JPH07152149A - aperture - Google Patents

aperture

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JPH07152149A
JPH07152149A JP32322593A JP32322593A JPH07152149A JP H07152149 A JPH07152149 A JP H07152149A JP 32322593 A JP32322593 A JP 32322593A JP 32322593 A JP32322593 A JP 32322593A JP H07152149 A JPH07152149 A JP H07152149A
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JP
Japan
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aperture
pattern
substrate
etching
metal film
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Application number
JP32322593A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenta Hayashi
健太 林
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To eliminate the charge-up of an aperture and to facilitate production by imparting a layer consisting of a material having the electric conductivity higher than the electric conductivity of a main material forming the aperature to a first region. CONSTITUTION:A metallic film 8 is formed atop an Si single crystal substrate 1 by a vacuum vapor deposition method. The film thickness of this metallic film 8 is the thickness of a pattern forming region shielding electron beams at the time of completion. The metallic film 8 consists preferably of the material which has the electric conductivity higher than the electric conductivity of the main material of the aperture, i.e. Si which is a supporting substrate, and is not attacked by an etching liquid 4 for the Si. Ti is used in this embodiment. Next, the formation of the metallic film pattern 8a is executed and back etching is executed with the heated etching liquid 4 which is a KOH soln. from the rear surface side of the substrate 1. Further, the substrate is immersed into the heated KOH soln. which is the etching liquid 4 for the Si. Peeling of the masking pattern 2 is thereafter executed and the pattern is washed by pure water and dried, by which the aperture 9 is completed.

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、半導体集積回路等の微
細なパターンを形成するために用いられるいわゆる一括
露光方式の荷電ビーム露光装置におけるアパーチャに関
わり、特に高密度な繰り返しパターン作製における描画
速度向上を図るためビーム形成手段の改良を図った荷電
ビーム露光装置のアパーチャに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aperture in a so-called batch exposure type charged beam exposure apparatus used for forming a fine pattern of a semiconductor integrated circuit or the like. The present invention relates to an aperture of a charged beam exposure apparatus in which a beam forming means is improved for the purpose of improvement.

【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で描画、形成するために、繰
り返し使用される図形および図形群などを一回のショッ
トで描画する方法、いわゆる一括露光法、ブロック露光
法、あるいはキャラクタプロジェクション法等と呼ばれ
る方式が提案されている。
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 draw and form such a pattern with a charged beam exposure apparatus, a method of drawing repeatedly used figures and figure groups in one shot, so-called collective exposure method, block exposure method, character projection method, etc. Has been proposed.

【0003】この方式においては、荷電ビーム露光装置
におけるアパーチャに、従来ポイントビーム方式であれ
ば丸い孔、可変成形ビーム方式であれば矩形の孔を形成
していたものに変え、繰り返し使われる図形や図形群を
作り込むことにより一回のショットで描画してしまうと
いう考え方でスループットの飛躍的向上が見込まれる。
In this system, the aperture in the charged beam exposure apparatus is changed to one in which a round hole is formed in the conventional point beam system and a rectangular hole is formed in the variable shaped beam system, and a figure or a pattern used repeatedly is used. A drastic improvement in throughput is expected with the idea that drawing is performed in a single shot by creating a group of figures.

【0004】ところで、この方式に使用されるアパーチ
ャは従来は例えば図4(j)に示すように支持基板に厚
いSi基板12を用いて裏から方位面に従った化学エッ
チングを行ない、その上面に薄膜化したSi基板11を
貼り合わせたものや、図5(g)に示すように厚いSi
基板1を用いて裏から方位面に従った化学エッチングを
行ない、上面を薄膜化したものを使用し、その部分に繰
り返し使用される図形ならびに図形群を作り込むことに
よって構成されていた。
By the way, in the aperture used in this system, conventionally, for example, as shown in FIG. 4 (j), a thick Si substrate 12 is used as a supporting substrate and chemical etching is performed from the back in accordance with the azimuth plane. A thin Si substrate 11 bonded together or a thick Si substrate as shown in FIG.
The substrate 1 is chemically etched from the back according to the azimuth plane, the upper surface is made thin, and a figure and a figure group that are repeatedly used are formed in that portion.

【0005】しかしながら、図4の方式では、(a)に
示すように、まず支持基板であるSi基板1を用意し、
(b)に示すように該支持基板の裏面にマスキングパタ
ーン2を形成し、(c)に示すようにSiのエッチング
液4(符号3はエッチング槽)を用いて化学エッチング
を行ない、出来たSi基板12の上に(f)に示すよう
にSi酸化膜10を介して上面Si基板11を貼り合わ
せ、上面のSi基板11を適当な厚さまで研磨あるいは
エッチングを行ない、(g)に示すようにその上にレジ
スト14を塗布し、(h)に示すように光や電子線など
でパターンの露光を行ない、現像処理をしてレジストパ
ターン15を形成した後に、(i)に示すように上面の
Si基板11のエッチングを行ない、レジストを剥離す
るという工程がある。また、図5の方式では(a)に示
すように支持基板であるSi基板1を用意し、(b)に
示すように裏面にマスキングパターン2を形成した後、
化学エッチングを行ない、その後(c)に示すように上
面が適当な厚さとなるまで上面の化学エッチング又は研
磨を行ない、(d)に示すようにその上にレジスト14
を塗布し、(e)に示すようにこれをパターニングして
レジストパターン15を形成した後に、(f)に示すよ
うに該上面の基板のエッチングを行ない、レジストを剥
離するという工程があり、図4、図5のいずれの方式に
おいても複雑な工程を必要としていた。
However, in the method of FIG. 4, as shown in FIG. 4A, first, the Si substrate 1 which is a supporting substrate is prepared,
As shown in (b), a masking pattern 2 is formed on the back surface of the supporting substrate, and as shown in (c), chemical etching is performed using a Si etching solution 4 (reference numeral 3 is an etching bath) to obtain Si. An upper surface Si substrate 11 is bonded onto the substrate 12 via the Si oxide film 10 as shown in (f), and the Si substrate 11 on the upper surface is polished or etched to an appropriate thickness, as shown in (g). A resist 14 is applied thereon, and a pattern is exposed with light or an electron beam as shown in (h), followed by development treatment to form a resist pattern 15, and then as shown in (i). There is a step of etching the Si substrate 11 and removing the resist. Further, in the method of FIG. 5, a Si substrate 1 which is a supporting substrate is prepared as shown in FIG. 5A, and a masking pattern 2 is formed on the back surface as shown in FIG.
Chemical etching is then performed, and then the upper surface is chemically etched or polished until the upper surface has an appropriate thickness as shown in (c), and the resist 14 is formed thereon as shown in (d).
And then patterning this as shown in (e) to form a resist pattern 15, and then etching the substrate on the upper surface as shown in (f) to remove the resist. In any of the methods shown in FIGS. 4 and 5, complicated steps are required.

