JP2001257150A - マスク清浄方法及びそれを用いるデバイス製造方法と電子ビーム露光装置 - Google Patents
マスク清浄方法及びそれを用いるデバイス製造方法と電子ビーム露光装置Info
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- G03F1/82—Auxiliary processes, e.g. cleaning or inspecting
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子ビーム露光装置に取り付けられたマスク
をクリーニングするためにスループットが大幅に低下す
ることのないマスク清浄方法等を提供する。 【解決手段】 基板９上の所定の領域に塗布されたレジ
ストにマスク４上のパターンを投影露光するための電子
ビーム露光装置におけるマスク清浄方法であって、
（ａ）所望のパターンが形成されたマスク４を電子ビー
ム露光装置内に設置する工程と、（ｂ）電子ビーム露光
装置内を減圧する工程と、（ｃ）電子ビーム３をマスク
４に向けて照射し、マスク４を通過した電子ビームを偏
向させてレジストが塗布された領域以外に逃がす工程と
を具備する。
をクリーニングするためにスループットが大幅に低下す
ることのないマスク清浄方法等を提供する。 【解決手段】 基板９上の所定の領域に塗布されたレジ
ストにマスク４上のパターンを投影露光するための電子
ビーム露光装置におけるマスク清浄方法であって、
（ａ）所望のパターンが形成されたマスク４を電子ビー
ム露光装置内に設置する工程と、（ｂ）電子ビーム露光
装置内を減圧する工程と、（ｃ）電子ビーム３をマスク
４に向けて照射し、マスク４を通過した電子ビームを偏
向させてレジストが塗布された領域以外に逃がす工程と
を具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マスク上のパター
ンを電子ビームによりレジスト等に転写する電子ビーム
リソグラフィー技術におけるマスク清浄方法に関する。
さらに、本発明は、そのようなマスク清浄方法を用いる
デバイス製造方法、及び、電子ビーム露光装置に関す
る。
ンを電子ビームによりレジスト等に転写する電子ビーム
リソグラフィー技術におけるマスク清浄方法に関する。
さらに、本発明は、そのようなマスク清浄方法を用いる
デバイス製造方法、及び、電子ビーム露光装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、マスク（レチクル）を使用す
る露光装置を用いて半導体ウエハ上のレジスト等を露光
する場合に、マスク上にゴミが存在すると、レジスト上
で露光されるパターンに悪影響を及ぼし、半導体素子の
誤動作や不良の原因となる。
る露光装置を用いて半導体ウエハ上のレジスト等を露光
する場合に、マスク上にゴミが存在すると、レジスト上
で露光されるパターンに悪影響を及ぼし、半導体素子の
誤動作や不良の原因となる。
【０００３】光露光装置においては、マスク上にペリク
ルと呼ばれる薄膜を張り、ゴミが直接マスクに付着する
ことを防いでいる。このペリクル上のゴミはレジスト上
に結像されないため、露光パターンに対するマスク上の
ゴミの影響は軽減される。
ルと呼ばれる薄膜を張り、ゴミが直接マスクに付着する
ことを防いでいる。このペリクル上のゴミはレジスト上
に結像されないため、露光パターンに対するマスク上の
ゴミの影響は軽減される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一方、電子ビーム露光
装置においては、ペリクルに相当するものを実現するこ
とは困難である。電子ビームを透過する薄膜は存在する
が、そのような薄膜は露光ビームの性質に悪影響を与え
るため、実質的には使用することができない。小型マス
クを使用する電子ビーム露光装置（セルプロジェクショ
ン等と呼ばれる）においては、ペリクルに相当するもの
は使用されず、ゴミが付着したり汚れたりしたマスクは
廃棄され、新しいマスクに交換されていた。
装置においては、ペリクルに相当するものを実現するこ
とは困難である。電子ビームを透過する薄膜は存在する
が、そのような薄膜は露光ビームの性質に悪影響を与え
るため、実質的には使用することができない。小型マス
クを使用する電子ビーム露光装置（セルプロジェクショ
ン等と呼ばれる）においては、ペリクルに相当するもの
は使用されず、ゴミが付着したり汚れたりしたマスクは
廃棄され、新しいマスクに交換されていた。
【０００５】しかしながら、大型マスクを使用する一括
転写タイプの電子ビーム露光装置においては、マスクが
高価であるため簡単には交換できない。そこで、唯一の
対策は、電子ビーム露光装置内でのゴミの発生を極力抑
えると共に、マスクを汚さないことであった。それで
も、電子ビーム露光装置を用いてウエハ上の複数の領域
に連続転写を行う際にはウエハステージを高速で走査さ
せるため、電子ビーム露光装置内のステージ等の可動部
の摺動部分から発生する微粒子や、真空吸排時に外から
侵入する微粒子は避けられず、それがマスク上に付着し
てゴミとなってしまう。従って、マスク上のパターンを
正確にレジストに転写するためには、マスクのクリーニ
ングが不可欠となる。
転写タイプの電子ビーム露光装置においては、マスクが
高価であるため簡単には交換できない。そこで、唯一の
対策は、電子ビーム露光装置内でのゴミの発生を極力抑
えると共に、マスクを汚さないことであった。それで
も、電子ビーム露光装置を用いてウエハ上の複数の領域
に連続転写を行う際にはウエハステージを高速で走査さ
せるため、電子ビーム露光装置内のステージ等の可動部
