(57)【要約】電子放射源（１４）から放射された電子のビーム（２２）をステンシルマスク（１８）に設けられた開口を通して感光試料（１２）に導き、これを露光する方法であって、電子ビームをこれがステンシルマスクの開口に至るまでは低速度で進行する低電界強度下におき、その後、ステンシルマスクの開口を通過した電子ビームを高速度で進行する高電界強度下におくことを含む。電子ビーム露光装置は、電子放射源と、電子放射源から放射される電子のビームの通過を許す開口を有するステンシルマスクと、露光試料を支持するための支持台（１６）と、電子ビームを低電界強度下におくための装置及び高電界強度下におくための高電界発生装置とを含む。
2004006307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子放射源から放射された電子のビームをステンシルマスクに設けられた開口を通して露光試料に導き、これを露光する方法であって、前記電子ビームをこれが前記ステンシルマスクの開口に至るまで低速度で進行する低電界強度下におき、その後、前記ステンシルマスクの開口を通過した電子ビームを高速度で進行する高電界強度下におく、電子ビーム露光方法。
【請求項２】
前記ステンシルマスクの開口を通過した前記電子ビームが収斂するように、前記低電界強度（Ｖ’１）と、前記高電界強度（Ｖ’２）と、該高電界強度を生じさせるために前記ステンシルマスクに印加される電圧（Ｖ）とを、関係（Ｖ’１−Ｖ’２）／４Ｖ＝１／Ｆ（Ｆは、前記ステンシルマスクの開口と該開口を通過した前記電子ビームの収斂点との距離）を満たすように定める、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
電子放射源と、
該電子放射源から放射される電子のビームの通過を許す開口を有するステンシルマスクと、
該ステンシルマスクの開口を通過した電子ビームを受けて露光される露光試料を支持するための支持台と、
前記電子ビームをこれが前記ステンシルマスクの開口に至るまで低速度で進行するように低電界強度下におくための低電界発生装置と、
前記ステンシルマスクの開口を通過した前記電子ビームをこれが高速度で進行する高電界強度下におくための高電界発生装置とを含む、電子ビーム露光装置。
【請求項４】
前記低電界発生装置は、前記電子ビームの進行方向に関して前記ステンシルマスクの上流側に配置された電極及びこれに接続された電源とを含み、前記高電界発生装置は、前記ステンシルマスクを電極として、該電極に接続された電源を含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
さらに、前記電子ビームの移動方向に関して前記ステンシルマスクの上流側に配置された、前記ステンシルマスクの開口に対応する該開口以上の大きさの開口を有する第２のステンシルマスクを含む、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
さらに、前記電子ビームの移動方向に関して前記ステンシルマスクの上流側に配置された、前記ステンシルマスクの開口に対応する該開口以上の大きさの開口を有する第２のステンシルマスクを含み、前記低電界発生装置は、さらに、前記第２のステンシルマスクを電極として該電極に接続された電源を含む、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記露光試料の支持台は、前記露光試料の支持位置を変更し、これにより前記露光試料と前記ステンシルマスクとの距離を変更するための支持位置変更機構を備える、請求項３に記載の装置。
【請求項８】
前記露光試料の支持台は、前記露光試料の支持位置を変更し、これにより前記露光試料と前記ステンシルマスクとの距離を変更するための支持位置変更機構を備える、請求項５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、電子ビーム露光方法及びこれに使用される装置に関する。
【背景技術】  シリコンウエハのような電子露光試料上に半導体集積回路のような微細な幾何学的パターンを転写するため、前記パターンを構成する複数の開口が設けられたマスク（ステンシルマスク）を使用し、該ステンシルマスクの開口を通した電子ビームにより前記露光試料に前記パターンを露光することが知られている。
