JP2015149449A - charged particle beam lithography system, contaminant removal method, and device manufacturing method - Google Patents

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貴博 中山
茂 寺島
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茂 寺島
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Kentaro Sano
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charged particle beam lithography system capable of removing contaminants adhering to an optical member in the system, while minimizing deterioration of drawing quality.SOLUTION: A charged particle beam lithography system for drawing a pattern on a substrate by using a charged particle beam having an illuminance distribution is provided. The system has an irradiated member that is irradiated with a charged particle beam, and an adjustment section for adjusting the illuminance distribution of the charged particle beam. On the irradiated member that is irradiated with a charged particle beam, a low illuminance area where the illuminance of the charged particle beam is lower than a predetermined value appears, and contaminants adhere to the illuminance area on the irradiated member. The adjustment section adjusts the illuminance distribution of the charged particle beam so as to remove the contaminants adhering to the irradiated member.

Description

本発明は、荷電粒子線描画装置、汚染物除去方法、及びデバイス製造方法に関する。   The present invention relates to a charged particle beam drawing apparatus, a contaminant removal method, and a device manufacturing method.

特許文献1は、露光装置において、酸化性ガスを導入して装置内の光学素子へ付着した汚染物を洗浄する技術を開示する。特許文献1では、露光装置に水蒸気及び酸素ガスを導入し、エネルギービームを対象物に照射することによって汚染物を洗浄する。エネルギービームの照度が低いところには酸素が、エネルギービームの照度が高いところには水蒸気が供給される。   Patent Document 1 discloses a technique for cleaning contaminants adhering to an optical element in an apparatus by introducing an oxidizing gas in an exposure apparatus. In Patent Document 1, water vapor and oxygen gas are introduced into an exposure apparatus, and an object is irradiated with an energy beam to clean contaminants. Oxygen is supplied to places where the illuminance of the energy beam is low, and water vapor is supplied to places where the illuminance of the energy beam is high.

特開2011-171620号公報JP 2011-171620 A

従来技術において、エネルギービームの照度が小さい領域では、汚染物(コンタミネーション)の付着を抑制することができないという問題がある。特許文献1の技術では、エネルギービームの照度が小さい領域では除去速度が低くなっていくため、汚染物が付着する。特に水蒸気を導入する場合には、エネルギービームの照度が小さい領域で除去速度が大きく低下する。この付着物にエネルギービームが照射されると、付着物が帯電し、電位を持つことになる。この電位によって特に荷電粒子を用いたエネルギービームはそのビーム経路の電場分布が設計された状態から変化し、エネルギービームの軌道に影響を与えることになる。この影響によって基板上に露光されるビーム位置がずれ、描画品質が低下するという課題を生じる。   In the prior art, there is a problem that contamination (contamination) cannot be suppressed in a region where the illuminance of the energy beam is small. In the technique of Patent Document 1, the removal rate decreases in a region where the illuminance of the energy beam is small, and thus contaminants adhere. In particular, when water vapor is introduced, the removal rate is greatly reduced in a region where the illuminance of the energy beam is small. When this deposit is irradiated with an energy beam, the deposit is charged and has a potential. With this potential, energy beams using charged particles in particular change from the designed state of the electric field distribution of the beam path, and affect the trajectory of the energy beam. This influence causes a problem that the beam position exposed on the substrate is shifted, and the drawing quality is deteriorated.

本発明は、描画品質の低下を抑えながら、装置内の光学部材に付着した汚染物を効果的に除去することができる荷電粒子線描画装置を提供することを例示的な目的とする。   An object of the present invention is to provide a charged particle beam drawing apparatus capable of effectively removing contaminants attached to an optical member in the apparatus while suppressing a reduction in drawing quality.

本発明の一側面によれば、基板ステージによって保持された基板を、荷電粒子線を用いて描画する荷電粒子線描画装置であって、荷電粒子線を放射する荷電粒子源と、前記荷電粒子源と前記基板ステージとの間に設けられるアパーチャと、前記アパーチャに付着した汚染物を除去する洗浄モードにおいて、前記アパーチャの開口周縁部への荷電粒子線の照度を前記基板への描画時よりも増大させる調整部とを有することを特徴とする荷電粒子線描画装置が提供される。   According to one aspect of the present invention, a charged particle beam drawing apparatus for drawing a substrate held by a substrate stage using a charged particle beam, the charged particle source emitting a charged particle beam, and the charged particle source And an aperture provided between the substrate stage and a cleaning mode for removing contaminants attached to the aperture, the illuminance of the charged particle beam to the peripheral edge of the aperture of the aperture is increased more than when drawing on the substrate. There is provided a charged particle beam drawing apparatus characterized by having an adjusting unit to be operated.

本発明によれば、描画品質の低下を抑えながら、装置内の光学部材に付着した汚染物を効果的に除去することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the contaminant which adhered to the optical member in an apparatus can be removed effectively, suppressing the fall of drawing quality.

