JPH08272080A - Transfer mask for full exposure - Google Patents
Transfer mask for full exposureInfo
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- JPH08272080A JPH08272080A JP7764195A JP7764195A JPH08272080A JP H08272080 A JPH08272080 A JP H08272080A JP 7764195 A JP7764195 A JP 7764195A JP 7764195 A JP7764195 A JP 7764195A JP H08272080 A JPH08272080 A JP H08272080A
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路やマイク
ロマシン等に代表されるような、極めて微細な回路ある
いは構造物を形成する際の手段として、荷電ビーム露光
により微細なパターンを作成するための一括露光用マス
クに関わり、詳細には繰り返しパターンの描画速度の向
上を図るべく、繰り返しパターンの基本ユニットを開口
部上に形成した一括露光用マスクに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used for forming a fine pattern by charged beam exposure as means for forming an extremely fine circuit or structure represented by a semiconductor integrated circuit or a micromachine. The present invention relates to a collective exposure mask, and more particularly to a collective exposure mask in which a basic unit of a repeated pattern is formed on an opening in order to improve the drawing speed of the repeated pattern.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体集積回路のパターンやマイクロマ
シン等に代表される微細な回路や構造物は、これからも
ますます微細化が進み、とりわけ半導体集積回路につい
てはパターンの複雑さもより一層ましてゆく傾向にあ
る。これらの微細パターンを荷電ビーム露光により形成
する場合に、繰り返し使用される図形あるいは図形群を
（図に限らず文字や記号でも良い）基本ユニットパター
ンとし、この基本ユニットパターンを複数個マスク上に
配置して、荷電ビームにより基本ユニット毎に描画し、
これを複数回繰り返して描画するという方法が提案され
ている。2. Description of the Related Art Fine patterns and structures of semiconductor integrated circuits, such as micromachines, are becoming more and more miniaturized, and especially in the case of semiconductor integrated circuits, the complexity of patterns tends to be further increased. is there. When these fine patterns are formed by charged beam exposure, a graphic or graphic group that is repeatedly used is a basic unit pattern (not limited to figures and may be letters or symbols), and multiple basic unit patterns are arranged on a mask. Then, draw with the charged beam for each basic unit,
A method has been proposed in which this is repeated a plurality of times for drawing.
【０００３】この方法は一般に、一括露光法、ブロック
露光法、セルプロジェクション法、あるいはキャラクタ
プロジェクション法、等と様々な名称で呼ばれている。
そして、荷電ビーム露光としては電子ビーム露光やイオ
ンビーム露光が代表例としてあげられる。This method is generally called by various names such as a collective exposure method, a block exposure method, a cell projection method, or a character projection method.
Typical examples of the charged beam exposure include electron beam exposure and ion beam exposure.
【０００４】この方法は、繰り返し使える図形や図形群
を基本ユニットのパターンとして一括露光マスクに作り
込んでおくことにより、それらを一回のショットでまと
めて描画し、必要に応じて他の被描画領域にも繰り返し
このショットを行なってしまうという技術思想から構成
されている。そして、微細パターンを作成する際に、ス
ループットの面で飛躍的な向上が見込まれるものであ
る。According to this method, a pattern or a group of patterns that can be repeatedly used is formed in a collective exposure mask as a pattern of a basic unit, and these are collectively drawn in one shot, and if necessary, another pattern to be drawn is drawn. It is composed of the technical idea of repeatedly performing this shot in the area. And, it is expected that the throughput will be dramatically improved when a fine pattern is formed.
