JP2655474B2 - 電子線直接描画方法及びその装置 - Google Patents

電子線直接描画方法及びその装置

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    • H—ELECTRICITY
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レジウトが塗布された
半導体基板に電子線を照射してパターンを描画するとと
もに描画されたレジストのパターンを安定なものにする
電子線直接描画方法およびその装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の電子線直接描画装置に一例
を示す模式断面図である。この種の電子線直接描画装置
は、例えば、図２に示すように、電子線を発生する電子
銃１と、電子線のスポットを整形する照射レンズ２およ
び整形レンズ３と、電子線スポットを縮小する縮小レン
ズ４と縮小された電子線でウェーハ９に像を投影する投
影レンズ５と、ウェーハ９を載置するステージ１１を収
納する試料室６と、試料室６にゲートバルプ１０を介し
て取付けられ複数枚のウェーハを収納するマガジン８を
入れるサブチャンバー７を備えている。
【０００３】この電子線直接描画装置によるウェーハに
パターンを描画する手順は、まず、ウェーハ９を収納し
たマガジン８をサブチャンバー７にセットする。次に、
サブチャンバー７内に真空に引きサブチャンバー７内の
真空度が試料室６内に真空度程度になったら、サブチャ
ンバー７と試料室６の仕切であるゲートバルブ１０を開
いてサブチャンバー７内のマガジン８からウェーハ９を
試料室６に搬入し、ゲートバルブ１０を閉める。
【０００４】この状態でウェーハに電子線を照射して電
子線描画を行う。その後、再びゲートバルブ１０を開け
てウェーハ９を試料室６からサブチャンバー７に搬出し
て、マガジン８の元の位置に戻す。次に、マガジン８を
下方を移動させて、次にウェーハ９をサブチャンバー７
から試料室６に搬入する。この後ゲートバルブを閉め
て、同様に電子描画を行う。この操作を繰り返して、セ
ットされたウェーハ９全数を電子描画する。全べてのウ
ェーハ９の描画が完了したら、サブチャンバー７内を大
気圧に戻してマガジン８を取り出し、そのマガジン８か
らウェーハを取り出す。これらのウェーハは、現像装置
内のベーキングユニットで一枚一枚描画後の安定化のた
めにベーキングを行う。さらに、その後現像を行ってい
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述の様に、従来の電
子線直接描画装置では、マガジンにセットしたウェーハ
を順々に取出し描画してから現像装置のベーキング炉で
ベーキングを行わなければならなかった。不安定である
酸発生剤を含むレジストを使用しているために、描画後
に大気中にさらず引き置き時間が、レジストの感度およ
び解像度等のレジストの性能に大きく影響する。すなわ
ち、描画されたウェーハ間での線幅均一性に差が生じて
しまう。例えば、描画後、すぐにベーキングを行ったも
のと比較すれば、３０分後に行ったものではレジストの
線幅に１０％程度の寸法誤差が、５〜６時間後にＰＥＢ
を行ったものでは５０％もの寸法誤差が生じる。更に、
現像装置内のベーキングは、大気中に行なうために、大
気中のゴミが付着したり、レジストが酸化したりするこ
とになり、レジスト線幅均一性を劣化させるっといった
問題が生じている。
【０００６】従って、本発明の目的は、電子線描画後に
も安定してウェーハ間にばらつきのない描画パターンが
得られる電子線直接描画方法およびその装置に提供する
ことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、大気中
で処理され酸発生剤を含むレジスト膜が被着された半導
体基板に真空中で加速された電子線を照射し該電子線で
前記レジスト膜にパターンを描画する電子線描画した後
に、引続き前記半導体基板を真空中に維持しながら前記
パターンが描画された前記レジスト膜をベーキングする
電子線直接描画方法である。
【０００８】また他の特徴は、電子ビームを発生する電
子銃と該電子ビームを整形する電子レンズ系と大気中で
処理され酸発生剤を含むレジスト膜が被着された半導体
基板に該電子ビームを投影する投影レンズを具備する電
子鏡筒と、前記半導体基板を載置するステージを収納す
る試料室とを備える電子線描画装置において、前記試料
室に第１のゲートバルブを介して付設されるとともに前
記レジスト膜にパターンが描画された前記半導体基板を
一旦停留させる恒温真空室と、この恒温真空室と第２の
ゲートバルブを介して付設され前記レジスト膜をベーキ
ングする真空ベーキング室を備える電子線直接描画装置
