JP5438670B2 - マルチコラム電子線描画用マスク保持装置及びマルチコラム電子線描画装置 - Google Patents

Description

本発明は、マルチコラム電子線描画装置におけるキャラクタープロジェクションパターンの温度による変形を防止することが可能なマルチコラム電子線描画用マスク保持装置及びマルチコラム電子線描画装置に関する。

従来の電子ビーム露光装置では、ステンシルマスクに可変矩形開口又は複数のマスクパターンを用意し、ビーム偏向によりそれらを選択してウエハに転写露光している。この電子ビーム露光装置では複数のマスクパターンが用意されるが、露光に使用される電子ビームは１本であり、一度に転写されるパターンは一本の電子ビームにより選択転写される一つのマスクパターンだけである。

このような露光装置として、例えば特許文献１には部分一括露光をする電子ビーム露光装置が開示されている。部分一括露光とは、マスク上に配置した複数個、例えば１００個のマスクパターンからビーム偏向により選択した一つのパターン領域、例えば２０×２０μｍの領域にビームを照射し、ビーム断面をマスクパターンの形状に成形し、さらにマスクを通過したビームを後段の偏向器で偏向振り戻し、電子光学系で決まる一定の縮小率、例えば１／１０に縮小し、試料面に転写する。一度に照射される試料面の領域は、例えば２×２μｍである。露光するデバイスパターンに応じてマスクパターンを適切に用意すれば、可変矩形開口だけの場合より、必要な露光ショット数が大幅に減少し、スループットが向上する。

さらに、このような露光装置のコラム一つ一つの大きさを小さくしたもの（以下、コラムセルと呼ぶ）を複数個集め、ウエハ上に並べて並列して露光処理するマルチコラム電子ビーム露光装置が提案されている。各コラムセルはシングルコラムの電子ビーム露光装置のコラムと同等であるが、マルチコラム全体では並列して処理するため、コラム数倍の露光スループットの増加が可能である。

このようなマルチコラム電子ビーム露光装置では、各コラムセルにおいてキャラクタプロジェクションマスク（ＣＰマスク）に電子ビームを照射して所要のパターンを選択している。この場合、ＣＰマスクは電子ビームの照射によって加熱され、ＣＰマスクの温度が変化することによりＣＰマスク全体が変形し、ＣＰマスクに形成されたパターンの位置ドリフトが発生して描画精度が低下するという問題がある。

シングルコラム電子ビーム露光装置の場合には、照射時間とＣＰマスクの位置ずれとの対応関係を測定するなどして、ＣＰマスクのパターンの選択位置を補正することで対処可能である。

一方、マルチコラム電子ビーム露光装置では、各コラムセルにおいて使用されるＣＰマスクは各コラムセル毎に用意されているが、個々のコラムセル毎にマスクを搬入する場合にかかる手間の軽減や時間の短縮等のために、一体となったマスク基板が使用されている。そのため、一つのＣＰマスクでの位置ずれが他のコラムにおけるＣＰマスクの位置にも影響を及ぼすため、ＣＰマスク相互間の位置変動が生じ、ＣＰマスク全体の変形に対してパターンの位置補正を行うことは困難である。

なお、露光処理によるウエハの温度変化に伴う変形に起因する露光不良を抑制する技術として、特許文献２には、ウエハとウエハホルダとの温度を略同一にすることによってウエハの熱変形を防止する技術が記載されている。

また、特許文献３には、ドライエッチング工程中にウエハ裏面をガス冷却する技術が記載されている。

しかし、マルチコラム電子ビーム露光装置におけるＣＰマスクの熱変形を防止する技術についての報告はされていない。
特開２００４−８８０７１号公報 特開２００６−３３９３０３号公報 特開平８−１１１３９８号公報

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑みなされたものであり、目的は、キャラクタープロジェクションマスク（ＣＰマスク）全体の熱変形を防止することが可能なマルチコラム電子線描画用ＣＰマスク及びマルチコラム電子線描画装置を提供することである。