【０００５】従来の一括露光マスクの構成及び製造工程
を図４（ａ）〜（ｅ）に示す。以下工程に従って製造方
法を説明する。 （ａ）シリコンウエハ１１の両面に後工程でシリコンウ
エハをエッチングする際のエッチング停止層１２とバッ
クエッチ用保護膜１４を形成する。 （ｂ）エッチング停止層１２の上に上部基板を貼り合わ
せて適当な厚さまで研磨し、パターン作成層１３を形成
する。 （ｃ）パターン作成層１３にパターン形成部１３’を作
成する。The construction and manufacturing process of a conventional collective exposure mask are shown in FIGS. The manufacturing method will be described below according to the steps. (A) On both surfaces of the silicon wafer 11, an etching stopper layer 12 and a back-etch protective film 14 for etching the silicon wafer in a later step are formed. (B) An upper substrate is bonded onto the etching stopper layer 12 and polished to an appropriate thickness to form a pattern forming layer 13. (C) A pattern forming portion 13 ′ is formed on the pattern forming layer 13.
【０００６】（ｄ）バックエッチ用保護膜１４にバック
エッチ用保護膜パターン１４’を形成する。 （ｅ）バックエッチ用保護膜パターン１４’をレジスト
パターンとして、シリコンウエハ１１をエッチングする
ことにより、開口部１５が形成される。開口部１５は図
４（ｅ）に示すように複数個から成り、この時にシリコ
ン支持枠（以下「リブ」と称す）１９が同時に形成され
る。ここでは開口パターンの各辺が結晶面と合っていな
いため、テーパーのあるリブが形成される。リブ構造の
目的は、熱拡散と露光マスクの機械的強度を上げること
にある。(D) A back-etch protection film pattern 14 'is formed on the back-etch protection film 14. (E) The opening 15 is formed by etching the silicon wafer 11 using the back etching protective film pattern 14 ′ as a resist pattern. As shown in FIG. 4E, the opening 15 is composed of a plurality of openings 15, and at this time, a silicon support frame (hereinafter referred to as “rib”) 19 is formed at the same time. Here, since each side of the opening pattern is not aligned with the crystal plane, tapered ribs are formed. The purpose of the rib structure is to increase thermal diffusion and mechanical strength of the exposure mask.
【０００７】その後リブ１９をレジストにして、エッチ
ング停止層１２をエッチングし、開口パターン１２’を
形成する。さらにバックエッチ用保護膜パターン１４'
をドライエッチング等によって除去し、一括露光マスク
が完成する。After that, the rib 19 is used as a resist to etch the etching stopper layer 12 to form an opening pattern 12 '. Furthermore, a protective film pattern 14 'for back etching
Are removed by dry etching or the like to complete a collective exposure mask.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】以上のような一括露光
マスクの製造方法では、シリコンウエハの面が（１０
０）の結晶面を表面とし、かつオリエンテーション・フ
ラット（以下「オリフラ」と称す）が（０１１）結晶面
からなり、オリフラに平行な位置に１辺がある矩形の窓
用パターンを有したとき、エッチング後のリブにテーパ
ーができてしまう。In the method of manufacturing the collective exposure mask as described above, the surface of the silicon wafer is (10
When the crystal plane of (0) is used as the surface, and the orientation flat (hereinafter referred to as “orifla”) is composed of the (011) crystal plane and has a rectangular window pattern with one side in a position parallel to the orientation flat, Ribs after etching are tapered.
【０００９】このことは、開口部を複数個設けた場合、
開口部のピッチによっては、リブの底面積形状が小さく
なり、機械的強度が損なわれる。さらに熱拡散性が悪く
なるために、一括照射時の電子ビームにより加熱されマ
スクの温度上昇による位置ドリフトが問題になってく
る。このように従来の方法によると開口部を複数個設け
る場合、開口部間のピッチを詰めて配置することができ
なかった。This means that when a plurality of openings are provided,
Depending on the pitch of the openings, the shape of the bottom area of the rib becomes small and the mechanical strength is impaired. Further, since the thermal diffusivity is deteriorated, the position drift due to the temperature rise of the mask which is heated by the electron beam at the time of collective irradiation becomes a problem. As described above, according to the conventional method, when a plurality of openings are provided, the pitch between the openings cannot be reduced.
