JP2010190985A - 荷電粒子ビーム描画装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マスクに荷電粒子ビームを照射して所定のパターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置であって、額縁状のフレーム１０ａにアースピン１０ｃを垂設して成るアース体１０をマスクＷにセットして描画を行うものにおいて、マスクにその種類に応じたアース体をセットでき、且つ、スループットの低下も防止できるようにする。
【解決手段】アース体１０用のセット室９に、複数種のアース体１０を保持し、これらアース体１０のうちからマスクＷの種類に応じた１つのアース体１０を選択してマスクＷにセットするセット装置１１を設置する。セット装置１１は、複数種のアース体１０を上下方向の間隔を存して保持する上下複数段の棚部１２ａ，１２ｂを有する保持枠１２と、この保持枠１２を昇降させる昇降手段１３とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、ガラス基板上に遮光膜とレジスト膜とを順に積層して成るマスクに荷電粒子ビームを照射して所定のパターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置に関する。

荷電粒子ビーム描画装置は、マスクを載置するステージを設置した描画室と、ステージに載置したマスクに荷電粒子ビームを照射するビーム照射手段と、搬送ロボットとを備えており、搬送ロボットによりマスクを描画室に搬送してステージに載置するようにしている。ところで、マスクに荷電粒子ビームを照射してパターンを描画していくと、マスクの遮光膜が帯電してしまう。かかる状態のまま描画を続行すると、帯電による電荷の影響で荷電粒子ビームの軌道が曲げられてしまい、描画位置がずれたり、ビームがぼけてしまうといった問題を生ずる。

そこで、従来、額縁状のフレームにアースピンを垂設して成るアース体を用い、アース体をマスクにセットして、アースピンの下端をマスクのレジスト膜を突き破って遮光膜に接触させるようにしたものが知られている(例えば、特許文献１参照。)。これによれば、遮光膜をアースピンを介してアースすることにより、遮光膜の帯電を防止することができる。尚、アース体を使用する場合は、アース体のセット室を設け、搬送ロボットによりマスクをセット室に搬送して、マスクにアース体をセットした後、マスクをアース体と共に描画室に搬送してステージに載置するようにしている。

ところで、遮光膜とレジスト膜の膜厚は、一般的に、それぞれ７０ｎｍ、３００ｎｍであるが、最近は、ＬＳＩの高集積化に伴い微細な線幅のマスクが要求されている。そのためには、遮光膜とレジスト膜の膜厚をそれぞれ１０ｎｍ、５０ｎｍ程度まで薄膜化することが必要になっている。

ここで、遮光膜を薄膜化すると、遮光膜の電気抵抗値が高くなるため、遮光膜から電荷を効率良くアースするには、アースピンの本数を増すことが必要になる。また、特許文献１記載のアースピンは、下端部が針状に尖っているが、このようなアースピンを用いると、遮光膜とレジスト膜を上記の如く薄膜化した場合、アースピンの下端がレジスト膜のみならず遮光膜をも突き破ってしまう。これでは、アースピンに作用する荷重がマスクのガラス基板に逃げ、遮光膜に対するアースピンの接触圧が低下して両者間の接触抵抗が増加し、遮光膜から電荷を効率良くアースできなくなる。一方、アースピンの下端を球状面や平坦面に形成すれば、貫通力が弱くなり、アースピンの下端が遮光膜にこれを突き破ることなく接触する。

従って、アースピンの本数やアースピンの下端の形状が異なる複数種のアース体を用意し、マスクの種類(遮光膜、レジスト膜の膜厚)に応じてアース体を交換すればよい。然し、この場合には、マスクの種類を変更するときに、前の種類に対応するアース体をセット室から取り出して、次の種類に対応するアース体をセット室に投入することが必要になり、この交換作業に時間がかかって、スループットが低下する。

特開２００８−５８８０９号公報

本発明は、以上の点に鑑み、マスクにその種類に応じたアース体をセットでき、且つ、スループットの低下も防止できるようにした荷電粒子ビーム描画装置を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、ガラス基板上に遮光膜とレジスト膜とを順に積層して成るマスクに荷電粒子ビームを照射して所定のパターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置であって、マスクを載置するステージを設置した描画室と、前記ステージに載置したマスクに荷電粒子ビームを照射するビーム照射手段と、額縁状のフレームに、下端がレジスト膜を突き破って遮光膜に接触するアースピンを垂設して成るアース体と、このアース体をマスクにセットするセット室と、搬送ロボットとを備え、この搬送ロボットによりマスクを前記セット室に搬送して、前記アース体をマスクにセットした後、マスクを前記アース体と共に描画室に搬送して前記ステージに載置するものにおいて、前記セット室に、複数種のアース体を保持し、これらアース体のうちからマスクの種類に応じた１つのアース体を選択してマスクにセットするセット装置が設置されることを特徴とする。