実施形態における荷電粒子線描画装置の構成図。The block diagram of the charged particle beam drawing apparatus in embodiment. 汚染物の付着堆積を説明する図。The figure explaining the adhesion deposition of a contaminant. 洗浄用静電レンズを用いた例を示す図。The figure which shows the example using the electrostatic lens for washing | cleaning. 通常描画時と洗浄時の照度分布の違いを示す図。The figure which shows the difference in illumination intensity distribution at the time of normal drawing and at the time of washing | cleaning. 偏向電極を用いた例を説明する図。The figure explaining the example using a deflection electrode. 偏向電極の配置例を示す図。The figure which shows the example of arrangement | positioning of a deflection electrode. アレイ上の偏向電極の例を示す図。The figure which shows the example of the deflection | deviation electrode on an array. 通常描画時と洗浄時の照度分布の違いを説明する図。The figure explaining the difference in illumination intensity distribution at the time of normal drawing and at the time of washing | cleaning. 電子線照射状態を変える方法例を示す図。The figure which shows the example of a method to change an electron beam irradiation state.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の実施に有利な具体例を示すにすぎない。また、以下の実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の課題解決のために必須のものであるとは限らない。なお、各図において、同一の部材については、同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments, but merely shows specific examples advantageous for the implementation of the present invention. Moreover, not all combinations of features described in the following embodiments are indispensable for solving the problems of the present invention. In addition, in each figure, about the same member, the same reference number is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

<第1実施形態>
図1は、第1実施形態における荷電粒子線描画装置の構成図である。同図において、荷電粒子源としての電子銃1は、荷電粒子線を放射してクロスオーバー像10を形成する。クロスオーバー像10から発散した電子線3は、コリメータレンズ11の作用により平行なビームとなり、電子線光学系を構成する光学部材としての第一のアパーチャアレイ34に入射する。第一のアパーチャアレイ34は、荷電粒子線の一部分を通過させるための複数の円形状の開口を有し、入射した電子は例えば直径0.1mmから2mm程度の複数の電子線に分割される。第一のアパーチャアレイ34を通過した電子線は、マトリクス状に配列した複数の円形状の開口を有する第二のアパーチャアレイ35に入射し、さらに微細な、例えば直径0.001mmから0.05mm程度の複数の電子線に分割される。このように2段階に分けて電子線を分割する理由は、できるだけ広い面積に亘って分割された電子線を多数使うため、各電子線の照射位置微調整やそれぞれの集光時の収差を減らすために、多数の電子線を群に分けて制御するためである。例えば、30万本の電子線を300本(図1では5本に例示)ずつ1000群に分けて、1000群(図1では3群に例示)の電子光学系にて制御する。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a configuration diagram of a charged particle beam drawing apparatus according to the first embodiment. In the figure, an electron gun 1 as a charged particle source emits a charged particle beam to form a crossover image 10. The electron beam 3 emanating from the crossover image 10 becomes a parallel beam by the action of the collimator lens 11 and enters the first aperture array 34 as an optical member constituting the electron beam optical system. The first aperture array 34 has a plurality of circular openings for allowing a part of the charged particle beam to pass therethrough, and the incident electrons are divided into a plurality of electron beams having a diameter of about 0.1 mm to 2 mm, for example. The electron beam that has passed through the first aperture array 34 is incident on the second aperture array 35 having a plurality of circular openings arranged in a matrix, and is finer, for example, about 0.001 mm to 0.05 mm in diameter. Is divided into a plurality of electron beams. The reason why the electron beam is divided in two stages as described above is that a large number of electron beams divided over as large an area as possible are used, so that fine adjustment of the irradiation position of each electron beam and reduction of aberration at the time of focusing are reduced. This is because a large number of electron beams are controlled in groups. For example, 300,000 electron beams are divided into 1000 groups of 300 (illustrated as 5 in FIG. 1) and controlled by an electron optical system of 1000 groups (illustrated as 3 groups in FIG. 1).

第二のアパーチャアレイ35を通過した電子線は、円形状の開口を有する3枚の電極板(図中では、3枚を一体でレンズ形状にて図示している)から構成される静電レンズアレイ12に入射する。静電レンズアレイ12を通過した電子線が最初にクロスオーバーを形成する位置に小さな開口をマトリクス状に配置したストッピングアパーチャアレイ15が配設される。このストッピングアパーチャアレイ15によるブランキング動作は、ブランカーアレイ14により実行される。このストッピングアパーチャアレイ15を通過した電子ビームは、第2の静電レンズアレイ13により結像され、ウエハまたはマスクなどの基板上に元のクロスオーバー像10の像を結像する。パターン描画中は、基板ステージ18によって保持された基板17が連続的にX方向に移動する。そして不図示のレーザ測長機による実時間での測長結果を基準として基板17の表面上の像がディフレクター16でY方向に偏向され、かつブランカーアレイ14でブランキングされる。   The electron beam that has passed through the second aperture array 35 is an electrostatic lens composed of three electrode plates having a circular opening (in the figure, three are integrally shown in a lens shape). Incident on the array 12. A stopping aperture array 15 in which small apertures are arranged in a matrix is disposed at a position where an electron beam that has passed through the electrostatic lens array 12 first forms a crossover. The blanking operation by the stopping aperture array 15 is executed by the blanker array 14. The electron beam that has passed through the stopping aperture array 15 is imaged by the second electrostatic lens array 13 and forms an image of the original crossover image 10 on a substrate such as a wafer or a mask. During pattern drawing, the substrate 17 held by the substrate stage 18 continuously moves in the X direction. Then, an image on the surface of the substrate 17 is deflected in the Y direction by the deflector 16 and blanked by the blanker array 14 based on the measurement result in real time by a laser length measuring machine (not shown).