【００１０】本発明では、マスク枠を配置するにあたっ
て、シリコン単結晶基板の結晶面を特定することによっ
て、エッチング後のリブにテーパーができず、開口部間
のピッチを詰めて配置可能な一括露光転写マスクを提供
することを課題とする。According to the present invention, when the mask frame is arranged, the crystal plane of the silicon single crystal substrate is specified so that the ribs after etching cannot be tapered and the pitch between the openings can be narrowed and arranged in a batch exposure. An object is to provide a transfer mask.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】荷電ビームの通過孔を有
する第１の部材と該第１の部材を支持する第２の部材を
備えた一括露光転写マスクにおいて、第２の部材は単結
晶シリコン基板からなり、該単結晶シリコン基板に複数
個の分割された矩形の開口部を形成するにあたって、前
記単結晶シリコン基板の表面が結晶面( １００) からな
り、開口部の矩形の各辺を結晶面( ０１０) 、( ００
１) に合わせて配置する事により、シリコンウエハをエ
ッチングしてリブを形成する際にテーパーがつかないよ
うにする。In a collective exposure transfer mask provided with a first member having a charged beam passage hole and a second member supporting the first member, the second member is single crystal silicon. When forming a plurality of divided rectangular openings in the single crystal silicon substrate, the surface of the single crystal silicon substrate is made of a crystal plane (100), and each side of the rectangle of the opening is crystallized. Face (010), (00
By arranging in accordance with 1), the silicon wafer is etched so as not to taper when forming ribs.
【００１２】図１（ａ）〜（ｅ）の図を用いて本発明を
詳しく説明する。 （ａ）結晶面（１００）で０. ５ｍｍ以上のシリコンウ
エハ１の両面に、後工程でエッチング加工する際のエッ
チング停止層２とバックエッチ保護膜４を化学的気相成
長法等により形成する。 （ｂ）エッチング停止層２上に上部基板を貼り合わせて
適当な厚さまで研磨し、パターン作成層３を形成する。The present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 (a) to 1 (e). (A) An etching stopper layer 2 and a back-etch protection film 4 for etching in a later step are formed on both surfaces of a silicon wafer 1 having a crystal plane (100) of 0.5 mm or more by a chemical vapor deposition method or the like. . (B) An upper substrate is bonded onto the etching stopper layer 2 and polished to an appropriate thickness to form the pattern forming layer 3.
【００１３】（ｃ）バックエッチ用保護膜４上に開口部
レジストパターンを形成し、この複数個形成したレジス
トパターンをマスクとして、ドライエッチング等により
バックエッチ用保護膜をエッチングし、バックエッチ用
保護膜パターン４’を形成する。保護膜パターンを形成
する際、保護膜パターンの各辺がオリフラを基準にし
て、結晶面（０１０）、（００１）になるように配置す
る。さらに、パターン形成層３に繰り返し使用される図
形並びに図形群からなるパターンをパターン形成部３’
に作成する。(C) An opening resist pattern is formed on the back-etch protection film 4, and the back-etch protection film is etched by dry etching or the like by using the resist patterns thus formed as a mask. A film pattern 4'is formed. When forming the protective film pattern, the protective film pattern is arranged so that each side is the crystal planes (010) and (001) with reference to the orientation flat. Further, the pattern forming section 3 ′ is provided with a pattern composed of a figure and a figure group repeatedly used for the pattern forming layer 3.
To create.
【００１４】（ｄ）バックエッチ用保護膜パターン４’
をレジストとしてエッチング停止層２に達するまでシリ
コンウエハ１をエッチングし、リブ９を形成する。 （ｅ）バックエッチ用保護膜パターン４’をドライエッ
チング等によって除去し、開口部５及びリブ９が形成さ
れる。このときの一括露光マスクは図１（ｅ）のように
なる。(D) Protective film pattern 4'for back etching
The resist is used to etch the silicon wafer 1 until it reaches the etching stop layer 2 to form ribs 9. (E) The back etch protective film pattern 4 ′ is removed by dry etching or the like to form the openings 5 and the ribs 9. The collective exposure mask at this time is as shown in FIG.