前記パターンが形成されたステンシルマスクは、そのアスペクト比（開口の深さ寸法に対するその幅寸法の比）を適正なものとするため、その厚さ寸法が非常に小さいものに設定されている。このような薄いステンシルマスクは、機械的強度及び耐熱強度に乏しいという性質を有する。
ところで、電子ビームが前記ステンシルマスクの開口を通過し、又は前記開口を横切るとき、その一部が前記ステンシルマスクの開口縁又は開口間部分に当たる。前記ステンシルマスクはこれに当たる電子ビームを吸収して熱変形し、このために前記ステンシルマスクに形成されたパターンに変形が生じ、前記露光試料への前記パターンの転写精度が損なわれることがあった。
従来、このようなステンシルマスクの熱変形を阻止するため、進行速度の小さい、したがって低エネルギの電子ビームを前記ステンシルマスクの開口に通すことが提案されている（特開平１１−１３５４２４号公報及び特開平９−２７４８８４号公報）。
前記特開平１１−１３５４２４号公報は、低電圧（２ｋｅＶ）の印加により電子放射源から放射された電子のビームを低等速運動下におき、またステンシルマスクと露光試料との間隔を非常に小さいものとする（５０μｍ）ことを開示する。
これによれば、低速進行の電子ビーム、すなわち低エネルギ状態の電子ビームにより、前記ステンシルマスクの加熱が抑制される。また、前記ステンシルマスク及び前記露光試料相互間の狭い間隔により、前記電子ビームの低速走行（したがって長時間走行）下における電子の相互反発作用による該電子ビームの横方向拡散が最小限にされ、該横方向拡散による前記露光試料上におけるいわゆるパターンボケが防止される。しかし、これによっても、解像度は十分でない。
また、前記電子ビームは、その低速度故の低エネルギ状態下にあるため、ステンシルマスクの通過後、前記露光試料のレジストの表層にしか侵入することできない。このため、前記パターンを形成することができるレジストは薄いもの（０．１μｍ以下）に限られ、半導体の製造プロセスにおけるような実用上必要とされる単層厚膜レジスト（０．３μｍ以上）には適用することは困難である。さらに、前記ステンシルマスク及び露光試料間の狭間隔のため、表面粗さの大きい露光試料や、突起を有する露光試料の使用は、前記ステンシルマスクを破損するおそれがある。
一方、前記特開平９−２７４８８４号公報は、電子放射源から放射された電子のビームを高加速状態（高加速用電圧（５０ｋｅＶ）の印加による加速）におき、次いで前記ステンシルマスクの直前で低加速下状態（低加速用電圧（５ｋｅＶ）の印加による減速）におき、前記ステンシルマスクの開口の通過後、前記電子ビームを再び高加速状態（高加速用電圧（５０ｋｅＶ）の印加による加速）におくことを開示する。
これによれば、前記電子ビームの減速により、前記ステンシルマスクに対する大きな熱負荷が回避され、また前記ステンシルマスクを通過した後の電子ビームの再加速により、前記電子ビームの前記露光試料への到達時間を短縮化して、前記露光試料と前記ステンシルマスクとの間の狭間隔化を回避し、また、単層厚膜レジストへの転写を可能とする。
しかし、前記電子ビームの再加速は、その直前の減速による前記電子ビームの横方向拡散を防止することに寄与せず、いわゆるパターンボケの発生を余儀なくされる。
【発明の開示】
本発明の目的は、ステンシルマスクに対する熱負荷を増大させることがなく、また露光試料の露光の解像度を向上させる電子ビーム露光方法及びその装置を提供することにある。
本発明に係る電子ビーム露光方法は、電子放射源から放射された電子のビームをステンシルマスクに設けられた開口を通して露光試料に導き、これを露光する方法であって、前記電子ビームをこれが前記ステンシルマスクの開口に至るまでは低速度で進行する低電界強度下におき、その後、前記ステンシルマスクの開口を通過した電子ビームを高速度で進行する高電界強度下におくことを含む。
