JPH0778748A - Aperture mask and manufacture thereof - Google Patents

Aperture mask and manufacture thereof

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JPH0778748A
JPH0778748A JP22436693A JP22436693A JPH0778748A JP H0778748 A JPH0778748 A JP H0778748A JP 22436693 A JP22436693 A JP 22436693A JP 22436693 A JP22436693 A JP 22436693A JP H0778748 A JPH0778748 A JP H0778748A
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JP
Japan
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film
substrate
thin film
aperture
aperture mask
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Application number
JP22436693A
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Japanese (ja)
Inventor
Jun Takamatsu
潤 高松
Katsuya Okumura
勝弥 奥村
Haruo Okano
晴雄 岡野
Nobuo Hayasaka
伸夫 早坂
Motosuke Miyoshi
元介 三好
Kazuyoshi Sugihara
和佳 杉原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a method of manufacturing an aperture mask, which has opening parts for electron beam molding of a superior dimensional accuracy and has a high-electron stopping efficiency. CONSTITUTION:In a method of manufacturing an aperture mask, which is used for an electron beam drawing device of a character projection system, an SiO2 film 23 is formed on one main surface of an Si substrate 21 and thereafter, a Ti film 24 and a Pd film 25 are formed on the film 23 as a conductive film, then, a resist 26 for electron beam is formed as the casting material for a heavy metal thin film. An electron beam of the amount of emission, which is required to expose the resist 26, is emitted in a multitude of times of exposure and the resist is exposed in such a way that the boundaries of the respective beam shots of the beams are not superposed in a drawing in each time, whereby a casting 27 is formed, then, an Au film is grown in the casting 27 by a desired thickness, then, after the casting 27 is removed, the substrate 21 is etched from the side of its rear and openings provided in the film 28 are formed in such a way as to penetrate.

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、荷電ビーム描画装置に
用いられるアパーチャマスクに係わり、特にキャラクタ
・プロジェクション方式の荷電ビーム描画装置に用いら
れるアパーチャマスク及びその製作方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aperture mask used in a charged beam drawing apparatus, and more particularly to an aperture mask used in a character projection type charged beam drawing apparatus and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子ビームを使ってレジストを露光する
電子ビーム描画装置は、電子の加速電圧を50kV程度
に高めることで、極めて急峻なビームプロファイルが得
られるため、超LSI、例えば1Gビット以降のDRA
Mの描画で必要になる0.15μm以下の線幅を解像す
ることができる。しかしながら、このような高解像度の
電子ビーム描画装置の弱点は、スループットの低さにあ
る。
2. Description of the Related Art An electron beam drawing apparatus which exposes a resist by using an electron beam can obtain an extremely steep beam profile by increasing the electron acceleration voltage to about 50 kV. DRA
It is possible to resolve a line width of 0.15 μm or less, which is necessary for drawing M. However, the weak point of such a high-resolution electron beam drawing apparatus is low throughput.

【0003】近年、このスループットを画期的に向上さ
せる方式として、図9に示すようなキャラクタ・プロジ
ェクション(CP)方式が提案されている。第1成形ア
パーチャマスク1には矩形アパーチャAが形成されてお
り、第2成形アパーチャマスク2には可変成形用のアパ
ーチャBと共に、メモリLSI等において繰り返し現れ
るキャラクタパターン(アパーチャ)C1,C2,C
3,C4が形成されている。
In recent years, a character projection (CP) system as shown in FIG. 9 has been proposed as a system for dramatically improving this throughput. A rectangular aperture A is formed in the first shaping aperture mask 1, and a character pattern (aperture) C1, C2, C repeatedly appearing in a memory LSI or the like is formed in the second shaping aperture mask 2 together with an aperture B for variable shaping.
3 and C4 are formed.

【0004】繰り返しパターンを描画する際には、マス
ク1のアパーチャAを通して成形されたビーム4をマス
ク2のキャラクタパターンCに選択的に照射し、マスク
2を通過して生成されるビームパターン5を試料3上に
縮小投影する。この場合、従来の可変成形描画方式等に
おいて多数のショット数を要したパターンを、1度の照
射で露光できるため、描画速度を大幅に向上させること
ができる。
When a repetitive pattern is drawn, the beam 4 formed through the aperture A of the mask 1 is selectively irradiated onto the character pattern C of the mask 2 so that the beam pattern 5 generated by passing through the mask 2 is formed. The reduced projection is performed on the sample 3. In this case, a pattern that requires a large number of shots in the conventional variable shaping drawing method or the like can be exposed by one irradiation, so that the drawing speed can be greatly improved.

【0005】CP方式を実際にLSI描画に適用する場
合、複雑な開口形状を持つアパーチャマスク(ステンシ
ルマスク)を高精度に製作する必要がある。最小線幅
0.15μmが要求される1Gビット以降のDRAMの
描画においては、その線幅に対する描画精度は±0.0
1μm以下が要求される。仮に、描画装置の光学系の縮
小率を1/40とすると、アパーチャ開口部分の加工精
度は±0.4μm未満にしなければならないことにな
る。
When the CP method is actually applied to LSI drawing, it is necessary to manufacture an aperture mask (stencil mask) having a complicated opening shape with high accuracy. In the drawing of DRAM of 1 Gbit or more, which requires a minimum line width of 0.15 μm, the drawing accuracy for the line width is ± 0.0
1 μm or less is required. If the reduction ratio of the optical system of the drawing apparatus is 1/40, the processing accuracy of the aperture opening portion must be less than ± 0.4 μm.

【0006】従来のCP用アパーチャの製作には、微細
加工に適したシリコン(Si)半導体の製造技術が利用
されてきた。即ち、アパーチャマスクの主な材質にはS
i単結晶の薄膜が用いられ、RIE(Reactive Ion Etch
ing :反応性イオンエッチング)を用いて開口部を形成
していた。
[0006] In the conventional fabrication of the CP aperture, a silicon (Si) semiconductor manufacturing technique suitable for fine processing has been used. That is, the main material of the aperture mask is S
A thin film of i single crystal is used for RIE (Reactive Ion Etch
ing: reactive ion etching) was used to form the opening.

【0007】ところで、アパーチャマスクの厚さは、電
子ビームを完全に遮断できる条件から決められる。例え
ば、Si薄膜で50keVの電子を完全に遮断するに
は、20μm程度の膜厚が必要になる。しかし、20μ
mの深い開口をRIEによって形成しようとした場合、
開口部の側壁を完全に垂直にするのは難しく、斜めに傾
いたり(テーパ形状)、弧状になったりする。
By the way, the thickness of the aperture mask is determined under the condition that the electron beam can be completely blocked. For example, in order to completely block 50 keV electrons with a Si thin film, a film thickness of about 20 μm is required. However, 20μ
When trying to form a deep opening of m by RIE,
It is difficult to make the side wall of the opening completely vertical, and it may be slanted (tapered) or arced.

【0008】このようにアパーチャマスクの開口部側壁
が完全に垂直ではない場合、成形された電子像の形状精
度が劣化することになる。特に傾きに関しては、マスク
の膜厚が厚くなるに従って、僅かの傾きでも電子像の形
状精度に大きく影響するようになる。前述の例のよう
に、電子像の形状精度を±0.01μm以下、即ち開口
部側壁の加工精度を±0.4μm未満にするためには、
20μm厚のSi薄膜の場合、開口部側壁の傾きを法線
方向に対して1deg.以下にしなければならない。しか
し、このような加工は、現状の技術では実質的に不可能
である。
When the side wall of the opening of the aperture mask is not completely vertical as described above, the shape accuracy of the formed electronic image is deteriorated. In particular, regarding the inclination, as the film thickness of the mask increases, even a slight inclination greatly affects the shape accuracy of the electronic image. As in the above-mentioned example, in order to make the shape accuracy of the electron image ± 0.01 μm or less, that is, the processing accuracy of the sidewall of the opening is less than ± 0.4 μm
In the case of a Si thin film with a thickness of 20 μm, the inclination of the side wall of the opening must be 1 deg. Or less with respect to the normal direction. However, such processing is practically impossible with the current technology.

【0009】これに対して、アパーチャマスクの材質に
金(Au),タングステン(W)等の重金属を用いる
と、Siを用いた場合に比べて薄膜化が可能になる。例
えば、50keVの電子を完全に遮断するのに必要な膜
厚は、Siの20μmに対してAu,Wでは3.8μm
でよい。膜厚が薄い場合には、厚い場合と比較して、開
口部側壁の傾きに起因する精度の劣化が抑えられる。実
際、膜厚が3.8μmの場合、開口部側壁の加工精度を
±0.4μm以下にするには、側壁の傾きを法線方向に
対して6deg.以下にすればよい。
On the other hand, when a heavy metal such as gold (Au) or tungsten (W) is used for the material of the aperture mask, the film can be made thinner than when Si is used. For example, the film thickness required to completely block 50 keV electrons is 3.8 μm for Au and W compared with 20 μm for Si.
Good. When the film thickness is thin, deterioration of accuracy due to the inclination of the side wall of the opening is suppressed as compared with the case where the film thickness is thick. In fact, when the film thickness is 3.8 μm, in order to reduce the processing accuracy of the side wall of the opening to ± 0.4 μm or less, the inclination of the side wall may be set to 6 deg.

【0010】ところで、アパーチャマスクの開口部分を
精度良く形成するのに、レジストを鋳型として、メッキ
法を用いてAuを成膜する方法がある。この方法は、X
線露光用のマスク製作で実績のある方法であり、しかも
プロセスの簡略化の点で大きなメリットを持っている。
鋳型として電子線レジスト(例えばPMMA)を用いる
と、メッキ時の鋳型の変形も少なく、鋳型の下へのメッ
キ液のしみ込みもないので、垂直なエッジプロファイル
を持ったAu薄膜を形成することができる。
By the way, there is a method of forming an Au film by using a resist as a template and a plating method in order to accurately form the opening portion of the aperture mask. This method is
This method has a proven track record in the production of masks for line exposure, and has a great advantage in terms of process simplification.
When an electron beam resist (for example, PMMA) is used as the mold, the mold is less deformed during plating and the plating solution does not soak into the bottom of the mold, so that an Au thin film having a vertical edge profile can be formed. it can.

