JPS5815232A - 荷電ビ−ム露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、荷電ビーム露光装置の恒温化に関する。

近時、牛導体ウェハやマスク基板等の試料に微細＆ノタ
ーンを形成する技術として、電子ビームを利用し良電子
Ｃ−ム露光装置が開発されている。仁の装置では、描画
速度の向上をはかると共に、±０．１〔μｍ〕程度の高
い描画位置精度を実現することが重要な開発課題となり
ている。

描画位置精に係わる基本的な要素の１つに装置の恒温化
がある０例えば、３　ｘ　１０−’　ＣｃＩＬ／’Ｃ）
ｔＤ低熱膨張係数を有した１　５０　（ｆｉ）角のマス
ク基板の温度が１〔℃〕変化すると０．４５（μ渭）の
熱変形が生じ、前述した描画位置精度を得ることは困難
となる。

第１図は従来の電子ビーム露光装置を模式的に示す概略
構成図である。加工室１および予備室２が連接して設け
られ、これら各＊１．Ｚ間線真空パルｆ３にて遮断され
ている。加工室１内ＫＨｘ−ｙステージ４が配設され、
このテーブル４は駆動機＠Ｓによ）Ｘ方向（紙面左右方
向）シよびＹ方向（紙面表裏方向）Ｋ移動されるものと
なっている。また、予備室２内には試料としてのマスク
基板６を内蔵したカセットｒを複数個装填し九マガジン
８が配設されている。

そして、このマガジン８内のカセット１が搬送機構９に
よシ１個ずつ搬送され、前記加工室１内のＸ−Ｙステー
ジ４上に載置されるものとなっている。ま九、加工＠１
および予備室２の各外壁面Ｋｉｔ、恒温水用配管１０．
１１がそれぞれ堆着されている。そして、これらの配管
１０゜１１内に恒温水系ＪＪ、ＪＪからそれぞれ恒温水
が通流され、加工室１および予備室２が略同温度に恒温
化されるものとなっている。ｔた、加工室１内および予
備室ｚ内は真空−ンｆ１４゜１５によ）それぞれ真空排
気されている。

一方、前記加工室１の上方には、電子銃１６゜コンデン
サレンズｚｒｍ　１ｇ、対物レンズ１９および偏向器（
図示せず）等からなる電子光学鏡筒２０が設けられてい
ゐ、そして、この電子光学鏡筒２０からの電子ビーム照
射およびＸ−Ｙステージ４の移動によシ、Ｘ−Ｙステー
ジ４上のカセット１に内蔵されたマスク基板Ｃが所望の
／中ターンに描画されるものとなつている。

ところが、この種の装置にありては次のような問題があ
った。すなわち、前記加工室１および予備室２の温度は
恒温水配管１０．１１および恒温水系１２．１１によシ
温度制御されているが、加工室１内のＸ−Ｙステージ４
上の温度は電子光学鏡筒２０、特に対物レン−ｅｌｌｌ
からの熱放射によシ、上記制御温度よりも高くなる。

本発明者等は上記ｘ−ｙステージ４上の温度上昇に起因
してマスク基板６の描画位置精度が低下することを見出
した０本発明者等の実験によれば、予備室２内のカセッ
ト２を加工室１内のｘ−Ｙステージ４上へ搬送すると、
カセット１の温度丁。は３０分程度でｘ−Ｙステージ４
の温度テ、に近づく一方、マスク基板６の温度↑、は対
物レンズ１＃からの熱放射により、ステージ温度テ、よ
抄０．３ＣＣ）高い温度ＴＭｏｖｃ近づくことが判明し
た。また、予備室２内ではカセット１を恒温化するのに
数１０時時間中るととも判明した。力（ット１の材料唸
通常アル々ニウム合金であり、その熱膨張率ｔｒｉ、　
２．７　Ｘ　１　Ｇ　’　（ｃａＬ／℃）と大暑く、２
００〔鴎〕角のカセット１がＯ，ｌ　（’Ｃ）温度変化
を来しただけでも０．５４（μｍｈｏ熱変形が生じる。

