JP2013182945A - 描画装置および物品製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】荷電粒子線が通る空間にケーブルが露出していることによる不具合を解消するために有利な技術を提供する。
【解決手段】荷電粒子線によって基板に描画を行う描画装置は、鏡筒と、前記鏡筒の中に配置され、荷電粒子線を制御するための制御要素および前記制御要素の動作を制御するための信号を受信する受信部を有する制御デバイスと、前記受信部に前記信号を伝送するように前記受信部に接続されたケーブルと、前記鏡筒の中において、前記制御要素が配置された第１空間を前記ケーブルが配置された第２空間から分離するための隔壁と、を備える。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、描画装置および物品製造方法に関する。

リソグラフィー工程において、荷電粒子線によって基板に描画を行う描画装置が用いられる（特許文献１参照）。描画装置は、荷電粒子線を制御するための制御デバイスとして、基板への荷電粒子線の照射および非照射を制御するためのブランカーを含むブランカーユニットを備えている。ブランカーを制御するための信号を該偏向器の駆動回路まで伝送するために、光ファイバケーブルや電気ケーブルなどのケーブルが使用されうる。荷電粒子線を制御するための制御デバイスとしては、ブランカーユニットのほか、荷電粒子線を走査するための偏向器、電磁レンズ、静電レンズなどを挙げることができる。これらの制御デバイスを制御するための信号の伝送にもケーブルが使用されうる。

ＷＯ２０１１−０５１３０４号

前述のようなケーブルは、光ファイバや導線を樹脂または無機物などの被覆材で被覆して構成されており、この被覆材からガスが放出されうる。このガスに荷電粒子線が照射されることによって生じる物質によってコンタミネーションが発生しうる。また、被覆材を構成する絶縁物が荷電粒子線によって帯電すると、これによって生じる電界によって荷電粒子線の軌道が乱され、描画エラーが発生しうる。

本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、荷電粒子線が通る空間にケーブルが露出していることによる不具合を解消するために有利な技術を提供することを例示的目的とする。

本発明の１つの側面は、荷電粒子線によって基板に描画を行う描画装置に係り、前記描画装置は、鏡筒と、前記鏡筒の中に配置され、荷電粒子線を制御するための制御要素および前記制御要素の動作を制御するための信号を受信する受信部を有する制御デバイスと、前記受信部に前記信号を伝送するように前記受信部に接続されたケーブルと、前記鏡筒の中において、前記制御要素が配置された第１空間を前記ケーブルが配置された第２空間から分離するための隔壁と、を備える。

本発明によれば、例えば、荷電粒子線が通る空間にケーブルが露出していることによる不具合を解消するために有利な技術が提供される。

本発明の１つの実施形態の描画装置の構成を示す図。 本発明の１つの実施形態の描画装置におけるブランキングユニットおよびその周辺を示す図。 本発明の１つの実施形態の描画装置におけるブランキングユニットおよびその周辺を示す図。 本発明の１つの実施形態の描画装置におけるブランキングユニットおよびその周辺を示す図。 本発明の１つの実施形態の描画装置の構成を示す図。 本発明の他の実施形態の描画装置の構成を示す図。

本発明に係る描画装置は、荷電粒子線によって基板に描画を行うように構成される。本発明は、１つの荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置にも適用可能であるし、複数の荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置にも適用可能である。荷電粒子線は、例えば、電子線またはイオン線でありうる。

図１を参照しながら本発明の１つの実施形態の描画装置１００について説明する。描画装置１００は、感光剤が塗布された基板１２１を位置決めする基板位置決め機構１２２と、基板１２１に荷電粒子線を照射する照射系１２０とを備えている。照射系１２０は、荷電粒子線源(例えば電子銃）１０９、コリメータレンズ１１１、アパーチャアレイ１１４、静電レンズ１１５、ブランキングユニット１１６、ブランキングアパーチャ１１７、偏向器１１８、静電レンズ１１９を含みうる。荷電粒子線源１０９、コリメータレンズ１１１、静電レンズ１１５、ブランキングユニット１１６、偏向器１１８および静電レンズ１１９の各々は、荷電粒子線を制御するための制御要素を含む制御デバイスである。

荷電粒子線源１０９は、クロスオーバ１１０を形成する。符号１１２、１１３は、クロスオーバ１１０から発散した荷電粒子によって形成される荷電粒子線の軌道を示している。クロスオーバ１１０から発散した荷電粒子は、電磁レンズで構成されたコリメータレンズ１１１の作用により平行な１つの荷電粒子線となり、アパーチャアレイ１１４に入射する。アパーチャアレイ１１４は、マトリクス状に配列された複数の開口を有し、アパーチャアレイ１１４に入射した１つの荷電粒子線は、複数の荷電粒子線に分割される。