【0011】しかしながら、X線露光用マスクではAu
膜の厚さが0.5μm程度であるのに対して、50ke
V電子ビーム用のCPアパーチャマスクでは前述のよう
に4μm程度の膜厚が必要になる。厚さ4μmのAu膜
の鋳型として用いるには、レジストの厚さは5μm程度
必要になる。しかし、電子ビームレジストでは厚膜化に
伴って、描画中にレジストヒーティングが起こりパター
ン精度が劣化する、また現像後のレジストプロファイル
が弧状になったり、裾引きを生じたりして垂直にならな
い、さらに可変成形ビームのショットつなぎや、描画フ
ィールドのつなぎの精度が十分でない場合、パターンエ
ッジのラフネスが増長される等の問題が生じる。
However, in the X-ray exposure mask, Au is used.
The film thickness is about 0.5 μm, while 50 ke
The CP aperture mask for V electron beam requires a film thickness of about 4 μm as described above. To use it as a template for an Au film having a thickness of 4 μm, the resist needs to have a thickness of about 5 μm. However, in the electron beam resist, as the film becomes thicker, resist heating occurs during writing and the pattern accuracy deteriorates. Also, the resist profile after development becomes arcuate or skirting does not cause verticality. Further, if the precision of the shot connection of the variable shaped beam and the connection of the drawing field is not sufficient, there arises a problem that the roughness of the pattern edge is increased.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】このように従来、CP
方式のアパーチャマスクにおいては、寸法精度の良いビ
ーム成形用開口孔を形成するのは極めて困難であり、ビ
ームのつなぎや描画フィールドのつなぎ精度が不十分と
なり、描画精度の低下を招く問題があった。
As described above, the conventional CP
In the aperture mask of the method, it is extremely difficult to form a beam forming opening with good dimensional accuracy, and there is a problem that the beam connecting accuracy and the drawing field connecting accuracy become insufficient and the drawing accuracy decreases. .

【0013】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、優れた寸法精度の荷電
粒子ビームの成形用開口部分を持つ電子阻止能率の高い
アパーチャマスク及びその製造方法を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances. An object of the present invention is to provide an aperture mask having a high electron blocking efficiency, which has an opening for forming a charged particle beam with excellent dimensional accuracy, and its manufacture. To provide a method.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、次のような構成を採用している。即ち本発
明は、キャラクタ・プロジェクション方式の荷電ビーム
描画装置に用いられるものであり、複数種の所望パター
ン形状の開口が形成され、荷電粒子ビームの選択的な照
射によりいずれかのパターン形状のビームを成形するア
パーチャマスクにおいて、荷電粒子ビームを成形するた
めに使用するビームの遮断阻止膜に重金属薄膜を用いた
ことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following configurations. That is, the present invention is used in a character projection type charged beam drawing apparatus, in which a plurality of types of openings having desired pattern shapes are formed, and a beam of any pattern shape is selectively irradiated with a charged particle beam. In the aperture mask to be shaped, a heavy metal thin film is used as a beam blocking and blocking film used for shaping the charged particle beam.

【0015】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものがあげられる。 (1) ビームの遮断阻止膜に使われる重金属膜は、金或い
はタングステンであること。 (2) アパーチャマスクが多数個作られたSi基板には、
アパーチャマスクを切り出すための切断溝が予め設けら
れていること。 (3) 荷電粒子ビームを成形するために使用するビームの
遮断阻止膜と、遮断阻止膜を取り囲むように配置された
同材質から成る周辺薄膜と、遮断阻止膜と周辺薄膜とを
つなぐブリッジとを具備したこと。 (4) アパーチャマスクに使われるSi基板は、その面方
位が(110)であること。
The preferred embodiments of the present invention are as follows. (1) The heavy metal film used for the beam blocking film must be gold or tungsten. (2) For a Si substrate with many aperture masks,
A cutting groove for cutting out the aperture mask is provided in advance. (3) A beam blocking film used for shaping the charged particle beam, a peripheral thin film made of the same material and surrounding the blocking film, and a bridge connecting the blocking film and the peripheral thin film. Be equipped. (4) The surface orientation of the Si substrate used for the aperture mask is (110).

【0016】また本発明は、上記アパーチャマスクの製
造方法において、シリコン基板の一主面上にバッファ膜
を形成したのち、このバッファ膜上に導電膜を形成し、
次いでこの導電膜上に重金属薄膜を選択的に成長させる
ための鋳型を形成し、次いでこの鋳型内に所望の厚さだ
け重金属薄膜を成長させ、次いで鋳型を除去したのち重
金属薄膜の裏面側を該薄膜に設けられた開口が貫通する
ように除去するようにした方法である。
According to the present invention, in the above-described method for manufacturing an aperture mask, a buffer film is formed on one main surface of a silicon substrate, and then a conductive film is formed on the buffer film.
Next, a mold for selectively growing the heavy metal thin film is formed on the conductive film, then the heavy metal thin film is grown to a desired thickness in the mold, and after removing the mold, the back surface side of the heavy metal thin film is removed. This is a method in which the opening provided in the thin film is removed so as to penetrate it.

【0017】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものがあげられる。 (1) 鋳型の製作工程は、重金属薄膜の鋳型材料として電
子線用レジストを用い、レジストの描画には荷電粒子ビ
ームを用い、レジストを露光するのに必要な照射量を多
数回の露光に分けて照射し、かつ各回の描画において互
いのビームショットの境界が重ならないようにビームを
照射して露光する。 (2) 重金属薄膜の成長工程として、重金属薄膜をメッキ
法によって成長させたこと。 (3) 導電膜として多結晶Si膜を用い、重金属薄膜の鋳
型材料としてSi酸化物を用い、Si酸化物はレジスト
或いはカーボン膜をマスクにしてCF3 +CO+Arを
含むエッチングガスを用いて多結晶Si膜が露出するま
で加工して鋳型を形成し、エッチング工程で生じた多結
晶Si膜表面のダメージを少なくともコリン処理を含む
洗浄工程で除去したこと。 (4) 重金属薄膜の成長工程として、重金属薄膜をタング
ステンの選択CVD法によって成長させたこと。 (5) 重金属薄膜をタングステンの選択CVD法によって
成長させる重金属薄膜の成長工程において、タングステ
ン膜の成長を多段階にすると共に、各回毎に膜のアニー
ル工程を設けたこと。
The preferred embodiments of the present invention are as follows. (1) In the mold fabrication process, an electron beam resist was used as the template material for the heavy metal thin film, a charged particle beam was used to draw the resist, and the irradiation dose required to expose the resist was divided into multiple exposures. And the beams are irradiated so that the boundaries of the beam shots do not overlap each other in each writing. (2) As a step of growing the heavy metal thin film, the heavy metal thin film was grown by a plating method. (3) Polycrystalline Si film is used as the conductive film, Si oxide is used as the template material of the heavy metal thin film, and the Si oxide is polycrystalline Si using the etching gas containing CF 3 + CO + Ar with the resist or carbon film as a mask. Processing was performed until the film was exposed to form a template, and damage to the surface of the polycrystalline Si film caused in the etching process was removed in a cleaning process including at least choline treatment. (4) As the step of growing the heavy metal thin film, the heavy metal thin film was grown by the selective CVD method of tungsten. (5) In the step of growing the heavy metal thin film in which the heavy metal thin film is grown by the selective CVD method of tungsten, the growth of the tungsten film is performed in multiple stages, and the film annealing step is provided every time.

【0018】[0018]

【作用】本発明によれば、ビームの遮断阻止膜に重金属
薄膜を用いることにより、その膜厚をSiよりも十分に
薄くすることができ、開口部分の精度を向上させること
ができる。つまり、アパーチャ・マスク製作プロセスを
容易にして、しかも優れた寸法精度の荷電粒子ビームの
成形用開口部分を持つ電子阻止能率の高いアパーチャマ
スクを提供することができる。
According to the present invention, by using a heavy metal thin film for the beam blocking film, the film thickness can be made sufficiently thinner than Si, and the precision of the opening can be improved. That is, it is possible to provide an aperture mask having a high electron blocking efficiency, which facilitates the aperture mask manufacturing process and has an opening for forming a charged particle beam with excellent dimensional accuracy.

【0019】また、ビームの遮断阻止膜と該膜を取り囲
むように配置された同材質から成る周辺薄膜とをつなぐ
ブリッジを設けることにより、ビーム遮断阻止膜で発生
した熱を効率良く逃がすことができ、ビーム遮断阻止膜
の温度上昇を抑えることができる。また、電子ビームレ
ジストを用いた鋳型の製作工程として、レジストを露光
するのに必要な照射量を多数回の露光に分けて照射し、
かつ各回の描画において互いのビームショットの境界が
重ならないようにビームを照射することにより、レジス
トヒーティングの影響を抑えることができる。
Further, by providing a bridge connecting the beam blocking film and the peripheral thin film made of the same material and surrounding the film, the heat generated in the beam blocking film can be efficiently released. The temperature rise of the beam blocking film can be suppressed. Also, as a process of manufacturing a mold using an electron beam resist, the irradiation amount required for exposing the resist is divided into a number of times of exposure, and irradiation is performed.
In addition, by irradiating the beams so that the boundaries of the beam shots do not overlap each other in each writing, the influence of resist heating can be suppressed.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明の詳細を図示の実施例によって
説明する。 (第1実施例)図1は本発明の第1の実施例に係わるア
パーチャマスクの構造を説明するためのもので、(a)
は断面図、(b)は斜視図である。本実施例のアパーチ
ャマスク10には、可変成形ビーム生成用の矢印型アパ
ーチャBと共に、繰り返しパターンを描画するための、
いわゆるキャラクタ・プロジェクション描画用の複数個
のキャラクタアパーチャC1,C2,C3,C4が配置
されている。
The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. (First Embodiment) FIG. 1 is for explaining the structure of an aperture mask according to the first embodiment of the present invention.
Is a cross-sectional view and (b) is a perspective view. In the aperture mask 10 of this embodiment, together with the arrow-shaped aperture B for generating the variable shaped beam, a repetitive pattern is drawn.
A plurality of character apertures C1, C2, C3, C4 for so-called character projection drawing are arranged.

