JPH09232209A - 荷電粒子ビーム露光装置用アパーチャマスクとその製造方法 - Google Patents
荷電粒子ビーム露光装置用アパーチャマスクとその製造方法Info
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- JPH09232209A JPH09232209A JP8036036A JP3603696A JPH09232209A JP H09232209 A JPH09232209 A JP H09232209A JP 8036036 A JP8036036 A JP 8036036A JP 3603696 A JP3603696 A JP 3603696A JP H09232209 A JPH09232209 A JP H09232209A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 荷電粒子ビーム露光装置のアパーチャマスク
に遮蔽アパーチャ絞りを設けると、両者のパターン開口
部の位置決めに手間がかかり、かつ位置精度が低いとビ
ームがアパーチャマスクに入射されて温度上昇をまね
く。 【解決手段】 透過アパーチャマスク３の表面に、所要
の間隔をおいて金属膜を一体に形成し、この金属膜と透
過アパーチャマクス３にフォトリソグラフィ技術により
パターン開口部１５，１８を設け、金属膜で遮蔽アパー
チャ絞り２を一体に形成する。両者のパターン開口部の
位置合わせが自動的に行われ、位置合わせ作業が不要と
なる。また、位置合わせ精度が高められ、遮蔽アパーチ
ャ絞り２の開口部１８を通して透過アパーチャマスク３
へビームが入射されることが抑制でき、アパーチャマス
クの温度上昇が抑制され、熱的に安定なアパーチャマス
クが得られる。
に遮蔽アパーチャ絞りを設けると、両者のパターン開口
部の位置決めに手間がかかり、かつ位置精度が低いとビ
ームがアパーチャマスクに入射されて温度上昇をまね
く。 【解決手段】 透過アパーチャマスク３の表面に、所要
の間隔をおいて金属膜を一体に形成し、この金属膜と透
過アパーチャマクス３にフォトリソグラフィ技術により
パターン開口部１５，１８を設け、金属膜で遮蔽アパー
チャ絞り２を一体に形成する。両者のパターン開口部の
位置合わせが自動的に行われ、位置合わせ作業が不要と
なる。また、位置合わせ精度が高められ、遮蔽アパーチ
ャ絞り２の開口部１８を通して透過アパーチャマスク３
へビームが入射されることが抑制でき、アパーチャマス
クの温度上昇が抑制され、熱的に安定なアパーチャマス
クが得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路や集
積回路形成用マスクの製造に用いられる荷電粒子ビーム
露光装置のアパーチャマスクに関し、特に複数枚のアパ
ーチャマスクによりビーム形状制御を行う可変成形電子
線描画装置や複数のパターン形状に対応したアパーチャ
マスクを有する部分一括露光方式の電子線描画装置のア
パーチャマスクに関する。
積回路形成用マスクの製造に用いられる荷電粒子ビーム
露光装置のアパーチャマスクに関し、特に複数枚のアパ
ーチャマスクによりビーム形状制御を行う可変成形電子
線描画装置や複数のパターン形状に対応したアパーチャ
マスクを有する部分一括露光方式の電子線描画装置のア
パーチャマスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路の高密度化や高速
化を向上させるために、半導体集積回路の各素子寸法の
微細化が図られている。この素子寸法の微細化のため
に、紫外光を利用した光学露光装置では、使用する光の
短波長化、高ＮＡ（開口数）化、変形光源など露光装置
の光学的改善や、位相シフトマスクなど新方式の露光方
法などが検討されている。また、これと並行して電子線
あるいはＸ線露光などの新しい露光方式の開発が進めら
れている。特に、２５６ＭビットＤＲＡＭのような微細
パターンをもつ集積回路の形成には電子線露光を用いた
試みが種々提案されている。
化を向上させるために、半導体集積回路の各素子寸法の
微細化が図られている。この素子寸法の微細化のため
に、紫外光を利用した光学露光装置では、使用する光の
短波長化、高ＮＡ（開口数）化、変形光源など露光装置
の光学的改善や、位相シフトマスクなど新方式の露光方
法などが検討されている。また、これと並行して電子線
あるいはＸ線露光などの新しい露光方式の開発が進めら
れている。特に、２５６ＭビットＤＲＡＭのような微細
パターンをもつ集積回路の形成には電子線露光を用いた
試みが種々提案されている。
【０００３】これら電子線露光装置には、ポイントビー
ム型と可変矩形ビーム型とがあるが、いずれもパターン
を単位微小領域あるいは矩形領域に分割してポイントビ
ームを偏向走査するか、あるいはパターンに応じて大き
さのビームスポットを持つ電子ビームを偏向させること
でパターンを一筆描画露光するため、露光に長時間を要
することになる。例えば、前記２５６ＭビットＤＲＡＭ
では、チップ当たりの露光時間が１０分程度かかってし
まい、光学露光方式に比較して１００倍程度も長い露光
時間が必要とされる。また、露光装置自体が光学露光装
置に比較して高価になるという問題もある。
ム型と可変矩形ビーム型とがあるが、いずれもパターン
を単位微小領域あるいは矩形領域に分割してポイントビ
ームを偏向走査するか、あるいはパターンに応じて大き
さのビームスポットを持つ電子ビームを偏向させること
でパターンを一筆描画露光するため、露光に長時間を要
することになる。例えば、前記２５６ＭビットＤＲＡＭ
では、チップ当たりの露光時間が１０分程度かかってし
まい、光学露光方式に比較して１００倍程度も長い露光
時間が必要とされる。また、露光装置自体が光学露光装
置に比較して高価になるという問題もある。
【０００４】M.B.Heritage:Electron-projection micro
fabrication system,J.Vac.Technol.,Vol.12,No.6,Nov.