好ましくは、前記ステンシルマスクの開口を通過した電子ビームが収斂するように、前記低電界強度（Ｖ’１）と、前記高電界強度（Ｖ’２）と、該高電界強度を生じさせるために前記ステンシルマスクに印加される電圧（Ｖ）とを、関係（Ｖ’１−Ｖ’２）／４Ｖ＝１／Ｆ（Ｆは、前記ステンシルマスクの開口と該開口を通過した前記電子ビームの収斂点との距離）を満たすように定める。
本発明に係る電子ビーム露光装置は、電子放射源と、該電子放射源から放射される電子のビームの通過を許す開口を有するステンシルマスクと、該ステンシルマスクの開口を通過した電子ビームを受けて露光される露光試料を支持するための支持台と、前記電子ビームをこれが前記ステンシルマスクの開口に至るまでは低速度で進行するように低電界強度下におくための低電界発生装置と、前記ステンシルマスクの開口を通過した電子ビームをこれが高速度で進行する高電界強度下におくための高電界発生装置とを含む。
前記低電界発生装置は、前記電子ビームの進行方向に関して前記ステンシルマスクの上流側に配置された電極及びこれに接続された電源とを含み、前記高電界発生装置は、前記ステンシルマスクを電極として、該電極に接続された電源を含むものとすることができる。
本発明に係る電子ビーム露光装置は、さらに、前記電子ビームの進行方向に関して前記ステンシルマスクの上流側に配置された、前記ステンシルマスクの開口に対応する該開口以上の大きさの開口を有する第２のステンシルマスクを含み得る。
前記第２のステンシルマスクを含む露光装置においては、前記低電界発生装置が、さらに、前記第２のステンシルマスクを電極として該電極に接続された電源を含むものとすることができる。
前記露光試料の支持台は、前記露光試料の支持位置を変更し、これにより前記露光試料と前記ステンシルマスクとの距離を変更するための支持位置変更機構を備えるものとすることができる。
本発明によれば、電子放射源から放射され、ステンシルマスクの開口を経て露光試料に導かれる電子のビームについて、これを、前記ステンシルマスクの開口に至る直前までは低速度で進行する低電界強度下（低加速度下）におくことにより、前記電子ビームが有するエネルギを比較的低レベルに保持することができる。これにより、前記ステンシルマスクに入射し、その開口の周縁に当たってこれに吸収される一部の電子ビームによる前記ステンシルマスクの温度上昇及びこれに伴うその熱変形を抑えることができる。また、前記ステンシルマスクを通過した電子ビームについて、これが高速度で進行する高電界強度下（高加速度下）におくことにより、前記露光試料に到達するまでに要する電子ビームの走行時間を低減し、この間における前記電子ビームの横方向拡散を回避し、これにより、いわゆる前記露光試料におけるパターンボケの発生を防止し、高解像度露光を達成することができる。
さらに、前記電子ビームの横方向拡散の防止により、前記露光試料と前記ステンシルマスクとの間を比較的広い間隔に設定することができ、これにより前記ステンシルマスクの汚染、すなわち露光に伴う前記露光試料のレジストから発する蒸発物による汚染を低減することができ、また、前記ステンシルマスクの洗浄回数を低減し、洗浄時における前記ステンシルマスクの破損機会の低減及びこれに伴う前記ステンシルマスクの長寿命化を図ることができる。さらに、表面粗さが比較的大きい露光試料や、反りのある露光試料を露光の対象とすることができる。
前記電子ビームがおかれる前記低電界及び高電界は、それぞれ、本発明に係る電子ビーム露光装置における低電界発生装置及び高電界発生装置により生じさせることができる。前記低電界発生装置は、前記電子ビームの進行方向に関して前記ステンシルマスクの上流側に配置された電極及びこれに接続された電源とを含み、前記高電界発生装置は、前記ステンシルマスクを電極として、該電極に接続された電源を含む。
前記低電界強度（Ｖ’１）と、前記高電界強度（Ｖ’２）と、該高電界強度を発生させるために前記ステンシルマスクに印加される電圧（Ｖ）とを、（Ｖ’１−Ｖ’２）／４Ｖ＝１／Ｆ（Ｆは、前記ステンシルマスクの開口と該開口を通過した前記電子ビームの収斂点との距離）を満たすように定めるときは、前記開口を通る電子に対していわゆるレンズ効果を付与することができる。これにより、前記電子ビームを前記露光試料に対して収斂させ、深い焦点深度を得ることができる。その結果、前記露光試料に設けられることが多い比較的厚いレジストの深部まで前記電子ビームを到達させ、これにより、より正確な微細パターンを転写することができる。また、これにより、前記露光試料のレジストにより拡大されたギャップが生じるようにすることができる。
