JPH0236524A

JPH0236524A - 電子線描画方法および装置

Info

Publication number: JPH0236524A
Application number: JP18561288A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Kono; 河野　利彦
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-07-27
Filing date: 1988-07-27
Publication date: 1990-02-06

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、電子線
描画技術で製作されるマスク、及びレチクルのパターン
寸法精度を向上させることに適用して有効な技術に関す
るものである。

〔従来の技術〕

電子線描画装置については、株式会社工業調査会、昭和
６３年３月１日発行、「電子材料・１９８８年３月号」
Ｐ４３〜Ｐ５０に記載がある。

従来から、電子線描画装置においては、マスク用の基板
に照射された電子がこの基板内部で後方散乱し、マスク
パターンの寸法精度を悪化させる、いわゆる近接効果の
開題が知られている。

このような近接効果を防止するため、従来の電子線描画
装置においては、次のような手段を用いていた。

すなわち、マスク用の基板を保持するカセットの四隅に
アースピンを設置し、このアースピンをマスク用の基板
の主面に塗布されたレジスト材を貫通させてクロム（Ｃ
ｒ）等の金属層に接触させることにより、マスク用の基
板内に蓄積する電子や基板内部で後方散乱する電子を除
去していた。

また、近接効果を補正するデータ処理手段として、各パ
ターン形状に応じて電子線の照射量を変える方法やパタ
ーン形成後の形状変化を予測して予めパターンデータを
変えておく方法などがあった。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、データ処理によって近接効果を補正する上記
従来の技術にふいては、いずれもマスクパターンのデー
タ処理に多大の時間を要してしまうといった問題がある
ことが知られている。

さらに、カセットの四隅にアースピンを設置する従来の
技術においては、以下のような問題があることを本発明
者は見い出した。

すなわち、アースピンを用いる従来の技術においては、
マスク用の基板の厚さが基板を構成する金属層やガラス
層の厚さの変更によって変わると、固定されたアースピ
ンでは基板の厚さの変化に対応できず、アースが取り難
くなる。この結果、蓄積電荷や後方散乱した電子を充分
に除去することができず、パターン寸法精度が悪化して
しまう。

また、アースピンは、マスク用の基板の四隅に配置され
ているが、この位置は電子線が照射されている位置から
離れているため、電子を充分に、かつ速やかに外部に除
去することができず、蓄積された電子による電子線の軌
道の変化、あるいはレジスト材の感光などにより、パタ
ーン寸法精度が悪化する。特に、近接したパターン間や
パターンコーナ一部などでは、パターン寸法精度が非常
に悪くなる。

さらに、アースピンは、レジスト材を貫通して金属層と
接触するようになっているため、この接触の際にレジス
ト材から塵が発生する。このような塵によって、マスク
パターンに黒欠陥、白欠陥などの欠陥が生じることにな
る。

そして、これらの問題は、マスクパターンの微細化につ
れ、−層顕著になものとなり、半導体装置の素子の高集
積化に伴い、従来の近接効果補正手段では充分な補正値
が得られなくなることが想定される。

本発明は上記問題点に着目してなされたものであり、そ
の目的は、電子線描画技術によって作成されるマスク、
及びレチクルのパターン寸法精度を向上させることので
きる技術を提供するものである。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、明
細書の記載および添付図面から明らかになるであろう。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、マスク用の基板の主面に電子線を照射して所
定のマスクパターンを形成する際、マスク用の基板の裏
面に正の電圧を印加する電子線描画方法である。

また、移動ステージの上に搭載されたマスク用の基板の
裏面に正の電圧を印加する正電圧印加手段を備えた電子
線描画装置構造とするものである。

〔作用〕

上記した手段によれば、マスク用の基板に照射された電
子は、基板の裏面に印加された正電圧のため、基板の内
部で後方散乱することなく、集束しながらマスク用の基
板の主面から裏面へ直進し、さらに基板の内部に蓄積す
ることなく除去される。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例である電子線描画装置の概略
要部断面図、第２図は電子線描画装置の概略断面図、第
３図は本実施例に用いるマスク基板の断面図である。

第２図に示すように、本実施例の電子線描画装置１は、
例えば、電子銃２に熱電子放射カソードを備え、カソー
ド材料として単結晶Ｌ　ａ　Ｂ６（六ホウ化ランタン）
等を使用している。また、電子線の形状、及び走査方法
として、例えば、可変成形ビーム、ベクタ走査方式を採
用している。

電子線描画装置１の電子光学系１ａは、電子銃２、二枚
の平行金属板３ａ、３ｂからなるブランキング電極３、
照射レンズ４ａ、第１絞り５ａｓ成形偏向器６ａｓ成形
レンズ４ｂ、第２絞り５ｂ、縮小レンズ４Ｃ％投影レン
ズ４ｄ、位置決め偏向器６ｂなどを備えた構成になって
いる。

そして、電子線を照射する際は、第１絞り５ａの像を第
２絞り５ｂ上に投影し、成形偏向器６ａによる偏向によ
って第１絞り５ａの像と第２絞り５ｂの像との重なり方
を変化させ、電子線Ｅの光電子面の形状を連続的に変え
ることができるようになっている。