【0006】また、図4の方式では上面のSi基板11
と下部のSi基板12の貼り合わせ時に加熱を行なうこ
とや、Si基板11とSi基板12の間にSi酸化膜1
0を介すことなどから応力が発生し、パターンが歪むた
め、その応力制御のため、貼り合わせ工程が複雑である
などの問題があった。
In the method of FIG. 4, the Si substrate 11 on the upper surface is also used.
Heating at the time of bonding the Si substrate 12 and the lower Si substrate 12, and the Si oxide film 1 between the Si substrate 11 and the Si substrate 12.
Since stress is generated by passing through 0, the pattern is distorted, and there is a problem that the bonding process is complicated due to the stress control.

【0007】また、図4、図5の方式の両方とも上面を
薄膜化してからエッチングを行なうので、その厚さは数
10〜数100μmであるため、取り扱いに注意を要
し、特にレジスト塗布の際のレジストの重み、ウエット
エッチングの際のエッチング液の重み、工程中のハンド
リングの際の振動及び衝撃などで上面の薄膜部が簡単に
やぶれてしまうという問題があった。また、上面を化学
エッチングにより薄膜化する場合には、どの時点でエッ
チングを停止させるかよって上面の膜厚が異なるため、
非常に精密なエッチングの制御が必要になるという問題
があった。
In both of the systems shown in FIGS. 4 and 5, the upper surface is thinned and then etching is performed. Therefore, the thickness is several tens to several hundreds of μm. There is a problem that the thin film portion on the upper surface is easily broken due to the weight of the resist at this time, the weight of the etching solution at the time of wet etching, the vibration and the impact at the time of handling during the process. Also, when thinning the upper surface by chemical etching, the film thickness of the upper surface varies depending on when etching is stopped,
There is a problem in that very precise etching control is required.

【0008】また、この構成のアパーチャを荷電ビーム
露光装置に組み込んで露光を行なう際、このアパーチャ
によって遮蔽された、すなわちパターンの無い部分は、
荷電ビームが照射される。そのため、アパーチャの材質
が電気伝導度が良くない物質の場合、チャージアップが
発生する可能性があった。
Further, when the aperture having this structure is incorporated into the charged beam exposure apparatus to perform exposure, the portion shielded by this aperture, that is, the portion having no pattern is
The charged beam is irradiated. Therefore, when the material of the aperture is a substance having poor electric conductivity, charge-up may occur.

【0009】特に、従来のアパーチャはSiのみで作製
されていたため、その電気抵抗率は、室温で約2.3×
104Ω・cmと高い。また、図4のような貼り合わせ
方式の場合、Si酸化膜を貼り合わせ部分に介するた
め、その電気抵抗率はSiよりも格段に高くなることは
公知の事実であった。
In particular, since the conventional aperture is made of only Si, its electrical resistivity is about 2.3 × at room temperature.
It is as high as 10 4 Ω · cm. Further, in the case of the bonding method as shown in FIG. 4, it is a well-known fact that the electrical resistivity is significantly higher than that of Si because the Si oxide film is interposed in the bonding portion.

【0010】そのため、チャージアップが発生すれば、
アパーチャにより形成されたビームは変形し、また意図
する位置からのずれを生じ、ひどい場合には全くパター
ンが描画されない状態に至るという問題があった。
Therefore, if charge-up occurs,
There is a problem that the beam formed by the aperture is deformed and is displaced from an intended position, and in a severe case, a pattern is not drawn at all.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、従
来いわゆる一括露光法と呼ばれる荷電ビームの露光方式
に用いられてきた荷電ビーム露光装置用アパーチャの問
題点、すなわち、アパーチャの導電性が悪いためにチャ
ージアップが生じて、アパーチャにより形成されたビー
ムが変形し、ひいては全くパターンが描画されない状態
になってしまうという問題点を解決し、作製が容易で精
度の高い荷電ビーム露光装置用のアパーチャを提供する
を目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention has a problem with the aperture for a charged beam exposure apparatus that has been conventionally used in a so-called collective exposure method of a charged beam exposure method, that is, the conductivity of the aperture is poor. Therefore, the problem that charge-up occurs, the beam formed by the aperture is deformed, and the pattern is not drawn at all, is solved, and the aperture for a charged beam exposure apparatus that is easy to manufacture and has high accuracy is solved. Is intended to provide.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のアパーチャは、荷電ビームを用いた露光方
法に用いられ、開口部を有する第1の膜領域と、該第1
の膜領域を支持し且つ該第1の膜領域より厚い第2の膜
領域とを有するアパーチャにおいて、前記第1の膜領域
に、アパーチャを形成する主たる材料よりも導電率の高
い物質からなる層を少なくとも一層付与してなることを
特徴としている。
In order to achieve the above object, the aperture of the present invention is used in an exposure method using a charged beam, and has a first film region having an opening and the first film region.
A second film region thicker than the first film region and supporting the film region of the first film region, the first film region having a higher conductivity than a main material forming the aperture. Is added to at least one layer.