上述した従来技術の課題を解決するため、本発明の基本形態によれば、複数のコラムからなるマルチコラム電子線描画装置に使用されるマルチコラム電子線描画用マスク保持装置であって、マスクを保持するとともに当該マスクを冷却する保持装置本体部と、前記マスクの冷却用の気体を発生する気体発生部と、前記気体の温度及び流量を制御する制御部と、を有し、前記マスク保持装置本体部は、前記気体発生部で発生された気体を前記マスクに供給する気体供給管と、前記気体を吸収する気体吸収管と、前記各コラムで使用される一群のキャラクタープロジェクションパターン（ＣＰパターン）が一つの基板の各コラム毎の領域に形成された一体基板が載置されたときに前記各一群のＣＰパターンの周囲を二重に囲むように形成され前記気体吸収管と接続された気体吸収溝と、前記二重の気体吸収溝の間に形成され前記気体供給管と接続された気体供給溝と、を備えることを特徴とするマルチコラム電子線描画用マスク保持装置が提供される。

この形態に係るマルチコラム電子線描画用マスク保持装置において、前記気体吸収溝は、前記各一群のＣＰパターンの周囲を二重に囲むようにしてもよく、前記気体吸収溝は、前記各一群のＣＰパターンの周囲を一重に囲み、かつ、前記各一群のＣＰパターンの全体の周囲を一重に囲むようにしてもよい。

また、この形態に係るマルチコラム電子線描画用マスク保持装置において、前記気体は、ヘリウムガス、オゾンガス、酸素ガス、窒素ガス又は水素ガスのいずれかであるようにしてもよく、更に、前記マスク保持装置本体部は、前記一体基板を吸着するジョンソンラーベック型の静電チャックを備えるようにしてもよく、前記制御部は、前記気体を０．２〜０．５[ｓｃｃｍ]で供給するようにしてもよい。

本発明のマルチコラム電子線描画用マスク保持装置によれば、キャラクタープロジェクションパターンが形成されたＣＰマスクを静電チャックで吸着して固定するとともに、ＣＰマスクのＣＰパターン以外の部分にオゾンガスなどの気体を流すようにしている。特に、ＣＰマスクを保持するマスク保持装置本体は各コラムで使用される各ＣＰパターン群の周囲に気体を供給する気体供給溝とその気体供給溝を挟むように各ＣＰパターン群の周囲に気体を吸収する気体吸収溝が二重に設けられている。これにより、電子ビームの照射によるＣＰマスク基板の過熱を抑制することができ、温度変化によるＣＰマスク全体の変形を抑制し、ＣＰパターンの位置ずれを防止することが可能となる。

図１は、マルチコラム電子ビーム露光装置の構成図である。 図２は、図１に係る露光装置における１つのコラムセルの構成図である。 図３は、図１に係る露光装置のコラムセル制御部の模式図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、ステンシルマスクの構成を説明する図である。 図５は、ＣＰマスク基板の温度調整機能を備えたマスク保持装置のブロック構成図である。 図６（ａ）は、静電チャックに吸着されたＣＰマスクの断面図であり、図６（ｂ）は、静電チャックの吸着の原理を説明する図である。 図７は、ジョンソンラーベック静電チャックの吸着用電源パターンの一例を示す図（その１）である。 図８は、気体供給溝及び気体吸収溝の配置を説明する図（その１）である。 図９は、気体供給溝及び気体吸収溝の配置を説明する図（その２）である。 図１０は、マスク保持装置本体の一部の概略構成図である。 図１１は、静電チャックの吸着用電源パターンの一例を示す図（その２）である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、電子線描画装置の一例として、マルチコラム電子ビーム露光装置を対象として説明する。まず、図１から図３を参照して、マルチコラム電子ビーム露光装置の構成について説明をする。次に、図４から図１１を参照して、ＣＰマスク及びＣＰマスクの冷却を可能にするマスク保持装置について説明する。