【0021】このアパーチャマスク10は、薄膜部8と
それを支持する基板部1とから構成されている。基板部
1はシリコン単結晶からなり、厚さは約600μmであ
る。薄膜部8は例えば金(Au)層5を含む複数の層
2,3,4からなり、例えば金層5は電子ビームを遮断
するのに十分な厚さ、例えば4μm厚を持つ。このアパ
ーチャマスク10に照射された電子ビーム7は、薄膜部
8の開口部分で定義される形状に成形され、試料面(図
示せず)上に縮小投影される。
The aperture mask 10 comprises a thin film portion 8 and a substrate portion 1 supporting the thin film portion 8. The substrate portion 1 is made of silicon single crystal and has a thickness of about 600 μm. The thin film portion 8 is composed of a plurality of layers 2, 3, and 4 including, for example, a gold (Au) layer 5, and the gold layer 5 has a thickness sufficient to block an electron beam, for example, 4 μm. The electron beam 7 with which the aperture mask 10 is irradiated is shaped into a shape defined by the opening portion of the thin film portion 8 and is reduced and projected onto a sample surface (not shown).

【0022】図2は、本実施例に基づくアパーチャマス
クの製造工程を示す断面図である。まず、図2(a)に
示すように、面方位(100)のSi結晶の基板21の
主表面に、熱酸化炉を用いてシリコン酸化膜(SiO
2 )23を1.5μm厚で成膜する。さらに、基板裏面
に、減圧CVD装置を用いてシリコン窒化膜(SiN)
22を150nm成膜する。続いて、Auメッキの下地
として、スパッタリング成膜装置を用いて、基板主表面
に導電膜としてのTi膜(100nm)24及びPd膜
(50nm)25を順次成膜する。
FIG. 2 is a sectional view showing the manufacturing process of the aperture mask according to this embodiment. First, as shown in FIG. 2A, a silicon oxide film (SiO 2) is formed on the main surface of a Si crystal substrate 21 having a plane orientation (100) by using a thermal oxidation furnace.
2 ) Form 23 with a thickness of 1.5 μm. Furthermore, a silicon nitride film (SiN) is formed on the back surface of the substrate by using a low pressure CVD apparatus.
22 is formed to a thickness of 150 nm. Then, a Ti film (100 nm) 24 and a Pd film (50 nm) 25 as a conductive film are sequentially formed on the main surface of the substrate as a base of Au plating by using a sputtering film forming apparatus.

【0023】次いで、図2(b)に示すように、メッキ
下地の上に、電子線用レジスト(PMMA)26を5μ
m厚に、スピンコータを使用して塗布する。このとき、
例えば粘度65cPのPMMAを300rpm でスピン塗
布した後、オーブンによって180℃で60分間ベーキ
ングを行うと1μm厚が得られる。この工程を5回繰り
返すことによって、約5μmの膜厚を得ることができ
る。
Next, as shown in FIG. 2B, an electron beam resist (PMMA) 26 of 5 μm is formed on the plating base.
It is applied to a thickness of m using a spin coater. At this time,
For example, PMMA having a viscosity of 65 cP is spin-coated at 300 rpm and baked at 180 ° C. for 60 minutes in an oven to obtain a thickness of 1 μm. By repeating this step 5 times, a film thickness of about 5 μm can be obtained.

【0024】次いで、電子線直接描画装置(本実施例で
は、加速電圧40kV)を用いて、アパーチャパターン
を描画する。本実施例のようにレジストが厚い場合に、
垂直なレジストプロファイルを得るためには、照射量を
通常より増やし、かつそれに相応して現像時間を短くす
ればよい。本実施例では、通常の照射量の3〜5倍にあ
たる300〜500μC/cm2 を照射した。
Next, an aperture pattern is drawn by using an electron beam direct drawing apparatus (acceleration voltage 40 kV in this embodiment). When the resist is thick as in this embodiment,
To obtain a vertical resist profile, the dose can be increased above normal and the development time can be shortened accordingly. In this example, 300 to 500 μC / cm 2, which is 3 to 5 times the normal dose, was applied.

【0025】しかし、これだけの照射量を1度に照射す
ると、レジストヒーティングが起こってレジストが融
け、パターンのエッジラフネスを悪化させる他、著しい
場合には沸騰したレジストが飛散して描画室内を汚す恐
れがある。そこで、レジストヒーティングの影響が抑え
られる25μC/cm2 を1回の照射量として、12重
〜20重の描画を行った。
However, if this amount of irradiation is applied once, resist heating will occur and the resist will melt, worsening the edge roughness of the pattern, and in the remarkable case, boiling resist will scatter and stain the drawing chamber. There is a fear. Therefore, with a dose of 25 μC / cm 2 that can suppress the influence of resist heating once, a drawing of 12 to 20 layers was performed.

【0026】この際、同一形状のビームショット、同一
の描画フィールドで描画すると、ビームショット間のつ
なぎ、描画フィールド間のつなぎの誤差が多重描画によ
って一層顕著になり、描画パターンのエッジ・ラフネス
を悪化させる。そこで、描画フィールドの大きさ及びシ
ョットのサイズや位置を1回の描画毎に変更することに
よって、つなぎの位置が各々の描画毎に変わるようにし
て、パターンのエッジラフネスの平均化をはかった。描
画後、酢酸イソペンチルを用い照射量に応じて1分間〜
3分間現像し、イソプロピルアルコールでリンスして鋳
型27を形成する。
At this time, if the beam shots of the same shape are drawn in the same drawing field, the error between the beam shots and the connection between the drawing fields becomes more remarkable due to the multiple writing, and the edge roughness of the drawing pattern is deteriorated. Let Therefore, the size of the drawing field and the size and position of the shot are changed for each drawing to change the position of the joint for each drawing, thereby averaging the edge roughness of the pattern. After drawing, use isopentyl acetate for 1 minute depending on the dose.
Develop for 3 minutes and rinse with isopropyl alcohol to form template 27.

【0027】次いで、図2(c)に示すように、Au薄
膜28を電解メッキによって鋳型27内部の導電膜25
上に成膜する。このとき、パルスメッキ法を用いること
によって、密度の大きい緻密な膜28を成膜することが
できる。
Then, as shown in FIG. 2C, the Au thin film 28 is electroplated to form the conductive film 25 inside the mold 27.
A film is formed on top. At this time, the dense film 28 having a high density can be formed by using the pulse plating method.

【0028】次いで、図2(d)に示すように、酸素プ
ラズマ灰化装置でレジスト26を除去すると、Au薄膜
28にアパーチャパターンの開口部分ができる。次い
で、基板21の裏面にフォトレジスト29を塗布し、プ
リベークを行った後、両面露光装置を用いて、主表面の
Auのアパーチャパターンとの位置を合わせて、ウエハ
裏面に基板開口用のパターン30を形成する。その後、
基板裏面のSiN膜22をフォトレジスト29をマスク
にしてRIE装置(エッチングガスは、CF4 :O2
を用いてエッチングする。
Next, as shown in FIG. 2 (d), when the resist 26 is removed by an oxygen plasma ashing apparatus, an opening portion of an aperture pattern is formed in the Au thin film 28. Next, after applying a photoresist 29 to the back surface of the substrate 21 and performing pre-baking, a double-sided exposure apparatus is used to align the position with the aperture pattern of Au on the main surface, and a pattern 30 for opening the substrate is formed on the back surface of the wafer. To form. afterwards,
RIE apparatus using the photoresist 29 as a mask on the SiN film 22 on the back surface of the substrate (etching gas is CF 4 : O 2 ).
Etching using.

【0029】次いで、図2(e)に示すように、SiN
膜22をマスクにして、水酸化カリウム(KOH)水溶
液によって、Si(100)基板21の異方性ウェット
エッチングを行い、基板裏面に(111)面31が露出
したテーパ形状の開口部分を形成する。KOH水溶液の
濃度を30重量%、温度を90℃とした場合、シリコン
の(100)面を、2.2μm/分のレートでエッチン
グすることができる。このとき、基板の上表面はエッチ
ング液が回り込まないように弗素樹脂製の板と弗素ゴム
製のOリングとを組み合わせた治具(図示せず)によっ
て保護する。また、メッキ下地の下のSiO2 膜23
は、KOHエッチングのストップ層として用いられる。
KOHエッチングが、このストップ層に達した時点でエ
ッチングを終了する。
Then, as shown in FIG. 2 (e), SiN
Using the film 22 as a mask, anisotropic wet etching of the Si (100) substrate 21 is performed with an aqueous potassium hydroxide (KOH) solution to form a tapered opening portion in which the (111) plane 31 is exposed on the back surface of the substrate. . When the concentration of the KOH aqueous solution is 30% by weight and the temperature is 90 ° C., the (100) plane of silicon can be etched at a rate of 2.2 μm / min. At this time, the upper surface of the substrate is protected by a jig (not shown) in which a plate made of a fluororesin and an O-ring made of a fluororubber are combined so that the etching solution does not get around. In addition, the SiO 2 film 23 under the plating base
Is used as a stop layer for KOH etching.
When the KOH etching reaches this stop layer, the etching is finished.

【0030】その後、硫酸と過酸化水素の混合液でアパ
ーチャパターンの開口部分のメッキ下地24,25を除
去し、さらにフッ化アンモニウム溶液によってSiO2
膜23を、熱リン酸にてSiN膜22を除去する。
After that, the plating bases 24 and 25 at the opening portion of the aperture pattern are removed with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, and further SiO 2 is added with an ammonium fluoride solution.
The SiN film 22 is removed from the film 23 with hot phosphoric acid.

