JP2000049081A - 荷電粒子線投影露光装置 - Google Patents

荷電粒子線投影露光装置

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JP2000049081A
JP2000049081A JP10216803A JP21680398A JP2000049081A JP 2000049081 A JP2000049081 A JP 2000049081A JP 10216803 A JP10216803 A JP 10216803A JP 21680398 A JP21680398 A JP 21680398A JP 2000049081 A JP2000049081 A JP 2000049081A
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reticle
exposure
fine particles
charged particle
particle beam
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JP10216803A
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English (en)
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Noriaki Kamitaka
典明 神高
Hiroyuki Kondo
洋行 近藤
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Nikon Corp
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Nikon Corp
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Publication date
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理能力を低下させることなく、常に微粒子
等で汚染されていないレチクルを使用可能である荷電粒
子線投影露光装置を提供する。 【解決手段】 レチクル100Aはレチクルローダ13
1からレチクル搬送装置120、121によって露光時
の位置に配置される前に、必ずレチクル洗浄装置132
に送られる。そして、レチクル洗浄装置132で付着微
粒子等を除去された後、露光時の位置に配置される。露
光に使われたレチクル100Aは、ある時間間隔をおい
て同じパターン形状をもったレチクル100Bと交換さ
れる。新たに露光時の位置に配置されるレチクル100
Bは、レチクル100Aが露光に使用されている間にレ
チクルローダー131から洗浄装置132に送られて洗
浄を終えている。このようにして、投影露光に問題とな
る微粒子等が付着するまでの時間に比べて十分短い時間
間隔でレチクル100Aと100Bを交互に使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レチクル上に構成
されたパターンを荷電粒子線によって目的物表面に投影
する荷電粒子線投影露光装置に関するものであり、さら
に詳しくは、常に微粒子等で汚染されていないレチクル
を使用可能とした荷電粒子線投影露光装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】現在、微細な半導体回路の作製法として
広く用いられている光縮小投影露光装置においては、投
影に使われる光に対して透明なペリクルと呼ばれる膜を
マスクの上下に配置することによって、汚染微粒子がマ
スクに直接付着することを防いでいる。ペリクル上に付
着した汚染微粒子の像は結像面上(ウエハ上)では像を
結ばずにぼやけてしまうため、マスクパターンの結像に
は影響を与えない。これによって光縮小露光装置はマス
クの微粒子汚染による歩留まりの低下、ひいては装置の
処理能力の低下を防いでいる。
【0003】半導体回路の最小加工線幅は、半導体の高
集積化により年々微細化しているが、光(紫外光)を用
いた投影露光では回折限界によって最小加工線幅が原理
的に制限されている。そのため、より一層微細な加工を
行うために、X線や電子線を用いる方法が提案されてい
る。その中のlつである電子線投影露光では、レチクル
と呼ぱれる薄い膜の上に形成されたパターンを電子線光
学系によって投影する。電子は光(紫外光)よりも小さ
な領域に絞り込むことができるので、光(紫外光)では
不可能な微細な加工が可能となり、しかも一度に広い領
域の露光が可能であるため、装置として高い処理能力が
得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、電子はすべて