図１は、本実施形態に係るマルチコラム電子線描画用マスク保持装置を使用してマルチコラム電子ビーム露光装置の概略構成図である。

マルチコラム電子ビーム露光装置は、電子ビームコラム１０と電子ビームコラム１０を制御する制御部２０に大別される。このうち、電子ビームコラム１０は、同等なコラムセル１１が複数、例えば１６集まって、全体のコラムが構成されている。すべてのコラムセル１１は後述する同じユニットで構成される。なお、ステンシルマスクは全体のコラムセルで一つだけ使用する。また、コラムセル１１の下には、例えば３００ｍｍウエハ１２を搭載したウエハステージ１３が配置されている。

一方、制御部２０は、電子銃高圧電源２１、レンズ電源２２、デジタル制御部２３、ステージ駆動コントローラ２４、ステージ位置センサ２５、マスク位置センサ２７、マスク搭載コントローラ２８、及びマスクステージ駆動コントローラ２９を有する。これらのうち、電子銃高圧電源２１は電子ビームコラム１０内の各コラムセル１１の電子銃を駆動させるための電源を供給する。レンズ電源２２は電子ビームコラム１０内の各コラムセル１１の電磁レンズを駆動させるための電源を供給する。デジタル制御部２３は、コラムセル１１各部をコントロールする電気回路であり、ハイスピードの偏向出力などを出力する。デジタル制御部２３はコラムセル１１の数に対応する分だけ用意される。

ステージ駆動コントローラ２４は、ステージ位置センサ２５からの位置情報を基に、ウエハ１２の所望の位置に電子ビームが照射されるようにウエハステージ１３を移動させる。

マスク位置センサ２７は、マスクステージ上の基準位置決めマークとそれに対応するマスク基板上の位置決めマークを同一視野内に捉える顕微鏡と、その顕微鏡画像をもとにマスクステージとマスク基板の相対位置ずれ量を計測する画像解析部から構成される。

マスク搭載コントローラ２８は、マスクステージに対するマスク基板の搭載位置や搭載角度を微調整する機構部とそれをコントロールする回路部から構成される。マスク搭載コントローラ２８は、マスク位置センサ２７からのマスク位置の情報を基に、マスク位置の調整を行う。また、マスク搭載コントローラ２８は、後述するマスク保持装置の制御部として機能し、ＣＰマスク基板を冷却するために使用する気体の発生や、発生した気体の流量や温度等の制御を行う。

マスクステージ駆動コントローラ２９は、統合制御系２６からの指示によって、マスクステージ１２３を移動させる。

上記の各部２１〜２９は、ワークステーション等の統合制御系２６によって統合的に制御される。

上述したマルチコラム電子ビーム露光装置では、すべてのコラムセル１１は同じコラムユニットで構成されている。図２は、マルチコラム電子ビーム露光装置に使用される図１の各コラムセル１１の概略構成図である。

各コラムセル１１は、露光部１００と、露光部１００を制御するデジタル制御部２３とに大別される。このうち、露光部１００は、電子ビーム生成部１３０、マスク偏向部１４０及び基板偏向部１５０によって構成される。

電子ビーム生成部１３０では、電子銃１０１から生成した電子ビームＥＢが第１電磁レンズ１０２で収束作用を受けた後、ビーム整形用マスク１０３の矩形アパーチャ１０３ａ（第１の開口）を透過し、電子ビームＥＢの断面が矩形に整形される。

矩形に整形された電子ビームＥＢは、第２電磁レンズ１０５ａ及び第３電磁レンズ１０５ｂによってビーム整形用の第２マスク１０６上に結像される。そして、電子ビームＥＢは、可変矩形整形用の第１静電偏向器１０４ａ及び第２静電偏向器１０４ｂによって偏向され、ビーム整形用の第２のマスク１０６の矩形アパーチャ１０６ａ（第２の開口）を透過する。第１の開口と第２の開口により電子ビームＥＢが成形される。