の摺動部分から発生する微粒子や、真空吸排時に外から
侵入する微粒子は避けられず、それがマスク上に付着し
てゴミとなってしまう。従って、マスク上のパターンを
正確にレジストに転写するためには、マスクのクリーニ
ングが不可欠となる。
【０００６】従来は、マスクにゴミが付着したり汚れた
りした場合には、内部が真空（減圧雰囲気）に保たれて
いる電子ビーム露光装置から真空外にマスクを取り出し
てクリーニングしていた。そのために、真空状態を破る
必要があり、電子ビーム露光装置のスループットが大幅
に低下するという問題があった。
りした場合には、内部が真空（減圧雰囲気）に保たれて
いる電子ビーム露光装置から真空外にマスクを取り出し
てクリーニングしていた。そのために、真空状態を破る
必要があり、電子ビーム露光装置のスループットが大幅
に低下するという問題があった。
【０００７】そこで、上記の点に鑑み、本発明の目的
は、電子ビーム露光装置に取り付けられたマスクをクリ
ーニングするためにスループットが大幅に低下すること
のないマスク清浄方法を提供することである。また、本
発明のさらなる目的は、そのようなマスク清浄方法を用
いるデバイス製造方法及び電子ビーム露光装置を提供す
ることである。
は、電子ビーム露光装置に取り付けられたマスクをクリ
ーニングするためにスループットが大幅に低下すること
のないマスク清浄方法を提供することである。また、本
発明のさらなる目的は、そのようなマスク清浄方法を用
いるデバイス製造方法及び電子ビーム露光装置を提供す
ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、本発明に係るマスク清浄方法は、基板上の所定の領
域に塗布されたレジストにマスク上のパターンを投影露
光するための電子ビーム露光装置におけるマスク清浄方
法であって、（ａ）所望のパターンが形成されたマスク
を電子ビーム露光装置内に設置する工程と、（ｂ）電子
ビーム露光装置内を減圧する工程と、（ｃ）電子ビーム
をマスクに向けて照射し、マスクを通過した電子ビーム
を偏向させてレジストが塗布された領域以外に逃がす工
程とを具備する。
め、本発明に係るマスク清浄方法は、基板上の所定の領
域に塗布されたレジストにマスク上のパターンを投影露
光するための電子ビーム露光装置におけるマスク清浄方
法であって、（ａ）所望のパターンが形成されたマスク
を電子ビーム露光装置内に設置する工程と、（ｂ）電子
ビーム露光装置内を減圧する工程と、（ｃ）電子ビーム
をマスクに向けて照射し、マスクを通過した電子ビーム
を偏向させてレジストが塗布された領域以外に逃がす工
程とを具備する。
【０００９】また、本発明に係るデバイス製造方法は、
（ａ）所定の領域にレジストが塗布された基板と、所望
のパターンが形成されたマスクとを、電子ビーム露光装
置内に設置する工程と、（ｂ）電子ビーム露光装置内を
減圧する工程と、（ｃ）電子ビームをマスクに向けて照
射し、マスクを通過した電子ビームを偏向させてレジス
トが塗布された領域以外に逃がす工程と、（ｄ）電子ビ
ームをマスクに向けて照射し、マスクを通過した電子ビ
ームをレジストが塗布された領域に導くことにより、マ
スク上のパターンをレジストに投影露光する工程とを具
備する。
（ａ）所定の領域にレジストが塗布された基板と、所望
のパターンが形成されたマスクとを、電子ビーム露光装
置内に設置する工程と、（ｂ）電子ビーム露光装置内を
減圧する工程と、（ｃ）電子ビームをマスクに向けて照
射し、マスクを通過した電子ビームを偏向させてレジス
トが塗布された領域以外に逃がす工程と、（ｄ）電子ビ
ームをマスクに向けて照射し、マスクを通過した電子ビ
ームをレジストが塗布された領域に導くことにより、マ
スク上のパターンをレジストに投影露光する工程とを具
備する。
【００１０】さらに、本発明に係る電子ビーム露光装置
は、基板上の所定の領域に塗布されたレジストにマスク
上のパターンを投影露光する電子ビーム露光装置であっ
て、電子ビーム露光装置内を減圧するために用いる密閉
手段と、電子ビームを放出する電子銃と、電子銃から放
出された電子ビームを偏向させる偏向器と、第１のモー
ドにおいて、電子ビームをマスクに向けて照射すると共
に、マスクを通過した電子ビームを偏向させてレジスト
が塗布された領域以外に逃がすように偏向器を制御し、
第２のモードにおいて、電子ビームをマスクに向けて照
射すると共に、マスクを通過した電子ビームをレジスト
が塗布された領域に導くように偏向器を制御することに
より、マスク上のパターンをレジストに投影露光させる
制御手段とを具備する。
は、基板上の所定の領域に塗布されたレジストにマスク
上のパターンを投影露光する電子ビーム露光装置であっ
て、電子ビーム露光装置内を減圧するために用いる密閉
手段と、電子ビームを放出する電子銃と、電子銃から放
出された電子ビームを偏向させる偏向器と、第１のモー
ドにおいて、電子ビームをマスクに向けて照射すると共
に、マスクを通過した電子ビームを偏向させてレジスト
が塗布された領域以外に逃がすように偏向器を制御し、
第２のモードにおいて、電子ビームをマスクに向けて照
射すると共に、マスクを通過した電子ビームをレジスト
が塗布された領域に導くように偏向器を制御することに
より、マスク上のパターンをレジストに投影露光させる
制御手段とを具備する。
【００１１】上記構成によれば、減圧雰囲気となってい
る電子ビーム露光装置内において、露光用の電子ビーム
を用いてマスクのクリーニングを行うので、マスクの取
り出しのために減圧雰囲気を破る必要がなく、スループ
ットを大幅に低下させずにマスクをクリーニングするこ
とができる。
る電子ビーム露光装置内において、露光用の電子ビーム