【0031】このように本実施例によれば、電子ビーム
を遮断する薄膜として重金属薄膜を用いることによっ
て、アパーチャマスク製作プロセスを容易にして、しか
も優れた寸法精度の荷電粒子ビームの成形用開口部分を
持つ電子阻止能率の高いアパーチャマスクを実現するこ
とができる。特に、レジストの露光に際し、1回の照射
量を少なくして多数回の照射により通常の照射量の3〜
5倍に当たる量を照射しているので、厚いレジストであ
っても垂直なプロファイルを得ることができ、垂直な断
面形状を有する良好な鋳型を形成することができる。 (第2の実施例)第1の実施例で説明したように、アパ
ーチャマスクの製造に際し、KOH異方性エッチングに
よって、面方位(100)のSi基板の裏面から、(1
11)面を側壁として基板主表面に至るテーパ形状の開
口を形成する場合、裏面開口部の底面部分の方形の一辺
の長さは、 21/2 ×(基板の厚さ)+(開口部上面の一辺の長さ) になる。第1の実施例のように、各アパーチャ個別に開
口部を形成しようとした場合、裏面の開口の大きさに対
応させて、アパーチャの間隔を広げなければならない。
例えば、基板の厚さを600μmとし、アパーチャ開口
領域(被照明部分)の一辺の長さ、即ち開口部上面の一
辺の長さを100μmとした場合、開口部底面の一辺は
950μmとなるので、アパーチャ同士の間隔も850
μm以上にしなければならない。
As described above, according to the present embodiment, by using the heavy metal thin film as the thin film for blocking the electron beam, the aperture mask fabrication process is facilitated and the charged particle beam forming opening portion with excellent dimensional accuracy is obtained. It is possible to realize an aperture mask with high electron blocking efficiency. In particular, when exposing a resist, the irradiation amount of one time is reduced and the irradiation amount of three times the normal irradiation amount is increased by irradiation of a large number of times.
Since the irradiation amount is 5 times, a vertical profile can be obtained even with a thick resist, and a good template having a vertical sectional shape can be formed. (Second Embodiment) As described in the first embodiment, when the aperture mask is manufactured, KOH anisotropic etching is performed from the back surface of the Si substrate having the plane orientation (100) to (1
11) When forming a tapered opening reaching the main surface of the substrate with the surface as the side wall, the length of one side of the square of the bottom surface of the back surface opening is 2 1/2 × (thickness of substrate) + (opening The length of one side of the upper surface). When it is attempted to form the openings individually for each aperture as in the first embodiment, the aperture intervals must be widened in accordance with the size of the opening on the back surface.
For example, when the thickness of the substrate is 600 μm and the length of one side of the aperture opening region (the illuminated portion), that is, the length of one side of the upper surface of the opening is 100 μm, one side of the bottom surface of the opening is 950 μm. 850 spacing between apertures
Must be at least μm.

【0032】ところで、電子線描画装置では、アパーチ
ャマスク上に配置されているアパーチャを、ビーム上流
に設けられたアパーチャ選択用の偏向器によって選択す
るため、アパーチャを配置できる領域は、この偏向器の
偏向可能な領域内に限定される。従って、アパーチャマ
スク上に配置できるアパーチャの数は制限される。
By the way, in the electron beam drawing apparatus, the aperture arranged on the aperture mask is selected by the aperture selection deflector provided upstream of the beam. Therefore, the area where the aperture can be arranged is this deflector. Limited to the deflectable area. Therefore, the number of apertures that can be arranged on the aperture mask is limited.

【0033】ここで、仮にアパーチャ選択用偏向器の偏
向可能領域を2mm□とした場合、上記の例から分かる
ように、600μm厚の基板には、最多で2×2=4種
類のアパーチャしか配置できないことになる。さらに多
数のアパーチャを配置するには、基板の厚さを薄くしな
ければならない。上記の例で、基板の厚さを180μm
すると、最多で6×6=36種類のアパーチャが配置で
きる。
Here, assuming that the deflectable area of the aperture selection deflector is 2 mm □, as can be seen from the above example, only a maximum of 2 × 2 = 4 types of apertures are arranged on a 600 μm thick substrate. It will not be possible. In order to arrange a larger number of apertures, the thickness of the substrate must be reduced. In the above example, the substrate thickness is 180 μm
Then, a maximum of 6 × 6 = 36 kinds of apertures can be arranged.

【0034】一方、面方位(110)のSi単結晶の基
板を用いると、以下に述べるように配置できるアパーチ
ャ数を基板の厚さに依存しないようにすることができ、
なおかつアパーチャの数も上記の(100)基板の場合
より増やすことができる。
On the other hand, when a substrate of Si single crystal having a plane orientation (110) is used, the number of apertures that can be arranged can be made independent of the thickness of the substrate as described below.
Moreover, the number of apertures can be increased more than in the case of the above (100) substrate.

【0035】面方位(110)のSi基板には、(11
0)面(基板両面)を垂直に切り、かつ(100)面を
θ= tan-1(21/2 )で切る(111)面が存在する。
従って、KOH異方性エッチングによって、(110)
Si基板の両面に対して垂直な(111)面の側壁を持
つ、溝状の開口を形成することができる。この溝状の開
口の上に沿ってアパーチャを配置すればよい。
A Si substrate having a plane orientation (110) has (11
There is a (111) plane in which the 0) plane (both sides of the substrate) is vertically cut and the (100) plane is cut by θ = tan −1 (2 1/2 ).
Therefore, by KOH anisotropic etching, (110)
It is possible to form a groove-shaped opening having a side wall of (111) plane perpendicular to both surfaces of the Si substrate. The aperture may be arranged along the groove-shaped opening.

【0036】図3は、本発明の第2の実施例に係わるア
パーチャマスクの製造工程を示す断面図である。まず、
図3(a)に示すように、面方位(110)のSi結晶
の基板41を用い、この基板41の主表面及び裏面に第
1の実施例と同様にして、シリコン酸化膜23,シリコ
ン窒化膜22を成膜し、さらにAuメッキの下地として
のTi膜24,Pd膜25を成膜する。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the aperture mask according to the second embodiment of the present invention. First,
As shown in FIG. 3A, a Si crystal substrate 41 having a plane orientation (110) is used, and a silicon oxide film 23 and a silicon nitride film are formed on the main surface and the back surface of the substrate 41 in the same manner as in the first embodiment. A film 22 is formed, and then a Ti film 24 and a Pd film 25 are formed as a base for Au plating.

【0037】次いで、図3(b)〜(d)に示すよう
に、第1の実施例と同様にして、電子線用レジストPM
MA26を塗布し、複数回に分けた露光を行い、さらに
現像を行うことにより鋳型27を形成する。続いて、A
u薄膜28を電解メッキによって成膜し、酸素プラズマ
灰化装置でレジスト26を除去する。その後、基板41
の裏面にフォトレジスト29を塗布し、プリベークを行
った後、両面露光装置を用いて、主表面のAuのアパー
チャパターンとの位置を合わせて、ウエハ裏面に基板開
口用のパターン30を形成する。続いて、基板裏面のS
iN膜22をフォトレジスト29をマスクにしてRIE
装置(エッチングガスは、CF4 :O2 )を用いてエッ
チングする。
Then, as shown in FIGS. 3B to 3D, electron beam resist PM is obtained in the same manner as in the first embodiment.
The MA 27 is applied, the exposure is divided into a plurality of times, and the development is further performed to form the template 27. Then, A
A u thin film 28 is formed by electrolytic plating, and the resist 26 is removed by an oxygen plasma ashing device. Then the substrate 41
After the photoresist 29 is applied to the back surface of the substrate and pre-baked, a double-sided exposure device is used to align the position with the Au aperture pattern on the main surface to form a substrate opening pattern 30 on the wafer back surface. Next, S on the back side of the substrate
RIE using the iN film 22 with the photoresist 29 as a mask
Etching is performed using a device (etching gas is CF 4 : O 2 ).

【0038】次いで、図3(e)に示すように、SiN
膜22をマスクにして、水酸化カリウム(KOH)水溶
液によって、Si(110)基板41の異方性ウェット
エッチングを行い、基板裏面に(111)面32が露出
した垂直断面形状の開口部分を形成する。ここで、KO
H水溶液の濃度を30重量%、温度を90℃とした場
合、シリコンの(100)面を、2.2μm/分のレー
トでエッチングすることができる。このとき、基板の上
表面はエッチング液が回り込まないように保護する。ま
た、メッキ下地の下のSiO2 膜23は、KOHエッチ
ングのストップ層として用いられる。KOHエッチング
が、このストップ層に達した時点でエッチングを終了す
る。
Then, as shown in FIG. 3 (e), SiN
Using the film 22 as a mask, anisotropic wet etching of the Si (110) substrate 41 is performed with an aqueous potassium hydroxide (KOH) solution to form an opening portion having a vertical cross-sectional shape in which the (111) plane 32 is exposed on the back surface of the substrate. To do. Where KO
When the concentration of the H 2 aqueous solution is 30% by weight and the temperature is 90 ° C., the (100) plane of silicon can be etched at a rate of 2.2 μm / min. At this time, the upper surface of the substrate is protected so that the etching solution does not come around. Further, the SiO 2 film 23 under the plating base is used as a stop layer for KOH etching. When the KOH etching reaches this stop layer, the etching is finished.

【0039】その後は第1の実施例と同様に、硫酸と過
酸化水素の混合液でアパーチャパターンの開口部分のメ
ッキ下地24,25を除去し、さらにフッ化アンモニウ
ム溶液によってSiO2 膜23を、熱リン酸にてSiN
膜22を除去する。
After that, as in the first embodiment, the plating bases 24 and 25 at the openings of the aperture pattern are removed with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, and the SiO 2 film 23 is further removed with an ammonium fluoride solution. SiN with hot phosphoric acid
The film 22 is removed.