その後、電子ビームＥＢは、マスク偏向部１４０の第４電磁レンズ１０７ａ及び第５電磁レンズ１０７ｂによってステンシルマスク１１１上に結像される。そして、電子ビームＥＢは、第３静電偏向器１０８ａ（第１選択偏向器とも呼ぶ）及び第４静電偏向器１０８ｂ（第２選択偏向器とも呼ぶ）により、ステンシルマスク１１１に形成された特定のパターンＰに偏向され、その断面形状がパターンＰの形状に成形される。このパターンはキャラクタープロジェクション（ＣＰ）パターンとも呼ぶ。第５電磁レンズ１０７ｂの付近に配置した偏向器１０８ｂによって、電子ビームＥＢは光軸と平行にステンシルマスク１１１に入射するように曲げられる。

なお、ステンシルマスク１１１は電子ビームコラム１０内のマスクステージ１２３に固定されるが、そのマスクステージ１２３は水平面内において移動可能であって、第３静電偏向器１０８ａ及び第４静電偏向器１０８ｂの偏向範囲（ビーム偏向領域）を超える部分にあるパターンＰを使用する場合、マスクステージ１２３を移動することにより、そのパターンＰをビーム偏向領域内に移動させる。

ステンシルマスク１１１の下に配された第６電磁レンズ１１３は、その電流量を調節することにより、電子ビームＥＢを遮蔽板１１５付近で平行にする役割を担う。

ステンシルマスク１１１を通った電子ビームＥＢは、第５静電偏向器１１２ａ（第１振り戻し偏向器とも呼ぶ）及び第６静電偏向器１１２ｂ（第２振り戻し偏向器とも呼ぶ）の偏向作用によって光軸に振り戻される。第６電磁レンズ１１３の付近に配置した偏向器１１２ｂによって、電子ビームＥＢは軸上に乗った後、軸に沿って進むように曲げられる。

マスク偏向部１４０には、第１、第２補正コイル１０９、１１０が設けられており、それらにより、第１〜第６静電偏向器１０４ａ、１０４ｂ、１０８ａ、１０８ｂ、１１２ａ、及び１１２ｂで発生するビーム偏向収差が補正される。

その後、電子ビームＥＢは、基板偏向部１５０を構成する遮蔽板１１５のアパーチャ１１５ａ（ラウンドアパーチャ）を通過し、投影用電磁レンズ１２１によって基板上に投影される。これにより、ステンシルマスク１１１のパターンの像が、所定の縮小率、例えば１／１０の縮小率で基板に転写されることになる。

基板偏向部１５０には、第７静電偏向器１１９と第８静電偏向器１２０とが設けられており、これらの偏向器１１９、１２０によって電子ビームＥＢが偏向され、基板の所定の位置にステンシルマスクのパターンの像が投影される。

更に、基板偏向部１５０には、基板上における電子ビームＥＢの偏向収差を補正するための第３、第４補正コイル１１７、１１８が設けられる。

一方、デジタル制御部２３は、電子銃制御部２０２、電子光学系制御部２０３、マスク偏向制御部２０４、ブランキング制御部２０６及び基板偏向制御部２０７を有する。これらのうち、電子銃制御部２０２は電子銃１０１を制御して、電子ビームＥＢの加速電圧やビーム放射条件等を制御する。また、電子光学系制御部２０３は、電磁レンズ１０２、１０５ａ、１０５ｂ、１０７ａ、１０７ｂ、１１３、及び１２１への電流量等を制御して、これらの電磁レンズが構成される電子光学系の倍率や焦点位置等を調節する。ブランキング制御部２０６は、ブランキング偏向器への印加電圧を制御することにより、露光開始前から発生している電子ビームＥＢを遮蔽板１１５上に偏向し、露光前に基板上に電子ビームＥＢが照射されるのを防ぐ。

基板偏向制御部２０７は、第７静電偏向器１１９及び第８静電偏向器１２０への印加電圧を制御することにより、基板の所定の位置上に電子ビームＥＢが偏向されるようにする。上記の各部２０２〜２０７は、ワークステーション等の統合制御系２６によって統合的に制御される。