/Dec.(1975)1133 に報告されている内容は、前記した露
光時間を短縮するために、メモリチップ全体に対応する
パターンを含むマスクを用意して１回の電子線照射によ
ってチップ全体を露光する方式を検討したものである。
しかしながら、数ｍｍ角以上のチップ全面において十分
な精度を保証する電子光学系の実現が困難なため、実用
化されるまでにはいたっていない。
fabrication system,J.Vac.Technol.,Vol.12,No.6,Nov.
/Dec.(1975)1133 に報告されている内容は、前記した露
光時間を短縮するために、メモリチップ全体に対応する
パターンを含むマスクを用意して１回の電子線照射によ
ってチップ全体を露光する方式を検討したものである。
しかしながら、数ｍｍ角以上のチップ全面において十分
な精度を保証する電子光学系の実現が困難なため、実用
化されるまでにはいたっていない。
【０００５】また、特開昭５２−１１９１８５号公報、
あるいは「電子ビーム一括図形照射法の検討−その１；
電子光学系−，松坂尚およびその他」「電子ビーム一括
図形照射法の検討−その２；アパーチャ作成−，中山義
則およびその他、いずれも第５０回応用物理学会学術講
演会講演予稿集、27a-K-6(1989)452、に報告されている
ものは、チップ全面ではなく、繰り返しのあるパターン
を部分的に転写する方法であり、チップの中の周期的な
パターン群のうちで電流密度を均一に保てる程度の大き
さのビームスポットに対応する程度の大きさの部分領域
を透過アパーチャマスクとして用意し、露光時間の短縮
を図ったものであり、電子光学系およびマスクの構成も
現実的なレベルであり、量産装置として開発が進められ
ている。
あるいは「電子ビーム一括図形照射法の検討−その１；
電子光学系−，松坂尚およびその他」「電子ビーム一括
図形照射法の検討−その２；アパーチャ作成−，中山義
則およびその他、いずれも第５０回応用物理学会学術講
演会講演予稿集、27a-K-6(1989)452、に報告されている
ものは、チップ全面ではなく、繰り返しのあるパターン
を部分的に転写する方法であり、チップの中の周期的な
パターン群のうちで電流密度を均一に保てる程度の大き
さのビームスポットに対応する程度の大きさの部分領域
を透過アパーチャマスクとして用意し、露光時間の短縮
を図ったものであり、電子光学系およびマスクの構成も
現実的なレベルであり、量産装置として開発が進められ
ている。
【０００６】図３は部分一括露光方式を示す模式図であ
り、電子源である電子銃３１から放射される電子ビーム
を第１アパーチャマスク３２に照射して矩形形状とした
後、偏向器３３により第２アパーチャマスク３４上の任
意形状開口部に照射して成形されたビームを縮小レンズ
３５、投影レンズ３６により試料ウェハ３７上に縮小し
てパターン描画を行う。しかしながら、このような部分
一括露光方式の露光装置では、アパーチャマスクのマス
クパターンが長期間の使用によって変形劣化され、その
まま用いればウェハ上のパターン形状寸法が変化され、
高精度のパターン描画ができなくなるという問題があ
る。このような劣化は、マスク構成材料として用いてい
る金属の温度が電子線の照射によって上昇し、金属電子
が移動することによって生じる。
り、電子源である電子銃３１から放射される電子ビーム
を第１アパーチャマスク３２に照射して矩形形状とした
後、偏向器３３により第２アパーチャマスク３４上の任
意形状開口部に照射して成形されたビームを縮小レンズ
３５、投影レンズ３６により試料ウェハ３７上に縮小し
てパターン描画を行う。しかしながら、このような部分
一括露光方式の露光装置では、アパーチャマスクのマス
クパターンが長期間の使用によって変形劣化され、その
まま用いればウェハ上のパターン形状寸法が変化され、
高精度のパターン描画ができなくなるという問題があ
る。このような劣化は、マスク構成材料として用いてい
る金属の温度が電子線の照射によって上昇し、金属電子
が移動することによって生じる。
【０００７】このようなマスクパターン変形の原因であ
るビーム照射による透過アパーチャマスクの温度上昇を
防止する技術として、アパーチャマスクに遮熱用、或い
は放熱用の手段を設けた技術がある。例えば、特開平６
−５４９９号公報に記載されているものを図４に示す。
この技術では、第１および第２のアパーチャマスクは、
それぞれが別個に作製されたビーム制限用遮蔽アパーチ
ャ絞り４１と透過アパーチャマスク４２との２枚のアパ
ーチャによって構成されている。２枚のアパーチャ４
１，４２の間隔は１ｃｍ程度に固定されており、それぞ
れ固定枠４３に導電性接着剤を用いて固定される。透過
アパーチャマスク４２はシリコン単結晶基板で形成さ
れ、遮蔽用アパーチャ絞り４１は、第１のアパーチャマ
スクにおいてはモリブデン、第２のアパーチャマスクに
おいてはシリコン単結晶基板で形成されている。この技
術では、入射電子ビームのうち透過アパーチャマクス４
２を透過しない入射電子を予め上部のビーム制限用遮蔽
アパーチャ絞り４１によって阻止するため、透過アパー
チャマスク４２の温度上昇を防止することができる。
るビーム照射による透過アパーチャマスクの温度上昇を
防止する技術として、アパーチャマスクに遮熱用、或い