前記露光試料をその支持位置変更機構を有する支持台をもって支持するときは、前記露光試料の表面形状やその全体形状に応じて、前記ステンシルマスクに対する前記露光試料の相対距離を適切に設定することができる。また、前記露光試料と前記ステンシルマスクとの距離または間隔を変更することにより、前記印加電圧（Ｖ）を変えることなく前記高電界強度（Ｖ’２）を変えることができ、これにより、前記レンズ効果を得るための電界制御をより容易に行うことができる。
前記電子ビームによる露光試料の露光に当たっては、前記ステンシルマスクのほか、さらに、前記ステンシルマスクの開口以上の大きさの対応開口を有する第２のステンシルマスクを配置することができる。前記第２のステンシルマスクは、前記電子ビームの進行方向に関して、本来のステンシルマスク（パターン形成用ステンシルマスク）の上流側に配置されるため、前記電子放射源から放射された電子ビームは、前記第２のステンシルマスクの開口及び前記パターン形成用マスクの開口を順次通過するとき、もっぱら前記第２のステンシルマスクに当たり、その下流側にある前記パターン形成用ステンシルマスクには当たらない。このため、前記第１のステンシルマスクの熱膨張がより一層低減され、より正確な微細パターンの転写を実現することができる。
また、前記第２のステンシルマスクを設けるときは、該第２のステンシルマスクを電極としてこれに接続された電源を配置することにより、前記低速度で移動する電子ビームをもう一段階加速することができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明に係る電子ビーム露光装置の概略図である。
図２は、図１に示す装置における各電極に印加される電圧及び電極間の電位勾配（電界強度）を示した図である。
図３は、レンズ効果の説明図である。
図４は、本発明に係る電子ビーム露光装置の他の例を示す、図１と同様の概略図である。
図５は、本発明に係る電子ビーム露光装置のさらに他の例を示す、図１と同様の概略図である。
図６は、層構造にされた２つのステンシルマスクを示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  図１を参照すると、本発明に係る電子ビーム露光装置の一例が全体に符号１０で示されている。
電子ビーム露光装置（以下「露光装置」という。）１０は、シリコンウエハのような電子露光試料（以下「露光試料」という。）１２のレジスト１３上に例えば半導体集積回路を形成するための微細な幾何学的パターン（以下「パターン」という。）を投映し転写するために用いられる。
このような用途に供される露光装置１０は、露光試料のレジスト１３に前記パターンを投影し、露光するための電子を放射する電子銃のような放射線源１４と露光試料１２を支持するためのステージのような支持台１６とを備え、また、前記投影されるパターンが形成された板状のステンシルマスク１８を備える。
放射線源１４、支持台１６及びステンシルマスク１８は、露光装置１０の一部をなすカラム（図示せず）が規定する真空空間内に配置されている。より詳細には、放射線源１４及び支持台１６はそれぞれ前記カラムの最上方位置及び最下方位置に配置され、また、ステンシルマスク１８は支持台１６からその上方に間隔を置いて水平に配置されている。また、露光試料１２は支持台１６上にステンシルマスク１８と平行に水平に配置されている。
ステンシルマスク１８はＳｉ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボン等からなる。ステンシルマスク１８には、複数の開口（貫通孔）２０が形成されている。これらの開口２０は前記パターンを規定する。
放射線源１４から放射される電子のビーム２２は、ステンシルマスク１８の上方空間及び下方空間にそれぞれ形成される低強度電界及び高強度電界で加速される。これにより、電子ビーム２２は低電界強度下でステンシルマスクの開口２０に至るまで低速度で進行し、ステンシルマスク１８の一部の開口２０を通過した後、高電界強度下で高速度で進行し、露光試料のレジスト１３に到達し、これを露光する。