【0013】また、本発明のアパーチャは、前記主たる
材料よりも導電率が高い物質からなる層は、主たる材料
のエッチング時にエッチングがなされない材料であるこ
とを特徴としている。
Further, the aperture of the present invention is characterized in that the layer made of a substance having a conductivity higher than that of the main material is a material which is not etched when the main material is etched.

【0014】また、本発明のアパーチャは、前記第1の
膜領域は前記主たる材料よりも導電率が高い物質からな
る層のみからなり、且つ、前記第2の膜領域が前記主た
る材料からなることを特徴としている。
Further, in the aperture of the present invention, the first film region is composed only of a layer made of a substance having a conductivity higher than that of the main material, and the second film region is composed of the main material. Is characterized by.

【0015】また、本発明のアパーチャは、前記第2の
膜領域はSi単結晶からなることを特徴としている。
The aperture of the present invention is characterized in that the second film region is made of Si single crystal.

【0016】また、本発明のアパーチャは、前記主たる
材料はSi単結晶であることを特徴としている。
Further, the aperture of the present invention is characterized in that the main material is Si single crystal.

【0017】さらに、本発明のアパーチャは、前記主た
る材料よりも導電率の高い物質は、Cu、Pt、Ag、
W、Mo、Fe、Cr、Pd、Ti、Nb、In、Sn
若しくはそれらを一成分とする化合物の中から選ばれる
少なくとも一種であることを特徴としている。
Further, in the aperture of the present invention, the substances having higher conductivity than the main material are Cu, Pt, Ag,
W, Mo, Fe, Cr, Pd, Ti, Nb, In, Sn
Alternatively, it is characterized by being at least one selected from compounds containing them as one component.

【0018】[0018]

【作用】本発明のアパーチャによれば、開口部を有する
第1の膜領域と該第1の膜領域の支持基板である第2の
膜領域とからなり、該アパーチャを形成する主たる材料
よりも導電率の高い物質からなる層を少なくとも一層、
上記第1の膜領域に付与してなるため、例えば主たる材
料をSiとし、導電率が高い層の材料を例えばTiとし
た場合、Tiの導電率はSiの約5×108倍ほどある
ため、ビーム照射時に生じる電子は該導電率が高い層か
らアースに流れるので、チャージアップが発生しなくな
る。
According to the aperture of the present invention, the aperture is composed of the first film region having the opening and the second film region which is the supporting substrate of the first film region, and is more than the main material forming the aperture. At least one layer made of a material having high conductivity,
Since it is provided in the first film region, when the main material is Si and the material of the layer having high conductivity is Ti, for example, the conductivity of Ti is about 5 × 10 8 times that of Si. Since the electrons generated during beam irradiation flow from the layer having high conductivity to the ground, charge-up does not occur.

【0019】また、本発明のアパーチャは、従来行なっ
ていたアパーチャ上面の薄膜化の工程、薄膜化した部分
へのパターニングの工程が簡略化出来、容易な作製が可
能になる。
Further, in the aperture of the present invention, the step of thinning the upper surface of the aperture and the step of patterning the thinned portion, which have been conventionally performed, can be simplified and can be easily manufactured.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明のアパーチャの実施例について
図に基づいて説明するが、本発明が実施例に限定されな
いことはいうまでもない。
Embodiments Embodiments of the aperture of the present invention will be described below with reference to the drawings, but it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments.

【0021】<実施例1>図1は、本発明の一実施例に
係るアパーチャを製造工程順に示す断面図である。
<Embodiment 1> FIG. 1 is a sectional view showing an aperture according to an embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【0022】まず図1(a)に示すように、厚さ500μ
mのSi単結晶基板1を用意する。この基板の面方位は
(100)である。
First, as shown in FIG. 1 (a), the thickness is 500 μm.
An m single-crystal Si substrate 1 is prepared. The plane orientation of this substrate is (100).

【0023】次に上述した基板1の上面に図1(b)の
ように金属膜8を真空蒸着法により製膜する。この金属
膜8の厚さは一般に20μm以下、好ましくは、5〜1
5μmである。この金属膜8の膜厚が、完成時の電子線
を遮蔽するパターン形成領域の厚さとなる。金属膜8は
アパーチャの主たる材料すなわち支持基板であるSiよ
りも導電率が高く、かつ、Siのエッチング液4におか
されないものが望ましく、本実施例ではTiを使用す
る。Tiの他にはCu、Pt、W、Mo、Fe、Cr、
Pd、Ag、Nb、In、Sn若しくはそれらを一成分
とする化合物なども使用できる。この金属膜8の製膜は
スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法
などの従来知られている方法を使用してもよい。
Next, as shown in FIG. 1B, a metal film 8 is formed on the upper surface of the above-mentioned substrate 1 by a vacuum evaporation method. The thickness of the metal film 8 is generally 20 μm or less, preferably 5 to 1
It is 5 μm. The film thickness of the metal film 8 becomes the thickness of the pattern formation region that shields the electron beam when completed. It is desirable that the metal film 8 has higher conductivity than the main material of the aperture, that is, Si that is the supporting substrate, and that it is not exposed to the Si etching solution 4. In this embodiment, Ti is used. Besides Ti, Cu, Pt, W, Mo, Fe, Cr,
Pd, Ag, Nb, In, Sn or a compound containing them as one component can also be used. For forming the metal film 8, a conventionally known method such as a sputtering method, an ion plating method, or a plating method may be used.