は放熱用の手段を設けた技術がある。例えば、特開平６
−５４９９号公報に記載されているものを図４に示す。
この技術では、第１および第２のアパーチャマスクは、
それぞれが別個に作製されたビーム制限用遮蔽アパーチ
ャ絞り４１と透過アパーチャマスク４２との２枚のアパ
ーチャによって構成されている。２枚のアパーチャ４
１，４２の間隔は１ｃｍ程度に固定されており、それぞ
れ固定枠４３に導電性接着剤を用いて固定される。透過
アパーチャマスク４２はシリコン単結晶基板で形成さ
れ、遮蔽用アパーチャ絞り４１は、第１のアパーチャマ
スクにおいてはモリブデン、第２のアパーチャマスクに
おいてはシリコン単結晶基板で形成されている。この技
術では、入射電子ビームのうち透過アパーチャマクス４
２を透過しない入射電子を予め上部のビーム制限用遮蔽
アパーチャ絞り４１によって阻止するため、透過アパー
チャマスク４２の温度上昇を防止することができる。
【０００８】また、本出願人が先に提案している技術と
して、特願平６−１４２２３３号明細書に記載されてい
るものがある。これは、図５に示すように、透過アパー
チャマスクの基体であるシリコン基板５１の裏面に凹部
５４を形成してその部分を薄肉に形成し、この薄肉の部
分にパターン開口部５５を形成している。また、シリコ
ン基板５１の表面と裏面のそれぞれに金属膜５２，５３
を形成し、この金属膜５２，５３によるビームの反射や
遮熱効果により基体５１の温度上昇を抑制することがで
きる。
して、特願平６−１４２２３３号明細書に記載されてい
るものがある。これは、図５に示すように、透過アパー
チャマスクの基体であるシリコン基板５１の裏面に凹部
５４を形成してその部分を薄肉に形成し、この薄肉の部
分にパターン開口部５５を形成している。また、シリコ
ン基板５１の表面と裏面のそれぞれに金属膜５２，５３
を形成し、この金属膜５２，５３によるビームの反射や
遮熱効果により基体５１の温度上昇を抑制することがで
きる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】これらの従来技術にお
いて、後者の金属膜を用いる技術では、透過アパーチャ
を構成するシリコン基板自体の発熱を完全に抑制するこ
とができない。また、後者の公報に記載の技術では、ビ
ーム制限用遮蔽アパーチャ絞りは、厚さ数１０ミクロン
のシリコン基板を加工して用いているために、加工精度
は１ミクロン程度であり、このビーム制限用遮蔽アパー
チャ絞りの開口部寸法を透過アパーチャマスクの開口部
寸法よりも加工精度分だけ大きく設計する必要があるた
め、ビーム制限用遮蔽アパーチャ絞りを透過した電子ビ
ームの一部が透過アパーチャマスクで吸収され、透過ア
パーチャマスクの温度上昇を引き起こすことがある。
いて、後者の金属膜を用いる技術では、透過アパーチャ
を構成するシリコン基板自体の発熱を完全に抑制するこ
とができない。また、後者の公報に記載の技術では、ビ
ーム制限用遮蔽アパーチャ絞りは、厚さ数１０ミクロン
のシリコン基板を加工して用いているために、加工精度
は１ミクロン程度であり、このビーム制限用遮蔽アパー
チャ絞りの開口部寸法を透過アパーチャマスクの開口部
寸法よりも加工精度分だけ大きく設計する必要があるた
め、ビーム制限用遮蔽アパーチャ絞りを透過した電子ビ
ームの一部が透過アパーチャマスクで吸収され、透過ア
パーチャマスクの温度上昇を引き起こすことがある。
【００１０】また、後者の公報に記載の技術では、透過
アパーチャマスクとその上側のビーム制限用遮蔽アパー
チャ絞りとの位置合わせを行う際に、両者を顕微鏡で観
察しながら手動で位置固定を行う必要があるため、位置
合わせに時間がかかるという問題もある。さらに、透過
アパーチャマスクとビーム制限用遮蔽アパーチャ絞りと
が１ｃｍ程度の間隔で配置されるため、前記したように
顕微鏡を用いた目視による位置合わせでは、位置合わせ
精度を高くすることが難しいという問題もある。また、
この場合、２枚のアパーチャを固定枠に接着している接
着剤がガスの発生源となり、高真空度が要求される電子
光学鏡筒内を汚染して電子ビームの発生効率や電子光学
系の性能を劣化させることもある。
アパーチャマスクとその上側のビーム制限用遮蔽アパー
チャ絞りとの位置合わせを行う際に、両者を顕微鏡で観
察しながら手動で位置固定を行う必要があるため、位置
合わせに時間がかかるという問題もある。さらに、透過
アパーチャマスクとビーム制限用遮蔽アパーチャ絞りと
が１ｃｍ程度の間隔で配置されるため、前記したように
顕微鏡を用いた目視による位置合わせでは、位置合わせ
精度を高くすることが難しいという問題もある。また、
この場合、２枚のアパーチャを固定枠に接着している接
着剤がガスの発生源となり、高真空度が要求される電子
光学鏡筒内を汚染して電子ビームの発生効率や電子光学
系の性能を劣化させることもある。
【００１１】本発明の目的は、位置合わせの手間を不要
にして高精度の位置合わせが可能であり、かつ熱的に安
定した荷電ビーム露光装置用のアパーチャマスクとその
製造方法を提供することにある。
にして高精度の位置合わせが可能であり、かつ熱的に安
定した荷電ビーム露光装置用のアパーチャマスクとその
製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のアパーチャマス