【0040】このように本実施例によれば、電子ビーム
を遮断する薄膜として重金属薄膜を用いることによっ
て、アパーチャマスク製作プロセスを容易にして、しか
も優れた寸法精度の荷電粒子ビームの成形用開口部分を
持つ電子阻止能率の高いアパーチャ板を実現することが
できる。さらに、面方位(110)のSi単結晶の基板
を用いることにより、配置できるアパーチャ数を基板の
厚さに依存しないようにすることができ、面方位(10
0)基板の場合より増やすことができる。 (第3の実施例)図4は、本発明の第3の実施例に係わ
るアパーチャマスクの製造工程を示す断面図である。こ
の実施例では、ビーム遮断阻止膜の形成方法として、タ
ングステンの選択CVD法を用いている。
As described above, according to the present embodiment, by using the heavy metal thin film as the thin film for blocking the electron beam, the aperture mask forming process for facilitating the aperture mask manufacturing process and excellent dimensional accuracy is facilitated. It is possible to realize an aperture plate having a high electron blocking efficiency. Furthermore, by using a Si single crystal substrate having a plane orientation (110), the number of apertures that can be arranged can be made independent of the thickness of the substrate.
0) The number can be increased as compared with the case of the substrate. (Third Embodiment) FIG. 4 is a sectional view showing a manufacturing process of an aperture mask according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment, a selective CVD method of tungsten is used as a method of forming the beam blocking film.

【0041】まず、図4(a)に示すように、面方位
(100)のSi基板51の主表面上に、熱SiO2
52を1.5μm厚で成膜する。続いて、基板裏面に、
減圧CVD装置を用いてSiN膜53を150nm成膜
する。さらに、基板主表面の熱SiO2 膜52の上に、
LPCVD装置を用いて多結晶Si膜54を1.0μm
厚、常圧CVD装置を用いてBPSG膜55を4.0μ
m厚で順次形成する。なお、BPSG膜55の代わりに
CVD−SiO2 膜を用いてもよい。その後、この基板
51を800℃で30分間アニールする。
First, as shown in FIG. 4A, a thermal SiO 2 film 52 having a thickness of 1.5 μm is formed on the main surface of a Si substrate 51 having a plane orientation (100). Then, on the back of the substrate,
A SiN film 53 is formed to a thickness of 150 nm using a low pressure CVD apparatus. Furthermore, on the thermal SiO 2 film 52 on the main surface of the substrate,
The polycrystalline Si film 54 is 1.0 μm thick by using an LPCVD device.
The thickness of the BPSG film 55 is 4.0 μm using a normal pressure CVD apparatus.
Sequentially formed with a thickness of m. A CVD-SiO 2 film may be used instead of the BPSG film 55. Then, the substrate 51 is annealed at 800 ° C. for 30 minutes.

【0042】次いで、図4(b)に示すように、BPS
G膜55の上に、レジスト56を塗布した後、光縮小投
影露光装置、或いは電子ビーム直接描画装置を用いて、
アパーチャパターンを露光する。レジスト56を現像
後、レジスト56に紫外線を用いた表面硬化処理を施
す。
Then, as shown in FIG. 4B, BPS
After coating the resist 56 on the G film 55, using a light reduction projection exposure apparatus or an electron beam direct drawing apparatus,
Expose the aperture pattern. After developing the resist 56, the resist 56 is subjected to a surface hardening treatment using ultraviolet rays.

【0043】次いで、レジスト56をマスクとして、R
IE装置を用いてBPSG膜55をエッチングする。こ
のとき、エッチングガスを、例えばCHF3 +CO+A
rにすると、垂直に近い側壁を持った開口部(鋳型)5
7を形成することができる。続いて、レジスト56を除
去した後、上記RIEの過程でBPSG膜55の下層に
ある多結晶Si膜54の表面に生じたダメージ層(図示
せず)を、コリン処理によって除去する。この処理によ
って、以下で述べるCVD−タングステン膜58と、そ
の下地の多結晶Si膜54との間の密着力が向上する。
Next, using the resist 56 as a mask, R
The BPSG film 55 is etched using the IE device. At this time, the etching gas is, for example, CHF 3 + CO + A
When set to r, the opening (mold) 5 with a side wall close to vertical 5
7 can be formed. Then, after removing the resist 56, a damaged layer (not shown) formed on the surface of the polycrystalline Si film 54 under the BPSG film 55 in the above RIE process is removed by choline treatment. By this treatment, the adhesion between the CVD-tungsten film 58 described below and the underlying polycrystalline Si film 54 is improved.

【0044】次いで、図4(c)に示すように、タング
ステンの選択的CVD法によって、多結晶Si膜54上
にW膜58を選択的に成膜させる。このときの成膜条件
は、例えば、基板温度340℃、六フッ化タングステン
(WF6 )及びシラン(SiH4 )をそれぞれ20scc
m,8sccm、成膜圧力を4.5mTorr とする。この条件
での成膜レートは、100nm/分程度になる。その際
に、例えばWの成膜を1.3μm厚ずつの3回に分け
て、各回毎に500℃で真空アニールを行う。このよう
に多段階の成膜プロセスにすると、3μm厚以上の成膜
を剥がれ無しに行うのに効果的である。
Next, as shown in FIG. 4C, a W film 58 is selectively formed on the polycrystalline Si film 54 by the selective CVD method of tungsten. The film forming conditions at this time are, for example, a substrate temperature of 340 ° C., tungsten hexafluoride (WF 6 ) and silane (SiH 4 ) of 20 scc each.
m, 8 sccm, film forming pressure is 4.5 mTorr. The film forming rate under this condition is about 100 nm / min. At this time, for example, W film formation is divided into three times with a thickness of 1.3 μm, and vacuum annealing is performed at 500 ° C. for each time. Such a multi-stage film forming process is effective for forming a film having a thickness of 3 μm or more without peeling.

【0045】次いで、図4(d)に示すように、アパー
チャ開口部分に相当する部分にあるBPSG膜55をフ
ッ化アンモニウム溶液によるウエットエッチングで、さ
らに多結晶Si膜54をRIEによって除去する。続い
て、基板裏面のSiN膜53上にフォトレジスト59を
塗布し、両面露光装置を用い、表側のアパーチャパター
ンと位置を合わせて、ウエハ裏面に基板開口用のパター
ンを形成する。その後、RIEを用いてSiN膜53に
基板開口用パターン60を形成する。
Then, as shown in FIG. 4D, the BPSG film 55 in the portion corresponding to the aperture opening is wet-etched with an ammonium fluoride solution, and the polycrystalline Si film 54 is removed by RIE. Subsequently, a photoresist 59 is applied on the SiN film 53 on the back surface of the substrate, and a double-sided exposure device is used to align the position with the aperture pattern on the front side to form a pattern for opening the substrate on the back surface of the wafer. After that, the substrate opening pattern 60 is formed on the SiN film 53 by using RIE.

【0046】次いで、図4(e)に示すように、SiN
膜53をマスクにして、KOH異方性エッチングによっ
て、Si(100)基板51の異方性ウエットエッチン
グを行い、基板裏面に(111)面61が露出したテー
パ形状の開口部分62を形成する。ここで、KOH水溶
液の濃度を30重量%、温度を90℃とした場合、シリ
コンの(100)面を、2.2μm/分のレートでエッ
チングすることができる。このとき、第1の実施例と同
様に、基板の上表面はエッチング液が回り込まないよう
に保護する。また、W膜58の下のSiO2 膜52は、
KOHエッチングのストップ層として用いられ、このス
トップ層に達した時点でエッチングを終了する。
Then, as shown in FIG. 4 (e), SiN
Using the film 53 as a mask, anisotropic wet etching of the Si (100) substrate 51 is performed by KOH anisotropic etching to form a tapered opening 62 in which the (111) plane 61 is exposed on the back surface of the substrate. Here, when the concentration of the KOH aqueous solution is 30% by weight and the temperature is 90 ° C., the (100) plane of silicon can be etched at a rate of 2.2 μm / min. At this time, as in the first embodiment, the upper surface of the substrate is protected so that the etching solution does not come around. The SiO 2 film 52 under the W film 58 is
It is used as a KOH etching stop layer, and etching is terminated when the KOH etching reaches this stop layer.

【0047】その後は第1の実施例と同様にして、フッ
化アンモニウム溶液でアパーチャパターンの開口部分の
W膜下地52,54を除去し、熱リン酸にてSiN膜3
2を除去する。
After that, as in the first embodiment, the W film bases 52 and 54 at the opening portion of the aperture pattern are removed with an ammonium fluoride solution, and the SiN film 3 is heated with hot phosphoric acid.
Remove 2.

【0048】このように本実施例によれば、電子ビーム
を遮断する薄膜として重金属薄膜を用いることによっ
て、アパーチャマスク製作プロセスを容易にして、しか
も優れた寸法精度の荷電粒子ビームの成形用開口部分を
持つ電子阻止能率の高いアパーチャ板を実現することが
できる。 (第4の実施例)第2の実施例ではアパーチャマスク上
に配置する開口数を増やすために(110)Si基板を
用いたが、ここでは他の開口数を増やすための別の例に
ついて、図5及び図6を用いて説明する。
As described above, according to this embodiment, by using the heavy metal thin film as the thin film for blocking the electron beam, the aperture mask manufacturing process is facilitated and the charged particle beam forming opening portion with excellent dimensional accuracy is obtained. It is possible to realize an aperture plate having a high electron blocking efficiency. (Fourth Embodiment) In the second embodiment, the (110) Si substrate is used to increase the numerical aperture to be arranged on the aperture mask, but here, another example for increasing other numerical apertures will be described. This will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

【0049】まず、図5(a)に示すように、面方位
(100)のSi結晶の基板21の両表面にシリコン酸
化膜22を1.5μm厚で成膜し、一方の主面上にAu
メッキの下地として、Ti膜(100nmA)24及び
Pd膜(50nm)25を順次成膜する。
First, as shown in FIG. 5A, a silicon oxide film 22 having a thickness of 1.5 μm is formed on both surfaces of a Si crystal substrate 21 having a plane orientation (100), and is formed on one main surface. Au
As a plating base, a Ti film (100 nmA) 24 and a Pd film (50 nm) 25 are sequentially formed.