【００１５】この時、開口部の寸法はバックエッチ用保
護膜パターンの寸法よりも、シリコンウエハーの厚さと
同じ量だけ広くなるが、予め保護膜パターンをその分小
さく作っておけばよいので問題はない。At this time, the size of the opening becomes wider than the size of the protective film pattern for back etching by the same amount as the thickness of the silicon wafer, but since the protective film pattern may be made smaller by that amount in advance, there is no problem. Absent.
【００１６】[0016]
【作用】本発明で作成された一括露光転写マスクは、リ
ブの断面形状が矩形であるので機械的強度は従来の一括
露光マスクよりも増すことができる。さらに開口部が多
くなると従来の形成方法では、リブを形成するためにあ
る程度、パターン形成部を離して配置する必要があっ
た。しかし本発明ではリブの断面形状を矩形状にできる
ので、従来ほどパターン形成部を離さなくても配置で
き、狭い開口部の領域を有効に利用することが出来る。In the collective exposure transfer mask produced according to the present invention, the rib has a rectangular cross-sectional shape, so that the mechanical strength can be increased as compared with the conventional collective exposure mask. When the number of openings is further increased, in the conventional forming method, it is necessary to dispose the pattern forming portions to some extent in order to form the ribs. However, in the present invention, since the ribs can have a rectangular cross-sectional shape, the ribs can be arranged without separating the pattern forming portions, and a narrow opening region can be effectively used.
【００１７】[0017]
【実施例】以下に実施例をあげて本発明をさらに詳しく
説明する。 ＜実施例１＞ （ａ）（１００）結晶面を表面とし、かつ（０１０）結
晶面をオリフラとする１mm厚のシリコンウエハ１に、減
圧化学気相成長法（ＬＰＣＶＤ）によりＳi Ｏ2を１μm
厚成膜し、バックエッチング停止層２を形成し、もう
一方の面に、同様に減圧化学気相成長法（ＬＰＣＶＤ）
によりＳｉＮX 膜を成膜し、バックエッチ用保護膜４を
形成する。 （ｂ）バックエッチング停止層２上にシリコン基板を貼
り合わせて適当な厚さまで研磨し、パターン作成層３を
形成する。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. <Example 1> (a) A silicon wafer 1 having a thickness of 1 mm having a (100) crystal plane as a surface and an (010) crystal plane as an orientation flat was subjected to low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) with 1 μm of SiO 2 .
A thick film is formed, a back etching stop layer 2 is formed, and low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) is similarly performed on the other surface.
Then, a SiN x film is formed, and the back-etch protection film 4 is formed. (B) A silicon substrate is bonded onto the back etching stop layer 2 and polished to an appropriate thickness to form the pattern forming layer 3.
【００１８】（ｃ）リブ９を形成するために、バックエ
ッチ用保護膜４をパターニング処理しバックエッチ用保
護膜パターン４’を作成する。矩形状の保護膜パターン
はその一辺がオリフラと平行になるように配置した。こ
の時に、保護膜パターンはエッチングの際シリコンの厚
さ分だけ開口部が広がるので、あらかじめ開口部を１mm
小さく形成する。さらに、パターン作成層３に繰り返し
使用される図形並びに図形群からなるパターンをパター
ン形成部３’に作成する。(C) In order to form the ribs 9, the back etching protective film 4 is patterned to form a back etching protective film pattern 4 '. The rectangular protective film pattern was arranged so that one side thereof was parallel to the orientation flat. At this time, since the opening of the protective film pattern expands by the thickness of silicon during etching, the opening should be 1 mm in advance.
Form small. Further, a pattern composed of a figure and a figure group repeatedly used in the pattern forming layer 3 is created in the pattern forming section 3 '.