さらに、第２絞り５ｂを通過した電子線Ｅは、縮小レン
ズ４Ｃによって縮小され、投影レンズ４ｄによって焦点
合わせが行われる。そして、位置決め偏向器６ｂにより
、処理室７のマスク基板８に対する電子線Ｅの到達位置
が制御されるようになっている。

マスク基板８は、第３図に示すように、ガラス基板８ａ
と、その上に形成された、例えば、酸化クロム層８ｂ、
／クロム層８ｂ２／酸化クロム層８ｂ３からなる三層構
造の複合膜８ｂと、さらに、酸化クロム層８１）３の上
に塗布された所定のレジスト材８ｃとから構成されてい
る。

そして、第２図に示すように、マスク基板８は、レジス
ト材の塗布された面を上に向けてカセット９に保持され
ている。

このようなマスク基板８を保持したカセット９は、電子
線Ｅの照射の際に、処理室７の側方に設けられたオート
ローダ室１０から移動ステージ１１の上に自動的に搭載
されるようになっている。

移動ステージ１１は、互いに直交する可動方向を備えた
Ｘ方向移動ステージｌｌａとＹ方向移動ステージｌｌｂ
とをベースステージ１１Ｃの上に積み重ねて構成されて
おり、カセット９の移動、及び位置決めができるように
なっている。なお、ｘ、ｙ方向移動ステージｌｌａ、ｌ
ｌｂの移動方式は、例えば、ステップ・アンド・リピー
ト方式を採用したものである。

ベースステージＩＩＣは、基台１２の上に設置固定され
ている。そして、第１図に示すように、基台１２の基台
内室１２ａとマスク基板８の裏面との間には、カセット
９、Ｘ、Ｙ方向移動ステージｌｌａ、ｌｌｂ、ベースス
テージ１１０１基台１２の所定部分をそれぞれ開孔した
貫通孔１３が形成されている。

基台内室１２Ｈには、正電圧印加手段１４が設置されて
いる。

本実施例においては、正電圧印加手段１４は、リン青銅
などからなる接触ピン部１４ａと、正の電源電圧を供給
する正電圧印加源１４ｂと、接触ピン部１４ａを移動さ
せる回動駆動部１４ｃと、水平駆動部１４ｄとから構成
されている。

接触ピン部１４ａは、その下端が回動駆動部１４Ｃの上
面に接合され、また、電子線照射が行われない間、上端
がＸ方向移動ステージｌｌａの上面よりも突出しないよ
うに、貫通孔１３内に配置されている。また、この接触
ピン部１４ａは、正電圧印加源１４ｂに配線１５を介し
て接続されており、マスク基板８の裏面に接触した際、
正の電圧を印加できるようになっている。

水平駆動部１４ｄは、図示しない制御部によってその回
転が制御されているモータ１６によって水平方向に移動
できるように駆動部設置台１７の上に設置されている。

駆動部設置台１７の上に設置された回動駆動部１４ｃは
、支点１８に軸支され、水平駆動部１４ｄが第１図左方
向に移動すると、接触ピン部１４ａを第１図上方向に移
動させ、また、水平駆動部１４ｄが第１図右方向に移動
すると、接触ピン部１４ａを第１図下方向に移動させる
ようになっている。

次に、本実施例の作用を説明する。

まず、電子線描画を行う前に、水平駆動部１４ｄをモー
タ１６により第１図左方向に移動させる。

そして、水平駆動部１４ｄが移動して接触ピン部１４ａ
が上昇しマスク基板８の裏面に接触すると、モータ１６
の回転が制御部により停止され、接触ピン部１４ａは、
マスク基板８の裏面に接触したままの状態になる。

次に、接触ピン部１４ａによりマスク基板８の裏面に正
電圧が印加された状態で、マスク基板８に電子線Ｅを照
射する。

マスク基板８に照射された電子は、マスク基板８の裏面
に印加された正電圧のため、後方散乱することなく、集
束しながらマスク基板８の主面から裏面へ直進し、さら
にマスク基板８の内部で蓄積することなく接触ピン部１
４ａを介して除去される。

このように本実施例によれば、次の効果を得ることがで
きる。

（１）、マスク基板８に照射された電子が、正電圧印加
手段１４により後方散乱しないため、すなわち、近接効
果が防止されるため、マスクパターンの寸法精度が大幅
に向上する。

（２）、マスク基板８に照射された電子が、接触ビン部
１４ａを介して速やかに除去されるため、蓄積した電子
の負電荷により、照射されてくる電子線の軌道が曲げら
れマスクパターンの位置ずれが生じるということが防止
され、また、蓄積した電子の電荷によってレジスト材８
Ｃが感光するということが防止され、マスクパターンの
寸法精度が大幅に向上する。

（３）、従来の技術と異なり、アースピンをレジスト材
８Ｃを貫通させ金属層に接触させる必要がなくなるため
、アースピンによるレジスト材８Ｃからの塵の発生が防
止される。