【0050】次いで、図5(b)に示すように、第1の
実施例と同様にして、メッキ下地の上に電子線用レジス
トPMMA26を塗布形成し、アパーチャパターンを描
画する。描画後、酢酸イソペンチルを用い照射量に応じ
て1分間〜3分間現像し、イソプロピルアルコールでリ
ンスして鋳型27を形成する。そして、図5(c)に示
すように、第1の実施例と同様にして、Au薄膜28を
電解メッキによって鋳型27内部の導電膜25上に成膜
する。このとき、アパーチャパターンの開口部分ができ
る。
Then, as shown in FIG. 5B, similarly to the first embodiment, an electron beam resist PMMA 26 is formed by coating on the plating base, and an aperture pattern is drawn. After drawing, it is developed using isopentyl acetate for 1 to 3 minutes depending on the irradiation amount, and rinsed with isopropyl alcohol to form the template 27. Then, as shown in FIG. 5C, the Au thin film 28 is formed on the conductive film 25 inside the mold 27 by electrolytic plating in the same manner as in the first embodiment. At this time, an opening portion of the aperture pattern is formed.

【0051】次いで、図5(d)に示すように、基板2
1を薄くするため基板21の裏面のラッピングを行う。
ラッピング後の基板21の厚さは、アパーチャマスク上
に配置する開口数によって決定される。
Then, as shown in FIG.
1 is thinned, the back surface of the substrate 21 is lapped.
The thickness of the substrate 21 after lapping is determined by the numerical aperture arranged on the aperture mask.

【0052】次いで、図6(a)に示すように、基板2
1の裏面にKOHエッチングのためのマスク材として、
カーボン膜(C)63を形成する。このとき、スパッタ
・C膜63、或いはスパッタ・シリコン(Si)膜の上
に連続してスパッタ・C膜63を成膜したものを用い
る。この理由は、既に主表面に金属(Au)があるの
で、基板温度が700〜800℃に上昇するプロセス、
例えばSiNのLPCVD等は使えないためである。
Next, as shown in FIG. 6A, the substrate 2
As a mask material for KOH etching on the back surface of 1.
A carbon film (C) 63 is formed. At this time, the sputtered C film 63 or the sputtered C film 63 continuously formed on the sputtered silicon (Si) film is used. The reason for this is that since the metal (Au) is already present on the main surface, the process in which the substrate temperature rises to 700 to 800 ° C.
This is because, for example, LPCVD of SiN cannot be used.

【0053】スパッタ・C膜63自体には、十分なKO
Hエッチング耐性があるが、スパッタ時の基板表面の状
態、例えば汚れが酷いとエッチング中に、C膜63が剥
離してしまう場合がある。スパッタ・C膜63のKOH
エッチング時の密着性は、このような基板表面の汚れに
依存するため、そこに至るまでの製造工程で以下に示す
ような対策を施す必要がある。例えばスパッタ直前に、
基板21表面をポリッシングした後、希フッ酸溶液に浸
す等の処理を行う、スパッタ直前までSiO2等の保護
膜を付けておく等の方法が効果的である。
Sufficient KO is required for the sputter / C film 63 itself.
Although it has H-etching resistance, the C film 63 may peel off during etching if the state of the substrate surface at the time of sputtering, for example, if the contamination is severe. Sputtering / C film 63 KOH
Since the adhesiveness at the time of etching depends on such contamination of the substrate surface, it is necessary to take the following measures in the manufacturing process up to that point. For example, just before sputtering
After polishing the surface of the substrate 21, it is effective to immerse the substrate 21 in a dilute hydrofluoric acid solution or to apply a protective film such as SiO 2 just before sputtering.

【0054】また、別の方法として、Si基板に対して
密着性の良い膜、例えばSiをまず成膜し、その上に連
続してCを成膜するという方法がある。スパッタ直後の
Siは清浄であるので、C膜の密着力が大きくなる。ス
パッタ・C膜63は、導電性の膜であるので最終的に剥
離する必要がないという利点がある。また、SiN膜に
比べて膜応力も小さい。基板裏面にスパッタ・Si膜を
100nm厚で成膜した後、連続して(大気中に出さな
いで)スパッタ・C膜63を150nm厚で成膜する。
As another method, there is a method in which a film having good adhesion to the Si substrate, for example, Si is first formed and then C is continuously formed thereon. Since Si immediately after sputtering is clean, the adhesion of the C film increases. Since the sputter / C film 63 is a conductive film, it has an advantage that it need not be finally peeled off. Further, the film stress is smaller than that of the SiN film. After forming a sputter / Si film with a thickness of 100 nm on the back surface of the substrate, a sputter / C film 63 is continuously formed (without exposing to the atmosphere) with a thickness of 150 nm.

【0055】次いで、図6(b)に示すように、レジス
ト26を除去する。そして、基板21の裏面にフォトレ
ジスト29を塗布し、プリベークを行った後、両面露光
装置を用いて、主表面のAuのアパーチャパターンとの
位置を合わせて、ウエハ裏面に基板開口用のパターン3
0を形成する。その後、基板裏面のC膜63をフォトレ
ジスト29をマスクにしてRIE装置(エッチングガス
は、CF4 :O2 )を用いてエッチングする。
Next, as shown in FIG. 6B, the resist 26 is removed. Then, after applying a photoresist 29 to the back surface of the substrate 21 and performing pre-baking, a double-sided exposure apparatus is used to align the position with the Au aperture pattern on the main surface to form the substrate opening pattern 3 on the back surface of the wafer.
Form 0. After that, the C film 63 on the rear surface of the substrate is etched using the RIE device (etching gas is CF 4 : O 2 ) using the photoresist 29 as a mask.

【0056】次いで、図6(c)に示すように、このC
膜63をマスクにして、水酸化カリウム(KOH)水溶
液によって、Si(100)基板21の異方性ウェット
エッチングを行い、基板裏面に(111)面31が露出
したテーパ形状の開口部分を形成する。KOH水溶液の
濃度を30重量%、温度を90℃とした場合、シリコン
の(100)面を、2.2μm/分のレートでエッチン
グすることができる。このとき、第1の実施例と同様
に、基板の上表面はエッチング液が回り込まないように
保護する。また、メッキ下地の下のSiO2 膜23はK
OHエッチングのストップ層として用いられ、ストップ
層に達した時点でKOHエッチングが終了する。
Then, as shown in FIG. 6C, this C
Using the film 63 as a mask, anisotropic wet etching of the Si (100) substrate 21 is performed with an aqueous potassium hydroxide (KOH) solution to form a tapered opening portion in which the (111) plane 31 is exposed on the back surface of the substrate. . When the concentration of the KOH aqueous solution is 30% by weight and the temperature is 90 ° C., the (100) plane of silicon can be etched at a rate of 2.2 μm / min. At this time, as in the first embodiment, the upper surface of the substrate is protected so that the etching solution does not come around. The SiO 2 film 23 under the plating base is K
It is used as a stop layer for OH etching, and when it reaches the stop layer, KOH etching ends.

【0057】その後は、第1の実施例と同様に、硫酸と
過酸化水素の混合液でアパーチャパターンの開口部分の
メッキ下地24,25を除去し、さらにフッ化アンモニ
ウム溶液によってSiO2 膜23を除去する。
After that, as in the first embodiment, the plating bases 24 and 25 at the openings of the aperture pattern are removed with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, and the SiO 2 film 23 is further removed with an ammonium fluoride solution. Remove.

【0058】このように本実施例によれば、電子ビーム
を遮断する薄膜として重金属薄膜を用いることによっ
て、アパーチャマスクの製作プロセスを容易にして、し
かも優れた寸法精度の荷電粒子ビームの成形用開口部分
を持つ電子阻止能率の高いアパーチャマスクを実現する
ことができる。また、ラッピングにより基板を薄く削っ
ているので、アパーチャマスクに設けるアパーチャ数を
多くすることができる。さらに、上記の基板ラッピング
の後にカーボン膜を形成することにより、Si基板を薄
く削った後のKOH溶液耐性膜が容易に得られる利点も
ある。 (第5の実施例)図7は、本発明の第5の実施例に係わ
るアパーチャマスクの製造工程を示す断面図である。こ
の実施例は、Si基板上に大量に一括で作られたアパー
チャマスクが破壊されるようなことなしに、容易に1個
1個に切断できるようにしたものである。
As described above, according to the present embodiment, by using the heavy metal thin film as the thin film for blocking the electron beam, the aperture mask forming process for facilitating the manufacturing process of the aperture mask and having an excellent dimensional accuracy is achieved. It is possible to realize an aperture mask having a high electron blocking efficiency having a portion. Also, since the substrate is thinly cut by lapping, the number of apertures provided in the aperture mask can be increased. Further, by forming the carbon film after the above-mentioned substrate lapping, there is an advantage that the KOH solution resistant film after thinly grinding the Si substrate can be easily obtained. (Fifth Embodiment) FIG. 7 is a sectional view showing a manufacturing process of an aperture mask according to a fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, a large amount of aperture masks collectively made on a Si substrate can be easily cut into individual pieces without being destroyed.

【0059】図7(a)〜(c)に示す工程までは、図
2(a)〜(c)に示す工程と同様であり、この工程の
後に、図7(d)に示すように、基板21の裏面にフォ
トレジスト29を塗布し、プリベークを行った後、両面
露光装置を用いて、主表面のAuのアパーチャパターン
との位置を合わせて、ウエハ裏面に基板開口用のパター
ン40を形成する。この際に、ダイシング用のラインパ
ターン70を電子線描画装置に搭載されるアパーチャマ
スクの大きさに合せて形成しておく。このとき、ダイシ
ング用のライン70の方向をSi結晶のへき開の方向に
一致させておくと、ダイシングがより容易になる。
The steps up to the steps shown in FIGS. 7A to 7C are the same as the steps shown in FIGS. 2A to 2C, and after this step, as shown in FIG. After applying a photoresist 29 to the back surface of the substrate 21 and performing pre-baking, a substrate opening pattern 40 is formed on the back surface of the wafer by aligning the position with the Au aperture pattern on the main surface using a double-sided exposure device. To do. At this time, the line pattern 70 for dicing is formed in accordance with the size of the aperture mask mounted on the electron beam drawing apparatus. At this time, if the direction of the dicing line 70 is made to coincide with the cleavage direction of the Si crystal, dicing becomes easier.