上記の動作によって、所望の潜像をレジストに形成することができる。これらの構成要素は、容器20の内部に配置される。また、荷電粒子線描画装置は、真空ポンプ等の排気手段を備え、排気口19を介して排気することにより容器20の内部に真空環境(例えば1E-5Pa以下の圧力)を形成可能となっている。特に電子レンズ部は高い真空度が要求されるため、ガスの発生が多い基板ステージ部とは別に排気系を設置する場合もある。   By the above operation, a desired latent image can be formed on the resist. These components are arranged inside the container 20. Moreover, the charged particle beam drawing apparatus includes an evacuation unit such as a vacuum pump, and can evacuate through the exhaust port 19 to form a vacuum environment (for example, a pressure of 1E-5 Pa or less) inside the container 20. Yes. In particular, since the electron lens unit requires a high degree of vacuum, an exhaust system may be provided separately from the substrate stage unit that generates a large amount of gas.

このような荷電粒子線描画装置において、荷電粒子線が照射される被照射部材であるアパーチャアレイ34,35には、汚染物が付着するおそれがある。このような汚染物として、例えば炭素が挙げられ、荷電粒子線描画装置を構成する部材から放出されるアウトガスや、基板に塗布されたレジスト(感光剤)から放出される炭素化合物が要因となる。この汚染物は、電子線3、あるいは電子線3によって生成される二次電子や反射電子が照射されることによってプラスもしくはマイナスに帯電する。そうすると、電子線3の電子に引力もしくは斥力が与えられ、それによって電子線3の電子が所望の軌道から外れるおそれがある。容器20の内部は真空環境が形成されているが、水素や水蒸気は残留している。この水蒸気が存在する雰囲気中で電子線を照射すると炭素系の汚染物の付着を抑制できることが知られている。特に、第一のアパーチャアレイ34はレジストからの距離が遠いため、レジスト由来の炭素化合物の影響は小さいが、電子銃1に近いため高照度の電子線3が照射される。電子線の照度が高いところでは水蒸気の抑制効果が大きい。ただし、この抑制能力は水蒸気の分圧や電子線の照度に依存し、電子線の照度が小さいところでは、汚染物の付着が進行してしまう。   In such a charged particle beam drawing apparatus, there is a possibility that contaminants may adhere to the aperture arrays 34 and 35 that are irradiated members to which the charged particle beam is irradiated. Examples of such contaminants include carbon, which are caused by an outgas released from members constituting the charged particle beam drawing apparatus and a carbon compound released from a resist (photosensitive agent) applied to the substrate. This contaminant is positively or negatively charged when irradiated with the electron beam 3, or secondary electrons or reflected electrons generated by the electron beam 3. If it does so, attraction or repulsion will be given to the electron of the electron beam 3, and there exists a possibility that the electron of the electron beam 3 may remove | deviate from a desired orbit. A vacuum environment is formed inside the container 20, but hydrogen and water vapor remain. It is known that the adhesion of carbon-based contaminants can be suppressed by irradiation with an electron beam in an atmosphere where water vapor exists. In particular, since the first aperture array 34 is far from the resist, the influence of the carbon compound derived from the resist is small. However, since the first aperture array 34 is close to the electron gun 1, the electron beam 3 with high illuminance is irradiated. In the place where the illuminance of the electron beam is high, the effect of suppressing water vapor is large. However, this suppression capability depends on the partial pressure of water vapor and the illuminance of the electron beam, and the attachment of contaminants proceeds where the illuminance of the electron beam is small.

図2に付着堆積した汚染物6の例を示す。電子線が照射される被照射部材上には、電子線の照度が所定値よりも低い低照度領域が生じる。例えば、図2において、第一、第二のアパーチャアレイそれぞれの電子線照射領域の淵に当たる部分では照射領域の外側に向けて電子線の照度が低下する。この部分は、各アパーチャにおける複数の開口をそれぞれを囲むように、開口の周縁部に位置している。この開口の周縁部では、電子線の照度が低い部分では前述したように汚染物が付着しやすいため、図に示すように汚染物6が堆積する。   FIG. 2 shows an example of the contaminant 6 deposited and deposited. A low illuminance region in which the illuminance of the electron beam is lower than a predetermined value is generated on the irradiated member irradiated with the electron beam. For example, in FIG. 2, the illuminance of the electron beam decreases toward the outside of the irradiation region at the portion corresponding to the edge of the electron beam irradiation region of each of the first and second aperture arrays. This portion is located at the peripheral edge of the opening so as to surround each of the plurality of openings in each aperture. In the peripheral portion of the opening, since contaminants are likely to adhere to the portion where the illuminance of the electron beam is low as described above, contaminants 6 accumulate as shown in the figure.

本実施形態においては、荷電粒子線描画装置は、調整部としての洗浄用静電レンズアレイ9を有する。荷電粒子線描画装置は、アパーチャに付着した汚染物を除去する洗浄モードにおいて、洗浄時に洗浄用静電レンズアレイ9で電子線3の照射状態を変化させる。これによって第二のアパーチャアレイ35上の電子線の照度分布を拡大し、描画時に低照度であった部分の照度を増大させる。したがって、汚染物の付着箇所における荷電粒子線の照度は、調整部による調整が行われる前よりも調整が行われた後の方が高くなる。その結果、水蒸気と汚染物とを反応させて汚染物を除去することが可能となっている。   In the present embodiment, the charged particle beam drawing apparatus includes a cleaning electrostatic lens array 9 as an adjustment unit. The charged particle beam drawing apparatus changes the irradiation state of the electron beam 3 by the cleaning electrostatic lens array 9 at the time of cleaning in a cleaning mode for removing contaminants attached to the aperture. As a result, the illuminance distribution of the electron beam on the second aperture array 35 is expanded, and the illuminance of the portion that was low illuminance at the time of drawing is increased. Therefore, the illuminance of the charged particle beam at the contaminated portion is higher after the adjustment than before the adjustment by the adjustment unit. As a result, it is possible to remove the contaminants by reacting the water vapor with the contaminants.