を用いてマスクのクリーニングを行うので、マスクの取
り出しのために減圧雰囲気を破る必要がなく、スループ
ットを大幅に低下させずにマスクをクリーニングするこ
とができる。
【００１２】ここで、工程（ｃ）又は第１のモードにお
いて、レジストにパターンを露光する際におけるよりも
強い強度で電子ビームを照射して、マスクに付着してい
るゴミを蒸発させることによりクリーニングを行っても
良い。
いて、レジストにパターンを露光する際におけるよりも
強い強度で電子ビームを照射して、マスクに付着してい
るゴミを蒸発させることによりクリーニングを行っても
良い。
【００１３】あるいは、工程（ｃ）又は第１のモードに
おいて、マスクに付着しているゴミに電子ビームの照射
により負の電荷を帯電させて、正の電位を与えた集塵機
に集めることによりクリーニングを行っても良い。
おいて、マスクに付着しているゴミに電子ビームの照射
により負の電荷を帯電させて、正の電位を与えた集塵機
に集めることによりクリーニングを行っても良い。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面に基いて本発明の実施
の形態について説明する。なお、同一の構成要素には同
一の参照番号を付して、説明を省略する。本発明の一実
施形態においては、電子ビーム露光装置を用いてウエハ
上のレジストを露光する工程（レジスト露光モード）の
前に、レジストを露光するために用いるマスクに電子ビ
ームを照射してゴミを除去する工程（マスク照射モー
ド）を設けて、マスクの清浄を行っている。以下では、
工程の流れに沿って、まずマスク照射モードについて先
に説明し、次にレジスト露光モードについて説明する。
の形態について説明する。なお、同一の構成要素には同
一の参照番号を付して、説明を省略する。本発明の一実
施形態においては、電子ビーム露光装置を用いてウエハ
上のレジストを露光する工程（レジスト露光モード）の
前に、レジストを露光するために用いるマスクに電子ビ
ームを照射してゴミを除去する工程（マスク照射モー
ド）を設けて、マスクの清浄を行っている。以下では、
工程の流れに沿って、まずマスク照射モードについて先
に説明し、次にレジスト露光モードについて説明する。
【００１５】図１に、本発明の一実施形態に係る電子ビ
ーム露光装置の基本的な構造、及び、マスク照射モード
における動作を示す。図１に示すように、この電子ビー
ム露光装置の主要部品は、真空（減圧）チャンバ２０内
に収められている。真空ポンプ２１によって真空チャン
バ２０内が減圧された後で電子ビーム露光装置が操作さ
れ、露光モードとマスク照射モードとの間は真空を破ら
ないで移行できる。
ーム露光装置の基本的な構造、及び、マスク照射モード
における動作を示す。図１に示すように、この電子ビー
ム露光装置の主要部品は、真空（減圧）チャンバ２０内
に収められている。真空ポンプ２１によって真空チャン
バ２０内が減圧された後で電子ビーム露光装置が操作さ
れ、露光モードとマスク照射モードとの間は真空を破ら
ないで移行できる。
【００１６】マスク照射モードにおいて、電子銃１が、
例えば１００ｋＶの電圧により下方に向けて電子ビーム
３を放出する。電子銃１の下方において、マスクステー
ジ５の上にマスク４が設置されている。電子銃１から放
出された電子ビーム３は、照明系レンズ２により平行ビ
ームとされ、マスク４を照射する。照射フィールドは、
例えば１ｍｍ角である。
例えば１００ｋＶの電圧により下方に向けて電子ビーム
３を放出する。電子銃１の下方において、マスクステー
ジ５の上にマスク４が設置されている。電子銃１から放
出された電子ビーム３は、照明系レンズ２により平行ビ
ームとされ、マスク４を照射する。照射フィールドは、
例えば１ｍｍ角である。
【００１７】マスク４としては、電子ビームを主に散乱
するメンブレン部と、電子ビームを通過させる穴あき部
とを有する散乱ステンシル（穴あき）マスクを使用して
も良いし、電子ビームを透過させる薄い基膜の上に、電
子ビームを主に散乱するメンブレン膜を形成した散乱メ
ンブレンマスクを使用しても良い。いずれにしても、メ
ンブレンを用いた散乱タイプのマスクは、電子ビーム照
射によるマスク温度上昇を抑えるために、電子ビームが
マスクで吸収されず、散乱されながら透過するような厚
みに設計されている。本実施形態においては、２μｍ厚
のシリコンを用いて作製された散乱ステンシルマスクを
使用している。
するメンブレン部と、電子ビームを通過させる穴あき部
とを有する散乱ステンシル（穴あき）マスクを使用して
も良いし、電子ビームを透過させる薄い基膜の上に、電
子ビームを主に散乱するメンブレン膜を形成した散乱メ
ンブレンマスクを使用しても良い。いずれにしても、メ
ンブレンを用いた散乱タイプのマスクは、電子ビーム照
射によるマスク温度上昇を抑えるために、電子ビームが
マスクで吸収されず、散乱されながら透過するような厚
みに設計されている。本実施形態においては、２μｍ厚
のシリコンを用いて作製された散乱ステンシルマスクを
使用している。
【００１８】さらに、マスク４の下方には、投影系の第
１レンズ６と第２レンズ８とが５００ｍｍ間隔で設けら
れており、それらの間にはダイアフラム（開口板）７が
設けられている。ダイアフラム７は、１ｍｍ厚のタンタ
ル板で作製され、１５０μｍ径の散乱電子遮蔽開口（コ
ントラストアパーチャ）が設けられており、マスク４の
フーリエ面付近に設置されている。このダイアフラム７
により、マスク４を散乱しながら透過した電子を遮蔽す
る。電子ビーム露光装置の下方には、移動可能なウエハ
ステージ１０が設けられており、その上にウエハ９が設
置されている。ウエハ９上には、直接的に、又は、絶縁
膜若しくは導電膜を介してレジストが塗布されている。