【0024】次に図1(c)に示すように金属膜パター
ン8aの形成を行なう。本実施例では、この金属膜パタ
ーン8aは、従来から使用されている収束イオンビーム
装置(FEI製FIB611)を使用し、CADで作製
したパターンデータに基づき金属膜8を部分的に除去す
ることによって形成する。
Next, as shown in FIG. 1C, the metal film pattern 8a is formed. In this embodiment, the metal film pattern 8a is formed by partially removing the metal film 8 based on the pattern data produced by CAD by using a conventionally used focused ion beam device (FIB611 made by FEI). Form.

【0025】図中、符号13はイオンビームを示してい
る。
In the figure, reference numeral 13 indicates an ion beam.

【0026】本発明においては、特に直径1μm以下に
収束されたイオンビームを使用することが、微細かつ自
由な加工を行うことができるので望ましい。
In the present invention, it is particularly preferable to use an ion beam focused to a diameter of 1 μm or less because fine and free machining can be performed.

【0027】なお、上記金属膜パターン8aの形成は上
述のイオンビームの代りに高出力のエキシマレーザ等を
収束させて行うことも可能である。
The metal film pattern 8a can be formed by converging a high-power excimer laser or the like instead of the above-mentioned ion beam.

【0028】次に基板1の裏面側から加熱したKOH溶
液のエッチング液4でバックエッチングを行う。この
際、図1(d)に示す様に、裏面はあらかじめ開口部以
外の部分にマスキングパターン2を形成しておく。この
開口部の大きさは、任意であるが、面積をあまり大きく
すると、完成時に破れやすくなるため、500μm角程
度が好ましい。この際、基板の面方位が、(100)で
あるため、図1(d)に示すように、基板に対して厚さ
方向にはエッチングがすすんでいくが、横方向にはあま
りすすんでいかないいわゆる異方性エッチングを行うこ
ととなる。エッチングは、開口部分の板厚が100μm
程度、すなわちこの後の工程で容易に破れない程度の厚
さで止める。その後、純水で洗浄を行う。開口部以外を
マスキングした部分すなわちマスキングパターン2は、
この段階では剥離しない。
Next, back etching is performed from the back surface side of the substrate 1 with an etching solution 4 of a heated KOH solution. At this time, as shown in FIG. 1D, a masking pattern 2 is previously formed on the back surface in a portion other than the opening. The size of the opening is arbitrary, but if the area is too large, the opening is likely to break at the time of completion. Therefore, it is preferably about 500 μm square. At this time, since the plane orientation of the substrate is (100), the etching progresses in the thickness direction with respect to the substrate as shown in FIG. There is no so-called anisotropic etching. For etching, the thickness of the opening is 100 μm
The thickness is set so that it does not easily break in the subsequent steps. After that, cleaning is performed with pure water. The masking pattern 2 other than the openings is masked,
It does not peel at this stage.

【0029】このバックエッチング工程は上述の金属膜
パターン8aの形成前に行なってもよい。
This back etching step may be performed before the above-mentioned metal film pattern 8a is formed.

【0030】次に、図1(e)に示すように上述の基板
をSiのエッチング液4である加熱KOH溶液に浸漬す
る。エッチング液4は基板の上面および下面から浸透し
ていく。上面に関しては金属膜8が製膜されているが、
この部分は化学的にエッチング液4に侵されないため下
面の基板Siはエッチングされない。しかし前述の金属
膜パターン8aの孔部は基板のSiが露出しているた
め、エッチング液4が浸透して溶解する。
Next, as shown in FIG. 1E, the above-mentioned substrate is immersed in a heated KOH solution which is an etching solution 4 for Si. The etching liquid 4 permeates from the upper surface and the lower surface of the substrate. Although the metal film 8 is formed on the upper surface,
Since this portion is not chemically attacked by the etching solution 4, the lower substrate Si is not etched. However, since the Si of the substrate is exposed in the holes of the metal film pattern 8a, the etching solution 4 permeates and dissolves.

【0031】一方、裏面に関しては、前述の(d)工程
におけるバックエッチングの続きが行われ、最終的には
マスキングパターン2を形成した部分のみ基板のSiが
残り、開口部は上面から製膜をした金属膜パターン8a
のみが残る。
On the other hand, with respect to the rear surface, the back etching in the step (d) is continued, and finally Si of the substrate remains only in the portion where the masking pattern 2 is formed, and the opening is formed from the upper surface. Metal film pattern 8a
Only remains.

【0032】この後、マスキングパターン2の剥離を行
い、純水で洗浄、乾燥して図1(f)に示すように本発
明のアパーチャ9が出来上がる。
After that, the masking pattern 2 is peeled off, washed with pure water and dried to complete the aperture 9 of the present invention as shown in FIG. 1 (f).

【0033】本実施例で作製したアパーチャを荷電粒子
ビーム露光装置に装着して描画を行なったところ、長時
間描画を行なっても、従来発生していたチャージアップ
は発生せず、描画パターンの変形も確認されなかった。
When the aperture prepared in the present embodiment was mounted on a charged particle beam exposure apparatus and writing was performed, charge-up which was conventionally generated does not occur even when performing drawing for a long time, and the drawing pattern is deformed. Was not confirmed.