（４）、上記（３）により、マスクパターンに白欠陥、
黒欠陥など、不良パターンが発生することが防止され、
信頼性の高いマスク基板８を得ることができる。

（５）、上記（１）〜（４）により、例えば、微細化さ
れたパターンのコーナ一部分、また、隣接するパターン
の間隔が狭い部分などにおいてもマスクパターンの寸法
精度が向上するため、微細マスクパターン加工に適用可
能となる。

（６）、上記（５）により、半導体装置の高集積化が可
能となる。

（７）、上記（１）〜（５）により、このマスク基板８
を用いることにより、デバイスのパターン間に隙間が生
じることが防止され、信頼性の高い半導体装置を得るこ
とができる。

（８）、電子の後方散乱が防止されるため、近接効果を
補正するデータを作成する際のコンピュータ、処理に要
する時間が大幅に低減される。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。

例えば、前記実施例においては、電子銃に熱電子放射カ
ソードを用い、カソード材料とした単結晶Ｌ　ａ　Ｂ、
を使用しているが、これに限定されるものではなく、種
々適用可能である。

また、電子線の形状、走査方式、移動方式も、前記実施
例に限定されるものではなく、例えば、電子線の形状と
してガウス形ビーム、走査方式としてマスク走査方式、
移動方式として連続移動方式などを採用することもでき
る。

また、正電圧印加手段は、マスク基板の裏面に正の電圧
を印加することができればよく、前記実施例に限定され
るものではない。

また、前記実施例においては、マスク基板の複合膜の材
料としてクロムを用いているが、これに限定されるもの
ではな（、たとえばタニタル等、種々適用可能である。

また、マスク基板は、前記実施例に限定されるものでは
なく、たとえば金属膜とその金属の酸化膜とからなる二
層構造の複合膜を備えたマスク基板、あるいは、ガラス
基板と金属膜との中間に導電性をもたせた膜を備えた導
電膜付マスク基板など他のマスク基板でも適用可能であ
る。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体装置の電子線
照射による露光技術に適用した場合について説明したが
、これに限定されるものではなく、電子線の照射によっ
てマスク用の基板に所定の図形を精密に描画することを
必要とする技術などにおいて広く適用可能である。

〔発明の効果〕

本願において開示される発、明のうち代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りであ
る。

すなわち、マスク用の基板の主面に電子線を照射して所
定のマスクパターンを形成する際、前記マスク用の基板
の裏面に正の電圧を印加することにより、マスク用の基
板に照射された電子は、基板の裏面に印加された正電圧
のため、後方散乱することなく、集束しながら基板の主
面から裏面へ直進し、さらに基板の内部で蓄積すること
なく除去されるので、マスクパターンの寸法精度が向上
する。

また、アースピンをマスク用の基板に接触させないので
、塵などが低減し、このため、マスクパターンに白欠陥
や、黒欠陥などの欠陥が生じてしまうことが低減するの
で、信頼性の高いマスク用の基板を得ることができる。

さらに、電子の後方散乱が防止されるため、近接効果を
補正するデータを作成する際のコンピュータ処理に要す
る時間が大幅に低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である電子線描画装置の概略
要部断面図、第２図はこの電子線描画装置の概略断面図、第３図は本
実施例に用いるマスク基板の断面図である。１・・・電子線描画装置、１ａ・・・電子光学系、２・
・・電子銃、３・・・ブランキング電極、３ａ、３ｂ・
・・平行金属板、４ａ・・・照射レンズ、４ｂ・・・成
形レンズ、４Ｃ・・・縮小レンズ、４ｄ・・・投影レン
ズ、５ａ・・・第１絞り、５ｂ・・・第２絞り、６ａ・
・・成形偏向器、６ｂ・・・位置決め偏向器、７・・・
処理室、８・・・マスク基板、８ａ・・・ガラス基板、
８ｂ・・・複合膜、８　ｂ、、　８　ｂｓ　　・・・酸
化クロム層、８１）２　　・・・クロムＩＩ、８ｃ・・
・レジスト材、９・・・カセット、１０・・・オートロ
ーダ室、１１・・・移動ステージ、ｌｌａ・・・Ｘ方向
移動ステージ、ｌｌｂ・・・Ｙ方向移動ステージ、１１
Ｃ・・・ベースステージ、１２・・・基台、１２ａ・・
・基台内室、１３・・・貫通孔、１４・・・正電圧印加
手段、１４ａ・・・接触ピン部、１４ｂ・・・正電圧印
加源、１４ｃ・・・回動駆動部、１４ｄ・・・水平駆動
部、１５・・・配線、１６・・・モータ、１７・・・駆
動部設置台、１８・・・支点、Ｅ・・・電子線。第　２　図第１図

Claims

【特許請求の範囲】１、マスク用の基板の主面に電子線を照射して所定のマ
スクパターンを形成する際、前記マスク用の基板の裏面
に正の電圧を印加することを特徴とする電子線描画方法
。２、移動ステージの上に搭載されたマスク用の基板の裏
面に正の電圧を印加する正電圧印加手段を備えているこ
とを特徴とする請求項１記載の電子線描画方法に用いる
電子線描画装置。