の物質によって大きく吸収されて透明な物質が存在しな
いため、この手法で用いるレチクルは、ペリクルのよう
な膜で微粒子から保護することはできない。そのため、
電子線投影露光に用いられるレチクルでは、表面に微粒
子が堆積・付着することを防止すること、あるいは付着
した微粒子を検出・除去することが不可欠である。この
ような事情は、電子線以外の荷電粒子線を用いる場合で
も同様である。
【0005】又、レチクルに付着する微粒子などを除去
するにあたって、問題となる微粒子を検出する必要があ
るが、問題となる微粒子の最小径は0.05μm程度と非常
に小さい。このような微粒子を一つ残らず確実に、しか
もレチクル全面にわたって検出するには容易なことでは
なく、長い時間が必要となる。また、レチクルの微粒子
による汚染を露光時の配置のまま検出することはさらに
困難である。
【0006】この微粒子検出に費やされる時間、及び微
粒子が検出された場合に行われる洗浄の時間、レチクル
をこれらの装置間に移動させるためにかかる時問は、装
置の処理能力を低下させることになる。
【0007】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、処理能力を低下させることなく、常
に微粒子等で汚染されていないレチクルを使用可能であ
る荷電粒子線投影露光装置を提供することを課題とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第1の手段は、レチクル上に構成されたパターンを荷
電粒子線によって目的物表面に投影する荷電粒子線投影
露光装置において、同じパターンを有するレチクルを2
つ以上使用し、露光装置内の露光位置に配置するレチク
ルを時間間隔をおいて同じパターンを有する他のレチク
ルと交換し、露光位置に配置されていないレチクルに対
して、表面の微粒子等を除去する操作を行うようにした
ことを特徴とする荷電粒子線露光装置(請求項1)であ
る。
【0009】本手段においては、同じパターンを有する
複数枚のレチクルを組にして使用し、ひとつのレチクル
を露光位置に配置して投影露光に使用している間に、他
のレチクルの表面に付着した微粒子等を洗浄等により除
去する。そして、ひとつのレチクルをある時間投影露光
に使用したら、当該レチクルを露光位置から取り出し、
微粒子等が除去された別のレチクルを投影露光位置に配
置する。露光位置から取り出したレチクルに対しては、
洗浄等を行い、表面に付着した微粒子等を除去する。こ
のようにして、複数のレチクルを、表面に付着した微粒
子を取り除きながら順次投影露光に使用することによ
り、常に微粒子等で汚染されていないレチクルを投影露
光に使用することが可能となる。洗浄等の作業は、投影
露光と並行して行われるため、洗浄等により装置のスル
ープットが低下することはない。
【0010】すなわち、レチクルの微粒子汚染に対し
て、同種・複数のレチクルを頻繁に交換し、交換にあた
っては装置の非稼働時間を最小限にとどめるようにし、
使用していないレチクルについて微粒子の除去を十分に
行うことによって、装置としての処理能力を下げること
なく、露光に使用しているレチクルの微粒子付着の危険
を低下させることができる。
【0011】前記課題を解決するための第2の手段は、
前記第1の手段であって、レチクルの表面の微粒子等を
除去する操作を、当該レチクルを露光位置に配置する直
前に行うようにしたことを特徴とするもの(請求項2)
である。
【0012】本手段によれば、微粒子等が除去された直
後のレチクルを、新たに投影露光用として使用すること
ができ、洗浄等を行った後の待機中に、新たに微粒子等
が付着して問題を起こす可能性を無くすることができ
る。
【0013】前記課題を解決するための第3の手段は、
前記第1の手段又は第2の手段であって、レチクル表面
への微粒子の付着やレチクルパターンの破壊の有無を検
査するレチクル検査装置を、露光位置とは別の場所に設
けたことを特徴とするものである。
【0014】本手段によれば、露光位置から取り出した
レチクルをレチクル検査装置で検査し、微粒子等の付着
やレチクルパターンの破壊が検出されなければ、そのま
ま次に露光位置に戻して再度使用することができる。微
粒子等の付着が検出されれば、洗浄等により微粒子等を
除去した後、次に露光位置に戻して再度使用する。レチ
クルパターンの破壊が検出され、投影露光に使用するこ
とが不適当と判断された場合には、当該レチクルは予備
のレチクルと交換され、この新しいレチクルが、次に露
光位置に配置される。レチクルの検査は、投影露光と平
行して行われるため、レチクルの検査によりスループッ
トが低下することがない。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態の1
例である電子線投影露光装置の要部を示す図である。図