以下、洗浄用静電レンズアレイ9における各部の構成及び機能について、一例としての洗浄時の動作方法を示しながら説明する。   Hereinafter, the configuration and function of each part in the cleaning electrostatic lens array 9 will be described with reference to an operation method during cleaning as an example.

描画中はレンズとしての作用を示さないように洗浄用静電レンズアレイ9はコンピュータ4によって制御される。図3は図2における電子光学系の要部拡大図である。洗浄用静電レンズアレイ9は、円形状の開口を有した3枚の電極板、第一静電レンズ電極30、第二静電レンズ電極31、第三静電レンズ電極32から構成されている。通常の基板への描画時は、コンピュータ4によって3枚の洗浄用静電レンズ電極はすべてグラウンド電位に制御される。そのため、図2にて示すように電子線5に対しては何も作用しない。   During drawing, the electrostatic lens array 9 for cleaning is controlled by the computer 4 so as not to exhibit an action as a lens. FIG. 3 is an enlarged view of a main part of the electron optical system in FIG. The cleaning electrostatic lens array 9 includes three electrode plates having circular openings, a first electrostatic lens electrode 30, a second electrostatic lens electrode 31, and a third electrostatic lens electrode 32. . At the time of drawing on a normal substrate, the three electrostatic lens electrodes for cleaning are all controlled to the ground potential by the computer 4. Therefore, nothing acts on the electron beam 5 as shown in FIG.

一方、アパーチャに付着した汚染物を除去する洗浄モードにおいては、洗浄を開始する前に、第一静電レンズ電極30および第三静電レンズ電極32をグラウンド電位にし、第二静電レンズ電極31にマイナス電位を印加する。このとき、電子線5を照射しながら洗浄用静電レンズアレイ9へ電位を印加すればよい。第二静電レンズ電極31にマイナス電位が印加された後、洗浄用静電レンズアレイ9を通過した電子線5が洗浄用静電レンズアレイ9と第二のアパーチャアレイ35との間でクロスオーバーが形成される。そして図3に示すように、第二のアパーチャアレイ35上で描画時よりも広い領域に電子線5が照射される。描画時および洗浄時における洗浄用静電レンズアレイ9の制御はコンピュータ4によって予め準備されたシーケンスに従って行われる。   On the other hand, in the cleaning mode for removing contaminants attached to the aperture, the first electrostatic lens electrode 30 and the third electrostatic lens electrode 32 are set to the ground potential and the second electrostatic lens electrode 31 is set before starting the cleaning. A negative potential is applied to. At this time, a potential may be applied to the cleaning electrostatic lens array 9 while irradiating the electron beam 5. After a negative potential is applied to the second electrostatic lens electrode 31, the electron beam 5 that has passed through the cleaning electrostatic lens array 9 crosses over between the cleaning electrostatic lens array 9 and the second aperture array 35. Is formed. Then, as shown in FIG. 3, the electron beam 5 is irradiated on a region wider than the time of drawing on the second aperture array 35. Control of the cleaning electrostatic lens array 9 at the time of drawing and cleaning is performed according to a sequence prepared in advance by the computer 4.

図4は、洗浄用静電レンズアレイ9を使用した場合としない場合とで電子線5の照度分布が第二のアパーチャアレイ35上でどのように変化するかを模式的に示す図である。洗浄用静電レンズアレイ9を用いることによって、通常描画時に低照度であった部分の照度が上昇する。低照度部分に付着した汚染物6に高照度の電子線が照射されることによって、水蒸気と汚染物6とを反応させて汚染物6を除去することができる。   FIG. 4 is a diagram schematically showing how the illuminance distribution of the electron beam 5 changes on the second aperture array 35 with and without using the cleaning electrostatic lens array 9. By using the electrostatic lens array 9 for cleaning, the illuminance of the portion where the illuminance is low at the time of normal drawing increases. By irradiating the high-illuminance electron beam to the contaminant 6 attached to the low-illuminance portion, the contaminant 6 can be removed by reacting the water vapor with the contaminant 6.

図1に記載されている導入するガス導入部8は、アパーチャアレイ34、35にガスを積極的に導入する場合に用いる。ここで、ガスは、水蒸気、酸素、オゾンのうちから選択されるガス(これらのガスを混合した混合ガスを含む)でありうる。洗浄時にガス導入部8から酸化性ガスを導入することによって、汚染物近傍の酸化性ガス濃度が上昇し、除去速度を大きくすることができる。その結果、洗浄時間が短縮されるため描画装置のダウンタイムを低減することができる。導入する酸化性ガスは、洗浄用静電レンズアレイ9近傍での圧力が0.001Pa以下になるように導入する。これは、洗浄用静電レンズ内の電極間で放電が発生することを防止するためである。また、酸化性ガスを導入するタイミングは、洗浄用静電レンズアレイ9に電位を印加する前とする。これも、誤って大量のガスが導入されて洗浄用静電レンズ内の電極間で放電が発生することを防止するためである。   The gas introduction unit 8 to be introduced illustrated in FIG. 1 is used when gas is actively introduced into the aperture arrays 34 and 35. Here, the gas may be a gas selected from water vapor, oxygen, and ozone (including a mixed gas obtained by mixing these gases). By introducing the oxidizing gas from the gas introduction part 8 at the time of cleaning, the concentration of the oxidizing gas in the vicinity of the contaminant is increased and the removal rate can be increased. As a result, since the cleaning time is shortened, the downtime of the drawing apparatus can be reduced. The oxidizing gas to be introduced is introduced so that the pressure in the vicinity of the cleaning electrostatic lens array 9 is 0.001 Pa or less. This is to prevent discharge from occurring between the electrodes in the cleaning electrostatic lens. The timing of introducing the oxidizing gas is before applying a potential to the cleaning electrostatic lens array 9. This is also for preventing a large amount of gas from being erroneously introduced and causing discharge between the electrodes in the electrostatic cleaning lens.