【００１９】（ｄ）バックエッチ用保護膜パターン４’
をレジストにして、熱アルカリでエッチングを行い、テ
ーパーなしのリブ９を形成する。 （ｅ）バックエッチ用保護膜４’であるＳｉＮx 及びエ
ッチング停止層２であるＳｉＯ2 を反応性イオンエッチ
ング（ＲＩＥ）によりエッチングし、開口部５及び開口
部５と同サイズのパターン２’を作成する。以上の工程
により図１（ｅ）及び図２に示すようなテーパーのない
リブ９を持った一括露光転写マスクが作成できる。(D) Protective film pattern 4'for back etching
Is used as a resist, and etching is performed with hot alkali to form ribs 9 without taper. (E) SiN x which is the back-etch protection film 4 ′ and SiO 2 which is the etching stop layer 2 are etched by reactive ion etching (RIE) to form the opening 5 and the pattern 2 ′ having the same size as the opening 5. create. Through the above steps, a batch exposure transfer mask having ribs 9 without a taper as shown in FIGS. 1E and 2 can be produced.
【００２０】＜実施例２＞（１００）結晶面を表面と
し、かつ（０１１）の結晶面をオリフラとするシリコン
ウエハをもちいて、実施例１と同様の工程で、エッチン
グ停止層２とパターン作成層３及びバックエッチ用保護
膜４を形成する。バックエッチ用保護膜パターン４’を
形成する際、矩形状の開口部パターンの各辺がオリフラ
に対してほぼ４５゜の位置になるように配置した。以下
の工程も実施例１と同様な工程で処理し、図１（ｅ）及
び図３に示すようなシリコンウエハのオリフラ８に対し
４５゜に配置されたテーパーのないリブ９を持った一括
露光転写マスクが作成できた。<Embodiment 2> Using a silicon wafer having the (100) crystal plane as the surface and the (011) crystal plane as the orientation flat, the etching stop layer 2 and the pattern formation are performed in the same steps as in the first embodiment. A layer 3 and a back etch protective film 4 are formed. When forming the back-etch protective film pattern 4 ', each side of the rectangular opening pattern was arranged at a position of about 45 ° with respect to the orientation flat. The following steps are also performed in the same manner as in Example 1, and the batch exposure is performed with the non-tapered rib 9 arranged at 45 ° with respect to the orientation flat 8 of the silicon wafer as shown in FIGS. 1 (e) and 3. The transfer mask was created.
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明によれば、（１００）結晶面を表
面とし、かつ（０１０）結晶面をオリフラとするシリコ
ンウエハでは、オリフラ７と平行に矩形の一辺を配置す
ることにより、テーパーのないリブ９が作成できる。ま
た（１００）結晶面を表面とし、かつ（０１１）結晶面
をオリフラとするシリコンウエハでは、オリフラ８に対
してほぼ４５゜に矩形パターンの２辺を配置することに
より、テーパーのないリブ９を作成できる。According to the present invention, in a silicon wafer having the (100) crystal plane as the surface and the (010) crystal plane as the orientation flat, by arranging one side of the rectangle parallel to the orientation flat 7, the taper The rib 9 which does not exist can be created. Further, in a silicon wafer having the (100) crystal plane as the surface and the (011) crystal plane as the orientation flat, the rib 9 having no taper is formed by arranging the two sides of the rectangular pattern at an angle of approximately 45 ° with respect to the orientation flat 8. Can be created.
【００２２】本発明によると、パターン形成部をリブに
極めて接近して配置できるため、一括照射時の電子ビー
ムによる加熱を低減でき、一括露光マスクの温度上昇に
よる位置ドリフト等の問題を解決できる。リブの断面形
状は矩形であるので機械的強度は従来の一括露光マスク
で形成される逆三角形よりも増すことができる。According to the present invention, since the pattern forming portion can be arranged very close to the rib, heating by the electron beam at the time of collective irradiation can be reduced, and problems such as position drift due to temperature rise of the collective exposure mask can be solved. Since the rib has a rectangular cross-sectional shape, the mechanical strength can be increased more than that of the inverted triangle formed by the conventional collective exposure mask.