1において、100A、100Bはレチクル、101は
レチクルステージ、111は照明電子光学系、112は
投影電子光学系、120、121はレチクル搬送装置、
131はレチクルローダ、132はレチクル洗浄装置で
ある。
【0016】レチクルステージ101上に電子線投影露
光用のレチクル100Aが配置されている。このレチク
ル100Aには、照明電子光学系111を通った電子線
が照射される。レチクル100Aの像は、縮小投影電子
光学系112によって縮小され、レジストを塗布したウ
エハ(図示せず)上に投影される。
【0017】この電子線投影露光装置では、レチクル1
00Aはレチクルローダ131からレチクル搬送装置1
20、121によって露光時の位置に配置される前に、
必ずレチクル洗浄装置132に送られる。そして、レチ
クル洗浄装置132で付着微粒子等を除去された後、露
光時の位置に配置される。露光に使われたレチクル10
0Aは、ある時間間隔をおいて同じパターン形状をもっ
たレチクル100Bと交換される。新たに露光時の位置
に配置されるレチクル100Bは、レチクル100Aが
露光に使用されている間にレチクルローダー131から
洗浄装置132に送られて洗浄を終えている。
【0018】レチクルを交換する際には、レチクル10
0Aがレチクル交換装置121によって露光位置から取
り出された後、レチクル100Bがレチクル交換装置1
20によって迅速に露光位置に配置され、位置決めを行
った後、速やかに露光が開始される。レチクル100A
はレチクルローダ131に格納され、ある時間間隔をお
いて、再びレチクル100Bと交換されて露光位置に配
置される。この交換の際にも、レチクル100Bを用い
た露光が行われている間にレチクル100Aの洗浄が行
われ、迅速な交換と速やかな露光の再開がなされる。
【0019】この装置では、露光に用いられているレチ
クルが、露光中に微粒子などによる汚染をどの程度受け
るかについてはあらかじめ測定が行われている。そし
て、その結果を基に、間題になる程度の汚染が起こるの
にかかる平均的な時間間隔よりも十分に短い時間間隔で
交換を行っている。レチクル交換の時間間隔は、一定時
間とするのが最も簡単であるが、間題になる程度の汚染
が起こるのにかかる平均的な時間間隔よりも十分に短い
時間間隔であれば、ある程度のばらつきがあっても差し
支えない。
【0020】また、洗浄法についてもあらかじめ実験を
行い、平均的な汚染に対して十分な効果を有する程度の
洗浄が施される。このような電子線投影露光装置によれ
ぱ、装置の処理能力を低下させることなく、レチクルへ
の微粒子などの付着を抑制することができる。
【0021】図2は、本発明の実施の形態の他の例であ
る電子線投影露光装置の要部を示す図である。図2にお
いて、200A、200B、200Cはレチクル、20
1はレチクルステージ、210は電子源、211は照明
電子光学系、212は投影電子光学系、213はウェハ
ステージ、214はウェハ、220、221はレチクル
搬送装置、231はレチクルローダ、232はレチクル
洗浄装置、233はレチクル検査装置、240は真空容
器である。
【0022】真空容器240内は、電子が散乱すること
を防ぐため、10-4Pa以下の圧力になるように排気装
置(図示せず)によって排気されている。真空容器24
0内には電子源210、照明電子光学系211、レチク
ルステージ201、投影電子光学系212、ウエハステ
ージ213が配置され、電子線によってレチクル200
A上のパターンがウエハ214上に投影・転写される。
【0023】本電子線投影露光装置は、同じパターンを
有する2枚のレチクル200A、200Bを有してい
る。この2枚のレチクルは、ある時間間隔を置いて交換
される。交換の時間間隔△tは、露光時に問題となる微
粒子がレチクル上に付着する時間の平均をt、標準偏差
をσとしたときに、△t=t−3σとなるように設定さ
れている。すなわち、露光時に問題となる微粒子がレチ
クル上に付着する確率が、約0.3%以下となるようにさ
れている。
【0024】最初、レチクル200Aは、レチクル搬送
装置220によってレチクルローダ231からレチクル
洗浄装置232へ搬送され、レチクル洗浄装置232に
より微粒子が除去される。その後、レチクル搬送装置2
20によってレチクルステージ201に運ぱれ、アライ
メントの後、露光が行われる。レチクルの交換時期が近
づくと、レチクル200Bがレチクル搬送装置220に
よってレチクルローダ231からレチクル洗浄装置23
2へ搬送されて、レチクル洗浄装置232により微粒子
が除去され、その後、レチクルの迅速な交換に適した位
置で待機する。
【0025】レチクル洗浄装置232はレーザー照射に
よって付着微粒子を除去するレーザークリーニング装置
であり、真空中でレチクルの洗浄が行えるため、微粒子