汚染物6の除去が完了したかどうかの判断は、基板ステージ18上に設置された不図示の電子線計測装置にて電子線の照射状態を計測し、所望の光学特性が復元されているか確認することで行われる。あるいは、あらかじめ設定しておいたシーケンスが終了すれば除去できたと判断してもよい。第二静電レンズ電極31をグラウンド電位にして洗浄を終了とする。   Whether or not the removal of the contaminant 6 has been completed is determined by measuring the irradiation state of the electron beam with an electron beam measuring device (not shown) installed on the substrate stage 18 and confirming whether the desired optical characteristics have been restored. It is done by doing. Alternatively, it may be determined that the sequence has been removed when the preset sequence is completed. The second electrostatic lens electrode 31 is set to the ground potential to finish the cleaning.

本実施形態によれば、電子線の照射強度分布状態を変更することによって汚染物が付着した部分に通常時に比べて高照度の電子線を照射することができる。その結果、汚染物と雰囲気中の酸化性ガス(水蒸気や酸素)とが反応し、アパーチャに付着した汚染物6を効率よく除去することができる。したがって、描画装置の寿命を延ばすことができる。
なお、本実施形態では、電子線を照射する被照射部材として、アパーチャアレイを例示したが、これに限られるものではなく、開口を有しない遮蔽部材、吸収部材や反射部材なども含みうる。
According to the present embodiment, by changing the irradiation intensity distribution state of the electron beam, it is possible to irradiate the portion where the contaminant is attached with an electron beam with higher illuminance than usual. As a result, the contaminants react with the oxidizing gas (water vapor or oxygen) in the atmosphere, and the contaminants 6 attached to the aperture can be efficiently removed. Therefore, the life of the drawing apparatus can be extended.
In the present embodiment, the aperture array is exemplified as the irradiated member that irradiates the electron beam. However, the aperture array is not limited to this, and may include a shielding member that does not have an opening, an absorbing member, a reflecting member, and the like.

<第2実施形態>
図5は、第2実施形態における荷電粒子線描画装置の電子光学系の一部を示す概略図である。第1実施形態と同様の構成及び同様の機能を有する部分については、図中において同一の符号を付しており、説明を省略する。
Second Embodiment
FIG. 5 is a schematic view showing a part of the electron optical system of the charged particle beam drawing apparatus according to the second embodiment. Parts having the same configuration and the same function as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawing, and the description thereof is omitted.

本実施形態は、偏向電極22、23を用いて電子線の軌道を偏向し、アパーチャアレイ34上の汚染物6に高照度の電子線を照射する構成になっている点が第1実施形態と異なっている。   The present embodiment differs from the first embodiment in that the deflecting electrodes 22 and 23 are used to deflect the trajectory of the electron beam and irradiate the contaminant 6 on the aperture array 34 with the high-illuminance electron beam. Is different.

以下、偏向電極22、23における各部の構成および機能について、洗浄時の動作方法の一例を示す。   Hereinafter, an example of an operation method at the time of cleaning will be described regarding the configuration and function of each part in the deflection electrodes 22 and 23.

偏向電極22、23はコンピュータ4によって制御され、予め準備されたシーケンスで電位が印加される。描画中はコンピュータ4によって偏向電極22と23が同電位になるように制御され、偏向電極22,23は電子線に作用しない。   The deflection electrodes 22 and 23 are controlled by the computer 4 and a potential is applied in a sequence prepared in advance. During drawing, the deflection electrodes 22 and 23 are controlled by the computer 4 so as to have the same potential, and the deflection electrodes 22 and 23 do not act on the electron beam.

洗浄を開始する前に、コンピュータ4が制御して偏向電極22,23に電位差が生じるように電位が印加される。偏向電極22,23に電位を印加した状態で、電子線5をアパーチャアレイ34に入射する。偏向電極22と23の間を通過した電子線5は、図示の如く一方向に偏向される。これにより、アパーチャアレイ34上の汚染物6に描画時よりも大きい照度で照射され、汚染物を除去することができる。   Before starting cleaning, the computer 4 controls to apply a potential so that a potential difference is generated between the deflection electrodes 22 and 23. The electron beam 5 is incident on the aperture array 34 with a potential applied to the deflection electrodes 22 and 23. The electron beam 5 that has passed between the deflection electrodes 22 and 23 is deflected in one direction as shown in the figure. Thereby, the contaminant 6 on the aperture array 34 is irradiated with an illuminance greater than that at the time of drawing, and the contaminant can be removed.