図３は、マルチコラム電子ビーム露光装置における偏向データに関する処理を制御するコラムセル制御部３１の模式図である。コラムセル制御部３１はコラムセル１１のそれぞれが有している。各コラムセル制御部３１はマルチコラム電子ビーム露光装置の全体を制御する統合制御系２６とバス３４で接続されている。また、統合記憶部３３は、例えばハードディスクで構成され、露光データ等すべてのコラムセルで必要となるデータが格納されている。統合記憶部３３も統合制御系２６とバス３４で接続されている。

ウエハステージ１３に載置されたウエハ１２上に露光するパターンの露光データは、統合記憶部３３から各コラムセル制御部３１のコラムセル記憶部３５に転送される。転送された露光データは、補正部３６において補正され、露光データ変換部３７で実際の露光処理に必要なデータに変換され、各コラムセル１１に割り当てられたウエハ上の露光領域でパターンの露光処理を行う。

次に、一体の基板上に形成されるステンシルマスク（キャラクタープロジェクション（ＣＰ）マスク）の構成について図４を用いて説明する。

図４（ａ）は、一つのコラムセルにおける偏向器によって電子ビームが偏向可能な範囲に形成されるＣＰパターン群４２を示している。ＣＰパターン群４２は、２０×２０μｍの複数の小区画４３の集合になっており、各小区画４３には使用頻度の高いＣＰパターンが形成されている。電子ビームはこの小区画４３を選択することにより、電子ビームの断面が成形され、所望のパターンをウエハ１２上に照射して露光することになる。

図４（ｂ）は、２×２の４つのコラムセルで構成される場合のＣＰマスク基板５１に形成されるＣＰパターンの配置の一例を示した図である。図４（ｂ）に示すように、各コラムで使用されるＣＰパターンは一体のＣＰマスク基板５１の各コラムの電子ビームが通過する位置に形成されている。

このように形成されたＣＰマスク基板５１をマスク保持装置によって保持するとともに、ＣＰマスク基板５１の温度を一定にするように制御する。図５は、マスク保持装置の概略を示すブロック構成図である。マスク保持装置は、気体発生部５０と、気体温度調整部５２と、気体回収部５３と、ＣＰマスク基板５１を直接載置するマスク保持装置本体５４と、気体発生部５０、気体温度調整部５２及び気体回収部５３を制御する制御部２８で基本構成されている。

気体発生部５０では、ＣＰマスク基板５１を冷却するための気体を発生する。発生する気体は、例えば、ヘリウムガス、オゾンガス、窒素ガス、酸素ガス、又は水素ガスである。

気体温度調整部５２では、気体発生部５０で発生させた気体、又は気体回収部５３で回収された気体の温度を制御部２８の制御の下に予め決められた一定温度に調整する。例えば、一定温度に冷却された所定長さの管を使用して気体を冷却する。

気体回収部５３はマスク保持装置本体５４内に供給された気体をポンプによって回収する。

気体発生部５０で発生された気体は、所望の温度、流量、圧力に調整してマスク保持装置本体５４に形成された気体供給管を通して気体供給溝に供給される。これらの温度、流量、圧力等の条件は、気体がＣＰマスク基板５１と直接接触する面積やＣＰマスクパターンの描画精度の点から適宜決定される。例えば、オゾンガスを使用し、数[Ｐａ]の圧力で０．２〜０．５[ｓｃｃｍ]で供給される。

気体発生部５０で発生した気体はマスク保持装置本体５４に形成された気体供給溝及び気体吸収溝を流れた後、排出するようにしてもよいし、気体を循環させるようにしてもよい。