電子放射源であるカソード１４からの電子の放射のため、カソード１４の直下に電極（アノード）２４が配置され、またカソード１４及びアノード２４の双方に直流電源２６が接続され、電圧−Ｖｃ、−Ｖａ（図２）がそれぞれ印加される。図２に示すように、これらの電圧−Ｖｃ、−Ｖａ（−Ｖｃ＜−Ｖａ）は、それぞれ、支持台１６のアース接地により電圧がゼロ（Ｖｗ＝０）に設定された露光試料１２より低い電圧である。
アノード２４の下方に、ブランキング電極２８が配置されている。この電極２８及びその下方に位置するステンシルマスク１８に直流電源３０が接続され、電圧が印加される。アノード２４及び電極２８には、それぞれ、カソード１４から放射される電子のビーム２２が通される孔が設けられている。
アノード２４及びその電源２６、並びに電極２８、電極としてのステンシルマスク１８及びこれらの電源３０は低電界発生装置３２を構成し、ステンシルマスク１８の上方空間に前記低強度電界を発生させる。
電極としてのステンシルマスク１８には、また、アース接地された直流電源３４が接続され、電圧−Ｖｍ（−Ｖｍ＞−Ｖａ）が印加される。ステンシルマスク１８及び電源３４は高電界発生装置３６を構成し、ステンシルマスク１８の下方空間に前記高強度電界を発生させる。
これによれば、カソード１４から放射された電子のビーム２２は、低電界発生装置３２により、カソード１４とアノード２４との間で加速され、さらにアノード２４とステンシルマスク１８との間で加速され、低速で進行する。
また、ステンシルマスク１８を通過した電子ビーム２２は、高電界発生装置３６により、ステンシルマスク１８と露光試料１２との間で加速され、高速で進行する。
露光装置１０には、アノード２４を通過した電子ビーム２２を収束するため、アノード２４とその下方の電極２８との間に収束コイル３８が配置されている。
露光装置１０には、さらに、電子ビーム２２が露光試料１２上（より詳細にはレジスト１３上）を走査することとなるように、上下２つの偏向コイル４０，４２が配置されている。これによれば、電子ビーム２２は一方（上方）の偏向コイル４０により進行方向を変えられ、次いで他方（下方）の偏向コイル４２によりステンシルマスク１８の予め定められた所定の開口２０を通り、露光試料１２の表面に対して垂直に入射するようにその進行方向を定められる。
例えば半導体製造工程における単層レジストの露光においては、これに必要とされる約１０ｋＶ（絶対値）に設定することができる。このため、電源２６，３０，３４の合計電圧を−１０ｋＶに設定し、電源２６，３０の合計電圧と電源３４の電圧とをそれぞれ−４ｋＶと−６ｋＶとに設定することができる。
本発明よれば、前記低電界強度下の電子ビーム２２は低速で進行することから比較的エネルギレベルが低く、このため、電子ビーム２２の入射によってステンシルマスク１８に生じる発熱の程度は比較的低く、したがって、ステンシルマスク１８に対する熱負荷を低減することができる。また、露光装置１０の一部として用いられることがあるビーム成形用収束コイル（図示せず）や偏向コイル３０，３２の性能発揮が容易である。
また、前記高電界強度下の電子ビーム２２は、正確に、露光試料１２上の所定の位置に向けて、位置ずれを生じることなく直進する。これにより、露光試料についてより高い解像度の露光を得ることができる。
次に、図３を参照する。
前記低電界強度（Ｖ’１）と、前記高電界強度（Ｖ’２）と、電極としてのステンシルマスク１８の電位−Ｖｍとをこれらの間の関係（Ｖ’２−Ｖ’１）／４Ｖｍ＝１／Ｆを満たすように設定することにより、ステンシルマスクの開口２０を通過した電子ビーム２２が収斂する効果であるいわゆるレンズ効果を得ることができる。
ここで、Ｆはステンシルマスクの開口２０と電子ビーム２２の収斂点との間の距離（焦点距離）を示す。また、低電界強度Ｖ’１＝｛−Ｖｍ−（−Ｖａ）｝／（Ｌｍ−Ｌａ）及び高電界強度Ｖ’２＝｛−Ｖｗ−（−Ｖｍ）｝／（Ｌｗ−Ｌｍ）である。ここで、Ｌａ、Ｌｍ及びＬｗは、それぞれ、カソード１４からアノード２４までの距離、カソード１４からステンシルマスク１８までの距離及びカソード１４から露光試料１２までの距離であり、これらの単位はメートルである（図２参照）。また、Ｖａ、Ｖｍ及びＶｗの単位はボルトである。