クは、露光のためのパターン形状を形成するためのパタ
ーン開口部を有する透過アパーチャマスクと、この透過
アパーチャマスクの表面に所要の間隔をおいて一体に形
成され、パターン開口部に対応する開口部を有する金属
膜からなる遮蔽アパーチャ絞りとを備えることを特徴と
する。ここにおいて、アパーチャマスクの表面と裏面に
はそれぞれ金属膜が一体に形成されることが好ましい。
また、筒状に形成された金属製のアパーチャマスク保持
具を有し、透過アパーチャマクスと遮蔽アパーチャ絞り
はこのアパーチャマスク保持具内に内装固定され、かつ
遮蔽アパーチャ絞りはアパーチャマスク保持具に接触さ
れることが好ましい。さらに、遮蔽アパーチャ絞りとア
パーチャマスク保持具とを放熱用接続線により接続する
ことが好ましい。
クは、露光のためのパターン形状を形成するためのパタ
ーン開口部を有する透過アパーチャマスクと、この透過
アパーチャマスクの表面に所要の間隔をおいて一体に形
成され、パターン開口部に対応する開口部を有する金属
膜からなる遮蔽アパーチャ絞りとを備えることを特徴と
する。ここにおいて、アパーチャマスクの表面と裏面に
はそれぞれ金属膜が一体に形成されることが好ましい。
また、筒状に形成された金属製のアパーチャマスク保持
具を有し、透過アパーチャマクスと遮蔽アパーチャ絞り
はこのアパーチャマスク保持具内に内装固定され、かつ
遮蔽アパーチャ絞りはアパーチャマスク保持具に接触さ
れることが好ましい。さらに、遮蔽アパーチャ絞りとア
パーチャマスク保持具とを放熱用接続線により接続する
ことが好ましい。
【００１３】また、本発明のアパーチャマスクの製造方
法は、シリコン等の基板の表面上に第１の膜を所要のパ
ターンに形成し、全面を第１の膜とはエッチング選択性
のある第２の膜で覆う工程と、この第２の膜の表面を平
坦化しその上に遮蔽アパーチャ絞りを形成するための金
属膜を形成する工程と、基板の裏面をエッチングして凹
部を形成し、この凹部の底面における基板の板厚を薄く
する工程と、フォトリソグラフィ技術により前記金属膜
から基板の薄肉部分にわたってパターン開口部を形成す
る工程と、このパターン開口部を通して前記第１の膜を
エッチング除去し、残された第２の膜によって基板と金
属膜とを連結支持させる工程とを含んでいる。
法は、シリコン等の基板の表面上に第１の膜を所要のパ
ターンに形成し、全面を第１の膜とはエッチング選択性
のある第２の膜で覆う工程と、この第２の膜の表面を平
坦化しその上に遮蔽アパーチャ絞りを形成するための金
属膜を形成する工程と、基板の裏面をエッチングして凹
部を形成し、この凹部の底面における基板の板厚を薄く
する工程と、フォトリソグラフィ技術により前記金属膜
から基板の薄肉部分にわたってパターン開口部を形成す
る工程と、このパターン開口部を通して前記第１の膜を
エッチング除去し、残された第２の膜によって基板と金
属膜とを連結支持させる工程とを含んでいる。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明のアパーチャマスクの
断面構造を示す図である。金属製のアパーチャマスク保
持具４は角筒状に形成され、このアパーチャマスク保持
具４内にアパーチャマスク１が内装され、図外のろう材
によりこのアパーチャマスク１が固定支持されている。
このアパーチャマスク１は、上部の遮蔽アパーチャ絞り
２と、下部の透過アパーチャマスク３とで構成され、こ
れらが一体的に形成されている。すなわち、透過アパー
チャマスク３はシリコン基板１１を主体に形成され、そ
の中央領域は裏面に設けられた凹部１４によって薄肉に
形成され、この薄肉部分にパターン開口部１５が設けら
れる。
参照して説明する。図１は本発明のアパーチャマスクの
断面構造を示す図である。金属製のアパーチャマスク保
持具４は角筒状に形成され、このアパーチャマスク保持
具４内にアパーチャマスク１が内装され、図外のろう材
によりこのアパーチャマスク１が固定支持されている。
このアパーチャマスク１は、上部の遮蔽アパーチャ絞り
２と、下部の透過アパーチャマスク３とで構成され、こ
れらが一体的に形成されている。すなわち、透過アパー
チャマスク３はシリコン基板１１を主体に形成され、そ
の中央領域は裏面に設けられた凹部１４によって薄肉に
形成され、この薄肉部分にパターン開口部１５が設けら
れる。
【００１５】そして、シリコン基板１１の表面には上部
金属膜１２が、前記凹部１４を含む裏面には下部金属膜
１３がそれぞれ形成され、これらの金属膜１２，１３を
含んで前記パターン開口部１５が設けられる。そして、
シリコン基板１１の表面には、柱状支持部１６が配設さ
れ、この柱状支持部１６によって前記上部の金属膜１２
とは所要の間隔を置いて第３の金属膜１７が形成されて
いる。この第３の金属膜１７にも前記パターン開口部１
５に部対応する開口部１８が設けられており、これによ
りこの第３の金属膜１７によって前記遮蔽アパーチャ絞
り２が構成されている。なお、この遮蔽アパーチャ絞り
２には金等からなる放熱用接続線５が接続され、前記ア
パーチャマスク保持具４への接続が行われている。
金属膜１２が、前記凹部１４を含む裏面には下部金属膜
１３がそれぞれ形成され、これらの金属膜１２，１３を