【0034】また、本実施例によれば、従来行なわれて
いた貼り合わせ工程がないため、基板に高熱をかける必
要がないことから応力は発生せずパターンの歪みやずれ
は無い。パターン作製時には、従来、レジストを塗布
し、光または電子線などでパターンを焼き付け、現像を
行った後、その下の基板のエッチングを行ない、レジス
トを剥離するという一連の工程が、イオンビーム等で描
画することのみで完了するため工程が非常に簡略化され
る。
Further, according to the present embodiment, since there is no bonding step which has been conventionally performed, it is not necessary to apply high heat to the substrate, so that stress is not generated and the pattern is neither distorted nor displaced. At the time of pattern formation, conventionally, a series of steps of coating a resist, baking the pattern with light or an electron beam, developing it, etching the substrate underneath, and peeling the resist is performed by using an ion beam or the like. The process is greatly simplified because only drawing is completed.

【0035】<実施例2>図2は、本発明の別の実施例
に係るアパーチャを製造工程順に示す断面図である。な
お、図1と同等の箇所には同一の符号を付して重複説明
は適宜省略する。
<Embodiment 2> FIG. 2 is a sectional view showing an aperture according to another embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps. In addition, the same parts as those in FIG.

【0036】まず図2(a)に示すように、厚さ500
μmのSi単結晶の基板1を用意する。この基板の面方
位は(1,0,0)である。
First, as shown in FIG. 2A, the thickness 500
A substrate 1 of Si single crystal of μm is prepared. The plane orientation of this substrate is (1, 0, 0).

【0037】次に基板1の裏面側から加熱したKOH溶
液のエッチング液4でバックエッチングを行う。この
際、図2(b)に示す様に、開口部以外の部分にマスキ
ングパータン2を形成しておく。このとき、基板の面方
位が、(1,0,0)であるため、図2(C)に示すよ
うに、基板に対していわゆる異方性エッチングを行うこ
ととなる。エッチングは、開口部分の板厚が100μm
程度、すなわちこの後の工程で容易に破れない程度の厚
さで止める。その後、純水で洗浄を行う。開口部以外を
マスキングした部分すなわちマスキングパターン2は、
この段階では剥離しない。これで、図2(d)に示すよ
うにアパーチャのブランク5が出来上がる。
Next, back etching is performed from the back surface side of the substrate 1 with an etching solution 4 of a heated KOH solution. At this time, as shown in FIG. 2B, the masking pattern 2 is formed in a portion other than the opening. At this time, since the plane orientation of the substrate is (1, 0, 0), so-called anisotropic etching is performed on the substrate as shown in FIG. For etching, the thickness of the opening is 100 μm
The thickness is set so that it does not easily break in the subsequent steps. After that, cleaning is performed with pure water. The masking pattern 2 other than the openings is masked,
It does not peel at this stage. This completes the aperture blank 5 as shown in FIG. 2 (d).

【0038】なお、この工程は後述のパターンの形成後
に行なってもよい。
Note that this step may be performed after the formation of a pattern described later.

【0039】次に上述したブランク5の開口部と反対の
面に図2(e)のように電子線レジスト6(東ソー製C
MSーEX(R))を塗布する。この時の膜厚は、20
μm以下とする。好ましくは、5〜15μmである。こ
の膜厚が、完成時の電子線を遮蔽するパターン形成領域
の厚さとなる。
Next, as shown in FIG. 2E, an electron beam resist 6 (C manufactured by Tosoh Co., Ltd.) is formed on the surface of the blank 5 opposite to the opening.
Apply MS-EX (R). The film thickness at this time is 20
μm or less. The thickness is preferably 5 to 15 μm. This film thickness becomes the thickness of the pattern formation region that shields the electron beam when completed.

【0040】所定のプリベーク処理後、従来から使われ
ている電子線描画装置(日立製作所製HL−700)で
パターンの描画を行い、所定の現像、ポストベーク処理
を行う。これで、図2(f)に示す様に、ブランク5の
上面にレジストパターン7が出来上がる。
After the predetermined pre-baking process, a conventionally used electron beam drawing apparatus (HL-700 manufactured by Hitachi, Ltd.) is used to draw a pattern, and a predetermined developing and post-baking process is performed. As a result, a resist pattern 7 is completed on the upper surface of the blank 5, as shown in FIG.

【0041】次に上述のレジストパターン7上に、図2
(g)のように金属膜8を真空蒸着法により製膜する。
金属膜8の材質は本実施例では前述の実施例同様Tiを
使用する。この際の金属膜8の厚さはレジストパターン
7の厚さ程度、すなわちレジストパターン7の開孔部が
金属膜8で埋まる程度まで真空蒸着を行う。なお、この
金属膜8の製膜は前述したようなスパッタリング法、イ
オンプレーティング法、メッキ法などを使用してもよ
い。
Next, on the resist pattern 7 described above, as shown in FIG.
As shown in (g), the metal film 8 is formed by the vacuum evaporation method.
In this embodiment, Ti is used as the material of the metal film 8 as in the previous embodiments. At this time, the thickness of the metal film 8 is about the thickness of the resist pattern 7, that is, vacuum deposition is performed until the openings of the resist pattern 7 are filled with the metal film 8. The metal film 8 may be formed by the above-mentioned sputtering method, ion plating method, plating method or the like.

【0042】次に、上述の金属膜8を製膜した基板を図
2(h)に示す様に、Siのエッチング液4である加熱
したKOH溶液に浸漬する。エッチング液4は基板の上
面および下面から浸透していく。
Next, as shown in FIG. 2H, the substrate on which the above-mentioned metal film 8 has been formed is dipped in a heated KOH solution which is an etching solution 4 for Si. The etching liquid 4 permeates from the upper surface and the lower surface of the substrate.