本発明において、前記セット装置は、前記複数種のアース体を上下方向の間隔を存して保持する上下複数段の棚部を有する保持枠と、この保持枠を昇降させる昇降手段とを備え、前記セット室への前記搬送ロボットによるマスクの搬入高さの直上部にこのマスクに対応する所定のアース体が位置するように前記保持枠を昇降調整し、マスク搬入後に前記保持枠を下降させ、或いは、前記搬送ロボットによりマスクを上昇させて、所定のアース体をマスクにセットするように構成できる。

また、前記セット装置は、前記複数種のアース体を上下方向の間隔を存して保持する上下複数段の棚部を有する保持枠を備え、前記搬送ロボットによりマスクを当該マスクに対応する所定のアース体の直下部に搬入した後、前記搬送ロボットによりマスクを上昇させて、所定のアース体をマスクにセットするように構成してもよい。

また、本発明において、前記複数種のアース体は、前記アースピンの本数が互いに異なるものや、アースピンの下端の形状が互いに異なるものとすることができる。

本発明によれば、セット室に設置したセット装置によりマスクの種類に対応する所定のアース体をマスクにセットすることができる。そのため、マスクの種類を変更する際に、前の種類のマスクに対応するアース体をセット室から取り出して、次の種類のマスクに対応するアース体をセット室に投入する交換作業を行う必要がなく、スループットの低下を防止できる。

本発明の実施形態の描画装置である電子ビーム描画装置を示す模式的断面図。 上記電子ビーム描画装置の模式的切断平面図。 (ａ)上記電子ビーム描画装置に備えるセット装置により薄膜化マスクにこれに対応するアース体をセットするときの状態を示す説明図、(ｂ)上記セット装置により通常のマスクにこれに対応するアース体をセットするときの状態を示す説明図。 (ａ)通常のマスクに対応するアース体を示す斜視図、(ｂ)薄膜化マスクに対応するアース体を示す斜視図。 アース体のアースピンの取付け部分の拡大断面図。 (ａ) 通常のマスクに対応するアース体に設けるアースピンの下部の拡大側面図、(ｂ)薄膜化マスクに対応するアース体に設けるアースピンの下部の拡大側面図。

図１、図２は荷電粒子ビーム描画装置の一例である電子ビーム描画装置を示している。電子ビーム描画装置は、マスクＷに電子ビームを照射して所定のパターンを描画するものである。

マスクＷは、図６に示す如く、ガラス基板Ｗａ上に、Ｃｒ等の金属製の遮光膜Ｗｂとレジスト膜Ｗｃとを順に積層して成るものである。マスクＷには、遮光膜Ｗｂ、レジスト膜Ｗｃの厚さがそれぞれ７０ｎｍ、３００ｎｍ程度である図６(ａ)に示す通常のマスクと、遮光膜Ｗｂ、レジスト膜Ｗｃの厚さがそれぞれ１０ｎｍ、５０ｎｍ程度である図６(ｂ)に示す薄膜化したマスクとがある。

電子ビーム描画装置は、マスクＷを載置するステージ１ａを設置した真空の描画室１と、描画室１の天井部に立設したビーム照射手段たる電子鏡筒２と、描画室１に隣接する位置に配置された真空のロボット室３と、ロボット室３に設置した搬送ロボット４と、ロボット室３に描画室１と反対側で隣接する位置に配置されたロードロック室５とを備えている。また、ロボット室３と描画室１及びロードロック室５との間にはそれぞれゲートバルブ６，７が介設されている。更に、ロボット室３の描画室１及びロードロック室５に隣接しない周囲２個所には、マスクＷを位置決めする処理を行うアライメント室８と、マスクＷに後記詳述するアース体１０をセットするセット室９とが配置されている。尚、描画室１、電子鏡筒２、ロボット室３、ロードロック室５、ゲートバルブ６，７及びアライメント室８の構成は従来公知であり、その詳細な説明は省略する。

搬送ロボット４は、鉛直軸線回りに旋回自在なロボット本体４ａと、ロボット本体４ａに昇降自在に支持される昇降ロッド４ｂと、昇降ロッド４ｂの上端に取り付けた屈伸自在なロボットアーム４ｃと、ロボットアーム４ｃの先端に取り付けた、マスクＷを載置するエンドエフェクタ４ｄとを有している。ロボット本体４ａには、ロボット本体４ａの旋回用と昇降ロッド４ｂの昇降用とロボットアーム４ｃの屈伸用の駆動源が内蔵されている。