アパーチャアレイ１１４からの複数の荷電粒子線は、複数の開口を有する複数の電極板で構成された静電レンズ１１５に入射する。静電レンズ１１５は、クロスオーバ１１０の複数の中間像を形成する。静電レンズ１１５がクロスオーバ１１０の複数の中間像を形成する面には、複数の開口を有するブランキングアパーチャ１１７が配置されている。静電レンズ１１５およびコリメータレンズ１１１は、レンズ制御回路１０２によって制御される。

静電レンズ１１５とブランキングアパーチャ１１７との間には、複数のブランカーを有するブランキングユニット１１６が配置されている。ブランキングユニット１１６の複数のブランカーは、ブランキング指令生成回路１０５によって生成されるブランキング制御信号により個別に制御される。ブランキングユニット１１６の各ブランカーは、偏向器によって構成され、ブランカーによって偏向された荷電粒子線は、ブランキングアパーチャ１１７によって遮断され、基板１２１には入射しない。一方、ブランカーによって偏向されなかった荷電粒子線は、ブランキングアパーチャ１１７の開口および静電レンズ１１９を通過して基板１２１に入射する。この際に、静電レンズ１１９は、ブランキングアパーチャ１１７の開口を通過した荷電粒子線によって、クロスオーバ１１０の像を基板１２１上に形成する。

ブランキング指令生成回路１０５で生成されたブランキング制御信号は、光ファイバケーブルまたは電気ケーブルなどのケーブルＣＡＢにとってブランキングユニット１１６に伝送される。ブランキング指令生成回路１０５は、ビットマップ変換回路１０４から提供されるビットマップデータに基づいて、ブランカーを制御するためのブランキング制御信号を生成する。

基板位置決め機構１２２は、基板１２１を保持する基板ステージと、該基板ステージを位置決めする位置決め機構とを含みうる。荷電粒子線による基板１２１へのパターンの描画中は、基板１２１は、基板位置決め機構１２２によってＹ方向に連続的に走査され、荷電粒子線は、偏向器１１８によってＸ方向に走査されうる。また、基板１２１への荷電粒子線の照射および非照射は、前述のように、ブランキングユニット１１６によって制御される。偏向器１１８は、偏向アンプ１０７を介して偏向信号発生回路１０６から提供される偏向信号によって制御される。静電レンズ１１９は、レンズ制御回路１０８からの信号に基づいて制御される。符号１０２〜１０８で示される上記の各ブロックは、コントローラ１０１によって制御されうる。

図２Ａは、ブランキングユニット１１６およびその周辺を示す図である。図２Ｂは、図２Ａの一部（符号２１０で示した部分）の拡大図、図２Ｃは、図２ＢのＡ−Ａ’線における断面図である。ブランキングユニット１１６は、鏡筒（外部隔壁）２０１の中に配置されている。鏡筒２０１の内部空間は、減圧状態（真空状態）に維持される。ブランキングユニット１１６は、複数の荷電粒子線を通過させるための複数の開口２０９を有するプレートＰＬを有する。プレートＰＬには、複数のブランカー（制御要素）ＢＬ、および、複数のブランカーＢＬの動作を制御するための信号を受信する複数の受信部２０５が配置されている。

各ブランカーＢＬは、例えば、プレートＰＬに設けられた開口２０９と、開口２０９を通過する荷電粒子線２１９を偏向させる偏向器を構成する２つの電極２１１、２１２とを含みうる。電極２１１、２１２の間に電圧が印加されると、開口２０９を通過する荷電粒子線２１９が偏向され、荷電粒子線２１９がブランキングアパーチャ１１７に入射する。電極２１１、２１２の間に電圧が印加されないと、開口２０９を通過する荷電粒子線２１９が偏向されず、荷電粒子線２１９が基板１２１に入射する。

受信部２０５には、ケーブルＣＡＢが接続されていて、ブランキング指令生成回路１０５からケーブルＣＡＢを介してブランキング制御信号が伝送される。ケーブルＣＡＢは、鏡筒２０１に設けられたフィードスルーコネクタ２０８を介して、鏡筒２０１の外部空間から鏡筒２０１の内部空間に引き込まれる。ケーブルＣＡＢは、例えば光ファイバケーブルであり、この場合、受信部２０５は、光信号を電気信号に変換する光電変換素子を含む。光ファイバケーブルは、光信号を伝送するガラス部と、ガラス部を保護する被覆部とを含みうる。被覆部を構成する被覆材としては、例えば、ウレタンアクリレート樹脂、シリコーン樹脂、テフロン（登録商標）樹脂またはポリイミド樹脂が使用されうる。ケーブルＣＡＢは、電気信号を伝送するための電気ケーブルであってもよい。