である。
【０００９】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【００１０】図１は本発明の一実施例を示す電子線直接
描画装置に模式断面図である。この電子線直接描画装置
は、図１に示すように、サブチャンバー７の反対側の試
料室６にゲートバルブ１０ａ，１０ｂ，１０ｃを介して
ホットプレート１３をもつベーク室１２とマガジン８ａ
と収納する真空室であるサブチャンバー１４とを設けた
ことである。それ以外は従来例と同じである。
【００１１】この電子線直接描画装置による描画方法お
よびレジスト安定化方法は、まず、サブチャンバー７内
を真空引きして、サブチャンバー７内と試料室６内の真
空度が同程度になったらゲートバルブ１０を開けてサブ
チャンバー７から試料室８にウェーハ９を搬入して、真
空バルブ１０を閉める。この間にマガジン８を、次にウ
ェーハ９が取り出せる位置まで下方に移動させる。次に
試料室６内にウェーハ９に電子線描画を行う。電子線描
画を行ったウェーハ９はゲートバルブ１０ａを開けて試
料室６と同じ温度に調整された恒温真空配管に、搬入し
ゲートバルブ１０ａを閉める。ゲートバルブ１０ａが閉
まったら、ゲートバルブ１０を開けて、次にウェーハ９
を資料室６内に搬入して、電子線描画を始める。
【００１２】この開始と同時に真空バルブ１０ｂを開け
てウェーハ９をベーク室１２に搬入してゲートバルブ１
０ｂを閉める。ベーク室１２でホットプレート１３でウ
ェーハ９のベーキングを行う。この後、ゲートバルブ１
０ｃを開けてウェーハ９を搬出側のサブチャンバー１０
マガジン８ａに搬出する。
【００１３】試料室６から搬出されたウェーハ９は、一
旦恒温真空室である配管を通過してからベーク室１２に
搬入されるために、試料室６内の温度を変化させる事無
く次のウェーハに電子線描画を行う事が出来る。また、
ベーク室１２では描画済みをウェーハを、そのままホッ
トプレート１３上でベーキングを行う。ＰＥＢの後、ゲ
ートバルブ１０ｃ開けて搬出側サブチャンバー１４のマ
ガジン８ａへ搬出する。これらによって、ウェーハ９上
のレジストは完全に安定化され、大気にさらさわれて
も、酸化促進すること無くレジストの線幅均一性の向上
を図る事が可能である。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、電子線直
接描画装置の試料室にベーキングユニット室をゲートバ
ルブを介して付設することにより、電子線描画後に大気
にさらさわれること無く真空中で安定化のためのベーキ
ングを行うことが出来るので、ウェーハ間にレジストの
パターン線幅均一することができるという効果がある。
【００１５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子線直接描画装置の一実施例を示す
模式断面図である。
【図２】従来の電子線直接描画装置の一例を示す模式断
面図である。
【符号の説明】
１ 電子銃 ２ 照射レンズ ３ 整形レンズ ４ 縮小レンズ ５ 投影レンズ ６ 試料室 ７，１４ サブチャンバー ８，８ａ マガジン ９ ウェーハ １０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ ゲートバルブ １１ ステージ １２ ベーク室 １３ ホットプレート

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 大気中で処理され酸発生剤を含むレジス
    ト膜が被着された半導体基板に真空中で加速された電子
    線を照射し該電子線で前記レジスト膜にパターンを描画
    する電子線描画した後に、引続き前記半導体基板を真空
    中に維持しながら前記パターンが描画された前記レジス
    ト膜をベーキングすることを特徴とする電子線直接描画
    方法。
  2. 【請求項２】 電子ビームを発生する電子銃と該電子ビ
    ームを整形する電子レンズ系と大気中で処理され酸発生
    剤を含むレジスト膜が被着された半導体基板に該電子ビ
    ームを投影する投影レンズを具備する電子鏡筒と、前記
    半導体基板を載置するステージを収納する試料室とを備
    える電子線描画装置において、前記試料室に第１のゲー
    トバルブを介して付設されるとともに前記レジスト膜に
    パターンが描画された前記半導体基板を一旦停留させる
    恒温真空室と、この恒温真空室と第２のゲートバルブを
    介して付設され前記レジスト膜をベーキングする真空ベ
    ーキング室を備えることを特徴とする電子線直接描画装
    置。
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