を巻き上げて微粒子汚染の原因となるおそれのある真空
のリーク・排気の必要がない。
【0026】レチクルの交換時には、レチクル200A
がレチクル搬送装置221によってレチクルステージ2
01から取り外されると、待機していたレチクル200
Bがレチクル搬送装置220によって迅速にレチクルス
テージ201に運ぱれる。すると直ちにレチクル200
Bのアライメントが始まり、露光が再開される。
【0027】この間にレチクル200Aはレチクル検査
装置233に運ばれ、微粒子等の付着やパターンの破壊
などが見られないか検査がなされる。微粒子等の付着や
パターンの破壊が見られない場合には、レチクル200
Aは、そのまま次交換時から投影露光用レチクルとして
使用される。微粒子等の付着が見られた場合には、レチ
クル200Aはレチクル洗浄装置32に送られ、洗浄を
行った後、次の交換時から投影露光用レチクルとして使
用される。
【0028】パターンに破壊が見られ、露光に使用する
ことが困難な場合にはレチクルローダー231中の予備
レチクル200Cが次の交換時から使用される。このよ
うに、電子線投影露光装置に同じ形状のレチクルを複数
用意し、それらをある時間間隔をおいて交換し、露光に
使用していないレチクルについて洗浄や形状検査を行う
ことによって、装置としての処理能力を低下させること
なくレチクルへの微粒子の付着の可能性を低減すること
ができる。
【0029】本実施の形態では、レチクル交換の時間間
隔を△t=t−3σとしたが、間題になる程度の汚染が
起こるのにかかる平均的な時間間隔よりも十分に短い時
間間隔であればよく、これに限るものではない。又、本
実施の形態では、基本的には2枚のレチクルを交換して
使用しているが、この枚数に限るものではなく、3枚以
上のレチクルを順次使用するようにしてもよい。
【0030】さらに、本実施の形態では、レチクル洗浄
装置としてレーザークリーニング装置を用いているが、
レチクルの十分な洗浄が行えれぱこれに限るものではな
く、又、真空のリーク・排気時の微粒子汚染に対して十
分な対策を講じれぱ、大気圧下で洗浄を行ってもよい。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、同じパターンを有する複数枚のレチクルを組にして
使用し、ひとつのレチクルを露光位置に配置して投影露
光に使用している間に、他のレチクルの表面に付着した
微粒子等を洗浄等により除去し、順次レチクルを交換し
て投影露光に使用しているので、微粒子による汚染の可
能性の低いレチクルが常に露光に使用されることにな
り、製品歩留まりを高くすることができる。又、投影露
光と洗浄等が並行して行われるため、高いスループット
を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の1例である電子線投影露
光装置の要部を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態の他の例である電子線投影
露光装置の要部を示す図である。
【符号の説明】
100A,100B,200A,200B,200C…
レチクル 101,201…レチクルステージ 210…電子源 111,211…照明電子光学系 112,212…投影電子光学系 213…ウエハステージ 214…ウエハ 120,121,220,221…レチクル搬送装置 131,231…レチクルローダ 132,232…レチクル洗浄装置 233…レチクル検査装置 240…真空容器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レチクル上に構成されたパターンを荷電
    粒子線によって目的物表面に投影する荷電粒子線投影露
    光装置において、同じパターンを有するレチクルを2つ
    以上使用し、露光装置内の露光位置に配置するレチクル
    を、時間間隔をおいて同じパターンを有する他のレチク
    ルと交換し、露光位置に配置されていないレチクルに対
    して、表面の微粒子等を除去する操作を行うようにした
    ことを特徴とする荷電粒子線露光装置。
  2. 【請求項2】 レチクルの表面の微粒子等を除去する操
    作を、当該レチクルを露光位置に配置する直前に行うよ
    うにしたことを特徴とする請求項1に記載の荷電粒子線
    露光装置。
  3. 【請求項3】 レチクル表面への微粒子の付着やレチク
    ルパターンの破壊の有無を検査するレチクル検査装置
    を、露光位置とは別の場所に設けたことを特徴とする請
    求項1又は請求項2に記載の荷電粒子線露光装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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