【0060】また、基板の厚さがDの場合、エッチング
用マスクの上に21/2 ・D未満の太さのラインをパター
ニングしておくとよい。次いで、基板裏面のSiN膜2
2を上記フォトレジスト29をマスクにしてRIE装置
(エッチングガスは、CF4:O2 )を用いてエッチン
グする。
When the substrate has a thickness of D, it is preferable to pattern a line having a thickness of less than 2 1/2 · D on the etching mask. Then, the SiN film 2 on the back surface of the substrate
2 is etched using the RIE device (etching gas is CF 4 : O 2 ) using the photoresist 29 as a mask.

【0061】次いで、図7(e)に示すように、SiN
膜22をマスクにして、水酸化カリウム(KOH)水溶
液によって、Si(110)基板21の異方性ウェット
エッチングを行い、基板裏面に(111)面31が露出
したテーパ形状の開口部分とダイシング用のV溝71を
形成する。KOH水溶液の濃度を30重量%、温度を9
0℃とした場合、シリコンの(100)面を、2.2μ
m/分のレートでエッチングすることができる。
Then, as shown in FIG. 7 (e), SiN
Using the film 22 as a mask, anisotropic wet etching of the Si (110) substrate 21 is performed with an aqueous solution of potassium hydroxide (KOH) to form a tapered opening portion in which the (111) surface 31 is exposed on the back surface of the substrate and for dicing. V groove 71 is formed. The concentration of the KOH aqueous solution is 30% by weight, and the temperature is 9
When the temperature is 0 ° C, the (100) plane of silicon is 2.2μ.
It can be etched at a rate of m / min.

【0062】このとき、第1の実施例と同様に、基板の
上表面はエッチング液が回り込まないように保護する。
また、メッキ下地の下のSiO2 膜33はKOHエッチ
ングのストップ層として用いられ、このストップ層に達
した時点でKOHエッチングが終了する。この際、ダイ
シング用のV溝71はSiN膜22によって一定形状ま
でエッチングされた後は変化しないで止まっている。
At this time, as in the first embodiment, the upper surface of the substrate is protected so that the etching solution does not come around.
Further, the SiO 2 film 33 under the plating base is used as a stop layer for KOH etching, and when the stop layer is reached, KOH etching is completed. At this time, the V-grooves 71 for dicing remain unchanged after being etched to a certain shape by the SiN film 22.

【0063】その後は、第1の実施例と同様に、硫酸と
過酸化水素の混合液でアパーチャパターンの開口部分の
メッキ下地24,25を除去し、さらに、フッ化アンモ
ニウム溶液によってSiO2 膜23を、熱リン酸にてS
iN膜22を除去する。
After that, as in the first embodiment, the plating bases 24 and 25 at the openings of the aperture pattern are removed with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, and the SiO 2 film 23 is further added with an ammonium fluoride solution. With hot phosphoric acid
The iN film 22 is removed.

【0064】このように本実施例によれば、電子ビーム
を遮断する薄膜として重金属薄膜を用いることによっ
て、アパーチャマスク製作プロセスを容易にして、しか
も優れた寸法精度の荷電粒子ビームの成形用開口部分を
持つ電子阻止能率の高いアパーチャマスクを実現するこ
とができる。さらに、Si基板のアパーチャマスク毎に
予め切断用のV溝が設けられているため、ダイヤモンド
ペン等を使った切断線の書き込みが必要なく、極めて容
易にアパーチャマスクの切り出しができる。 (第6の実施例)図1に示したようなアパーチャマスク
10においては、薄膜部8で吸収された電子ビームは熱
に変換され温度上昇を引き起こす。この温度上昇はアパ
ーチャマスク10の機械的な変形を誘発し、試料面上に
縮小投影されたビームの形状寸法を劣化させる。従っ
て、電子ビームの吸収によって引き起こされる発熱はで
きる限り抑えられなければならない。このためにはアパ
ーチャマスク10の薄膜部8から効率よく熱を吸収し、
アパーチャマスク自体の温度上昇をできる限り抑えるこ
とが必要になる。
As described above, according to the present embodiment, by using the heavy metal thin film as the thin film for blocking the electron beam, the aperture mask fabrication process is facilitated and the charged particle beam forming opening portion with excellent dimensional accuracy is obtained. It is possible to realize an aperture mask with high electron blocking efficiency. Furthermore, since the V-groove for cutting is provided in advance for each aperture mask of the Si substrate, it is not necessary to write a cutting line using a diamond pen or the like, and the aperture mask can be cut out very easily. (Sixth Embodiment) In the aperture mask 10 as shown in FIG. 1, the electron beam absorbed in the thin film portion 8 is converted into heat and raises the temperature. This temperature rise induces mechanical deformation of the aperture mask 10 and deteriorates the geometry of the beam that is reduced and projected on the sample surface. Therefore, heat generation caused by absorption of the electron beam should be suppressed as much as possible. For this purpose, heat is efficiently absorbed from the thin film portion 8 of the aperture mask 10,
It is necessary to suppress the temperature rise of the aperture mask itself as much as possible.

【0065】図8は、上述した問題を解決した本発明の
第6の実施例に係わるアパーチャマスクの構造を示す斜
視図である。なお、図1に示したアパーチャマスクと同
一の箇所には同一の番号を付けて、異なる部分について
詳しく説明を行う。
FIG. 8 is a perspective view showing the structure of an aperture mask according to the sixth embodiment of the present invention which solves the above-mentioned problems. The same parts as those of the aperture mask shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and different parts will be described in detail.

【0066】アパーチャマスク80上に、キャラクタ・
プロジェクション用開口Cと、成形偏向用開口Bとが設
けられている。これらの開口はいずれもこれらに照射さ
れる電子ビームよりも僅かに大きな面積を持つ第1の重
金属薄膜5の中央に形成されている。これによって電子
ビームの阻止を確実にし、かつ電子ビーム照射による温
度上昇で起こる薄膜部の熱変形を最小に抑えるためにで
きる限り小さく抑えられている。
On the aperture mask 80, the character
A projection opening C and a molding deflection opening B are provided. All of these openings are formed in the center of the first heavy metal thin film 5 having an area slightly larger than the electron beam with which they are irradiated. This ensures that the electron beam is blocked and is kept as small as possible in order to minimize the thermal deformation of the thin film portion caused by the temperature rise due to the electron beam irradiation.

【0067】重金属薄膜5の周辺にはこれを取り囲むよ
うに第2の重金属薄膜81が設けられている。この薄膜
81は外部の吸熱体(図示せず)と接続される。第1の
重金属薄膜5と第2の重金属薄膜81との間は同一の金
属でブリッジ82が架けられている。これによって、重
金属薄膜5で発生した熱をブリッジ82を介して重金属
薄膜81に効率良く伝達し、ビーム遮断阻止用の重金属
薄膜5での温度上昇を抑えることができる。
A second heavy metal thin film 81 is provided around the heavy metal thin film 5 so as to surround it. The thin film 81 is connected to an external heat absorber (not shown). A bridge 82 is made of the same metal between the first heavy metal thin film 5 and the second heavy metal thin film 81. As a result, the heat generated in the heavy metal thin film 5 can be efficiently transferred to the heavy metal thin film 81 via the bridge 82, and the temperature rise in the heavy metal thin film 5 for blocking beam blocking can be suppressed.

【0068】以下に、本実施例によるアパーチャマスク
の製造方法を、前記図2を流用して説明する。まず、図
2(a)に示すように、第1の実施例と同様にして、面
方位(110)のSi結晶の基板21の主表面にシリコ
ン酸化膜23を1.5μm厚で成膜し、基板裏面にシリ
コン窒化膜22を150nm成膜する。さらに、Auメ
ッキの下地として、Ti膜(100nm)24,Pd膜
(50nm)25を順次成膜する。そして、メッキ下地
の上に、電子線用レジストPMMA26を5μm厚、ス
ピンコータを使用して塗布する。
The method of manufacturing the aperture mask according to this embodiment will be described below with reference to FIG. First, as shown in FIG. 2A, as in the first embodiment, a silicon oxide film 23 is formed to a thickness of 1.5 μm on the main surface of a Si crystal substrate 21 having a plane orientation (110). A silicon nitride film 22 is formed to a thickness of 150 nm on the back surface of the substrate. Further, a Ti film (100 nm) 24 and a Pd film (50 nm) 25 are sequentially formed as a base for Au plating. Then, an electron beam resist PMMA 26 having a thickness of 5 μm is applied onto the plating base using a spin coater.

【0069】次いで、電子線直接描画装置(本実施例で
は、加速電圧40kV)を用いて、アパーチャパターン
及びこれを取り囲むように第2の重金属薄膜81とブリ
ッジ82のパターンを描画する。本実施例のようにレジ
ストが厚い場合に、垂直なレジストプロファイルを得る
ためには、照射量を通常より増やし、かつそれに相応し
て現像時間を短くすればよい。本実施例では、第1の実
施例と同様に、レジスト・ヒーティングの影響が抑えら
れる25μC/cm2 を1回の照射量として、12重〜
20重の描画を行い、通常の照射量の3〜5倍にあたる
300〜500μC/cm2 を照射した。描画後、酢酸
イソペンチルを用い照射量に応じて1分間〜3分間現像
し、イソプロピルアルコールでリンスして鋳型27を形
成する。
Then, the electron beam direct writing apparatus (acceleration voltage 40 kV in this embodiment) is used to write the aperture pattern and the pattern of the second heavy metal thin film 81 and the bridge 82 so as to surround the aperture pattern. In the case where the resist is thick as in this embodiment, in order to obtain a vertical resist profile, the irradiation dose may be increased more than usual and the development time may be shortened accordingly. In the present embodiment, as in the first embodiment, the dose of 25 μC / cm 2 which can suppress the influence of resist heating is set to 12 times or more.
Drawing was performed 20 times, and 300 to 500 μC / cm 2, which is 3 to 5 times the normal irradiation amount, was irradiated. After drawing, it is developed using isopentyl acetate for 1 to 3 minutes depending on the irradiation amount, and rinsed with isopropyl alcohol to form the template 27.