１レンズ６と第２レンズ８とが５００ｍｍ間隔で設けら
れており、それらの間にはダイアフラム（開口板）７が
設けられている。ダイアフラム７は、１ｍｍ厚のタンタ
ル板で作製され、１５０μｍ径の散乱電子遮蔽開口（コ
ントラストアパーチャ）が設けられており、マスク４の
フーリエ面付近に設置されている。このダイアフラム７
により、マスク４を散乱しながら透過した電子を遮蔽す
る。電子ビーム露光装置の下方には、移動可能なウエハ
ステージ１０が設けられており、その上にウエハ９が設
置されている。ウエハ９上には、直接的に、又は、絶縁
膜若しくは導電膜を介してレジストが塗布されている。
【００１９】また、電子ビームを偏向させるために、少
なくとも１つの偏向器１２が設けられている。マスク照
射モードにおいては、電子ビームによりマスク４が照射
され、マスク４を通過した電子ビームは、ウエハステー
ジ１０上のファラディカップ２３に入るように偏向器１
２によって偏向される。これにより、電子ビームがレジ
ストを照射しないようにしている。ここで、ファラディ
カップ２３を移動可能として、マスク照射モードにおい
てのみ、ファラディカップ２３がウエハステージ１０上
にセットされるようにしても良い。また、ウエハステー
ジ１０を移動させて、ファラディカップ２３が電子ビー
ムを収集し易いようにしても良い。
なくとも１つの偏向器１２が設けられている。マスク照
射モードにおいては、電子ビームによりマスク４が照射
され、マスク４を通過した電子ビームは、ウエハステー
ジ１０上のファラディカップ２３に入るように偏向器１
２によって偏向される。これにより、電子ビームがレジ
ストを照射しないようにしている。ここで、ファラディ
カップ２３を移動可能として、マスク照射モードにおい
てのみ、ファラディカップ２３がウエハステージ１０上
にセットされるようにしても良い。また、ウエハステー
ジ１０を移動させて、ファラディカップ２３が電子ビー
ムを収集し易いようにしても良い。
【００２０】マスク照射モードにおいても、レジスト露
光モードと同じシーケンスで電子ビームがマスク全体を
照射して行く。マスクに付着したゴミを除去するために
は、次の２つの方法のいずれかが用いられる。第１の方
法は、ゴミを高温にして蒸発させる方法である。その場
合には、出来るだけ短時間でゴミを高温にするために、
レジスト露光モードにおけるよりも電子ビームの強度
（電流）を強くすることが望ましい。本実施形態におい
ては、レジスト露光モードにおいて電子ビームの強度を
５０μＡとし、マスク照射モードにおいて電子ビームの
強度を１００μＡとした。電子ビームの照射時間につい
ては、後で詳しく説明する。第２の方法は、マスクに付
着しているゴミに電子ビームの照射により負の電荷を帯
電させて、正の電位を与えた集塵機２２に集めることに
よりクリーニングを行う方法である。いずれにしても、
マスク照射モードが終了した後で、電子ビーム露光装置
は、レジスト露光モードに移行する。
光モードと同じシーケンスで電子ビームがマスク全体を
照射して行く。マスクに付着したゴミを除去するために
は、次の２つの方法のいずれかが用いられる。第１の方
法は、ゴミを高温にして蒸発させる方法である。その場
合には、出来るだけ短時間でゴミを高温にするために、
レジスト露光モードにおけるよりも電子ビームの強度
（電流）を強くすることが望ましい。本実施形態におい
ては、レジスト露光モードにおいて電子ビームの強度を
５０μＡとし、マスク照射モードにおいて電子ビームの
強度を１００μＡとした。電子ビームの照射時間につい
ては、後で詳しく説明する。第２の方法は、マスクに付
着しているゴミに電子ビームの照射により負の電荷を帯
電させて、正の電位を与えた集塵機２２に集めることに
よりクリーニングを行う方法である。いずれにしても、
マスク照射モードが終了した後で、電子ビーム露光装置
は、レジスト露光モードに移行する。
【００２１】図２に、本発明の一実施形態に係る電子ビ
ーム露光装置の基本的な構造、及び、レジスト露光モー
ドにおける動作を示す。レジスト露光モードにおいて
も、電子銃１が、例えば１００ｋＶの電圧により下方に
向けて電子ビーム３を放出する。電子銃１から放出され
た電子ビーム３は、照明系レンズ２により平行ビームと
され、マスク４を照明する。照明フィールドは、例えば
１ｍｍ角である。
ーム露光装置の基本的な構造、及び、レジスト露光モー
ドにおける動作を示す。レジスト露光モードにおいて
も、電子銃１が、例えば１００ｋＶの電圧により下方に
向けて電子ビーム３を放出する。電子銃１から放出され
た電子ビーム３は、照明系レンズ２により平行ビームと
され、マスク４を照明する。照明フィールドは、例えば
１ｍｍ角である。
【００２２】マスク４のステンシルパターンを通過した
電子ビームは、投影系の第１レンズ６と第２レンズ８と
により、ウエハ９上に塗布してあるレジスト上に結像さ
れる。また、電子ビームは、偏向器１２によって偏向さ
れて、レジスト上で露光フィールドの像が繋ぎ合わされ
る。これにより、レジストが露光され、マスク上のパタ
ーンがレジスト上に転写される。ここで、マスク上のパ
ターンは、１／４に縮小されてレジスト上に投影される
ように設定している。
電子ビームは、投影系の第１レンズ６と第２レンズ８と
により、ウエハ９上に塗布してあるレジスト上に結像さ
れる。また、電子ビームは、偏向器１２によって偏向さ
れて、レジスト上で露光フィールドの像が繋ぎ合わされ
る。これにより、レジストが露光され、マスク上のパタ
ーンがレジスト上に転写される。ここで、マスク上のパ
ターンは、１／４に縮小されてレジスト上に投影される
ように設定している。
【００２３】レジスト露光モードにおいては、レジスト