また、偏向電極22、23の印加電圧を逆転させて、電子線5を逆方向に偏向することにより、反対側の汚染物6にも電子線が照射され、汚染物を除去することができる。更に、紙面方向に対局する不図示の偏向電極を設置し、電子線5を紙面方向に偏向させることで、通常の照射領域淵の汚染物6を除去できる。   Further, by reversing the applied voltage of the deflection electrodes 22 and 23 to deflect the electron beam 5 in the reverse direction, the opposite contaminant 6 can be irradiated with the electron beam, and the contaminant can be removed. Furthermore, by installing a deflection electrode (not shown) that faces the paper surface direction and deflecting the electron beam 5 in the paper surface direction, the contaminants 6 in the normal irradiation region can be removed.

図6に、電子線5の進行方向から見た偏向電極の配置例を示す。第一のアパーチャアレイ34にてブロック分割された複数本の電子線5を偏向電極22,23で一方向に偏向し、それと直交する方向には偏向電極24,25を用いて偏向することで、電子線5の偏向方向を自在に操ることができる。   FIG. 6 shows an example of the arrangement of the deflection electrodes as viewed from the traveling direction of the electron beam 5. A plurality of electron beams 5 divided by the first aperture array 34 are deflected in one direction by the deflection electrodes 22 and 23 and deflected by using the deflection electrodes 24 and 25 in a direction perpendicular to the deflection electrodes 22 and 23. The deflection direction of the electron beam 5 can be freely controlled.

図7は、第一のアパーチャアレイ34で分割された電子線5に対してそれぞれに対応する開口数を有する偏向電極基板7の例を示す。偏向電極基板7は、例えば、第一のアパーチャアレイ34と第二のアパーチャアレイ35との間に設置され、アレイ状の電子線5に対してそれぞれに偏向電極が形成される。図7には、電子線の進行方向から見た偏向電極基板7が示されている。電子線5が通過する開口33を挟んで対向する偏向電極22,23と24,25が互いに直交するように配置される。これら2対の対向する偏向電極に印加する電位を調整することで、電子線の偏向方向を360度制御できる。これにより、第二のアパーチャアレイ35上のそれぞれの電子線5の照射領域淵、すなわちアパーチャの開口周縁部、に堆積した汚染物を順次除去することができる。これによって、第二のアパーチャアレイ35上の汚染物を網羅的に洗浄することが可能となる。このような配置により、電子線5のより近いところで偏向させることができるようになり、より確実に汚染物に高い照度の電子線を照射できるようになる。   FIG. 7 shows an example of the deflection electrode substrate 7 having a numerical aperture corresponding to each of the electron beams 5 divided by the first aperture array 34. For example, the deflection electrode substrate 7 is disposed between the first aperture array 34 and the second aperture array 35, and a deflection electrode is formed on each of the arrayed electron beams 5. FIG. 7 shows the deflection electrode substrate 7 viewed from the traveling direction of the electron beam. The deflection electrodes 22, 23 and 24, 25 facing each other across the opening 33 through which the electron beam 5 passes are arranged so as to be orthogonal to each other. By adjusting the potential applied to these two pairs of opposing deflection electrodes, the deflection direction of the electron beam can be controlled by 360 degrees. As a result, the contaminants deposited on the irradiation areas の of the respective electron beams 5 on the second aperture array 35, that is, the opening peripheral edge of the aperture can be sequentially removed. As a result, the contaminants on the second aperture array 35 can be thoroughly cleaned. With such an arrangement, it is possible to deflect the electron beam 5 closer to the electron beam 5, and it is possible to irradiate the contaminated material with an electron beam with high illuminance more reliably.

図8は偏向電極に電圧を印加した場合としない場合とで電子線5の照度分布がどのようにシフトするかを模式的に示している。偏向をかけることによって、通常描画時に低照度であった部分の照度が上昇する。この結果、低照度部分に付着した汚染物に高照度の電子線を照射することによって、水蒸気と汚染物を反応させ汚染物を除去することができる。   FIG. 8 schematically shows how the illuminance distribution of the electron beam 5 is shifted when a voltage is applied to the deflection electrode and when it is not applied. By applying the deflection, the illuminance of the portion where the illuminance is low at the time of normal drawing increases. As a result, by irradiating the contaminant attached to the low illuminance portion with a high illuminance electron beam, the contaminant can be removed by reacting the water vapor with the contaminant.

電子線5の偏向させる量、つまり第二のアパーチャアレイ35上でどれだけ電子線5の照射位置をずらすか(図8における実践と点線の差)は、以下のようなパラメータによって決定されうる。例えば、電子線5が加速された電圧と偏向電極間の距離、偏向電極間の電位差、偏向電極の電子線進行方向の長さ、偏向電極と第二のアパーチャアレイ35の距離など。   The amount by which the electron beam 5 is deflected, that is, how much the irradiation position of the electron beam 5 is shifted on the second aperture array 35 (the difference between the practice and the dotted line in FIG. 8) can be determined by the following parameters. For example, the distance between the accelerated voltage of the electron beam 5 and the deflection electrode, the potential difference between the deflection electrodes, the length of the deflection electrode in the electron beam traveling direction, the distance between the deflection electrode and the second aperture array 35, and the like.

本実施形態では、偏向電極22〜25は第一のアパーチャアレイ34と第二のアパーチャアレイ35の間に設置されているが、第一のアパーチャアレイ34とコリメータレンズ11の間に設置してもよい。そうすることで、第一のアパーチャアレイ34の汚染物と第二のアパーチャの汚染物の両方を同時に除去することができる。   In the present embodiment, the deflection electrodes 22 to 25 are disposed between the first aperture array 34 and the second aperture array 35, but may be disposed between the first aperture array 34 and the collimator lens 11. Good. By doing so, both the contamination of the first aperture array 34 and the contamination of the second aperture can be removed simultaneously.