含んで前記パターン開口部１５が設けられる。そして、
シリコン基板１１の表面には、柱状支持部１６が配設さ
れ、この柱状支持部１６によって前記上部の金属膜１２
とは所要の間隔を置いて第３の金属膜１７が形成されて
いる。この第３の金属膜１７にも前記パターン開口部１
５に部対応する開口部１８が設けられており、これによ
りこの第３の金属膜１７によって前記遮蔽アパーチャ絞
り２が構成されている。なお、この遮蔽アパーチャ絞り
２には金等からなる放熱用接続線５が接続され、前記ア
パーチャマスク保持具４への接続が行われている。
【００１６】図２は図１のアパャーチャマスク１の製造
方法を工程順に示す断面図である。先ず、図２（ａ）の
ように、シリコン基板１１の上に上部金属膜１２として
金（Ａｕ）を１ミクロンの厚さに、さらに酸化シリコン
膜１９を１．５ミクロンの厚さにそれぞれ全面に形成す
る。その後、通常のフォトリソグラフィ技術およびドラ
イエッチング技術によって酸化シリコン膜１９を部分的
に除去してパターン開口部１５に対応する領域のみに酸
化シリコン膜１９を残す。その上で、全面に２ミクロン
厚さのポリシリコン膜２０を形成し、さらに上面、下
面、側面の全面にわたって窒化シリコン膜２１を形成す
る。
方法を工程順に示す断面図である。先ず、図２（ａ）の
ように、シリコン基板１１の上に上部金属膜１２として
金（Ａｕ）を１ミクロンの厚さに、さらに酸化シリコン
膜１９を１．５ミクロンの厚さにそれぞれ全面に形成す
る。その後、通常のフォトリソグラフィ技術およびドラ
イエッチング技術によって酸化シリコン膜１９を部分的
に除去してパターン開口部１５に対応する領域のみに酸
化シリコン膜１９を残す。その上で、全面に２ミクロン
厚さのポリシリコン膜２０を形成し、さらに上面、下
面、側面の全面にわたって窒化シリコン膜２１を形成す
る。
【００１７】次に、図２（ｂ）のように、ＣＭＰ（化学
機械的研磨）技術により前記シリコン基板１１の表面を
平坦化した後に、均一なエッチング特性を有するドライ
エッチング技術により酸化シリコン膜１９の表面が上面
に現れるまでエッチングする。その上で、シリコン基板
１１の全面に遮蔽アパーチャ絞り用の第３の金属膜１７
としてモリブデン膜を１ミクロンの厚さに形成する。
機械的研磨）技術により前記シリコン基板１１の表面を
平坦化した後に、均一なエッチング特性を有するドライ
エッチング技術により酸化シリコン膜１９の表面が上面
に現れるまでエッチングする。その上で、シリコン基板
１１の全面に遮蔽アパーチャ絞り用の第３の金属膜１７
としてモリブデン膜を１ミクロンの厚さに形成する。
【００１８】次に、図２（ｃ）のように、通常のフォト
リソグラフィ技術およびドライエッチング技術によりパ
ターン開口部のパターン位置の第３の金属膜１７、酸化
シリコン膜１９、および上部金属膜１２の各全層をエッ
チング除去し、さらにシリコン基板１１の深さ８ミクロ
ンの位置までエッチングして開口部１５を形成する。そ
の後、前記開口部１５を含む表面全体に窒化シリコン膜
２２を形成する。さらに、シリコン基板１１の裏面およ
び側面に残されている窒化シリコン膜２１のうち、パタ
ーン開口部１５に対応する裏面の領域を除去した後、こ
の領域のシリコン基板１１を裏面側からエッチングして
パターン開口部１５に形成された窒化シリコン膜２２が
裏側に露呈する深さまでの凹部１４を形成する。
リソグラフィ技術およびドライエッチング技術によりパ
ターン開口部のパターン位置の第３の金属膜１７、酸化
シリコン膜１９、および上部金属膜１２の各全層をエッ
チング除去し、さらにシリコン基板１１の深さ８ミクロ
ンの位置までエッチングして開口部１５を形成する。そ
の後、前記開口部１５を含む表面全体に窒化シリコン膜
２２を形成する。さらに、シリコン基板１１の裏面およ
び側面に残されている窒化シリコン膜２１のうち、パタ
ーン開口部１５に対応する裏面の領域を除去した後、こ
の領域のシリコン基板１１を裏面側からエッチングして
パターン開口部１５に形成された窒化シリコン膜２２が
裏側に露呈する深さまでの凹部１４を形成する。
【００１９】次に、図２（ｄ）のように、窒化シリコン
膜２１，２２の全体を除去し、その後、パターン開口部
１５を通してウェットエッチングを行うことで酸化シリ
コン膜１９を選択的に除去してパターン開口部間に残さ
れたポリシリコン膜２０によって柱状支持部１６を形成
する。さらに、シリコン基板１１の裏面側に厚さ１ミク
ロンの金等の金属膜１３を形成する。このようにして、
遮蔽アパーチャ絞りとなる最上部の金属膜１７において
所望のパターン開口部１８を形成した後、この開口部を
そのまま下部のアパーチャマスク本体部分の開口部パタ
ーン形成用開口として用いることにより、両者の開口部
パターンが自動的に位置合わせされた構造のアパーチャ
マスクが形成される。
膜２１，２２の全体を除去し、その後、パターン開口部
１５を通してウェットエッチングを行うことで酸化シリ
コン膜１９を選択的に除去してパターン開口部間に残さ
れたポリシリコン膜２０によって柱状支持部１６を形成
する。さらに、シリコン基板１１の裏面側に厚さ１ミク
ロンの金等の金属膜１３を形成する。このようにして、
遮蔽アパーチャ絞りとなる最上部の金属膜１７において
所望のパターン開口部１８を形成した後、この開口部を