そして、カセット１が変形すると、その中に収納されて
いるマスク基板Ｃが上記変形に応じて移動し、描画位置
精度が著しく損なわれることになる。

また、実験によれば、描画位置精度±０．１〔μ−を得
るには、２００（−角アル１＝ウム合金製カセッＦおよ
び１５０　（ＩＥＩＩ）角低熱膨張率マメク基板を用い
る通常の条件では、前記各温度ｉＣ９丁つ。

”ＭＯを次式のように制御する必要がありた。

このような温度制御は通常Ｏ装置では不可能であ）、こ
のため特に高い描画精度を要求される場合ＫＨｘ−ｙス
テージ４上にカセツ）１を３０〜６０分間放置した後描
画を行うようＫしている。しかしながら、この上うにカ
セット７の恒温化を待つことは、マスク基板６の製造時
間の増大とな）、ひいては製造コストの増大化を招い九
、ｔた、上述した問題社電子曾−五籐光装置のみならず
、イオンＣ−ム露光装置について４云えることである・ 本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、荷電ビーム露光に供される試料
の描画速度の低下を招くことなく、描画位置精度の向上
をはかり得る荷電ビーム露光装置を提供することにある
。

まず、本発明の詳細な説明する０本発明の骨子紘十分な
描画位置精度を得るための恒温化条件を明らかにし、そ
の条件を満たす丸めの恒温化手段を設は九ことである。

すなわち、予備室内に収容されるカセットを予め所定温
度に恒温化する恒温箱を設けると共に、加工室、予備室
および対物レンズ下面をそれぞれ恒温化する手段を設け
、上記加工室内のステージ温度Ｔ１、予備室内のカセッ
ト温度丁１１、恒温箱内のカセット温度Ｔｃ２および対
物レンズ下面の温度ＴＬを略等しい値に制御するように
し丸ものである。

したがって本発明によれば、予備室内から加工室内のｘ
−ｙステージ上に搬送され載置されたカセットの温度変
化を極めて小さくすることができる。を九、恒温箱内で
予め恒温化したカセットを予備室内に収容しているので
、予備室内でカセットを恒温化するＯＩＫ’ｌ！　した
時間を大幅に短縮することができる。仁のため、描−に
要する時間の増大を招くことなく、描画位置精度の大幅
な向上を線かシ得ると云う効果を奏する。また、上記理
由から製造時間の短縮化をもはかり得て試料製造コスト
の低減化に寄与し得る等の利点がある。

以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

第２図は本発明の一実施例を模式的に示す概略構成図で
ある。なお、第１図と同一部分には同一符号を付して、
その詳しい説明は省略する。

この実施例が第１図に示した従来装置と異なる点は、恒
温箱２１、恒温水配管２１．恒温水系２３、温度センサ
２４−、ｊ　＃および温度計ｚｒ、　〜２９を設けたこ
とＫある。すなわち、恒温箱２１はマガジン８を収容す
るものであシ、所定温度に保持されている。そして、こ
の恒温箱２１によシ予備室２内に収容される力竜ットｒ
ｕ予め恒温化されるものとなっている。また、対物レン
ズ１９の近傍の加工室壁面には恒温水配管２２が破着さ
れておシ、この配管２２内に恒温水系２Ｊからの恒温水
を通流することにより、対物レンズ１９の下面の温度Ｔ
Ｌが恒温化され対物レンズ１９の下面からの熱放射が抑
制されている。恒温箱２１内のカセッ）Ｆの温度”ｃｚ
は温度センサ２４にて検出され温度計２７に表示され、
予備室２内のカセット１の温度ＴＣ４は温度センサ２５
にて検出され、温度計２８に表示される。同様に、加工
室ｌ内のステージ４の温度Ｔ、は温度センサ２６にて検
出され温度計２９に表示されるものとなっている。なお
、第２図には示さないが加工室１内および予備室２内は
前記真空４７ノ１４．ＩＢによυ、それぞれ真空排気さ
れるものとなっている・ このように構成された本装置の作用を説明する。まず、
恒温箱２１内にマガジン８を十分な時間保管し”０２−
丁、とする０次に、このマガジン８を予備室２内に速や
かに移し、予備室２内を大気圧から真空にする。ζＯ場
合、大気圧状態から真空状態へ移行するときの断熱膨張
によりカセット温度Ｔ１．はＱ、Ｉ　ＣＣ）　＠低下す
る０次に、カセット１を加工室１内のｘ−Ｙステージ４
上に搬送しマスク基板６の描画を行う、描画精度±０．
１〔μｍ〕を得る条件は、実験の結果法の通りであった
。

