the present invention, when the aperture is loaded in a charged beam exposure apparatus and exposed, a substance having a high thermal conductivity is provided, so that the aperture diaphragm is deformed and melted by heat. The effect that is not generated was obtained. Further, when the charged beam exposure apparatus is loaded with the aperture and exposed, since the film containing the metal element has a linear expansion coefficient equivalent to that of Si which is a main material, the distortion of the aperture is reduced. The effect is that it does not occur (in practice, it can be considered that there is no distortion). Further, when the aperture is loaded in the charged beam exposure apparatus and exposure is performed, the effect that the charge-up does not occur because the film containing the metal element has conductivity. Moreover, no major changes in the manufacturing process were necessary to achieve the above effects. In general, (above) (b) When considering the occurrence of charge-up of the Si substrate during electron beam writing, the pattern forming layer is made of Si, so that the conductivity is not very high. Rather, it can be said that the electrical resistivity is relatively high. That is, the electrical resistivity of the Si substrate is 2 × 1 at least at room temperature.
It is 0 10 μΩ · cm. Therefore, due to the occurrence of charge-up, it may be difficult to accurately transfer and expose the pattern, and in severe cases, the pattern is not transferred at all. (B) Heating at the time of bonding or Si and Si
The stress is generated due to the interposition of the Si oxide film between the and, and the pattern is distorted. (C) By irradiating with an electron beam, the aperture is heated, the pattern is distorted, and in severe cases, the pattern is melted. (D) When trying to solve the problems described in (a) to (d) above, the manufacturing process must be fundamentally changed. As described above, it is possible to provide the aperture and the manufacturing method thereof, which can solve the problems described in (a) to (d), and can be used in the batch exposure method and the like and can be easily manufactured. It was

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

【図1】本発明のアパーチャ及びその製造方法に係わる
一実施例について、断面図を用いてその製造工程の概要
を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing an outline of a manufacturing process of an embodiment of an aperture and a manufacturing method thereof according to the present invention by using a sectional view.

【図2】本発明のアパーチャ及びその製造方法に係わる
別の一実施例について、断面図を用いてその製造工程の
概要を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing the outline of a manufacturing process of another embodiment of the aperture and the manufacturing method thereof according to the present invention, using a sectional view.

【図3】従来の技術のアパーチャ及びその製造方法に係
わる一例について、断面図を用いてその製造工程の概要
を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an outline of a manufacturing process of an example of a conventional art aperture and a manufacturing method thereof with reference to sectional views.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・支持基板 2・・・Si基板 3・・・開口部 4・・・Si窒化膜 5・・・エッチング治具 6・・・パターン 7・・・金属元素を含有する膜 8・・・バックエッチングストッパ 9・・・マスキングパターン 1 ... Support substrate 2 ... Si substrate 3 ... Opening portion 4 ... Si nitride film 5 ... Etching jig 6 ... Pattern 7 ... Metal element-containing film 8 ....・ Back etching stopper 9 ... Masking pattern

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも、荷電ビームが通過出来る部分
と出来ない部分とが選択的にパターン状に形成されたパ
ターン領域を持つ第一部材と、該第一部材を支持する第
二部材とからなるアパーチャにおいて、 該パターン領域を含めた該第一部材の表面と該第二部材
の表面には、金属元素を含有する膜が形成されているこ
とを特徴とするアパーチャ。
1. A first member having at least a pattern region in which a portion through which a charged beam can pass and a portion through which a charged beam cannot pass are selectively formed in a pattern, and a second member supporting the first member. The aperture is characterized in that a film containing a metal element is formed on the surface of the first member including the pattern region and the surface of the second member.
【請求項2】前記金属元素を含有する膜が導電性材料で
あることを特徴とする請求項1記載のアパーチャ。
2. The aperture according to claim 1, wherein the film containing the metal element is a conductive material.
【請求項3】前記金属元素を含有する膜は、前記第一部
材もしくは第二部材をなす主材料よりも導電性が高いこ
とを特徴とする請求項1又は2に記載のアパーチャ。
3. The aperture according to claim 1, wherein the film containing the metal element has higher conductivity than a main material forming the first member or the second member.
【請求項4】前記金属元素を含有する膜は、前記パター
ン領域よりも熱伝導度が高いことを特徴とする請求項1
乃至3のいずれかに記載のアパーチャ。
4. The film containing the metal element has a thermal conductivity higher than that of the pattern region.
4. The aperture according to any one of 3 to 3.
【請求項5】前記金属元素を含有する膜と前記パターン
領域との各部分に使用される主な材料は、少なくとも絶
対温度273Kから373Kの範囲では熱による線膨張
率の差が5×10-6/K以下であることを特徴とする請
求項1乃至4のいずれかに記載のアパーチャ。
Wherein said main materials used for each portion of the metal elements and film containing said pattern region, the difference in linear expansion coefficient caused by heat in the range of 373K at least the absolute temperature 273K is 5 × 10 - The aperture according to any one of claims 1 to 4, which is 6 / K or less.
【請求項6】少なくとも、(イ)前記第一部材用材料と
第二部材用材料とを接着する工程、(ロ)該第二部材用
材料中の支持領域を残して、該第一部材用材料が露出す
るまで第二部材用材料をエッチングし、第二部材の開口
部を形成する工程、(ハ)該第一部材用材料に、荷電ビ
ームが通過出来る部分と出来ない部分とを選択的にパタ
ーン状に形成しパターン領域を得る工程、(ニ)表面に
前記金属元素を含有する膜を形成する工程、以上(イ)
から(ニ)を具備することを特徴し、請求項1乃至5の
いずれかに記載のアパーチャの製造方法。
6. At least (a) the step of adhering the material for the first member and the material for the second member, (b) leaving the supporting region in the material for the second member, and for the first member A step of etching the second member material until the material is exposed to form an opening of the second member, and (c) a portion through which the charged beam can pass and a portion through which the charged beam cannot pass are selectively formed in the first member material. A step of forming a pattern region by patterning on the surface, (d) a step of forming a film containing the metal element on the surface, or above (a)
The method for manufacturing an aperture according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002353124A (en) * 2001-05-29 2002-12-06 Toppan Printing Co Ltd Manufacturing method of mask for charged beam projection exposure
US7183043B2 (en) 2000-08-14 2007-02-27 Universitat Kassel Shadow mask and method for producing a shadow mask

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