そのまま下部のアパーチャマスク本体部分の開口部パタ
ーン形成用開口として用いることにより、両者の開口部
パターンが自動的に位置合わせされた構造のアパーチャ
マスクが形成される。
【００２０】そして、このアパーチャマスク１は保持具
４内に内装され、金属膜１２，１３の部分でろう材によ
り保持具４に固定される。また、金属膜１７と保持具４
とを放熱用接続線５で接続する。
４内に内装され、金属膜１２，１３の部分でろう材によ
り保持具４に固定される。また、金属膜１７と保持具４
とを放熱用接続線５で接続する。
【００２１】したがって、この構成のアパーチャマスク
によれば、遮蔽アパーチャ絞り２のパターン開口部１８
と、透過アパーチャマスク３のパターン開口部１５とは
フォトリソグラフィ技術により一括して形成されるた
め、両開口部１５，１８は自動的に位置合わせされるこ
とになり、位置合わせのための製造工程が必要とされる
ことはない。また、この位置合わせ精度は極めて高いた
め、遮蔽アパーチャ絞り２の開口部１８を通して透過ア
パーチャマスク３に入射される電子ビームは極めて僅か
なものとなり、透過アパーチャマスク３の温度上昇が抑
制される。この場合、透過アパーチャマスク３に温度上
昇が生じる場合でも、シリコン基板１１の上下面に設け
た金属膜１２，１３によって熱が周辺部に伝達され、さ
らにアパーチャ保持具４を通して放熱されるため、温度
上昇を有効に防止する。因みに、本発明者の実験によれ
ば、５℃以下の温度上昇に抑制することが可能とされ
た。
によれば、遮蔽アパーチャ絞り２のパターン開口部１８
と、透過アパーチャマスク３のパターン開口部１５とは
フォトリソグラフィ技術により一括して形成されるた
め、両開口部１５，１８は自動的に位置合わせされるこ
とになり、位置合わせのための製造工程が必要とされる
ことはない。また、この位置合わせ精度は極めて高いた
め、遮蔽アパーチャ絞り２の開口部１８を通して透過ア
パーチャマスク３に入射される電子ビームは極めて僅か
なものとなり、透過アパーチャマスク３の温度上昇が抑
制される。この場合、透過アパーチャマスク３に温度上
昇が生じる場合でも、シリコン基板１１の上下面に設け
た金属膜１２，１３によって熱が周辺部に伝達され、さ
らにアパーチャ保持具４を通して放熱されるため、温度
上昇を有効に防止する。因みに、本発明者の実験によれ
ば、５℃以下の温度上昇に抑制することが可能とされ
た。
【００２２】また、遮蔽アパーチャ絞り２を構成する第
３の金属膜１７と下部の透過アパーチャマスク３との間
には、周辺部分の支持領域および各ブロック間に設けら
れたポリシリコン膜からなる柱状支持部１６しか存在し
ていないため、遮蔽アパーチャマスク２で発生した熱が
透過アパーチャマスク３にまで伝達されることは殆どな
い。したがって、遮蔽アパーチャ絞り２の熱はアパーチ
ャマスク保持具４に伝達され、ここから放熱される。ま
た、遮蔽アパーチャ絞り２には放熱用接続線５が接続さ
れているため、アパーチャマスク保持具４に対する熱伝
導による放熱が効果的に行われる。
３の金属膜１７と下部の透過アパーチャマスク３との間
には、周辺部分の支持領域および各ブロック間に設けら
れたポリシリコン膜からなる柱状支持部１６しか存在し
ていないため、遮蔽アパーチャマスク２で発生した熱が
透過アパーチャマスク３にまで伝達されることは殆どな
い。したがって、遮蔽アパーチャ絞り２の熱はアパーチ
ャマスク保持具４に伝達され、ここから放熱される。ま
た、遮蔽アパーチャ絞り２には放熱用接続線５が接続さ
れているため、アパーチャマスク保持具４に対する熱伝
導による放熱が効果的に行われる。
【００２３】ここで、本発明では、遮蔽アパーチャ絞り
としてモリブデン膜を用いているが、この材料に限定さ
れるものではなく、例えば、チタン、タンタル、タング
ステン、チタンタングステン、銅、銀等の金属膜を単独
で、あるいは密着性を改善するための下地膜とともに用
いることができる。なお、本発明のアパーチャマスク
は、図３に示した第１のアパーチャと第２のアパーチャ
のいずれにも適用できることは言うまでもない。
としてモリブデン膜を用いているが、この材料に限定さ
れるものではなく、例えば、チタン、タンタル、タング
ステン、チタンタングステン、銅、銀等の金属膜を単独
で、あるいは密着性を改善するための下地膜とともに用
いることができる。なお、本発明のアパーチャマスク
は、図３に示した第１のアパーチャと第２のアパーチャ
のいずれにも適用できることは言うまでもない。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、透過アパ
ーチャマスクの表面に形成した金属膜によって、透過ア
パーチャマスクと一体に遮蔽アパーチャ絞りを形成して
おり、かつこれら遮蔽アパーチャ絞りと透過アパーチャ
マスクの各パターン開口部はフォトリソグラフィ技術に
よって一体的に形成されているので、遮蔽アパーチャ絞
りと透過アパーチャマクスの各パターン開口部の位置合
わせ作業が不要となり、製造が容易になるとともに、高
い位置合わせ精度のアパーチャマスクを作製することが
可能となる。また、この高い位置合わせ精度により透過
アパーチャマスクにおける温度上昇が抑制でき、熱的に
安定なアパーチャマスクを得ることができる。