感度やステージ速度等の露光パラメータに基づいて露光
時間を決定する。例えば、本実施形態において、５μＣ
（クーロン）／ｃｍ2のレジストを使用した場合には、
１露光フィールドの露光時間は６２．５μｓｅｃ（マス
ク照射電流５０μＡ）となる。
感度やステージ速度等の露光パラメータに基づいて露光
時間を決定する。例えば、本実施形態において、５μＣ
（クーロン）／ｃｍ2のレジストを使用した場合には、
１露光フィールドの露光時間は６２．５μｓｅｃ（マス
ク照射電流５０μＡ）となる。
【００２４】次に、マスクに付着しているゴミを高温に
して蒸発させる第１の方法を用いる場合に、マスクを照
射する電子ビームの強度及び時間について、図３を参照
しながら説明する。図３において、散乱ステンシルマス
ク４は、メンブレン部１４と穴あき部１５とを有してい
る。ここで、散乱ステンシルマスク４の上に、０．４μ
ｍ径のカーボン粒子（ゴミ）１７が載っているとする。
マスク４に照射される電子ビーム３は、メンブレン部１
４において散乱され、穴あき部１５においては通過す
る。以下の計算においては、カーボン粒子が１辺０．４
μｍの立方体であると近似する。このカーボン粒子がグ
ラファイト程度の密度を持つとすると、その密度は２．
２７×１０6ｇ／ｍ3であり、比熱は０．６６９Ｊ／ｇＫ
である。
して蒸発させる第１の方法を用いる場合に、マスクを照
射する電子ビームの強度及び時間について、図３を参照
しながら説明する。図３において、散乱ステンシルマス
ク４は、メンブレン部１４と穴あき部１５とを有してい
る。ここで、散乱ステンシルマスク４の上に、０．４μ
ｍ径のカーボン粒子（ゴミ）１７が載っているとする。
マスク４に照射される電子ビーム３は、メンブレン部１
４において散乱され、穴あき部１５においては通過す
る。以下の計算においては、カーボン粒子が１辺０．４
μｍの立方体であると近似する。このカーボン粒子がグ
ラファイト程度の密度を持つとすると、その密度は２．
２７×１０6ｇ／ｍ3であり、比熱は０．６６９Ｊ／ｇＫ
である。
【００２５】カーボン粒子における電子ビームのエネル
ギー吸収は、Ｂｅｔｈｅの式により以下の様に表され
る。 ｄＥ／ｄｘ＝１．２６８×１０9ｅＶ／ｍ 従って、カーボン粒子の厚さ０．４μｍについての電子
ビームのエネルギー吸収量は、次のように求まる。 ｄＥ＝１．２６８×１０9×０．４×１０-6＝５．０７
×１０2ｅＶ 電子ビームが１００ｋＶで加速されたとすると、加速エ
ネルギーに対するエネルギー吸収量の割合は、次のよう
になる。 ５．０７×１０2ｅＶ／１０5ｅＶ≒０．５％
ギー吸収は、Ｂｅｔｈｅの式により以下の様に表され
る。 ｄＥ／ｄｘ＝１．２６８×１０9ｅＶ／ｍ 従って、カーボン粒子の厚さ０．４μｍについての電子
ビームのエネルギー吸収量は、次のように求まる。 ｄＥ＝１．２６８×１０9×０．４×１０-6＝５．０７
×１０2ｅＶ 電子ビームが１００ｋＶで加速されたとすると、加速エ
ネルギーに対するエネルギー吸収量の割合は、次のよう
になる。 ５．０７×１０2ｅＶ／１０5ｅＶ≒０．５％
【００２６】また、電子ビームの強度が１００μＡであ
るとして、１ｍｍ2の面積に１秒間照射したときの全エ
ネルギーは、次のようになる。 １００ｋＶ×１００μＡ×１ｓｅｃ＝１０Ｊ 従って、１辺０．４μｍのカーボン粒子に照射されるエ
ネルギーは、次のようになる。 １０Ｊ×（０．４×１０-6ｍ／１×１０-3ｍ）2＝１．
６×１０-6Ｊ さらに、カーボン粒子に吸収されるエネルギーは、その
０．５％であるから、８×１０-9Ｊとなる。
るとして、１ｍｍ2の面積に１秒間照射したときの全エ
ネルギーは、次のようになる。 １００ｋＶ×１００μＡ×１ｓｅｃ＝１０Ｊ 従って、１辺０．４μｍのカーボン粒子に照射されるエ
ネルギーは、次のようになる。 １０Ｊ×（０．４×１０-6ｍ／１×１０-3ｍ）2＝１．
６×１０-6Ｊ さらに、カーボン粒子に吸収されるエネルギーは、その
０．５％であるから、８×１０-9Ｊとなる。
【００２７】次に、カーボン粒子の質量を、密度と体積
とから求める。 ２．２７×１０6×（０．４×１０-6）3＝１．４５×１
０-13ｇ カーボン粒子はマスク上に載っているのみで、ほとんど
熱的接触はないから、カーボン粒子からマスク等への熱
伝導がないとする。その場合に、カーボン粒子の温度上
昇△Ｔは、次のように求められる。 △Ｔ＝８×１０-9Ｊ／（０．６６９Ｊ／ｇＫ×１．４５×１０-13ｇ） ＝９．１７×１０5Ｋ
とから求める。 ２．２７×１０6×（０．４×１０-6）3＝１．４５×１
０-13ｇ カーボン粒子はマスク上に載っているのみで、ほとんど
熱的接触はないから、カーボン粒子からマスク等への熱
伝導がないとする。その場合に、カーボン粒子の温度上
昇△Ｔは、次のように求められる。 △Ｔ＝８×１０-9Ｊ／（０．６６９Ｊ／ｇＫ×１．４５×１０-13ｇ） ＝９．１７×１０5Ｋ
【００２８】即ち、上記条件の下で電子ビームを１秒間
照射すると、カーボン粒子の温度は約９０万度上昇す
る。カーボンの気化温度は約４９００℃であるから、電
子ビームを約６０ｍｓｅｃの間照射すれば、カーボン粒
子の温度は約５５００度上昇し、カーボン粒子は蒸発し
てしまうことになる。以上述べたように、レジスト露光
モードにおけるよりも強力な電子ビームをマスクに照射
することにより、短時間でマスクのクリーニングが可能
となる。
照射すると、カーボン粒子の温度は約９０万度上昇す
る。カーボンの気化温度は約４９００℃であるから、電
子ビームを約６０ｍｓｅｃの間照射すれば、カーボン粒
子の温度は約５５００度上昇し、カーボン粒子は蒸発し
てしまうことになる。以上述べたように、レジスト露光
モードにおけるよりも強力な電子ビームをマスクに照射