マスクＷは、図外のロボットによりロードロック室５に投入される。そして、ロードロック室５を真空にした後、ゲートバルブ７を開き、搬送ロボット４によりマスクＷをロードロック室５からアライメント室８に搬送する。アライメント室８でマスクＷの位置決めを行うと、搬送ロボット４によりマスクＷをアライメント室８からセット室９に搬送して、マスクＷにアース体１０をセットする。次に、搬送ロボット４によりマスクＷをアース体１０と共にセット室９から搬出し、ゲートバルブ６を開いて、描画室１内のステージ１ａにマスクＷを搬送して載置する。

ステージ１ａは、水平の直交２方向に移動自在である。そして、ステージ１ａに載置したマスクＷに電子鏡筒２から電子ビームを照射しながらステージ１ａを移動させ、マスクＷに電子ビームを走査して所定のパターンを描画する。描画が完了すると、搬送ロボット４によりマスクＷを描画室１から搬出してセット室９に搬送し、アース体１０をマスクＷから取り外す。その後、マスクＷをロードロック室５に搬送する。

アース体１０は、図４に示す如く、マスクＷの上面周縁部を覆う大きさの額縁状のフレーム１０ａにブラケット１０ｂを介してアースピン１０ｃを複数本垂設して成るものである。アースピン１０ｃは、導電性ダイヤモンド、導電性ジルコニア等の超高硬度の導電性材料で形成されており、図５に示す如く、ブラケット１０ｂにかしめ固定される金属製のブシュ１０ｄに圧入されている。また、図示しないが、ステージ１ａ上には、フレーム１０ａの外方に張出すブラケット１１０ｂの部分に接触するアース端子が設けられており、アースピン１０ｃがブラケット１１０ｂとアース端子とを介してアースされる。

アース体１０には、図４(ａ)に示す如く、アースピン１０ｃの本数を比較的少なく(例えば、３本)した通常マスク用のもの(#１のアース体)と、図４(ｂ)に示す如く、アースピン１０ｃの本数を比較的多く（例えば、６本）した薄膜化マスク用のもの（#２のアース体）との２種類がある。また、#１のアース体１０のアースピン１０ｃは、図６(ａ)に示す如く、厚いレジスト膜Ｗｃを突き破って遮光膜Ｗｂに接触するように、下端が先鋭に形成されている。一方、#２のアース体１０のアースピン１０ｃは、図６(ｂ)に示す如く、薄膜化した遮光膜Ｗｂを突き破らないように、下端が球状面に形成されている。尚、#２のアース体１０のアースピン１０ｃの下端を平坦面に形成してもよい。

セット室９には、図３に示す如く、#１と#２のアース体１０を保持するセット装置１１が設置されている。そして、#１と#２のアース体１０のうちからマスクＷの種類に応じた１つのアース体１０を選択してマスクＷにセットするようにしている。以下、この点について詳述する。

セット装置１１は、#１と#２のアース体１０を上下方向の間隔を存して保持する上下２段の棚部１２ａ、１２ｂを有する保持枠１２と、この保持枠１２を昇降させる昇降手段たる直動アクチュエータ１３とを備えている。尚、各アース体１０は、フレーム１０ａの外方に張出すブラケット１０ｂの部分で各棚部１２ａ、１２ｂに支持される。

マスクＷの種類を通常のものから薄膜化したものに変更する際は、図３(ａ)に示す如く、セット室９への搬送ロボット４によるマスクＷの搬入高さの直上部に下段の棚部１２ｂに保持される#２のアース体１０が位置するように保持枠１２を昇降調整する。そして、薄膜化したマスクＷを搬送ロボット４によりセット室９に上記の高さで搬入した後、図３(ａ)に仮想線で示す如く、保持枠１２を下降させ、#２のアース体１０をマスクＷにセットする。

また、マスクＷの種類を薄膜化したものから通常のものに変更する際は、図３(ｂ)に示す如く、マスクＷの搬入高さの直上部に上段の棚部１２ａに保持される#１のアース体１０が位置するように保持枠１２を昇降調整する。そして、通常のマスクＷを搬送ロボット４によりセット室９に上記の高さで搬入した後、図３(ｂ)に仮想線で示す如く、保持枠１２を下降させ、#１のアース体１０をマスクＷにセットする。

尚、マスクＷは、比較的短いストロークではあるが、搬送ロボット４の昇降ロッド４ｂの動きで昇降できる。従って、セット室９にマスクＷを上記高さで搬入した後に、マスクＷを搬送ロボット４により上昇させて、アース体１０をマスクＷにセットするようにしてもよい。

また、搬送ロボット４によりマスクＷをより大きなストロークで昇降可能とすれば、直動アクチュエータ１３を省略し、保持枠１２を所定高さ(例えば、図３(ｂ)に実線で示す高さ)に固定的に配置してもよい。この場合、マスクＷが通常のものであるときは、搬送ロボット４によりマスクＷを上段の棚部１２ａに保持される#１のアース体１０の直下部に搬入した後、マスクＷを上昇させて、#１のアース体１０をマスクＷにセットし、また、マスクＷが薄膜化したものであるときは、搬送ロボット４によりマスクＷを下段の棚部１２ｂに保持される#２のアース体１０の直下部に搬入した後、マスクＷを上昇させて、#２のアース体１０をマスクＷにセットする。

