JPS6066429A - 光電子像縮小投影式電子ビ−ム露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ｆａｔ　発明の技術分野 本発明は光電子像縮小投影式の電子ビーム露光方法に係
り、特に該方法に用いられるレチクルに関する。

（ｂｌ　技術の背景 一般には電子銃から電子を放射する電子ビーム露光装置
が良く知られているが、その他の方式として光電子像投
影方式電子ビーム露光装置が古くから提案されている。

第１図にその概要断面を示し、高真空中のコイルＮで形
成した強磁界中に、マスク１と半導体基板（被露光基板
）２とを対向させて載置し、両者に電界を加えておいて
、マスク裏面から照射した遠紫外光（ＬＪＶ光）によっ
てマスク表面の光電膜（例えば、パラジウムや沃化セシ
ウム）を励起して光電子を放出し、マスク面の等倍率パ
ターンを半導体基板に焼き付ける一括露光方式である。

しかし、本方式は一様な強磁界の作成が困難であり、ま
た全面に等倍率パターンを焼き付ける方法は融通性がな
くてパターン粘度に問題がある。

更に、ＵＶ光をマスク裏面から照射する方式は光電膜の
材質、膜厚などの選択が大変！１ｆＬい。従って、従来
は殆ど利用されていなかった。

（Ｃ１従来技術と問題点 ところが、本発明者らはこれら問題点を除去させた方式
の光電子像縮小投影方式の電子ビーム露光装置を提案し
た。第２図にその実施例の概要断面図を示している。本
方式によれば、高真空中（真空容器は図示せず）におい
てマスクの代わりに、例えば縮小率１１５のレチクル３
を用い、レチクルの背面と周囲に多数のコイルＮ　ｌ　
＋　Ｎ２　、Ｎｎを設けて強磁界を形成し、レチクル３
と半導体基板２との間に電極円板ｖ、、ｖ、、、ｖＯ，
ｖ４を設けて所望の電界を形成し、電界で放出された光
電子が電磁界で制御されて半導体基板２上に縮小パター
ンとして焼き付けされる。また、レチクル３と半導体基
板２との間に広い間隔を有するため、光電子励起用の光
は水銀灯４により反射鏡５を介してレチクル３の表面に
照射される。この場合、レチクル３の表面に水銀灯４に
より直接照射できるならば、反射鏡５は必ずしも必要で
はない。

このような構造にすると、旧装置で説明した上記の欠点
は解消され、−ｒＭ精度の良いパターンが得られる。し
かし、この新方式の露光装置にも高精度微細パターンを
形成するには未だ問題点が残っており、その１つにビー
ム露光の近接効果を緩和させる必要がある。近接効果は
周知のように、電子の散乱と反射のために大パターンを
精度良く形成すると小パターンは所要寸法より更に小さ
いパターン寸法に形成され、また小パターンを精度良く
形成すると大パターンは所要寸法より更に大きいパター
ン寸法に露光される現象で、現在汎用されている電子銃
による電子ビーム露光装置においても、大小パターンに
応じてスキャンニング速度を変えたりショット毎の露光
量を変えて、その露光量を変化させて、これに対処して
いる。

しかしながら、光電子像投影方式の電子ビーム露光装置
はマスクやレチクルを用いる一括的な露光法であるから
、スキャンニング速度やショット毎の露光量を変えるこ
とができない。

（（１１発明の目的 従って、本発明はこのような近接効果の悪影響を減少さ
せるための構造にしたレチクルによる電子ビーム露光方
法を提案するものである。

（ｅ）　発明の構成 その目的は、レチクルに設けられた光電子発生膜からな
るパターンに紫外光を照射し、該パターンから発生する
光電子を縮小結像投影して、該パターンの転写を行なう
電子ビーム露光方法であって、パターンサイズが大きく
なる程、該パターンの平均電子ビーム発生効率が少なく
なるように多孔性にした、光電子発生膜からなるパター
ンを有するレチクルを設けて縮小露光する光電子像縮小
投影式電子ビーム露光方法によって達成され、また、前
記レチクルは内部に多孔性の光電子発生膜からなるパタ
ーンが設けられ、且つ周縁に高密度な光電子発生膜によ
って縁取りされたパターンを有する光電子像縮小投影方
式子ビーム露光方法によっても達成される。

（ｆｌ　発明の実施例　− 以下２図面を参照して実施例によって詳細に説明する。

第３図（ａｌおよび（ｂｌは第２図に示した露光装置に
用いる従前のレチクルの一実施例の断面図と平面図で、
基板ＩＯ上に白金薄膜１１を全面被着し、その上に金薄
膜の大パターン１２と小パターン１３を図示している。