前記レンズ効果による電子ビーム２２の収斂により、露光試料のレジスト１３の深部まで電子ビーム２２を到達させて該部分を露光することができ、これにより、より正確に前記パターンを転写することができる。
次に、本発明の他の例を示す図４を参照する。
この例に係る露光装置５０は、ステンシルマスク１８のほかに第２のステンシルマスク５２を備える点において、図１に示す露光装置１０と相違する。
第２のステンシルマスク５２は、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボン、タングステン、モリブデン等からなり、その厚さ寸法は任意に選択することができる。第２のステンシルマスク５２は、電子ビーム２２の進行方向に関してステンシルマスク（「第２のステンシルマスク５２」との区別のため、以下、「パターン形成用ステンシルマスク」ということがある。）１８の上流側に配置されている。より詳細には、第２のステンシルマスク５２は、パターン形成用ステンシルマスク１８の上方に間隔をおいてこれと平行に配置され、両ステンシルマスク１８，５２間に配置されたガラス板のような絶縁体からなるフレーム５４を介してパターン形成用ステンシルマスク１８と一体にされた組立体をなす。
第２のステンシルマスク５２は、パターン形成用ステンシルマスク１８の複数の開口２０に相対する複数の開口５６を有する。図示の例では、開口５６は開口２０より大きいおおきさのものに設定されているが、図５に示すように、開口２０と同じ大きさ及び同じ形のものに設定することもできる。
図５に示すように、両ステンシルマスク５２，１８は、それぞれ、シリコン基板５８，６０の下面に蒸着されたＳｉＮ膜に開口５６，２０を設けることにより形成されている。両シリコン基板５８，６０は、それぞれ、開口５６，２０の周囲を取り巻く穴５９，６１を有し、両ステンシルマスク５２，１８の補強をなす。フレーム５４の上面および下面に対し、それぞれステンシルマスク５２及びシリコン基板６０が接着されている。
パターン形成用ステンシルマスク１８の上方に第２のステンシルマスク５２を配置することにより、パターン形成用ステンシルマスク１８が本来受けるべき無用な電子ビーム２２の一部を第２のステンシルマスク５２が受けるため、パターン形成用ステンシルマスク１８の熱変形が低減される。
この例においては、さらに、第２のステンシルマスク５２及びパターン形成用ステンシルマスク１８をそれぞれ負電極及び正電極とする直流電源６２が設けられている。
これによれば、両ステンシルマスク５２，１８に電圧を印加することにより、電源３０の電圧を変更することなしに、低電界強度Ｖ’１の大きさを変えることができ、これにより、露光試料のレジスト１３の厚さに応じて、前記レンズ効果における焦点距離（焦点深度）Ｆを容易に変更、制御することができる。
次に、本発明のさらに他の例を示す図６を参照する。
この例に係る露光装置７０は、さらに、露光試料１２の支持台１６が露光試料１２の支持位置変更機構７２を有する点において、図４に示す露光装置５０と相違する。
支持位置変更機構７２は、支持台１６を上下方向に移動させることができる任意の構造からなり、支持位置変更機構７２の操作により、支持台１６及びその上の露光試料１２を昇降させこれらの高さ位置を変えることができ、これにより、露光試料１２とステンシルマスク１８との距離を任意に変更することができる。
これによれば、印加電圧−Ｖｍの値を変えずに距離（Ｌｗ−Ｌｍ）を変更することができ、これにより、高電界強度Ｖ’１を変更することができる。その結果、露光試料のレジスト１３の厚さに応じた前記レンズ効果における焦点距離Ｆを容易に変更、制御することができる。
また、ステンシルマスク１８との間に、粗い表面を有する露光試料、反りのある露光試料等の配置に必要な間隔を容易に得ることができる。
支持位置変更機構７２は、図１に示す露光装置１０についても適用することができる。