することにより、短時間でマスクのクリーニングが可能
となる。
【００２９】一方、図３に示すマスク４は散乱ステンシ
ルマスクなので、電子ビームのエネルギーは僅かしかマ
スク内に吸収されない。そのエネルギーによって発生す
る熱もマスクステージに拡散して行く。実際に、露光モ
ードでのマスク温度上昇程度しかマスク温度上昇はな
く、マスク温度上昇はマスクに対して悪影響を与えるに
は至らない。一般的にカーボン等の粒子表面は酸化され
ているため、マスクと微粒子との熱的接触抵抗を考える
と、これらの間で熱伝導が不良となるための条件はかな
り良く満足される。なお、電子ビームの照射条件は、上
記に限定されるものではなく、マスクの材質や寸法等に
基づいて適宜決定されるべきものである。
ルマスクなので、電子ビームのエネルギーは僅かしかマ
スク内に吸収されない。そのエネルギーによって発生す
る熱もマスクステージに拡散して行く。実際に、露光モ
ードでのマスク温度上昇程度しかマスク温度上昇はな
く、マスク温度上昇はマスクに対して悪影響を与えるに
は至らない。一般的にカーボン等の粒子表面は酸化され
ているため、マスクと微粒子との熱的接触抵抗を考える
と、これらの間で熱伝導が不良となるための条件はかな
り良く満足される。なお、電子ビームの照射条件は、上
記に限定されるものではなく、マスクの材質や寸法等に
基づいて適宜決定されるべきものである。
【００３０】上記においてはマスクにカーボン粒子が付
着した場合について説明したが、金属粒子の場合には、
電子ビームの吸収率が高いため、さらに短時間で蒸発す
る。また、電子ビームの軌道に影響を与えるチャージア
ップ（電荷の蓄積）の原因となるコンタミ（カーボン系
のゴミが焼き付いたもの）に対しても、マスク照射モー
ドを設けることが有効である。チャージアップが発生す
る場合にはマスクの電気的伝導度が下がっており、マス
クとコンタミとの熱的接触も悪くなっているので、上記
と同様にコンタミを蒸発させることができる。
着した場合について説明したが、金属粒子の場合には、
電子ビームの吸収率が高いため、さらに短時間で蒸発す
る。また、電子ビームの軌道に影響を与えるチャージア
ップ（電荷の蓄積）の原因となるコンタミ（カーボン系
のゴミが焼き付いたもの）に対しても、マスク照射モー
ドを設けることが有効である。チャージアップが発生す
る場合にはマスクの電気的伝導度が下がっており、マス
クとコンタミとの熱的接触も悪くなっているので、上記
と同様にコンタミを蒸発させることができる。
【００３１】図４は、本実施形態に係る電子ビーム露光
装置の構成を示すブロック図である。メインコントロー
ラ３１に接続された電子銃制御部３４によって、電子銃
１から放出される電子ビームの強度が制御される。ま
た、メインコントローラ３１に接続されたレンズ励磁コ
イル電源制御部４０によって、各レンズ２、６、８の特
性が制御される。同様に、メインコントローラ３１に接
続された偏向コイル電源制御部４１によって、偏向器１
２の特性が制御される。
装置の構成を示すブロック図である。メインコントロー
ラ３１に接続された電子銃制御部３４によって、電子銃
１から放出される電子ビームの強度が制御される。ま
た、メインコントローラ３１に接続されたレンズ励磁コ
イル電源制御部４０によって、各レンズ２、６、８の特
性が制御される。同様に、メインコントローラ３１に接
続された偏向コイル電源制御部４１によって、偏向器１
２の特性が制御される。
【００３２】マスク４はマスクステージ５上に取り付け
られており、メインコントローラ３１に接続されたマス
クステージ制御部３３によって、マスクステージ５の位
置が制御される。マスクステージ５の位置は、位置検出
器３５によって検出され、インターフェース３６を介し
てメインコントローラ３１に報告される。なお、マスク
ステージ制御部３３の制御情報は、マスクとウエハとの
相対位置を統計的な計算に基づいて最適化するために設
けられている統計計算機３２に入力される。
られており、メインコントローラ３１に接続されたマス
クステージ制御部３３によって、マスクステージ５の位
置が制御される。マスクステージ５の位置は、位置検出
器３５によって検出され、インターフェース３６を介し
てメインコントローラ３１に報告される。なお、マスク
ステージ制御部３３の制御情報は、マスクとウエハとの
相対位置を統計的な計算に基づいて最適化するために設
けられている統計計算機３２に入力される。
【００３３】同様に、メインコントローラ３１に接続さ
れたウエハステージ制御部３７によって、ウエハステー
ジ１０の位置が制御される。ウエハステージ１０の位置
は、位置検出器３８によって検出され、インターフェー
ス３９を介してメインコントローラ３１に報告されると
共に、統計計算機３２にも入力される。なお、ウエハス
テージ制御部３７の制御情報も、統計計算機３２に入力
される。
れたウエハステージ制御部３７によって、ウエハステー
ジ１０の位置が制御される。ウエハステージ１０の位置
は、位置検出器３８によって検出され、インターフェー
ス３９を介してメインコントローラ３１に報告されると
共に、統計計算機３２にも入力される。なお、ウエハス
テージ制御部３７の制御情報も、統計計算機３２に入力
される。
【００３４】マスク照射モードにおいて、メインコント
ローラ３１は、電子銃１が電子ビームをマスク４に向け
て照射するように電子銃制御部３４を制御すると共に、
偏向器１２がマスク４を通過した電子ビームを偏向させ
てレジストが塗布された領域以外に逃がすように偏向コ
イル電源制御部４１を制御する。また、メインコントロ
ーラ３１は、ファラディカップ２３に正の電位を与え
て、電子ビームをファラディカップ２３に導くようにし
ても良い。