受信部２０５は、ブランキング指令生成回路１０５からケーブルＣＡＢを介してブランキング制御信号を受信する受信素子が直接にブランカーＢＬを駆動するように構成されうる。しかしながら、ブランキングユニット（制御デバイス）１１６は、典型的には、受信部２０５で受信された信号に基づいてブランカー（制御要素）ＢＬを駆動する回路２１６を含みうる。描画装置１００は、ケーブルＣＡＢの他に、ブランキングユニット（制御デバイス）１１６に電力を供給するための電力ケーブル（不図示）を含みうる。

図２Ｃには、ケーブルＣＡＢが光ファイバケーブルで構成された例が示されている。図２Ｃに示す例では、ケーブルＣＡＢとしての光ファイバケーブルが光コネクタ２１４を介して受信部２０５に接続されている。なお、光コネクタを用いる代わりに、レンズアレイを光ファイバケーブルの先端に取り付けて、レンズアレイを介して受信部２０５に光を照射してよい。あるいは、光ファイバケーブルを直接に受信部２０５に接着剤等により結合してもよい。受信部２０５の出力信号は、配線２１５を介して回路２１６に提供される。回路２１６は、受信部２０５から提供される信号を受信する受信回路（入力回路）と、受信回路が受信した信号に応じて配線２１７を介してブランカーＢＬの電極２１１を駆動する駆動回路とを含みうる。ブランカーＢＬの電極２１２は、配線２１８によって接地電位に固定されうる。回路２１６および配線２１５、２１７、２１８は、例えば、ＣＭＯＳプロセスにより、シリコンウエハ２１３に形成されうる。

描画装置１００は、鏡筒２０１の中において、ブランカー（制御要素）ＢＬが配置された第１空間ＳＰ１をケーブルＣＡＢが配置された第２空間ＳＰ２から分離するための隔壁２０３を備えている。このような構成は、ケーブルＣＡＢの被覆材から放出されるガスに荷電粒子線が照射されることよって生じる物質によってブランカーＢＬなどの荷電粒子線の制御に関わる部分が汚染されることを防止するために有利である。描画装置１００は、第１空間ＳＰ１を減圧するための第１排気部２０４と、第２空間ＳＰ２を減圧するための第２排気部とを備えうる。

隔壁２０３は、例えば、パーマロイ、または、鉄などに金メッキを施した部材で構成されうる。あるいは、隔壁２０３は、石英などの絶縁体材料にメッキを施した部材で構成されてもよい。隔壁２０３は、導電成表面を有し、該導電性表面は、電気ケーブルや、機械的な接続を介して接地電位等の固定電位に接続されうる。これによって、隔壁２０３の電位が帯電によって不安定になることが防止され、安定したパターンの描画が可能になる。

隔壁２０３は、例えば、それを構成する金属板にＡｕバンプ、Ｃｕバンプを形成し、ブランキングユニット１１６にフリップチップ実装のような実装方法で固定することができる。あるいは、隔壁２０３は、接着剤または半田によってブランキングユニット１１６に固定されてもよい。

描画装置１００は、複数の荷電粒子線によって基板１２１に描画を行うように構成されうる。複数の荷電粒子線は、複数行および複数列を構成するように行列状に配列されうる。図２Ａに示す例では、４行×４列の荷電粒子線によって基板１２１にパターンを描画するように、１６個のブランカー（制御要素）ＢＬが４行×４列のアレイを構成するように配置されている。また、図２Ａに示す例では、各ブランカーＢＬに対して１つの受信部２０５が配置され、各受信部２０５にケーブルＣＡＢが接続されている。

第１空間ＳＰ１は、共通空間３００と、共通空間３００に接続された複数の行空間３０１とを含みうる。複数の行空間３０１の各々は、その中に、アレイを構成する複数のブランカーＢＬのうち対応する１つの行に属するブランカーＢＬが配置されるように、隔壁２０３によって規定されている。図２Ａに示す例では、第１空間ＳＰ１を荷電粒子線の経路（Ｚ軸方向）に直交する面（ＸＹ平面に平行な面）で切断した断面が櫛歯形状を有する。

図２Ａの例では、全ての行において、行方向におけるブランカーＢＬ（あるいは荷電粒子線）の配置が同一となるようにブランカーＢＬ（あるいは荷電粒子線）の配列が定義されている。しかしながら、ブランカーＢＬ（あるいは荷電粒子線）の配列は、これに限定されず、例えば、奇数行のブランカーＢＬの配置と偶数行のブランカーＢＬの配置とが互いにずれるように定義されてもよい。