図６は、ＣＰマスク基板５１がマスク保持装置本体５４に吸着されている状態を示している。ＣＰマスク基板５１は、ＳＯＩ(Silicon On Insulator)基板を用いて形成されている。ＳＯＩ基板は、約７００μｍのシリコンウエハ５１ｃに０．５μｍのシリコン酸化膜５１ｂを介して張り合わせられた２μｍのシリコンメンブレン５１ａで構成され、シリコンメンブレン５１ａにＣＰパターンが形成されている。図６では、ＣＰパターンはＣＰマスク基板５１の領域５５ａ、５５ｂに形成され、領域５５ａ、５５ｂの下部のシリコン酸化膜５１ｂ及びシリコンウエハ５１ｃは電子ビームが通過するように開口されている。

ＣＰマスク基板５１はマスク保持装置本体５４に載置され、静電チャック５６により吸着されている。本実施形態ではマスク保持装置本体５４は、例えばアルミナで形成されている。また、静電チャック５６は、接触型の電流を定常的に流すタイプのジョンソンラーベック型を使用している。例えば、図６（ａ）のマスク保持装置本体５４に埋め込まれた電極５６ｃを正電極とし、電極５６ｄを負電極とする。

図６（ｂ）は、ジョンソンラーベック型の静電チャックの吸着の原理を説明する部分断面図である。この図６（ｂ）に示すように、ジョンソンラーベック型吸着力は、電極５６ｄに発生した電荷が比較的抵抗の低いマスク保持装置本体５４中を移動してＣＰマスク基板５１側の表面５８に達し、留まった同極性の電荷によって生じる。ジョンソンラーベック型吸着力は、比抵抗が１０¹³Ωｃｍ以下で生じるとされている。マスク保持装置本体５４を構成しているアルミナの比抵抗は約１０¹²Ωｃｍであるので、ジョンソンラーベック型吸着力が働き、ＣＰマスク基板５１を強力に吸着することができる。

なお、静電チャックにはジョンソンラーベック型のほかにクーロン型もあるが、ジョンソンラーベック型吸着力の方が強力であるため、本実施形態ではジョンソンラーベック型の静電チャックを使用する。

図７は静電チャックの電極の配置の一例を示す図である。図７はマスク保持装置本体５４の平面図であり、マスク保持装置本体５４内部に埋め込まれている電極パターン６３，６４の一例を示した図である。マスク保持装置本体５４の上にＣＰマスク基板５１を載置したときにＣＰパターンが形成されている領域に対応する開口部分６２ａ〜６２ｄ以外の部分に正電極６３と負電極６４が交互になるように配置されている。

このようにマスク保持装置本体５４とＣＰマスク基板５１とを密着させた状態にして、ＣＰマスク基板５１の下面部に一定温度の気体を流すようにする。
図８は、マスク保持装置本体５４の表面に形成される気体供給溝及び気体吸収溝の一例を示した平面図である。

図８に示すように、マスク保持装置本体５４はＣＰマスク領域に対応する４つの開口部（６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ）を有している。各開口部の周囲には、溝が形成され、ＣＰマスク基板５１が載置され吸着されたときに、その溝の部分に気体を流すようになっている。

例えば、開口部６２ａの周囲には、気体供給溝７２が形成され、その気体供給溝７２を挟むように気体吸収溝７１ａ及び７１ｂが形成されている。

図９は、図８のＩ−Ｉ線に沿う断面図を示している。図９に示すように、マスク保持装置本体５４の上にＣＰマスク基板５１が載置された状態では、気体供給溝７２と気体吸収溝７１ａ、７１ｂの部分に空間が形成される。気体供給溝７２の深さは、気体吸収溝７１ａ、７１ｂの深さよりも浅く形成される。この気体供給溝７２には、気体発生部５０で生成された気体をマスク保持装置本体５４内部に配された気体供給管８１を通して気体供給口７２ａから供給される。また、供給された気体は気体供給溝７２から気体吸収溝７１ａ、７１ｂへ拡散し、気体吸収口７１ｃ及び７１ｄから気体吸収管８２を通して排気される。図８のその他の開口部６２ｂ、６２ｃ、６２ｄの周囲の気体供給及び気体吸収の構成も同様である。