【0043】上面に関してはレジストパターン7上にも
金属膜8が製膜されているが、レジストパターン7と金
属膜8で埋まった開口部との境界部は金属膜8が付着し
ていないかごく薄い膜になっており、その部分よりエッ
チング液4が浸透する。エッチング液4は、強アルカリ
性であるためレジストパターン7すなわち電子線レジス
ト6を溶解する。そのため、レジストパターン7および
その上の金属膜8は剥離し、さらにその下のSiを溶解
する。しかし、金属膜8すなわちTiは、エッチング液
4に対し不溶であるため、レジストパターン7上以外の
金属膜8は残存し、金属膜パターン8aを形成する。
Regarding the upper surface, the metal film 8 is also formed on the resist pattern 7, but the metal film 8 is not attached at the boundary between the resist pattern 7 and the opening filled with the metal film 8. It is a thin film, and the etching liquid 4 penetrates from that portion. Since the etching solution 4 is strongly alkaline, it dissolves the resist pattern 7, that is, the electron beam resist 6. Therefore, the resist pattern 7 and the metal film 8 on it are peeled off, and Si underneath is dissolved. However, since the metal film 8, that is, Ti, is insoluble in the etching solution 4, the metal film 8 other than on the resist pattern 7 remains and forms the metal film pattern 8a.

【0044】一方、下面に関しては、前述のブランク5
の作製工程におけるバックエッチングの続きすなわち異
方性エッチングが行われ、最終的にはマスキングパター
ン2の部分のみSiが残り、ブランク5の開口部は上面
から製膜をした金属膜8のみが残る。
On the other hand, regarding the lower surface, the blank 5 described above is used.
The back etching in the manufacturing process of 1), that is, anisotropic etching is performed, and finally Si remains only in the masking pattern 2 portion, and only the metal film 8 formed from the upper surface remains in the opening of the blank 5.

【0045】この後、マスキングパターン2の剥離を行
い、純水で洗浄、乾燥して図2(i)に示すように本発
明のアパーチャ9が出来上る。
After this, the masking pattern 2 is peeled off, washed with pure water and dried to complete the aperture 9 of the present invention as shown in FIG. 2 (i).

【0046】本実施例で作製したアパーチャを荷電粒子
ビーム露光装置に装着して描画を行なったところ、長時
間描画を行っても、従来発生していたチャージアップは
発生せず、描画パターンの変形も確認されなかった。
When the apertures produced in this example were mounted on a charged particle beam exposure apparatus and writing was performed, charge-up that had been conventionally caused did not occur even when writing was performed for a long time, and the drawing pattern was deformed. Was not confirmed.

【0047】なお、これらの実施例では、アパーチャ上
部の薄膜部が導電率の高い物質のみからなるが、本発明
のアパーチャは該薄膜部に導電率の高い物質からなる層
を少なくとも一層有する構成であればかまわない。例え
ば、ポリシリコン膜とTiあるいはより導電率の高いA
gとTi等からなる積層構成でもよい。
In these embodiments, the thin film portion above the aperture is made of only a substance having a high conductivity, but the aperture of the present invention has at least one layer made of a substance having a high conductivity in the thin film portion. I don't care. For example, a polysilicon film and Ti or A having higher conductivity
A laminated structure composed of g and Ti may be used.

【0048】<実施例3>図3は本発明の他の実施例に
係るアパーチャを製造工程順に示す断面図であるる。な
お、図1と同等の箇所には同一の符号を付して重複説明
は適宜省略する。
<Embodiment 3> FIG. 3 is a sectional view showing an aperture according to another embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps. In addition, the same parts as those in FIG.

【0049】まず図3(a)に示すように、厚さ500
μmのSi単結晶の基板1を用意する。この基板の面方
位は(1,0,0)である。
First, as shown in FIG. 3A, the thickness 500
A substrate 1 of Si single crystal of μm is prepared. The plane orientation of this substrate is (1, 0, 0).

【0050】次に基板1の裏面側からエッチング液4で
バックエッチングを行う。この際、前述と同様、図3
(b)に示す様に、あらかじめ開口部以外の部分にマス
キングパターンを形成しておく。このとき、基板1の面
方位が、(1,0,0)であるため、図3(C)に示す
ように、基板に対していわゆる異方性エッチングを行う
こととなる。エッチングは、開口部分の板厚が100μ
m程度、すなわちこの後の工程で容易に破れない程度の
厚さで止める。その後、純水で洗浄を行う。開口部以外
をマスキングした上記マスキングパターン2は、剥離し
ないでおく。これで、図3(d)に示すようにブランク
5が出来上がる。前記実施例同様、この工程は後述のパ
ターンの形成後に行なってもよい。
Next, back etching is performed from the back surface side of the substrate 1 with the etching solution 4. At this time, as in the case of FIG.
As shown in (b), a masking pattern is formed in advance in a portion other than the opening. At this time, since the plane orientation of the substrate 1 is (1, 0, 0), so-called anisotropic etching is performed on the substrate as shown in FIG. For etching, the thickness of the opening is 100μ
Stop at a thickness of about m, that is, a thickness that does not easily break in the subsequent steps. After that, cleaning is performed with pure water. The masking pattern 2 masked except for the openings is not peeled off. With this, the blank 5 is completed as shown in FIG. Similar to the above embodiment, this step may be performed after formation of a pattern described later.