【００２３】さらに開口部が多くなると従来の形成方法
では、リブを形成するためにある程度、パターン形成部
を離して配置する必要があった。しかし本発明ではリブ
の断面形状を矩計状にできるので、従来ほどパターン形
成部を離さなくても配置でき、狭い開口部の領域を有効
に利用することができる。When the number of openings is further increased, in the conventional forming method, it is necessary to dispose the pattern forming portions to some extent in order to form the ribs. However, in the present invention, since the cross-sectional shape of the rib can be made into a rectangular shape, the ribs can be arranged without separating the pattern forming portions, and the area of the narrow opening can be effectively used.
【００２４】[0024]
【図１】本発明の一括露光用マスク製造方法の一実施例
を工程順に示す説明図である（ａ）〜（ｅ）。FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of a method for manufacturing a mask for collective exposure according to the present invention in the order of steps (a) to (e).
【図２】本発明の一括露光用マスクの一実施例を示す平
面図である。FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of a collective exposure mask of the present invention.
【図３】本発明の一括露光用マスクの一実施例を示す平
面図である。FIG. 3 is a plan view showing an embodiment of a collective exposure mask of the present invention.
【図４】従来の一括露光用マスク製造方法の一実施例を
工程順に示す説明図である（ａ）〜（ｅ）。FIG. 4 is an explanatory view showing an example of a conventional method for manufacturing a mask for collective exposure in the order of steps (a) to (e).
１、１１ …シリコンウエハ ２、１２ …バックエッチング停止層 ２’、１２’…バックエッチング停止層開口パターン ３、１３ …パターン作成層 ３’、１３’…パターン形成部 ４、１４ …バックエッチ用保護膜 ４’、１４’…バックエッチ用保護膜パターン ５、１５ …開口部 ７…（０１０）及び（００１）のオリエンテーション・
フラット面 ８…（０１１）のオリエンテーション・フラット面 ９、１９…リブ（シリコン支持枠）1, 11 ... Silicon wafer 2, 12 ... Back etching stop layer 2 ', 12' ... Back etching stop layer opening pattern 3, 13 ... Pattern forming layer 3 ', 13' ... Pattern forming part 4, 14 ... Protection for back etching Films 4 ′, 14 ′ ... Protective film pattern for back etching 5, 15 ... Openings 7 ... Orientation of (010) and (001)
Flat surface 8 ... (011) orientation flat surface 9, 19 ... Rib (silicon support frame)
Claims (1)
該第１の部材を支持する第２の部材を備えた一括露光転
写マスクにおいて、第２の部材は単結晶シリコン基板か
らなり、該単結晶シリコン基板に複数個の分割された矩
形の開口部を形成するにあたって、前記単結晶シリコン
基板の表面が結晶面（１００）からなり、開口部の各辺
を結晶面（０１０）、（００１）に合わせて配置したこ
とを特徴とする一括露光転写マスク。1. A collective exposure transfer mask comprising a first member having a charged beam passage hole and a second member supporting the first member, wherein the second member comprises a single crystal silicon substrate, In forming a plurality of divided rectangular openings in the single crystal silicon substrate, the surface of the single crystal silicon substrate is made of a crystal plane (100), and each side of the opening is made into a crystal plane (010), ( 001), and a collective exposure transfer mask characterized by being arranged according to (001).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7764195A JPH08272080A (en) | 1995-04-03 | 1995-04-03 | Transfer mask for full exposure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7764195A JPH08272080A (en) | 1995-04-03 | 1995-04-03 | Transfer mask for full exposure |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08272080A true JPH08272080A (en) | 1996-10-18 |
Family
ID=13639528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7764195A Pending JPH08272080A (en) | 1995-04-03 | 1995-04-03 | Transfer mask for full exposure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08272080A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100445004B1 (en) * | 2002-08-26 | 2004-08-21 | 삼성전자주식회사 | Monolithic ink jet print head and manufacturing method thereof |
-
1995
- 1995-04-03 JP JP7764195A patent/JPH08272080A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100445004B1 (en) * | 2002-08-26 | 2004-08-21 | 삼성전자주식회사 | Monolithic ink jet print head and manufacturing method thereof |
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