【0070】これ以降は、図2(c)〜(e)に示すよ
うに、第1の実施例と同様にして、鋳型27内部の導電
膜25上にAu薄膜28を成膜したのち、レジスト26
を除去し、Au薄膜28にアパーチャパターンの開口部
分を形成する。さらに、基板の裏面にフォトレジスト2
9を塗布し、ウエハ裏面に基板開口用のパターン30を
形成したのち、フォトレジスト29をマスクにしてSi
N膜22を選択エッチングする。続いて、SiN膜22
をマスクにして、Si(110)基板21の異方性ウェ
ットエッチングを行い、基板裏面に(111)面31が
露出したテーパ形状の開口部分を形成する。その後、硫
酸と過酸化水素の混合液でアパーチャパターンの開口部
分のメッキ下地24,25を除去し、さらに、フッ化ア
ンモニウム溶液によってSiO2 膜23を、熱リン酸に
てSiN膜22を除去することにより、図8に示す構造
が完成する。
Thereafter, as shown in FIGS. 2 (c) to 2 (e), the Au thin film 28 is formed on the conductive film 25 inside the mold 27 in the same manner as in the first embodiment, and then the resist is formed. 26
Is removed, and an opening portion of the aperture pattern is formed in the Au thin film 28. In addition, photoresist 2 on the back side of the substrate
9 is applied and a pattern 30 for opening a substrate is formed on the back surface of the wafer.
The N film 22 is selectively etched. Then, the SiN film 22
Is used as a mask to perform anisotropic wet etching of the Si (110) substrate 21 to form a tapered opening portion in which the (111) plane 31 is exposed on the back surface of the substrate. After that, the plating bases 24 and 25 at the openings of the aperture pattern are removed with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, and further, the SiO 2 film 23 is removed with an ammonium fluoride solution and the SiN film 22 is removed with hot phosphoric acid. As a result, the structure shown in FIG. 8 is completed.

【0071】このように本実施例によれば、電子ビーム
を遮断する薄膜として重金属薄膜を用いることによっ
て、アパーチャマスク製作プロセスを容易にして、しか
も優れた寸法精度の荷電粒子ビームの成形用開口部分を
持つ電子阻止能率の高いアパーチャマスクを実現するこ
とができる。これに加え本実施例では次のような効果が
得られる。
As described above, according to this embodiment, by using the heavy metal thin film as the thin film for blocking the electron beam, the aperture mask fabrication process is facilitated and the charged particle beam forming opening portion with excellent dimensional accuracy is obtained. It is possible to realize an aperture mask with high electron blocking efficiency. In addition to this, the following effects are obtained in this embodiment.

【0072】アパーチャマスク上のキャラクタ・プロジ
ェクション用開口Cと、成形偏向用開口Bとの重金属薄
膜5の周辺にはこれを取り囲むように重金属薄膜81を
設けている。この薄膜81は外部の吸熱体(図示せず)
と接続し、薄膜5と薄膜81との間は同一の金属でブリ
ッジ82を架けているため、これによって薄膜5で発生
した熱をブリッジ82を介して薄膜81に効率良く伝達
し、薄膜5での温度上昇を抑えることができる。この結
果、温度上昇に伴うアパーチャマスクの機械的な変形が
抑えられ、試料面上に縮小投影されたビームの形状寸法
の劣化を最小限に止めることができる。
A heavy metal thin film 81 is provided around the heavy metal thin film 5 of the character projection opening C on the aperture mask and the shaping deflection opening B so as to surround the same. This thin film 81 is an external heat absorber (not shown).
Since the bridge 82 is made of the same metal between the thin film 5 and the thin film 81, the heat generated in the thin film 5 is efficiently transferred to the thin film 81 through the bridge 82. The temperature rise can be suppressed. As a result, mechanical deformation of the aperture mask due to temperature rise can be suppressed, and deterioration of the geometrical dimension of the beam reduced and projected on the sample surface can be minimized.

【0073】なお、本発明は上述した各実施例に限定さ
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々
変形して実施することができる。実施例では、電子ビー
ム描画装置用のアパーチャマスクとして説明したが、こ
れに限らず本発明はイオンビーム描画装置用のアパーチ
ャマスクにも同様に適用することができる。また、重金
属薄膜の材料や膜厚等の条件は、仕様に応じて適宜変更
可能である。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but various modifications can be carried out without departing from the scope of the invention. Although the embodiment has been described as an aperture mask for an electron beam writing apparatus, the present invention is not limited to this and the present invention can be similarly applied to an aperture mask for an ion beam writing apparatus. Further, the conditions such as the material and film thickness of the heavy metal thin film can be appropriately changed according to the specifications.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、荷
電粒子ビームを遮断する薄膜として重金属薄膜を用いる
ことによって、アパーチャマスクの製作プロセスを容易
にして、しかも優れた寸法精度の荷電粒子ビームの成形
用開口部分を持つ電子阻止能率の高いアパーチャマスク
を実現することができる。この結果、これを用いて、精
度の高いビーム像が得られる荷電ビーム描画装置を提供
することができる。
As described above in detail, according to the present invention, by using a heavy metal thin film as a thin film for blocking a charged particle beam, the manufacturing process of the aperture mask is facilitated and the charged particles with excellent dimensional accuracy are provided. It is possible to realize an aperture mask with a high electron blocking efficiency having a beam forming opening portion. As a result, by using this, it is possible to provide a charged beam drawing apparatus that can obtain a highly accurate beam image.

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

【図1】第1の実施例に係わるアパーチャマスクの構造
を示す断面図と斜視図。
FIG. 1 is a sectional view and a perspective view showing a structure of an aperture mask according to a first embodiment.

【図2】第1の実施例に係わるアパーチャマスクの製造
工程を示す断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the aperture mask according to the first embodiment.

【図3】第2の実施例に係わるアパーチャマスクの製造
工程を示す断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the aperture mask according to the second embodiment.

【図4】第3の実施例に係わるアパーチャマスクの製造
工程を示す断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the aperture mask according to the third embodiment.

【図5】第4の実施例に係わるアパーチャマスクの製造
工程の前半を示す断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the first half of the manufacturing process of the aperture mask according to the fourth embodiment.

【図6】第4の実施例に係わるアパーチャマスクの製造
工程の後半を示す断面図。
FIG. 6 is a sectional view showing the latter half of the manufacturing process of the aperture mask according to the fourth embodiment.

【図7】第5の実施例に係わるアパーチャマスクの製造
工程を示す断面図。
FIG. 7 is a sectional view showing the manufacturing process of the aperture mask according to the fifth embodiment.

【図8】第6の実施例に係わるアパーチャマスクの構造
を示す斜視図。
FIG. 8 is a perspective view showing the structure of an aperture mask according to a sixth embodiment.

【図9】キャラクタプロジェクション方式を説明するた
めの模式図。
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a character projection method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…基板部 5…重金属薄膜 8…薄膜部 10…アパーチャ
マスク 21,41,51…Si基板 22,53…シリ
コン窒化膜 23,52…シリコン酸化膜 24…Ti膜 25…Pd膜 26,56…電子
線レジスト 27,57…鋳型 28…Au薄膜 29…フォトレジスト 30,60…基板
開口用パターン 54…多結晶Si膜 55…BPSG膜 58…W膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate part 5 ... Heavy metal thin film 8 ... Thin film part 10 ... Aperture mask 21, 41, 51 ... Si substrate 22, 53 ... Silicon nitride film 23, 52 ... Silicon oxide film 24 ... Ti film 25 ... Pd film 26, 56 ... Electron beam resist 27, 57 ... Template 28 ... Au thin film 29 ... Photoresist 30, 60 ... Substrate opening pattern 54 ... Polycrystalline Si film 55 ... BPSG film 58 ... W film

フロントページの続き (72)発明者 早坂 伸夫 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 三好 元介 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝堀川町工場内 (72)発明者 杉原 和佳 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Front page continuation (72) Inventor Nobuo Hayasaka 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Within the Corporate Research and Development Center, Toshiba Corporation (72) Inventor Gensuke Miyoshi 72 Horikawa-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Stock Incorporated Toshiba Horikawa-cho Plant (72) Inventor Kazuka Sugihara 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Incorporated, Toshiba Research and Development Center

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】キャラクタ・プロジェクション方式の荷電
ビーム描画装置に用いられるものであり、複数種の所望
パターン形状の開口が形成され、荷電粒子ビームの選択
的な照射によりいずれかのパターン形状のビームを成形
するアパーチャマスクにおいて、 荷電粒子ビームを成形するために使用するビームの遮断
阻止膜に重金属薄膜を用いたことを特徴とするアパーチ
ャマスク。
1. A charged particle beam drawing apparatus of a character projection system, wherein openings of a plurality of desired pattern shapes are formed, and a beam of any pattern shape is selectively irradiated with a charged particle beam. The aperture mask to be shaped is characterized in that a heavy metal thin film is used as a beam blocking and blocking film used for shaping a charged particle beam.
【請求項2】キャラクタ・プロジェクション方式の荷電
ビーム描画装置に用いられるアパーチャマスクの製造方
法において、 シリコン基板の一主面上にバッファ膜を形成する工程
と、前記バッファ膜上に導電膜を形成する工程と、前記
導電膜上に重金属薄膜を選択的に成長させるための鋳型
を作る工程と、前記鋳型内に所望の厚さだけ重金属薄膜
を成長させる工程と、前記鋳型を除去する工程と、前記
重金属薄膜の裏面側を該薄膜に設けられた開口が貫通す
るように除去する工程とを含むことを特徴とするアパー
チャマスクの製造方法。
2. A method of manufacturing an aperture mask used in a character projection type charged beam drawing apparatus, the method comprising: forming a buffer film on one main surface of a silicon substrate; and forming a conductive film on the buffer film. A step, a step of making a template for selectively growing a heavy metal thin film on the conductive film, a step of growing a heavy metal thin film in the mold to a desired thickness, a step of removing the template, And a step of removing the back surface side of the heavy metal thin film so that an opening provided in the thin film penetrates.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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