ローラ３１は、電子銃１が電子ビームをマスク４に向け
て照射するように電子銃制御部３４を制御すると共に、
偏向器１２がマスク４を通過した電子ビームを偏向させ
てレジストが塗布された領域以外に逃がすように偏向コ
イル電源制御部４１を制御する。また、メインコントロ
ーラ３１は、ファラディカップ２３に正の電位を与え
て、電子ビームをファラディカップ２３に導くようにし
ても良い。
【００３５】さらに、マスクに付着しているゴミを集塵
機２２に集めることによりクリーニングを行う第２の方
法を用いる場合には、マスク照射モードにおいて、メイ
ンコントローラ３１が集塵機２２を制御する。即ち、電
子ビームをマスク４に向けて照射するのと同時に、ある
いは照射した後に、集塵機２２に正の電位を与えること
により、負の電荷が帯電したゴミを集塵機２２に集める
ようにする。ただし、電子ビームの照射と同時に集塵す
る場合には、これらの集塵機は、電子ビームに影響しな
い位置、即ち、集塵機が電子ビームから見えない位置に
配置されなければならない。
機２２に集めることによりクリーニングを行う第２の方
法を用いる場合には、マスク照射モードにおいて、メイ
ンコントローラ３１が集塵機２２を制御する。即ち、電
子ビームをマスク４に向けて照射するのと同時に、ある
いは照射した後に、集塵機２２に正の電位を与えること
により、負の電荷が帯電したゴミを集塵機２２に集める
ようにする。ただし、電子ビームの照射と同時に集塵す
る場合には、これらの集塵機は、電子ビームに影響しな
い位置、即ち、集塵機が電子ビームから見えない位置に
配置されなければならない。
【００３６】レジスト露光モードにおいて、メインコン
トローラ３１は、電子銃１が電子ビームをマスク４に向
けて照射するように電子銃制御部３４を制御すると共
に、偏向器１２が電子ビームをレジスト上で走査させる
ように偏向コイル電源制御部４１を制御することによ
り、マスク４上のパターンをレジストに投影露光させ
る。
トローラ３１は、電子銃１が電子ビームをマスク４に向
けて照射するように電子銃制御部３４を制御すると共
に、偏向器１２が電子ビームをレジスト上で走査させる
ように偏向コイル電源制御部４１を制御することによ
り、マスク４上のパターンをレジストに投影露光させ
る。
【００３７】
【発明の効果】以上述べた様に、本発明によれば、減圧
状態となっている電子ビーム露光装置内において、露光
用の電子ビームを用いてマスクのクリーニングを行うの
で、マスクの取り出しのために減圧状態を解除する必要
がなく、スループットを大幅に低下させずにマスクをク
リーニングすることができる。
状態となっている電子ビーム露光装置内において、露光
用の電子ビームを用いてマスクのクリーニングを行うの
で、マスクの取り出しのために減圧状態を解除する必要
がなく、スループットを大幅に低下させずにマスクをク
リーニングすることができる。
【図１】本発明の一実施形態に係る電子ビーム露光装置
の基本的な構造、及び、マスク照射モードにおける動作
を示す断面図である。
の基本的な構造、及び、マスク照射モードにおける動作
を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電子ビーム露光装置
の基本的な構造、及び、レジスト露光モードにおける動
作を示す断面図である。
の基本的な構造、及び、レジスト露光モードにおける動
作を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電子ビーム露光装置
において、散乱ステンシルマスクと、その上に載ってい
るカーボン粒子を示す断面図である。
において、散乱ステンシルマスクと、その上に載ってい
るカーボン粒子を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る電子ビーム露光装置
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
１ 電子銃 ２ 照明系レンズ ３ 電子ビーム ４ マスク ５ マスクステージ ６、８ 投影系レンズ ７ ダイアフラム ９ ウエハ １０ ウエハステージ １２ 偏向器 １４ メンブレン部 １５ ステンシル部 １７ カーボン粒子（ゴミ） ２０ 真空チャンバ ２１ 真空ポンプ ２２ 集塵機 ２３ ファラディカップ ３１ メインコントローラ ３２ 統計計算機 ３３ マスクステージ制御部 ３４ 電子銃制御部 ３５、３８ 位置検出器 ３６、３９ インターフェース ３７ ウエハステージ制御部 ４０ レンズ励磁コイル電源制御部 ４１ 偏向コイル電源制御部
Claims (9)
- 【請求項１】 基板上の所定の領域に塗布されたレジス
トにマスク上のパターンを投影露光するための電子ビー
ム露光装置におけるマスク清浄方法であって、 （ａ）所望のパターンが形成されたマスクを電子ビーム
露光装置内に設置する工程と、 （ｂ）前記電子ビーム露光装置内を減圧する工程と、 （ｃ）電子ビームを前記マスクに向けて照射し、前記マ
スクを通過した電子ビームを偏向させて前記レジストが
塗布された領域以外に逃がす工程と、を具備することを
特徴とするマスク清浄方法。 - 【請求項２】 工程（ｃ）が、前記レジストが塗布され
た領域にマスク上のパターンを投影露光する際における
よりも強い強度で電子ビームを照射して、前記マスクに
付着しているゴミを蒸発させる工程を含むことを特徴と
する請求項１記載のマスク清浄方法。 - 【請求項３】 工程（ｃ）が、マスクに付着しているゴ
ミに電子ビームの照射により負の電荷を帯電させて、正
の電位を与えた集塵機に集める工程を含むことを特徴と
する請求項１記載のマスク清浄方法。 - 【請求項４】 （ａ）所定の領域にレジストが塗布され
