JPH01162336A - 電子転写露光方法 - 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】 〔概要〕 マスクから真空中に放出する電子電流値の変動を防止し
た電子転写露光方法に関し。

バルク構造マスクにおいて、Ｎ単な制御法により真空中
に放出される電子電流値の変動を防止して安定な露光が
できるすることを目的とし。

電子のバリア層を有する電子転写マスクのバリアの両側
に第１の電源よりバイアス電圧を印加し。

該マスクと被露光基板間に第２の電源より転写用電子電
流Ｉを流すためのバイアス電圧を印加し。

第１の電源に該電子転写マスクから流出する電流Ｉ、と
、第１の電源から該電子転写マスクに流入する電流■２
を検出してそれらの変化分に応じて１−Ａ　Ｉ＋＋〇　
Ｉｚ　（Ａ、Ｂは定数）が一定値を保つように第１の電
源の出力電圧を制御するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はマスクから真空中に放出する電子電流値の変動
を防止した電子転写露光方法に関する。

近年、集積回路の高密度化に伴い、長年微細パターン形
成技術の主流であったフォトリソグラフィに代わり、電
子ビームやＸ線を用いる新しいすソグラフィが進歩して
きた。

光電子転写方法はその内の一つであり、転写方法の持つ
高い処理能力と、電子ビーム露光方法の持つ高解像性を
併せ持つ露光方法である。

〔従来の技術〕

光電子転写方法は被露光基板（以下試料と呼ぶ）に対し
て平行に置かれた光電マスクに光を照射し、励起、放出
された光電子を、マスター試料間に印加した電場、磁場
で加速、偏向し所望のパターンを試料に転写する方法で
ある。

第６図（１１，（２１はそれぞれ従来の光電子転写装置
とマスクの模式断面図である。

図において、試料３は転写室を形成する真空槽１内の露
光位置を移動させるステージ４上に保持されている。

また、試料３と平行に対向した位置には光電マスク５．
およびそれを保持する機構６が設けられている。

光電マスク５には電源１２より高電圧が印加でき。

またコイル１１によりマスク−試料方向に磁場が印加で
きるようになっている。

７はマスター試料間に配置された中間電位を与える極板
であるが２反射電子信号検出器も兼ねている。

上記の光電マスク５は第６図（２）に示されるように、
光（紫外光）を透過する基板５ａ上に金属等の光吸収材
からなる遮光パターン５ｂ、および光を受けて光電子を
放出する光電膜５ｃからなり、光がパターン５ｂに遮ら
れることなく光電膜５ｃに到達した部分がパターンとし
て光電子を放出する。

一方、真空槽１の光電マスク５の背面に設けられた窓１
０の外には光源８．およびシャッタ機構９が配置されて
いる。光源より出た光で光電マスク５を照射すると、パ
ターン５ｂに応じた光電子が放出され、この光電子がマ
スター試料間に印加された電場、磁場により加速、偏向
され、試料面上で収束し、試料面に塗布された電子線レ
ジストを感光し、試料面上に所望のパターンを転写する
ことができる。

光電膜５ｃの材料として、従来、　ＣｓＩ、ＣｓＴｅ、
Ｃｓ３Ｓｂ。

Ａｇ、Ｐｄ等が使用されている。これらの物質は光電子
の放出効率は高いが、一定強度の励起光を照射しても、
放出される光電子量は満足できる安定性を持っていない
。これは、光電子放出面の酸化。

水分の吸着、有機物の付着等の理由による表面劣化に起
因するものと考えられる。

そこで９本発明者達は、最近、第２図〜第４図に示され
るような導電層、電子のバリアとなる絶縁層、半導体層
等からなる積層構造を持つ電子転写マスク（以下ここで
は単にバルク構造マスクと呼ぶ）を提起した。

第２図〜第４図はバルク構造マスクの例を説明する断面
図である。

第２図で、２１はｐ型半導体層、２２はｎ型半導体層、
２３は遮蔽パターンである。

ここで＋　ｐｎ接合は逆バイアスして使用する。マスク
に照射された光により、あるいはｐｎ接合に印加された
バイアスのみにより半導体バルクより放出される電子は
遮蔽パターン２３によりバターニングされる。

第３図で、３１はｐ型、またはｎ型半導体層、３２はバ
リア層となる絶縁層で例えばＳｉＯ□層、３３は遮蔽パ
ターン、３４はバリア層にバイアスを印加する薄い表面
導電層である。