図３には、アパーチャアレイ１１４、静電レンズ１１５、ブランキングユニット１１６、ブランキングアパーチャ１１７、偏向器１１８、静電レンズ１１９および隔壁２０３の配置例が示されている。図３は、図２ＡのＢ−Ｂ’断面に相当する。鏡筒２０１に取り付けられた支持体３０７によって、アパーチャアレイ１１４、静電レンズ１１５、ブランキングユニット１１６、ブランキングアパーチャ１１７、偏向器１１８、静電レンズ１１９が支持されている。

支持体３０７と支持体３０７との間の隔壁２０３は、例えば、固定ビスによって機械的に支持体３０７に対して固定されうる。支持体３０７と隔壁２０３との間には、シール部材またはシール剤が配置されうる。あるいは、支持体３０７と支持体３０７との間の隔壁２０３は、接着剤または半田によって支持体３０７に対して固定されうる。

制御要素が配置された第１空間ＳＰ１をケーブルＣＡＢが配置された第２空間ＳＰ２から分離するための隔壁２０３の配置は、他の制御デバイス（例えば、荷電粒子線源１０９、コリメータレンズ１１１、静電レンズ１１５、ブランキングユニット１１６、偏向器１１８および静電レンズ１１９。）にも適用されうる。

図１〜図３に示す実施形態では、１つのブランカーＢＬに対して１つの受信部２０５が割り当てられているが、図４に例示的に示されるように、複数のブランカーＢＬに対して１つの受信部２０５が割り当てられてもよい。図４に例示された構成では、１６個のブランカーＢＬに対して１つの受信部２０５が割り当てられている。受信部２０５には、ケーブル（不図示）が接続されていて、ブランキング指令生成回路１０５から該ケーブルを介してブランキング制御信号が伝送される。各ブランカーＢＬは、不図示の回路により、受信部２０５が受信したブランキング制御信号に応じて駆動される。複数のブランカーＢＬに対して１つの受信部２０５が割り当てられる構成においては、ブランキング制御信号は、複数のブランカーＢＬの各々を制御するための信号を多重化した信号である。

つぎに、本発明の他の実施形態として、物品を製造する物品製造方法について説明する。物品は、例えば、半導体デバイス等のデバイスでありうる。半導体デバイスは、ウエハ（半導体基板）に集積回路を作る前工程と、前工程で作られたウエハ上の集積回路チップを製品として完成させる後工程とを経ることにより製造される。前工程は、前述の描画装置を用いて、感光剤が塗布されたウエハにパターンを描画する工程と、そのウエハを現像する工程とを含みうる。後工程は、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）と、パッケージング工程（封入）とを含みうる。

Claims (8)

1. 荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、
   鏡筒と、
   前記鏡筒の中に配置され、荷電粒子線を制御するための制御要素および前記制御要素の動作を制御するための信号を受信する受信部を有する制御デバイスと、
   前記受信部に前記信号を伝送するように前記受信部に接続されたケーブルと、
   前記鏡筒の中において、前記制御要素が配置された第１空間を前記ケーブルが配置された第２空間から分離するための隔壁と、
   を備えることを特徴とする描画装置。
2. 前記制御要素は、荷電粒子線を偏向させる偏向器を含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
3. 前記偏向器は、基板に対する荷電粒子線の照射および非照射を制御するためのブランカーとして構成されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の描画装置。
4. 前記描画装置は、行列状に配列された複数の荷電粒子線によって基板に描画を行うように構成され、
   前記制御デバイスは、複数の荷電粒子線を制御するために行列状に配列された複数の制御要素および前記複数の制御要素の動作を制御するための信号を受信する複数の受信部を有し、
   前記ケーブルは、前記複数の受信部に接続された複数のケーブルを含み、
   前記第１空間は、共通空間と、前記共通空間に接続された複数の行空間と、を含み、前記複数の行空間の各々は、その中に、前記複数の制御要素のうち対応する１つの行に属する制御要素が配置されて、前記隔壁によって前記第２空間から分離されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の描画装置。
5. 前記第１空間を荷電粒子線の経路に直交する面で切断した断面が櫛歯形状を有する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の描画装置。
6. 前記第１空間を減圧するための第１排気部と、
   前記第２空間を減圧するための第２排気部と、
   を更に備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の描画装置。
7. 前記制御デバイスは、前記受信部で受信された信号に基づいて前記制御要素を駆動する回路を含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の描画装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の描画装置によって基板に描画を行う工程と、
   前記工程で描画を行われた前記基板を現像する工程と、
   を含むことを特徴とする物品製造方法。