ーチャマスクの表面に形成した金属膜によって、透過ア
パーチャマスクと一体に遮蔽アパーチャ絞りを形成して
おり、かつこれら遮蔽アパーチャ絞りと透過アパーチャ
マスクの各パターン開口部はフォトリソグラフィ技術に
よって一体的に形成されているので、遮蔽アパーチャ絞
りと透過アパーチャマクスの各パターン開口部の位置合
わせ作業が不要となり、製造が容易になるとともに、高
い位置合わせ精度のアパーチャマスクを作製することが
可能となる。また、この高い位置合わせ精度により透過
アパーチャマスクにおける温度上昇が抑制でき、熱的に
安定なアパーチャマスクを得ることができる。
【図１】本発明の第１の実施形態のアパーチャマクスの
断面図である。
断面図である。
【図２】図１のアパーチャマスクの製造方法を工程順に
示す断面図である。
示す断面図である。
【図３】本発明が適用される電子ビーム露光装置の概略
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図４】従来の公報に記載されたアパーチャマスクの一
例の断面図である。
例の断面図である。
【図５】先に本出願人によって提案されているアパーチ
ャマスクの断面図である。
ャマスクの断面図である。
１ アパーチャマスク ２ 遮蔽アパーチャ絞り ３ 透過アパーチャマスク ４ 保持具 ５ 放熱用接続線 １１ シリコン基板 １２，１３ 金属膜 １４ 凹部 １５ パターン開口部 １６ 柱状支持部 １７ 第３の金属膜 １８ 開口部 １９ 酸化シリコン膜 ２０ ポリシリコン膜 ２１ 窒化シリコン膜
Claims (6)
- 【請求項１】 荷電粒子ビームを所望のパターン形状に
成形するためのアパーチャマスクであって、前記パター
ン形状を形成するためのパターン開口部を有する透過ア
パーチャマスクと、この透過アパーチャマスクの表面に
所要の間隔をおいて一体に形成され、前記パターン開口
部に対応する開口部を有する金属膜からなる遮蔽アパー
チャ絞りとを備えることを特徴とする荷電粒子ビーム露
光装置用アパーチャマスク。 - 【請求項２】 アパーチャマスクの表面と裏面にはそれ
ぞれ金属膜が一体に形成されてなる請求項１の荷電粒子
ビーム露光装置用アパーチャマスク。 - 【請求項３】 筒状に形成された金属製のアパーチャマ
スク保持具を有し、透過アパーチャマクスと遮蔽アパー
チャ絞りはこのアパーチャマスク保持具内に内装固定さ
れ、かつ遮蔽アパーチャ絞りは前記アパーチャマスク保
持具に接触されてなる請求項１または２の荷電粒子ビー
ム露光装置用アパーチャマスク。 - 【請求項４】 遮蔽アパーチャ絞りとアパーチャマスク
保持具とを放熱用接続線により接続してなる請求項１な
いし３のいずれかの荷電粒子ビーム露光装置用アパーチ
ャマスク。 - 【請求項５】 シリコン等の基板の表面上に第１の膜を
所要のパターンに形成し、全面を前記第１の膜とはエッ
チング選択性のある第２の膜で覆う工程と、前記第２の
膜の表面を平坦化しその上に遮蔽アパーチャ絞りを形成
するための金属膜を形成する工程と、前記基板の裏面を
エッチングして凹部を形成し、この凹部の底面における
基板の板厚を薄くする工程と、フォトリソグラフィ技術
により前記金属膜から基板の薄肉部分にわたってパター
ン開口部を形成する工程と、このパターン開口部を通し
て前記第１の膜をエッチング除去し、残された前記第２
の膜によって前記基板と金属膜とを連結支持させる工程
とを含むことを特徴とする荷電粒子ビーム露光装置用ア
パーチャマスクの製造方法。 - 【請求項６】 シリコン基板の表面に第１の金属膜を形
成し、この上に酸化シリコン膜を所要のパターンに形成
し、全面を前記酸化シリコン膜とはエッチング選択性の
あるポリシリコン膜で覆う工程と、前記シリコン基板の
表裏面の全面に第２の金属膜を形成する工程と、前記シ
リコン基板の表面の第２の金属膜およびポリシリコン膜
の表面を平坦化しその上に遮蔽アパーチャ絞りを形成す
るための第３の金属膜を形成する工程と、前記シリコン
基板の裏面の第２の金属膜およびシリコン基板をエッチ
ングして凹部を形成し、この凹部の底面におけるシリコ
ン基板の板厚を薄くする工程と、フォトリソグラフィ技
術により前記第３の金属膜から第１の金属膜ないしシリ
コン基板の薄肉部分にわたってパターン開口部を形成す
る工程と、このパターン開口部を通して前記酸化シリコ
ン膜をエッチング除去し、残された前記ポリシリコン膜
によって前記シリコン基板と第３の金属膜とを連結支持
させる工程とを含むことを特徴とする荷電粒子ビーム露
光装置用アパーチャマスクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8036036A JP2785790B2 (ja) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | 荷電粒子ビーム露光装置用アパーチャマスクとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8036036A JP2785790B2 (ja) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | 荷電粒子ビーム露光装置用アパーチャマスクとその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09232209A true JPH09232209A (ja) | 1997-09-05 |