気体供給溝７２，７４，７６，７８、及び気体吸収溝７１ａ，７１ｂ，７３ａ，７３ｂ，７５ａ，７５ｂ，７７ａ，７７ｂの部分以外は、ＣＰマスク基板５１と静電チャック５６によって密着されている。

図８及び図９に示すように、気体供給溝及び気体吸収溝に一定温度の気体が拡散することによりＣＰマスク基板５１の下面に気体が当たり、電子ビームの照射により過熱したＣＰマスク基板５１の熱が気体に移動して熱交換が行われる。これにより、ＣＰマスク基板５１を一定の温度に保つことができ、過熱によるＣＰマスク全体の変形を防止することが可能となる。

このように気体供給溝の周囲に２重の気体吸収溝を設けることにより、気体がＣＰマスクの開口部から流出することを防ぐとともに、拡散する気体の流れを気体供給溝及び気体吸収溝に対向する面に広く行き渡るようにしている。

なお、図８に示すように、４つの各開口部の周囲の外側の気体吸収溝を接続する溝７９ａ〜７９ｄを設けるようにしてもよいし、この溝７９ａ〜７９ｄを設けず、各開口部６２ａ〜６２ｄの外側の気体吸収溝（７１ａ，７３ａ，７５ａ，７７ａ）からそれぞれ気体を吸収して排気するようにしてもよい。

図１０は、気体供給溝及び気体吸収溝の構成の他の一例を示す図である。各開口部６２ａ〜６２ｄの周囲には気体吸収溝８３〜８６が形成され、これらの気体吸収溝８３〜８６を囲むように気体吸収溝８７が形成されている。また、気体吸収溝８７と気体吸収溝８３〜８６の間は気体供給溝８８が形成されている。この場合、気体吸収溝８７の外側と、各開口部６２ａ〜６２ｄと内側の気体吸収溝８３〜８６の間に静電チャックが設けられて、ＣＰマスク基板５１を吸着する。

外側の気体吸収溝８７には気体を排出する気体吸収口８７ａ〜８７ｄが設けられているが、気体吸収口は１か所であってもよい。また、気体供給溝８８には気体を供給する気体供給口８８ａ〜８８ｄが設けられているが、気体供給口は１か所であってもよい。また、気体吸収溝８３〜８６及び８８の形状は円に限らず矩形状であってもよい。
また、気体供給溝８８は適宜その面積を狭くして、内側の気体吸収溝８３〜８６と外側の気体吸収溝８７の間にＣＰマスク基板５１との吸着状態をより高めるために静電チャックを設けるようにしてもよい。

なお、静電チャックの電極の形状は適宜変更してもよい。図１１は、図８に示した気体供給溝及び気体吸収溝の場合の開口部と内側の気体吸収溝との間に設けた静電チャックの電極の形状の一例を示した図である。図１１に示すように、例えば、開口部６２ａと内側の気体吸収溝７１ｂとの間を２つの領域（９１ａ，９１ｂ）に等分し、一方を正極、他方を負極の電極にするようにしてもよい。

また、ＣＰマスク基板５１の温度を測定するための測温素子をマスク保持装置本体５４に設けるようにしてもよい。マスク保持装置本体５４の表面付近に測温素子を配置し、制御部２８と接続する。制御部２８は、測温素子による温度情報を基に気体発生部５０から発生する気体の温度を制御する。

測温素子は、ＣＰマスク基板５１が吸着されたときにＣＰマスク基板５１の温度を検出可能なようにマスク保持装置本体５４のＣＰマスク基板５１との接触面側に配置される。マスク保持装置本体５４の表面に溝を形成してその溝に測温素子を設置するようにしてもよいし、白金測温抵抗体等を直接マスク保持装置本体５４の表面に形成するようにしてもよい。