そして、上記第２式に示す条件は恒温水配管１０、Ｉｆ
、２１に流す恒温水のそれぞれの温度Ｔ、　Ｉ　Ｔ、　
、　ＴＬ、および恒温箱２１の温［Ｔ、で決定されるこ
とが判明した。を九、実験によれば調整時に前記各温度
テＩＩ　”Ｃ１１”Ｃ２＃　”Ｌを測定し、上記第２式
の関係が得られるように恒温水系ｘｘ、　１３．ｚｓお
よび恒温箱２１の温度をセードしさえすれば、その後は
恒温水系ｘｘ、１ｓ、ａｓと恒温箱１１との温度制御の
みで、上記第２式の条件が達成されることが判りた。

かくして本装置によれば、調整時に１回だけＸ−Ｙステ
ー／４中カセット１等の温度を測定し、それらが設定温
度となるような恒温水および恒温箱２１の温度条件を求
めておけば、恒温水と恒温箱２１との温度制御のみで、
前述した±０．１（μｍ〕の高い描画位置精度が得られ
るようになった。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い・例えば、前記恒温水の温度を制御する代りに前対物
レンズ外筒、加工室外壁および予備室外壁が一定温度と
なるよう制御してもよい。さらに、加工室および予備室
を恒温化する恒温水系を一体形成するようにしてもよい
。

また、それはど高い（±０．１μｍ程度）描画位置精度
が要求されない場合、前記各温度Ｔ、、Ｔｃ。

Ｔｃ２．　ＴＬを次式 で示される条件にしてもよい、さらに、対物レンズを直
接恒温化しなくても、対物レンズ外筒および加工室上面
を恒温化すれば、上記第３式の条件は満たされる。を九
、実施例では電子ビーム露光装置の場合を示したが、イ
オンビーム露光装置にも適用できるの紘勿論のことであ
る。

その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形し
て実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の一例を模式的に示す概略構成図、第
２図は本発明の一実施例を模式的に示す概略構成図であ
る。 １・・・加工室、２・・・予備室、４・・ｘ−Ｙステー
ジ、６・・マスク基板（試料）！・・・カセット、８・
・・マｉｆジン、ＪＯ，１１，２２・・・恒温水配管。 ７２．１３．２３・・・恒温水系、２ｏ・・・電子光学
鏡筒、１１・・対物レンズ、２１−・恒温箱、２４゜：
ＩＢ、２ｇ・・・温度センナ、１１，１１８．２９・・
・温度計。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （り　　試料を保持し予備室内に収容されたカセットを
   加工室内のｘ−Ｙステージ上に搬送載置し、上記試料を
   荷電Ｖ−ムで露光する荷電ビーム露光装置において、前
   記予備室内に収容されるカセットを予め所定温度に保持
   する恒温箱を設けると共Ｋ、前記加工室、予備室および
   前記ｘ−Ｙステージに対向する対物レンズ下面をそれす
   れ恒温化する手段を設け、前記加工室内のステージ温度
   Ｔ１、前記予備室内のカセット温度テ。１、前記恒温箱
   内のカセット温度”Ｃ２および前記対物レンズ下面の温
   度ＴＬを略等しい値に制御するようｋしたことを特徴と
   する荷電ビーム露光装置。 （２）　　前記恒温化する手段は、前記加工室壁面、予
   備室壁面および対物レンズ近傍に恒温水を通流せしめる
   ものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の荷電Ｃ−ム露光装置。 （３）前記各温度”Ｉ　Ｉ　Ｔ（＋Ｉ　Ｉ　’ｒｃ２．
   ｔＬをに制御し九ヒとを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の”荷電ビーム露光装置。 （４）前記各温度τｇ　ｍ　ｉｃ、　ｓ丁。２１ＴＬを
   に制御し九ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の荷電ビーム露光装置。