た基板と、所望のパターンが形成されたマスクとを、電
子ビーム露光装置内に設置する工程と、 （ｂ）前記電子ビーム露光装置内を減圧する工程と、 （ｃ）電子ビームを前記マスクに向けて照射し、前記マ
スクを通過した電子ビームを偏向させて前記レジストが
塗布された領域以外に逃がす工程と、 （ｄ）電子ビームを前記マスクに向けて照射し、前記マ
スクを通過した電子ビームを前記レジストが塗布された
領域に導くことにより、前記マスク上のパターンを前記
レジストに投影露光する工程と、を具備することを特徴
とするデバイス製造方法。 - 【請求項５】 工程（ｃ）が、工程（ｄ）におけるより
も強い強度で電子ビームを照射して、前記マスクに付着
しているゴミを蒸発させる工程を含むことを特徴とする
請求項４記載のデバイス製造方法。 - 【請求項６】 工程（ｃ）が、マスクに付着しているゴ
ミに電子ビームの照射により負の電荷を帯電させて、正
の電位を与えた集塵機に集める工程を含むことを特徴と
する請求項４記載のデバイス製造方法。 - 【請求項７】 基板上の所定の領域に塗布されたレジス
トにマスク上のパターンを投影露光する電子ビーム露光
装置であって、 前記電子ビーム露光装置内を減圧するために用いる密閉
手段と、 電子ビームを放出する電子銃と、 前記電子銃から放出された電子ビームを偏向させる偏向
器と、 第１のモードにおいて、電子ビームを前記マスクに向け
て照射すると共に、前記マスクを通過した電子ビームを
偏向させて前記レジストが塗布された領域以外に逃がす
ように前記偏向器を制御し、第２のモードにおいて、電
子ビームを前記マスクに向けて照射すると共に、前記マ
スクを通過した電子ビームを前記レジストが塗布された
領域に導くように前記偏向器を制御することにより、前
記マスク上のパターンを前記レジストに投影露光させる
制御手段と、を具備することを特徴とする電子ビーム露
光装置。 - 【請求項８】 前記制御手段が、第１のモードにおい
て、第２のモードにおけるよりも強い強度で電子ビーム
を照射して、前記マスクに付着しているゴミを蒸発させ
るように前記電子銃を制御することを特徴とする請求項
７記載の電子ビーム露光装置。 - 【請求項９】 前記制御手段の制御の下で正の電位を与
えられ、電子ビームの照射により負の電荷を帯電したゴ
ミを集める集塵機をさらに具備することを特徴とする請
求項７記載の電子ビーム露光装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000068034A JP2001257150A (ja) | 2000-03-13 | 2000-03-13 | マスク清浄方法及びそれを用いるデバイス製造方法と電子ビーム露光装置 |
| US09/805,747 US20020053353A1 (en) | 2000-03-13 | 2001-03-13 | Methods and apparatus for cleaning an object using an electron beam, and device-fabrication apparatus comprising same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000068034A JP2001257150A (ja) | 2000-03-13 | 2000-03-13 | マスク清浄方法及びそれを用いるデバイス製造方法と電子ビーム露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001257150A true JP2001257150A (ja) | 2001-09-21 |
Family
ID=18587144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000068034A Pending JP2001257150A (ja) | 2000-03-13 | 2000-03-13 | マスク清浄方法及びそれを用いるデバイス製造方法と電子ビーム露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001257150A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008501232A (ja) * | 2004-05-28 | 2008-01-17 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | マスク基板のクリーニング |
| CN110496825A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-11-26 | 上海华力集成电路制造有限公司 | 真空腔污染颗粒的清除装置和方法 |
-
2000
- 2000-03-13 JP JP2000068034A patent/JP2001257150A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008501232A (ja) * | 2004-05-28 | 2008-01-17 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | マスク基板のクリーニング |
| CN110496825A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-11-26 | 上海华力集成电路制造有限公司 | 真空腔污染颗粒的清除装置和方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040608 |