電子ビームが照射され、ＣＰマスク基板５１の温度が上昇すると、その上昇温度が測温素子により電気信号として制御部２８に伝送され、制御部２８によってＣＰマスク基板５１の温度変化が監視される。ＣＰマスク基板５１の許容温度をＣＰマスク基板５１の材質や描画精度の観点から予め定めておき、ＣＰマスク基板５１の温度が許容温度を超えないように気体の温度や流量などを制御する。これにより、ＣＰマスク基板５１の温度を一定に保ち、電子ビームの照射によるＣＰマスク基板５１の過熱を防止することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態では、キャラクタープロジェクションパターンが形成されたＣＰマスクを静電チャックで吸着して固定するとともに、ＣＰマスクのＣＰパターン以外の部分にオゾンガスなどの気体を流すようにしている。特に、ＣＰマスクを保持するマスク保持装置本体は各コラムで使用される各ＣＰパターン群の周囲に気体を供給する気体供給溝とその気体供給溝を挟むように各ＣＰパターン群の周囲に気体を吸収する気体吸収溝が二重に設けられている。これにより、電子ビームの照射によるＣＰマスク基板の過熱を抑制することができ、温度変化によるＣＰマスク全体の変形を抑制し、ＣＰパターンの位置ずれを防止することが可能となる。

なお、本発明は、国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成２０年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「マスク設計・描画・検査総合最適化技術開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）である。

Claims (6)

1. 複数のコラムからなるマルチコラム電子線描画装置に使用されるマルチコラム電子線描画用マスク保持装置であって、
   マスクを保持するとともに当該マスクを冷却する保持装置本体部と、
   前記マスクの冷却用の気体を発生する気体発生部と、
   前記気体の温度及び流量を制御する制御部と、
   を有し、
   前記マスク保持装置本体部は、
   前記気体発生部で発生された気体を前記マスクに供給する気体供給管と、
   前記気体を吸収する気体吸収管と、
   前記各コラムで使用される一群のキャラクタープロジェクションパターン（ＣＰパターン）が一つの基板の各コラム毎の領域に形成された一体基板が載置されたときに前記各一群のＣＰパターンの周囲を二重に囲むように形成され前記気体吸収管と接続された気体吸収溝と、
   前記二重の気体吸収溝の間に形成され前記気体供給管と接続された気体供給溝と、
   を備えることを特徴とするマルチコラム電子線描画用マスク保持装置。
2. 前記気体は、ヘリウムガス、オゾンガス、酸素ガス、窒素ガス又は水素ガスのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のマルチコラム電子線描画用マスク保持装置。
3. 更に、前記マスク保持装置本体部は、前記一体基板を吸着するジョンソンラーベック型の静電チャックを備えることを特徴とする請求項１に記載のマルチコラム電子線描画用マスク保持装置。
4. 前記制御部は、前記気体を０．２〜０．５[ｓｃｃｍ]で供給することを特徴とする請求項１に記載のマルチコラム電子線描画用マスク保持装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のマルチコラム電子線描画用マスク保持装置を備えたことを特徴とするマルチコラム電子線描画装置。
6. 複数のコラムからなるマルチコラム電子線描画装置に使用されるマルチコラム電子線描画用マスク保持装置であって、
   マスクを保持するとともに当該マスクを冷却する保持装置本体部と、
   前記マスクの冷却用の気体を発生する気体発生部と、
   前記気体の温度及び流量を制御する制御部と、
   を有し、
   前記マスク保持装置本体部は、
   前記気体発生部で発生された気体を前記マスクに供給する気体供給管と、
   前記気体を吸収する気体吸収管と、
   前記各コラムで使用される一群のキャラクタープロジェクションパターン（ＣＰパターン）が一つの基板の各コラム毎の領域に形成された一体基板が載置されたときに前記各一群のＣＰパターンの周囲を一重に囲み、かつ、前記各一群のＣＰパターンの全体の周囲を一重に囲むように形成された気体吸収溝と、
   前記二重の気体吸収溝の間に形成され前記気体供給管と接続された気体供給溝と、
   を有することを特徴とするマルチコラム電子線描画用マスク保持装置。

Images