汚染物質の除去が完了したかどうかの判断は、基板ステージ18上に設置された不図示の電子線計測装置にて電子線の照射状態を計測し、所望の光学特性が復元されているか確認することで行われる。あるいは、あらかじめ設定しておいたシーケンスが終了すれば除去できたと判断してもよい。偏向電極22,23を同電位にして電子線5の偏向をなくし、洗浄を終了とする。   Whether or not the removal of the pollutant has been completed is determined by measuring the irradiation state of the electron beam with an electron beam measuring device (not shown) installed on the substrate stage 18 and confirming whether the desired optical characteristics are restored. Is done. Alternatively, it may be determined that the sequence has been removed when the preset sequence is completed. The deflection electrodes 22 and 23 are set to the same potential to eliminate the deflection of the electron beam 5, and the cleaning is completed.

本実施形態によれば、アパーチャに付着した汚染物を効率よく除去することができるため、描画装置の寿命を延ばすことができる。   According to the present embodiment, since contaminants attached to the aperture can be efficiently removed, the life of the drawing apparatus can be extended.

<第3実施形態>
図9は、第一のアパーチャアレイ34への電子線照射状態を変える方法例を示す。本実施形態では、コリメータレンズ11を用いて電子線3の照度分布が変更される。前述したように、電子レンズは開口を有する3枚の並行電極で構成されており、図9において、コリメータレンズ11は、コリメータ静電レンズ第一電極36、コリメータ静電レンズ第二電極37、コリメータ静電レンズ第三電極38を含む。この3枚の電極のうちの真ん中のコリメータ静電レンズ第二電極37にマイナスの電位を与えることで電子線3に対して凸レンズの作用を及ぼし、発散する電子線3を通常は平行ビーム化している。本例では、コリメータレンズ11のコリメータ静電レンズ第二電極37にかける電位を調整することによりレンズのパワーを変化させて、第一のアパーチャアレイ34へ照射される電子線3を図4に示すように照度分布に拡大させることができる。こうすることにより、第一のアパーチャアレイ34上の電子線3の照射領域淵、例えば開口周縁部、に堆積した汚染物6に照射される電子線3の照度を通常時よりも高くし、汚染物6を除去することができる。
以上により、本発明の一側面として、汚染物除去方法が観念される。すなわち、第1の工程は、荷電粒子源から荷電粒子線を放射する工程である。次に第2の工程は、洗浄モードにおいて、アパーチャの開口周縁部への荷電粒子線の照度を前記基板への描画時よりも増大させる工程である。
<Third Embodiment>
FIG. 9 shows an example of a method for changing the electron beam irradiation state on the first aperture array 34. In the present embodiment, the illuminance distribution of the electron beam 3 is changed using the collimator lens 11. As described above, the electron lens is composed of three parallel electrodes having openings. In FIG. 9, the collimator lens 11 includes a collimator electrostatic lens first electrode 36, a collimator electrostatic lens second electrode 37, and a collimator. An electrostatic lens third electrode 38 is included. By applying a negative electric potential to the collimator electrostatic lens second electrode 37 in the middle of the three electrodes, the electron beam 3 acts as a convex lens, and the diverging electron beam 3 is usually converted into a parallel beam. Yes. In this example, the electron beam 3 irradiated to the first aperture array 34 by changing the power of the lens by adjusting the potential applied to the collimator electrostatic lens second electrode 37 of the collimator lens 11 is shown in FIG. Thus, the illuminance distribution can be expanded. By doing so, the illuminance of the electron beam 3 irradiated to the contaminant 6 deposited on the irradiation area 淵 of the electron beam 3 on the first aperture array 34, for example, the peripheral edge of the opening, is made higher than usual, and contamination is caused. Object 6 can be removed.
As described above, a contaminant removal method is considered as one aspect of the present invention. That is, the first step is a step of emitting a charged particle beam from a charged particle source. Next, the second step is a step of increasing the illuminance of the charged particle beam on the peripheral edge of the aperture of the aperture in the cleaning mode as compared with the drawing on the substrate.

<デバイス製造方法の実施形態>
本発明の一側面としての物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布されたレジストに描画装置又は荷電粒子線描画装置を用いてパターン(潜像パターン)を転写する工程と、かかる工程で潜像パターンが転写された基板を現像(加工)する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含みうる。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
<Embodiment of Device Manufacturing Method>
The method for producing an article as one aspect of the present invention is suitable for producing an article such as a microdevice such as a semiconductor device or an element having a fine structure. In the method of manufacturing an article according to the present embodiment, a pattern (latent image pattern) is transferred to a resist applied to a substrate using a drawing device or a charged particle beam drawing device, and the latent image pattern is transferred in this step. Developing (processing) the substrate. Further, the manufacturing method may include other well-known steps (oxidation, film formation, vapor deposition, doping, planarization, etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, and the like). The method for manufacturing an article according to the present embodiment is advantageous in at least one of the performance, quality, productivity, and production cost of the article as compared with the conventional method.