【0051】次に上述したブランク5の開口部と反対の
面に図3(e)のように前記電子線レジスト6(東ソー
製CMSーEX(R))を塗布する。この時の膜厚は、
5μmとした。
Next, as shown in FIG. 3E, the electron beam resist 6 (CMS-EX (R) manufactured by Tosoh Corporation) is applied to the surface of the blank 5 opposite to the opening. The film thickness at this time is
It was 5 μm.

【0052】次いで、所定のプリベーク処理後、前記電
子線描画装置(日立製作所製HL−700)でパターン
の描画を行い、所定の現像、ポストベーク処理を行な
い、図3(f)に示す様に、ブランク5の上面にレジス
トパターン7を形成する。
Next, after a predetermined pre-baking process, a pattern is drawn by the electron beam drawing device (HL-700 manufactured by Hitachi, Ltd.), and a predetermined development and post-baking process are performed, as shown in FIG. 3 (f). A resist pattern 7 is formed on the upper surface of the blank 5.

【0053】次に上述したレジストパターン7上に、図
3(g)のように金属膜8を製膜する。この金属膜8の
厚さは5μmとした。この金属膜8とその下のSiとを
あわせた膜厚が、完成時の電子線を遮蔽するパターン形
成領域の厚さとなる。好ましくは、5〜15μmであ
る。
Next, a metal film 8 is formed on the resist pattern 7 as shown in FIG. 3 (g). The thickness of this metal film 8 was 5 μm. The total film thickness of the metal film 8 and the Si below it becomes the thickness of the pattern forming region that shields the electron beam when completed. The thickness is preferably 5 to 15 μm.

【0054】金属膜8の材質は前記実施例と同様Tiを
使用する。
As the material of the metal film 8, Ti is used as in the above embodiment.

【0055】この際の金属膜8の厚さはレジストパター
ン7の厚さ、すなわちレジストパターン7の開孔部が金
属膜8で埋まる程度である。この金属膜8の製膜は前述
のように、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレ
ーティング法、メッキ法などの方法を使用する。
At this time, the thickness of the metal film 8 is the thickness of the resist pattern 7, that is, the opening of the resist pattern 7 is filled with the metal film 8. As described above, the metal film 8 is formed by the vacuum evaporation method, the sputtering method, the ion plating method, the plating method, or the like.

【0056】次に上記の基板を図3(h)に示すように
電子線レジスト6の剥離液に浸漬する。すると、レジス
トパターン7のみが溶解し、レジストパターン7が形成
されていない部分の金属膜8は溶解されずに残り、金属
膜パターン8aが形成される。
Next, the above substrate is immersed in a stripping solution for the electron beam resist 6 as shown in FIG. 3 (h). Then, only the resist pattern 7 is dissolved, the metal film 8 in a portion where the resist pattern 7 is not formed is not dissolved, and the metal film pattern 8a is formed.

【0057】次に図3(i)に示すように支持基板1で
あるSiのエッチングを行なう。すなわち、上述の金属
膜パターン8aを形成した基板を従来から使用されてい
るリアクティブイオンエッチング装置(日本真空技術製
CSE−1110)を使用して、深さ10μmのエッチ
ングを行なう。この際、本実施例では、パワーを200
Wとし、Cl 2にSF 6を10%添加したガスを使用す
る。
Next, as shown in FIG.
A certain Si is etched. That is, the above metal
The substrate on which the film pattern 8a is formed is conventionally used.
Reactive ion etching equipment (made by Nippon Vacuum Technology Co., Ltd.
CSE-1110) and a 10 μm deep etch
Perform At this time, in this embodiment, the power is set to 200.
W and Cl 2To SF 6Use a gas with 10% added
It

【0058】このとき、金属膜8が製膜されている部分
は化学的にエッチングガスに侵されないためエッチング
されない。しかし金属膜パターン8aの孔部は基板のS
iが露出しているため、この部分のみがエッチングされ
る。
At this time, the portion where the metal film 8 is formed is not chemically etched by the etching gas and is not etched. However, the holes of the metal film pattern 8a are
Since i is exposed, only this portion is etched.

【0059】次に基板を前述のイオンエッチング装置よ
り取り出し、図3(j)に示すようにSiのエッチング
液4に浸漬する。上面においては金属膜パターン8aの
開孔部よりエッチング液4が浸透し縦方向にエッチング
が進んでいく。この場合も前述のごとく異方性エッチン
グとなるため横方向にはあまりエッチングは進まない。
裏面に関しては、前述のブランク5の作製工程における
バックエッチングの続きが行われる。最終的に上面金属
膜パターン8aの開孔部と裏面開口部が繋がった時点で
エッチングを中止する。このときエッチングされずに残
った金属膜とSiとをあわせた膜厚は15μmであっ
た。またその断面形状は図3(j)及び(k)に示すご
とくテーパ状を示していた。
Next, the substrate is taken out from the above-mentioned ion etching apparatus and immersed in the Si etching solution 4 as shown in FIG. 3 (j). On the upper surface, the etching liquid 4 permeates through the openings of the metal film pattern 8a and the etching proceeds in the vertical direction. Also in this case, since the etching is anisotropic as described above, the etching does not proceed so much in the lateral direction.
For the back surface, back etching is continued in the manufacturing process of the blank 5 described above. When the opening of the upper surface metal film pattern 8a and the opening of the back surface are finally connected, the etching is stopped. At this time, the total thickness of the metal film remaining without being etched and Si was 15 μm. The cross-sectional shape thereof was tapered as shown in FIGS. 3 (j) and 3 (k).