何れにしても、薄膜化したマスクＷには#２のアース体１０がセットされるため、アースピン１０ｃの本数が多くなる。従って、遮光膜Ｗｂの電気抵抗値が薄膜化で高くなっても、遮光膜Ｗｂから電荷を効率良くアースできる。尚、通常のマスクＷに#２のアース体１０をセットすると、アースピン１０ｃの１本当たりに作用する荷重が軽くなり過ぎて、アースピン１０ｃの下端がレジスト膜Ｗｃを突き破れなくなる。そのため、通常のマスクＷには、アースピン１０ｃの本数を少なくした#１のアース体１０をセットしている。

また、セット室９に設置したセット装置１１によりマスクＷの種類に対応する所定のアース体１０をマスクＷにセットすることができるため、マスクＷの種類を変更する際に、前の種類のマスクＷに対応するアース体１０をセット室９から取り出して、次の種類のマスクＷに対応するアース体１０をセット室９に投入する交換作業を行う必要がなく、スループットの低下を防止できる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態は、遮光膜Ｗｂ，レジスト膜Ｗｃの厚さが異なる２種類のマスクＷに対応する#１と#２の２種類のアース体１０を保持するために、セット装置１１の保持枠１２に上下２段の棚部１２ａ，１２ｂを設けているが、保持枠１２を３種類以上のマスクＷを保持可能な上下３段以上の棚部を有するものに構成してもよい。また、マスクの大きさが変わる場合は、大きさの異なる複数種のマスクを保持枠１２に保持することも可能である。

更に、セット装置を、水平移動自在なテーブル上にその移動方向に間隔を存してマスクの保持部を複数設けたものに構成することも可能である。但し、この場合には、セット装置の設置スペースを広く必要とする。従って、省スペース化のためには、上記実施形態のように、上下複数段の棚部を有する保持枠１２を設けることが望ましい。また、上記実施形態の描画装置は、電子ビームを照射する電子ビーム描画装置であるが、イオンビーム等の他の荷電粒子ビームを照射する描画装置にも同様に本発明を適用できる。

Ｗ…マスク
Ｗａ…ガラス基板
Ｗｂ…遮光膜
Ｗｃ…レジスト膜
１…描画室
１ａ…ステージ
２…電子鏡筒(ビーム照射手段)
４…搬送ロボット
９…セット室
１０…アース体
１０ａ…フレーム
１０ｃ…アースピン
１１…セット装置
１２…保持枠
１２ａ．１２ｂ…棚部
１３…直動アクチュエータ（昇降手段）

Claims (5)

1. ガラス基板上に遮光膜とレジスト膜とを順に積層して成るマスクに荷電粒子ビームを照射して所定のパターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置であって、
   マスクを載置するステージを設置した描画室と、前記ステージに載置したマスクに荷電粒子ビームを照射するビーム照射手段と、額縁状のフレームに、下端がレジスト膜を突き破って遮光膜に接触するアースピンを垂設して成るアース体と、このアース体をマスクにセットするセット室と、搬送ロボットとを備え、この搬送ロボットによりマスクを前記セット室に搬送して、前記アース体をマスクにセットした後、マスクを前記アース体と共に描画室に搬送して前記ステージに載置するものにおいて、
   前記セット室に、複数種のアース体を保持し、これらアース体のうちからマスクの種類に応じた１つのアース体を選択してマスクにセットするセット装置が設置されることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
2. 前記セット装置は、前記複数種のアース体を上下方向の間隔を存して保持する上下複数段の棚部を有する保持枠と、この保持枠を昇降させる昇降手段とを備え、前記セット室への前記搬送ロボットによるマスクの搬入高さの直上部にこのマスクに対応する所定のアース体が位置するように前記保持枠を昇降調整し、マスク搬入後に前記保持枠を下降させ、或いは、前記搬送ロボットによりマスクを上昇させて、所定のアース体をマスクにセットすることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。
3. 前記セット装置は、前記複数種のアース体を上下方向の間隔を存して保持する上下複数段の棚部を有する保持枠を備え、前記搬送ロボットによりマスクを当該マスクに対応する所定のアース体の直下部に搬入した後、前記搬送ロボットによりマスクを上昇させて、所定のアース体をマスクにセットすることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。
4. 前記複数種のアース体は、前記アースピンの本数が互いに異なることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の荷電粒子ビーム描画装置。
5. 前記複数種のアース体は、前記アースピンの下端の形状が互いに異なることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の荷電粒子ビーム描画装置。

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