Claims (11)

照度分布を有する荷電粒子線を用いて基板上にパターンを描画する荷電粒子線描画装置であって、
前記荷電粒子線が照射される被照射部材と、
前記荷電粒子線の前記照度分布を調整する調整部と、を有し、
前記荷電粒子線が照射された前記被照射部材上には、前記荷電粒子線の照度が所定値よりも低い低照度領域が生じ、
前記被照射部材上における前記低照度領域には汚染物が付着し、
前記調整部は、前記被照射部材に付着した汚染物を除去するように、前記荷電粒子線の前記照度分布を調整することを特徴とする荷電粒子線描画装置。
A charged particle beam drawing apparatus for drawing a pattern on a substrate using a charged particle beam having an illuminance distribution,
A member to be irradiated with the charged particle beam;
An adjustment unit for adjusting the illuminance distribution of the charged particle beam,
On the irradiated member irradiated with the charged particle beam, a low illuminance region where the illuminance of the charged particle beam is lower than a predetermined value occurs,
Contaminants adhere to the low illumination area on the irradiated member,
The charged particle beam drawing apparatus, wherein the adjusting unit adjusts the illuminance distribution of the charged particle beam so as to remove contaminants attached to the irradiated member.
前記被照射部材は、前記荷電粒子線の一部分を通過させるための開口を含み、
前記低照度領域は、前記被照射部材の前記開口の周縁部に生じ、
前記汚染物は、前記被照射部材の前記開口の前記周縁部に付着することを特徴とする請求項1に記載の荷電粒子線描画装置。
The irradiated member includes an opening for passing a part of the charged particle beam;
The low illuminance region occurs at a peripheral edge of the opening of the irradiated member,
The charged particle beam drawing apparatus according to claim 1, wherein the contaminant adheres to the peripheral edge portion of the opening of the irradiated member.
前記汚染物の付着箇所における前記荷電粒子線の前記照度は、前記調整部による調整が行なわれる前よりも前記調整が行なわれた後の方が高いことを特徴とする請求項1または2に記載の荷電粒子線描画装置。   3. The illuminance of the charged particle beam at the contaminated portion is higher after the adjustment than before the adjustment by the adjustment unit. Charged particle beam drawing device. 前記荷電粒子線の前記照度分布は、前記調整部による調整が行なわれる前よりも前記調整が行なわれた後の方が広いことを特徴とする請求項3に記載の荷電粒子線描画装置。   The charged particle beam drawing apparatus according to claim 3, wherein the illuminance distribution of the charged particle beam is wider after the adjustment is performed than before the adjustment by the adjustment unit. 前記調整部は、静電レンズを含み、前記静電レンズへ印加する電位を調整することで前記照度分布を広げることを特徴とする請求項4に記載の荷電粒子線描画装置。   The charged particle beam drawing apparatus according to claim 4, wherein the adjustment unit includes an electrostatic lens and widens the illuminance distribution by adjusting a potential applied to the electrostatic lens. 前記静電レンズは、前記荷電粒子線を平行ビーム化するコリメータレンズであることを特徴とする請求項5に記載の荷電粒子線描画装置。   The charged particle beam drawing apparatus according to claim 5, wherein the electrostatic lens is a collimator lens that converts the charged particle beam into a parallel beam. 前記調整部は、前記被照射部材上で前記荷電粒子線の前記照度分布をシフトさせることを特徴とする請求項3に記載の荷電粒子線描画装置。   The charged particle beam drawing apparatus according to claim 3, wherein the adjustment unit shifts the illuminance distribution of the charged particle beam on the irradiated member. 前記調整部は、前記荷電粒子線を偏向する偏向電極を含み、前記偏向電極へ印加する電位を調整することで前記照度分布をシフトさせることを特徴とする請求項7に記載の荷電粒子線描画装置。   The charged particle beam drawing according to claim 7, wherein the adjustment unit includes a deflection electrode that deflects the charged particle beam, and shifts the illuminance distribution by adjusting a potential applied to the deflection electrode. apparatus. 水蒸気、酸素およびオゾンのうちから選択されるガスを前記汚染物の付着箇所に導入するガス導入部を更に有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の荷電粒子線描画装置。   The charged particle beam drawing according to any one of claims 1 to 8, further comprising a gas introduction part that introduces a gas selected from water vapor, oxygen, and ozone into a place where the contaminant is attached. apparatus. 照度分布を有する荷電粒子線を用いて基板上にパターンを描画する荷電粒子線描画装置における汚染物除去方法であって、
前記荷電粒子線を前記基板に対して照射する照射工程と、
前記荷電粒子線の前記照度分布を調整する調整工程と、を有し、
前記照射工程で前記荷電粒子線が照射された被照射部材上には、前記荷電粒子線の照度が所定値よりも低い低照度領域が生じ、
前記被照射部材上における前記低照度領域には汚染物が付着し、
前記調整工程は、前記被照射部材に付着した汚染物を除去するように、前記荷電粒子線の前記照度分布を調整することを特徴とする汚染物除去方法。
A method for removing contaminants in a charged particle beam drawing apparatus that draws a pattern on a substrate using a charged particle beam having an illuminance distribution,
An irradiation step of irradiating the substrate with the charged particle beam;
Adjusting the illuminance distribution of the charged particle beam, and
On the irradiated member irradiated with the charged particle beam in the irradiation step, a low illuminance region where the illuminance of the charged particle beam is lower than a predetermined value occurs,
Contaminants adhere to the low illumination area on the irradiated member,
In the adjusting step, the illuminance distribution of the charged particle beam is adjusted so as to remove the contaminant attached to the irradiated member.
請求項1乃至9のいずれか1項に記載の荷電粒子線描画装置によって基板上にパターンを描画する工程と、
前記基板を現像する工程と、
を有することを特徴とするデバイス製造方法。
A step of drawing a pattern on the substrate by the charged particle beam drawing apparatus according to claim 1;
Developing the substrate;
A device manufacturing method comprising:
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