前記したように、本発明の露光装置１０，５０，７０では、電子ビーム２２の発生からその整形、偏向、パターン転写用等のマスク１８，５２への入射、露光試料１２への到達までの電子ビーム２２への照射エネルギの付加に係わる各電極（カソード１４、アノード２４、ステンシルマスク１８、露光試料１２等）に必要電圧を分割して印加する。
通常、前記したように、露光試料１２をアース接地で零電圧とし、カソード１４に必要な最大の電圧値（負極性）を付加し、アノード２４、ステンシルマスク１８に順次、低い電圧値（負極性）を印加し、露光試料１２に照射電子ビームを到達させる。これは、露光試料１２をアース電位（零電位）に保つことで、露光試料１２の内部に形成されている電子回路等の絶縁破壊を回避することができるが、その反面、最大電圧値を発生させる電源を必要とする。
また、電子ビーム２２の放射、その整形及びその偏向に関し、特に、これらに係わる電極間の相対電圧値が変らない場合、これらの電極の電位を増加（例えば、負極性の電位を増加）させると、アース電位である前記装置の筐体と電界との係わり方が変化し、前記電子放射、整形、偏向の特性に影響を及ぼすことがある。これを防ぐため、電圧可変時、アース電位との電界変化を各電極に及ぼさない電界シールドを施すことが望ましい。
また、絶縁破壊を考慮する必要のない露光試料（例えば、露光レジストの照射特性評価に供される露光レジスト）に対しては、アース電位をカソード１４から露光試料１２間の任意の位置に選ぶことにより、必要とする電源電圧の最大値の低い電源を使用することができる（高電圧印加箇所の分散）。
さらに、電子ビーム２２の放射、整形、偏向に係わる領域の各電極電位を一定にし、かつ電子ビーム２２の放射、整形、偏向特性を固定し、これらの領域を通過した電子ビーム２２を加速させる領域で電子ビーム２２に必要な残りのエネルギーをステンシルマスク１８−露光試料１２間で付加することができる。これは、電子ビーム２２の放射、整形、偏向の領域での電圧可変時における対策より、加速のみを行う領域での電圧可変に対する対策は容易であるからである。互いに平行なステンシルマスク１８及び露光試料１２間の間隔を狭く、反対にアース電位にある前記筐体と露光試料１２との間隔を広く設定することにより、電圧増加時における電界分布の変化による影響を少なくすることができる。このとき、好ましくは、露光試料に正極性電圧を印加する
以下に、照射電子ビームの加速電圧６ｋＶの場合におけるカソード１４／アノード２４／ステンシルマスク１８／露光試料１２のそれぞれに付加する電圧値の他の例を示す。
（１）−４ｋＶ／−２ｋＶ／−２ｋＶ／＋２ｋＶ  （ステンシルマスク１８と露光試料１２との中間にアース電位を設定する例）
（２）−２ｋＶ／−０ｋＶ／−０ｋＶ／＋４ｋＶ  （アノード２４とステンシルマスク１８をアース電位にして、露光試料１２を正電位に設定する例）
いずれの例においてもカソード１４への印加電圧値と露光試料１２への印加電圧値との間の任意の電圧値を選ぶことができる。（２）の例の場合、装置の構成上、電子ビーム２２の放射、その整形及びその偏向の特性を図る上で最もコストを低減することでき、また特性の安定を得ることができる。さらに、アース電位の設定位置を変更することにより、電子ビーム２２の放射、整形、偏向特性を安定にし、電子ビーム２２への付加エネルギーを変えるための装置構成、特性の安定性を確保することができる。
本発明に係る前記露光方法及び露光装置は、前記ウエハ、前記露光レジストの露光のほか、マスクの製造、メムス（ＭＥＭＳ：ｍｉｃｒｏ  ｅｌｅｃｔｒｏ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）の製造等にも適用することができる。
【図１】
2004006307.tif 000003
【図２】
2004006307.tif 000004
【図３】
2004006307.tif 000005
【図４】
2004006307.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004006307.tif 000008
【国際調査報告】
2004006307.tif 000009
2004006307.tif 000010
2004006307.tif 000011
2004006307.tif 000012