基板１ｏはガラス、セラミック、金属など何れでもよい
が、白金薄膜１１は水銀灯からのＵＶ光エネルギーを受
けて光電子を放出しない高しきい値のエネルギー、換言
すれぼり光電子が放出されるようにＵＶ光エネルギー以
下の仕事関数（４，７ｅＶ）をもった材料である。この
ように構成した基板１ｏの表面に水銀灯を照射すると、
金薄膜パターンから光電子が放射される。

本例は金薄膜が光電膜であるが、光電膜としては他の種
類の薄膜も考えられる。

しかし、第３図に示すような従来パターンのままでは上
記のように近接効果を避けることができず・高精度にパ
ターンサイズができない。

第４図（ａｌおよび（ｂｌは本発明にかかるレチクルの
一実施例の断面図と平面図を示゛す。図は楔形的に図示
しているが、金薄膜の大パターン１４には多数の穴（金
が除去された円形穴）を形成してポーラスな多孔性膜に
形成されており、小パターン１３は従来の緻密な膜のま
まである。この孔径は例えハ０．２μｍφ程度の大きさ
にして、このレチクルを縮小投影すれば穴が判然としな
い程度の大きさとする。そうすれば、この大パターン１
４の単位面接当力の光電子放出数が小パターン１３のそ
れより少なくなることになるから、近接効果は減少され
る。

このポーラスな膜質の金薄膜は金を被着するスパッタリ
ング法を調節したり、被着後にエツチング（リフトオフ
も含む）して形成することができる。

第５図は本発明にかかる光電膜パターン１３゜１５．２
６．１４を大きさの順に並べた図を示しており、本発明
はパターンが大きくなる程、大数を多く−シて単位面精
当りの光電子放出数が小さくなるようにすることを図示
したものである。

上記の実施例はパターンの単位面積当りの光電子放出数
を変える目的で、穴を形成してポーラスな膜質としてい
るが、金薄膜をメツシュ状に形成し、大パターンになる
に従って荒い網目のメツシュに形成するパターンにして
もよい。また、金薄膜パターン上に仕事関数の大きな白
金薄膜の多数のスポットを被覆して、光電子放出数を少
なくしてもよい。その他、種々の光電子放出数を減少さ
せる方法が考えられる。

次いで、第６図は本発明にかかる他の実施例の平面図を
示している。即ち、本例では大パターン１７、小パター
ン１８の何れもパターンの大小に関係なく、パターンの
周縁に光電子放出量の多い膜質で縁取りした枠２０を形
成する。パターン内部には光電子放出量の少ない膜質、
例えばポーラスな膜に形成する。このパターン内部の膜
質はパターンの大小に無関係に一様にする。勿論、パタ
ーンの大小によって上記例のように変化させてもよいが
、このようにパターン周囲枠のみ光電子放出量の多い膜
質にすれば、パターンの大小に関係なく近接効果の影響
が薄くなって影響が一様化されるため、露光量を調節し
てパターン精度を上げることが可能である。

（ｇｌ　発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、一括
式電子ビーム露光装置において、そのパターンニング精
度を向上することができる。

尚、上記例は光電子像縮小投影方式の電子ビーム露光装
置に関連して説明したが、本発明は他の縮小投影露光装
置に適用しても十分に役立つものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は旧型の光電子像投影方式電子ビーム露光装置、
第２図は本発明に関係ある光電子像縮小投影方式電子ビ
ーム露光装置、第３図は従来のレチクル、第４図は本発
明にかかる一実施例のレチクル、第５図は本発明にかか
るレチクルの光電膜パターン、第６図は本発明にががる
他の実施例のレチクルである。 図中、１はマスク、２は半導体基板、３はレチクル、４
は水銀灯、５は反射鏡、１０はレチクル基板、１１は白
金薄膜、１２〜１８は金薄膜パターンであり、その内１
２．１３は従来のパターン。 １４〜１８は本発明にががるパターン、２０ば本発明に
かかるパターンの周囲枠を示している。 第１図 第２１１ 第３図 第４図 ｎ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、レチクルに設けられた光電子発生膜からなるパ
   ターンに紫外光を照射し、該パターンから発生する光電
   子を縮小結像投影して、該パターンの転写を行なう電子
   ビーム露光方法であって、パターンサイズが大きくなる
   程、該パターンの平均電子ビーム発生効率が少なくなる
   ように多孔性にした、光電子発生膜からなるパターンを
   有するレチクルを設けて縮小露光することを特徴とする
   光電子像縮小投影式電子ビーム露光方法。
2. （２）、前記レチクルは内部に多孔性の光電子発生膜か
   らなるパターンが設けられ、且つ周縁に高密度な光電子
   発生膜によって縁取りされたパターンを有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の光電子像縮小投影
   式電子ビーム露光方法。