【0060】この後、マスキングパターン2の剥離を行
い、純水で洗浄、乾燥して図3(k)の如く本発明のア
パーチャ9が出来上がる。
Then, the masking pattern 2 is peeled off, washed with pure water and dried to complete the aperture 9 of the present invention as shown in FIG. 3 (k).

【0061】本実施例で作製したアパーチャについても
荷電粒子ビーム露光装置に装着して描画を行ったとこ
ろ、長時間描画を行っても、従来発生していたチャージ
アップは発生せず、描画パターンの変形も確認されなか
った。
When the apertures produced in this example were also mounted on the charged particle beam exposure apparatus and writing was performed, the charge-up that had been conventionally caused did not occur even when the writing was performed for a long time, and the writing pattern No deformation was confirmed.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のア
パーチャによれば、アパーチャ上部のパターン形成領域
である第1の膜領域に、該アパーチャを形成する主たる
材料よりも導電率の高い物質からなる層を少なくとも一
層付与してなるため、ビーム露光を行った際に従来発生
していたアパーチャのチャージアップは発生せず、その
結果描画パターンの変形も生じないという優れた効果を
奏する。
As described in detail above, according to the aperture of the present invention, a substance having a higher conductivity than the main material forming the aperture is formed in the first film region which is the pattern formation region above the aperture. Since at least one layer consisting of is formed, the charge-up of the aperture, which has conventionally occurred when the beam exposure is performed, does not occur, and as a result, the deformation of the drawing pattern does not occur.

【0063】また、本発明のアパーチャによれば、アパ
ーチャの主たる材料を例えばSiとした場合、パターン
形成領域である第1の膜領域として導電率が高く、Si
のエッチング時に化学的に侵されない物質を使用するこ
とにより、主たる材料のエッチング時に、第1の膜領域
のパターニングを同時に行うことが可能となるなど、製
造工程の簡略化も可能になり、作製が容易で精度の高い
アパーチャを提供できるという効果も奏する。
According to the aperture of the present invention, when the main material of the aperture is, for example, Si, the conductivity is high as the first film region which is the pattern formation region, and Si is
By using a substance that is not chemically attacked during the etching of (1), it is possible to pattern the first film region at the same time when etching the main material, and it is possible to simplify the manufacturing process. There is also an effect that an easy and highly accurate aperture can be provided.

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

【図1】 本発明の一実施例に係るアパーチャを製造工
程順に示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an aperture according to an embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【図2】 本発明の別の実施例に係るアパーチャを製造
工程順に示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing an aperture according to another embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【図3】 本発明の他の実施例に係るアパーチャを製造
工程順に示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing an aperture according to another embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【図4】 従来のアパーチャの製造方法の一例を工程順
に示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a conventional aperture manufacturing method in process order.

【図5】 従来のアパーチャの製造方法の別の例を工程
順に示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another example of the conventional method of manufacturing an aperture in the order of steps.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 Si基板 2 マスキングパターン 3 エッチング槽 4 Siエッチング液 5 アパーチャのブランク 6 レジスト 7 レジストパターン 8 金属膜 8a金属膜パターン 9 本発明のアパーチャ 10 Si酸化膜 11 上部Si板 12 下部Si板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Si substrate 2 Masking pattern 3 Etching tank 4 Si etching liquid 5 Aperture blank 6 Resist 7 Resist pattern 8 Metal film 8a Metal film pattern 9 Aperture of the present invention 10 Si oxide film 11 Upper Si plate 12 Lower Si plate

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 荷電ビームを用いた露光方法に用いら
れ、開口部を有する第1の膜領域と、該第1の膜領域を
支持し且つ該第1の膜領域より厚い第2の膜領域とを有
するアパーチャにおいて、前記第1の膜領域に、アパー
チャを形成する主たる材料よりも導電率の高い物質から
なる層を少なくとも一層付与してなることを特徴とする
アパーチャ。
1. A first film region used in an exposure method using a charged beam and having an opening, and a second film region supporting the first film region and thicker than the first film region. In the aperture having, the aperture is characterized in that the first film region is provided with at least one layer made of a substance having a conductivity higher than that of a main material forming the aperture.
【請求項2】 前記主たる材料よりも導電率が高い物質
からなる層は、主たる材料のエッチング時にエッチング
がなされない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 layer made of a substance having a conductivity higher than that of the main material is a material that is not etched when the main material is etched.
【請求項3】 前記第1の膜領域は前記主たる材料より
も導電率が高い物質からなる層のみからなり、且つ、前
記第2の膜領域が前記主たる材料のみからなることを特
徴とする請求項1記載のアパーチャ。
3. The first film region is composed only of a layer made of a substance having a conductivity higher than that of the main material, and the second film region is composed of only the main material. The aperture according to Item 1.
【請求項4】 前記第2の膜領域はSi単結晶からなる
ことを特徴とする請求項1記載のアパーチャ。
4. The aperture according to claim 1, wherein the second film region is made of Si single crystal.
【請求項5】 前記主たる材料はSi単結晶であること
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。
5. The aperture according to claim 1, wherein the main material is Si single crystal.
【請求項6】 前記主たる材料よりも導電率の高い物質
は、Cu、Pt、Ag、W、Mo、Fe、Cr、Pd、
Ti、Nb、In、Sn若しくはそれらを一成分とする
化合物の中から選ばれる少なくとも一種であることを特
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。
6. The substance having a higher conductivity than the main material is Cu, Pt, Ag, W, Mo, Fe, Cr, Pd,
The aperture according to any one of claims 1 to 3, which is at least one selected from Ti, Nb, In, Sn, or a compound containing them as one component.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010050433A (en) * 2008-07-24 2010-03-04 Toppan Printing Co Ltd Method for manufacturing transfer mask

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