バリア層はその両側にバイアスを印加して使用する。動
作は第２図と同様である。

第４図で、　４１は透明基板、４２はｐ型半導体層。

４３はｎ型半導体層、４４は絶縁層でＳｉＯ□層、４５
は遮蔽パターン、４６は薄い導電層である。

このマスクは、第２図と第３図を併せた構造である。

これらのバルク構造マスクでは上記の光電膜の表面劣化
に起因する放出電子量の不安定性の問題は解決される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、バルク構造マスクにおいても一定強度の
励起光を照射してバリア層に一定の電圧を印加しても、
なおかつ前記表面劣化に起因する以外の原因により、真
空中に放出される電子電流値は変動するという問題があ
った。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点の解決は、電子のバリア層を有する電子転写
マスクのバリアの両側に第１の電源よりバイアス電圧を
印加し、該マスクと被露光基板間に第２の電源より転写
用電子電流Ｉを流すためのバイアス電圧を印加し、第１
の電源に該電子転写マスクから流出する電流Ｉ、と、第
１の電源から該電子転写マスクに流入する電流Ｉ２を検
出してそれらの変化分に応じて ■　＝へＩ、＋Ｂ　１．　（八、Ｂは定数）が一定値を
保つように第１の電源の出力電圧を制御する電子転写露
光方法により達成される。

〔作用〕

本発明はバルク構造マスクを使用する場合は。

真空中に放出される電子電流ｌが、電子転写マスクから
流出する電流■１　と流入する電流Ｉ２との間に上式に
示される１次関係が成立することを利用して、　■を制
御する手段としてＩ、と１２を検出してバリア層に印加
する電圧を制御するようにしたものである。

従来の光電マスクでは、　■を制御するためには例えば
励起光強度に負帰還をかける等の手段が考えられるが、
装置は複雑となり、応答速度はどうしても遅くなる。

また２バルク構造マスクを使用すれば、励起光がなくて
もバルク中より電子を放出できるために。

励起光は従来の光電マスクのように必ずしも必要ではな
い。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を説明する装置の構成図であ
る。

バルク構造マスクとして、ここでは第３図の構造のもの
を使用した例を示す。

ここで、第１の電源１３により、バリア層３２はその両
側にバイアスを印加して使用する。

この際半導体層３１から流出する電流Ｉ、を電流計１４
で１表面導電層３４に流入する電流■２を電流計１５で
検出して制御回路１７に入力し５　これらの電流の変動
分に対応して第１の電源１３の出力電圧を制御する。

マスクの表面導電層３４には第２の電源１２より高電圧
が印加され、マスター試料間の電子電流Ｉは試料−接地
間に挿入した電流計１６で測定する。

マスクに照射された光により、あるいはバリア層３２に
印加されたバイアスのみにより半導体バルクより放出さ
れる電子ｅ−は遮蔽パターン３３によりパターニングさ
れる。

遮蔽パターン３３に応じた（光）電子が放出され。

この電子がマスター試料間に印加された電場、磁場によ
り加速、偏向され、試料面上で収束し、試料面に塗布さ
れた電子線レジストを感光し、試料面上に所望のパター
ンを転写する。

ここで、電子流に図示以外の分岐がなければ。

前記の式 ％式％） となって簡単になり、制御は単純化される。

この場合の制御回路１７の一例を第５図に示す。

第５図において、マスクから流出する電流１１＋マスク
に流入する電流■２を測定し、その差（ＩＩ　　Ｉ２）
を求める。

転写用電子電流値■によりレベルを設定したとき、基準
レベル設定回路から得られる出力ａと。

差動増幅器の出力すを比較し、その差がなくなるように
バリア層の両端にかける電圧Ｖに帰還する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、バルク構造マスク
において、簡単な制御法により真空中に放出される電子
電流値の変動を防止して安定な露光ができるようになる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明する装置の構成図。 第２図〜第４図はバルク構造マスクの例を説明する断面
図。 第５図は制御回路の一例。 第６図（１）、　＋２）はそれぞれ従来の光電子転写装
置とマスクの模式断面図である。 図において３ 工は真空槽。 ３ば被露光基板（試料）。 ４はステージ。 ５は光電マスク。 ６はマスク保持機構。 ７はマスター試料間に配置された極板。 ８は光源。 ９はシャッタ機構。 １０は窓。 １１は電磁石のコイル。 １２は第２の電源。 １３は第１の電源。 １４〜１６は電流計。 １７は制御回路。 ３１は半導体層。 ３２はバリア層。 ３３は遮蔽パターン。 ３４は表面導電層 マスフ仔りに２ 第２図 マスフグ１ｊ　（２） ＄３図 ７２ζ７ｆり１１　（３ン 募４図 ＄５図 （υ装置断面図 （２ンマス７ｂ９１−面図 １〕１＝−メフーーーーＪＪ−≦ｐ）つ４，４＋で「＾
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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　電子のバリア層を有する電子転写マスクのバリアの両
   側に第１の電源よりバイアス電圧を印加し、該マスクと
   被露光基板間に第２の電源より転写用電子電流Ｉを流す
   ためのバイアス電圧を印加し、第１の電源に該電子転写
   マスクから流出する電流Ｉ＿１と、第１の電源から該電
   子転写マスクに流入する電流Ｉ＿２を検出してそれらの
   変化分に応じてＩ＝ＡＩ＿１＋ＢＩ＿２（Ａ、Ｂは定数
   ） が一定値を保つように第１の電源の出力電圧を制御する
   ことを特徴とする電子転写露光方法。