| JP2785790B2 JP2785790B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=12458496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8036036A Expired - Fee Related JP2785790B2 (ja) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | 荷電粒子ビーム露光装置用アパーチャマスクとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2785790B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6207962B1 (en) | 1998-06-05 | 2001-03-27 | Nikon Corporation | Charged-particle-beam microlithography apparatus and methods exhibiting reduced thermal deformation of mark-defining member |
| JP2007158106A (ja) * | 2005-12-06 | 2007-06-21 | Epicrew Inc | 観察装置 |
| CN104112825A (zh) * | 2013-04-16 | 2014-10-22 | 三星显示有限公司 | 沉积掩模、使用沉积掩模制造显示装置的方法和由其制造的显示装置 |
| KR101456193B1 (ko) * | 2011-12-07 | 2014-11-03 | 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 | 하전 입자빔 묘화 장치 및 하전 입자빔 묘화 방법 |
| US10811224B2 (en) | 2017-10-25 | 2020-10-20 | Nuflare Technology, Inc. | Multi-charged-particle beam writing apparatus |
-
1996
- 1996-02-23 JP JP8036036A patent/JP2785790B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6207962B1 (en) | 1998-06-05 | 2001-03-27 | Nikon Corporation | Charged-particle-beam microlithography apparatus and methods exhibiting reduced thermal deformation of mark-defining member |
| US6362489B2 (en) | 1998-06-05 | 2002-03-26 | Nikon Corporation | Charged-particle-beam microlithography methods exhibiting reduced thermal deformation of mark-defining member |
| JP2007158106A (ja) * | 2005-12-06 | 2007-06-21 | Epicrew Inc | 観察装置 |
| US8199192B2 (en) | 2005-12-06 | 2012-06-12 | Epicrew Corporation | Observation unit |
| KR101456193B1 (ko) * | 2011-12-07 | 2014-11-03 | 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 | 하전 입자빔 묘화 장치 및 하전 입자빔 묘화 방법 |
| CN104112825A (zh) * | 2013-04-16 | 2014-10-22 | 三星显示有限公司 | 沉积掩模、使用沉积掩模制造显示装置的方法和由其制造的显示装置 |
| CN107620032A (zh) * | 2013-04-16 | 2018-01-23 | 三星显示有限公司 | 沉积掩模 |
| CN107620032B (zh) * | 2013-04-16 | 2019-12-13 | 三星显示有限公司 | 沉积掩模 |
| US10811224B2 (en) | 2017-10-25 | 2020-10-20 | Nuflare Technology, Inc. | Multi-charged-particle beam writing apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2785790B2 (ja) | 1998-08-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |