JPWO2010109647A1 - Mask holding device for multi-column electron beam drawing and multi-column electron beam drawing device - Google Patents

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Abstract

【課題】キャラクタープロジェクション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。【解決手段】マルチコラム電子線描画用マスク保持装置は、マスクを保持するとともにマスクを冷却する保持装置本体部と、マスクの冷却用の気体を発生する気体発生部と、気体の温度及び流量を制御する制御部とを有する。マスク保持装置本体部は、気体発生部で発生された気体をマスクに供給する気体供給管と、気体を吸収する気体吸収管と、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の領域に形成された一体基板が載置されたときに一群のCPパターンの周囲を二重に囲むように形成され気体吸収管と接続された気体吸収溝と、二重の気体吸収溝の間に形成され気体供給管と接続された気体供給溝とを備える。【選択図】図8To provide a CP mask for multi-column electron beam drawing and a multi-column electron beam drawing apparatus capable of preventing thermal deformation of the entire character projection mask. A mask holding device for multi-column electron beam drawing includes: a holding device main body for holding a mask and cooling the mask; a gas generating unit for generating a gas for cooling the mask; and a temperature and a flow rate of the gas. A control unit for controlling. The mask holding device main body includes a gas supply pipe for supplying the gas generated by the gas generation section to the mask, a gas absorption pipe for absorbing the gas, and a group of character projection patterns (CP patterns) used in each column. A gas absorption groove formed so as to surround the group of CP patterns doubly when the integrated substrate formed in each column region of one substrate is placed, and connected to the gas absorption tube; And a gas supply groove formed between the gas absorption grooves and connected to the gas supply pipe. [Selection] Figure 8

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。   The present invention relates to a multi-column electron beam drawing mask holding apparatus and a multi-column electron beam drawing apparatus capable of preventing deformation of a character projection pattern due to temperature in the multi-column electron beam drawing apparatus.

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。   In a conventional electron beam exposure apparatus, a variable rectangular opening or a plurality of mask patterns are prepared in a stencil mask, and these are selected by beam deflection and transferred and exposed on a wafer. In this electron beam exposure apparatus, a plurality of mask patterns are prepared, but only one electron beam is used for exposure, and the pattern transferred at one time is one mask pattern that is selectively transferred by one electron beam. Only.

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。   As such an exposure apparatus, for example, Patent Document 1 discloses an electron beam exposure apparatus that performs partial batch exposure. Partial batch exposure refers to irradiating a beam to one pattern area selected by beam deflection from a plurality of, for example, 100 mask patterns arranged on a mask, for example, an area of 20 × 20 μm, and the beam cross section is the shape of the mask pattern. Then, the beam that has passed through the mask is deflected back by a later stage deflector, reduced to a constant reduction rate determined by the electron optical system, for example, 1/10, and transferred to the sample surface. The area of the sample surface irradiated at one time is, for example, 2 × 2 μm. If a mask pattern is appropriately prepared according to the device pattern to be exposed, the number of exposure shots required is significantly reduced and the throughput is improved as compared with the case of only a variable rectangular aperture.

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。   In addition, a multi-column electron beam exposure system that collects a plurality of such exposure apparatuses with smaller columns (hereinafter referred to as column cells) and arranges them on the wafer in parallel is proposed. Has been. Each column cell is equivalent to the column of a single column electron beam exposure apparatus, but the entire multi-column processes in parallel, so that the exposure throughput can be increased by the number of columns.

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。   In such a multi-column electron beam exposure apparatus, a desired pattern is selected by irradiating a character projection mask (CP mask) with an electron beam in each column cell. In this case, the CP mask is heated by the electron beam irradiation, and the entire temperature of the CP mask is deformed by changing the temperature of the CP mask, so that the position drift of the pattern formed on the CP mask occurs and the drawing accuracy is lowered. There's a problem.

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。   In the case of a single column electron beam exposure apparatus, this can be dealt with by correcting the selected position of the CP mask pattern by measuring the correspondence between the irradiation time and the positional deviation of the CP mask.

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。   On the other hand, in the multi-column electron beam exposure apparatus, a CP mask used in each column cell is prepared for each column cell. However, it is possible to reduce the time and labor required for carrying in a mask for each column cell. An integrated mask substrate is used for shortening and the like. For this reason, the positional deviation of one CP mask also affects the position of the CP mask in the other column, so that the positional variation between the CP masks occurs, and the pattern position is corrected for the deformation of the entire CP mask. It is difficult.

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。   As a technique for suppressing exposure failure caused by deformation due to temperature change of a wafer due to exposure processing, Patent Document 2 discloses a technique for preventing thermal deformation of a wafer by making the temperature of the wafer and the wafer holder substantially the same. Is described.

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。   Patent Document 3 describes a technique of gas cooling the back surface of a wafer during a dry etching process.

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
However, there is no report on a technique for preventing thermal deformation of the CP mask in the multi-column electron beam exposure apparatus.
JP 2004-88071 A JP 2006-339303 A JP-A-8-111398

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。   The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a multi-column electron beam drawing CP mask and a multi-column electron capable of preventing thermal deformation of the entire character projection mask (CP mask). A line drawing apparatus is provided.

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。   In order to solve the above-described problems of the prior art, according to the basic form of the present invention, there is provided a multi-column electron beam drawing mask holding apparatus used in a multi-column electron beam drawing apparatus including a plurality of columns, A holding device main body for holding and cooling the mask; a gas generating unit for generating a gas for cooling the mask; and a control unit for controlling the temperature and flow rate of the gas. The main body includes a gas supply pipe that supplies the gas generated in the gas generation section to the mask, a gas absorption pipe that absorbs the gas, and a group of character projection patterns (CP patterns) used in the columns. Is formed so as to surround the group of CP patterns doubly when the integrated substrate formed in the region for each column of one substrate is placed. A multi-column electron beam drawing comprising: a gas absorption groove connected to a body absorption tube; and a gas supply groove formed between the double gas absorption grooves and connected to the gas supply tube A mask holding device is provided.

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。   In the mask holding apparatus for multi-column electron beam drawing according to this aspect, the gas absorption groove may double surround the periphery of each group of CP patterns, and the gas absorption groove may be defined by the group of CP patterns. May be surrounded by a single layer, and the entire periphery of each group of CP patterns may be surrounded by a single layer.

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。   In the multi-column electron beam drawing mask holding apparatus according to this embodiment, the gas may be any one of helium gas, ozone gas, oxygen gas, nitrogen gas, or hydrogen gas, and the mask holding device. The apparatus main body may include a Johnson Rabeck-type electrostatic chuck that attracts the integrated substrate, and the controller supplies the gas at 0.2 to 0.5 [sccm]. May be.

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。   According to the multi-column electron beam drawing mask holding apparatus of the present invention, the CP mask on which the character projection pattern is formed is adsorbed and fixed by the electrostatic chuck, and a gas such as ozone gas is applied to a portion other than the CP pattern of the CP mask. I try to flow. In particular, the mask holding device main body for holding the CP mask has a gas supply groove for supplying gas around each CP pattern group used in each column and a gas around each CP pattern group so as to sandwich the gas supply groove. Double gas absorption grooves for absorbing are provided. As a result, overheating of the CP mask substrate due to electron beam irradiation can be suppressed, deformation of the entire CP mask due to temperature change can be suppressed, and displacement of the CP pattern can be prevented.

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。FIG. 1 is a block diagram of a multi-column electron beam exposure apparatus. 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。FIG. 2 is a block diagram of one column cell in the exposure apparatus according to FIG. 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。FIG. 3 is a schematic diagram of a column cell control unit of the exposure apparatus according to FIG. 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。FIG. 4A and FIG. 4B are diagrams illustrating the configuration of the stencil mask. 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。FIG. 5 is a block diagram of a mask holding device having a temperature adjustment function for the CP mask substrate. 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。FIG. 6A is a cross-sectional view of the CP mask attracted to the electrostatic chuck, and FIG. 6B is a diagram illustrating the principle of the electrostatic chuck suction. 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。FIG. 7 is a diagram (part 1) illustrating an example of a power supply pattern for suction of the Johnson Rabeck electrostatic chuck. 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。FIG. 8 is a diagram (part 1) illustrating the arrangement of the gas supply groove and the gas absorption groove. 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。FIG. 9 is a diagram (part 2) illustrating the arrangement of the gas supply groove and the gas absorption groove. 図10は、マスク保持装置本体の一部の概略構成図である。FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a part of the main body of the mask holding device. 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。FIG. 11 is a second diagram illustrating an example of a power supply pattern for attracting the electrostatic chuck.

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。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, a multi-column electron beam exposure apparatus will be described as an example of an electron beam drawing apparatus. First, the structure of the multi-column electron beam exposure apparatus will be described with reference to FIGS. Next, with reference to FIGS. 4 to 11, a CP mask and a mask holding device that enables cooling of the CP mask will be described.

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。   FIG. 1 is a schematic block diagram of a multi-column electron beam exposure apparatus using a multi-column electron beam drawing mask holding apparatus according to the present embodiment.

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。   The multi-column electron beam exposure apparatus is roughly divided into an electron beam column 10 and a controller 20 that controls the electron beam column 10. Among them, the electron beam column 10 is composed of a plurality of, for example, 16 equivalent column cells 11 to form the entire column. All the column cells 11 are composed of the same unit described later. Note that only one stencil mask is used in the entire column cell. Further, below the column cell 11, for example, a wafer stage 13 on which a 300 mm wafer 12 is mounted is disposed.

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。   On the other hand, the control unit 20 includes an electron gun high-voltage power supply 21, a lens power supply 22, a digital control unit 23, a stage drive controller 24, a stage position sensor 25, a mask position sensor 27, a mask mounting controller 28, and a mask stage drive controller 29. . Among these, the electron gun high-voltage power supply 21 supplies power for driving the electron gun of each column cell 11 in the electron beam column 10. The lens power supply 22 supplies power for driving the electromagnetic lens of each column cell 11 in the electron beam column 10. The digital control unit 23 is an electric circuit that controls each part of the column cell 11 and outputs a high-speed deflection output or the like. The number of digital control units 23 corresponding to the number of column cells 11 is prepared.

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。   The stage drive controller 24 moves the wafer stage 13 based on the position information from the stage position sensor 25 so that the electron beam is irradiated to a desired position on the wafer 12.

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。   The mask position sensor 27 captures the reference positioning mark on the mask stage and the corresponding positioning mark on the mask substrate in the same field of view, and the relative displacement between the mask stage and the mask substrate based on the microscope image. It consists of an image analysis unit to measure.

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。   The mask mounting controller 28 includes a mechanism unit for finely adjusting the mounting position and mounting angle of the mask substrate with respect to the mask stage, and a circuit unit for controlling the mechanism unit. The mask mounting controller 28 adjusts the mask position based on the mask position information from the mask position sensor 27. The mask mounting controller 28 functions as a control unit of a mask holding device to be described later, and controls the generation of gas used for cooling the CP mask substrate, and the flow rate and temperature of the generated gas.

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。   The mask stage drive controller 29 moves the mask stage 123 according to an instruction from the integrated control system 26.

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。   The above-described units 21 to 29 are controlled in an integrated manner by an integrated control system 26 such as a workstation.

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。   In the above-described multi-column electron beam exposure apparatus, all the column cells 11 are composed of the same column unit. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of each column cell 11 of FIG. 1 used in the multi-column electron beam exposure apparatus.

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。   Each column cell 11 is roughly divided into an exposure unit 100 and a digital control unit 23 that controls the exposure unit 100. Among these, the exposure unit 100 includes an electron beam generation unit 130, a mask deflection unit 140, and a substrate deflection unit 150.

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。   In the electron beam generator 130, the electron beam EB generated from the electron gun 101 is converged by the first electromagnetic lens 102, then passes through the rectangular aperture 103 a (first opening) of the beam shaping mask 103, and the electron The cross section of the beam EB is shaped into a rectangle.

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。   The electron beam EB shaped into a rectangle is imaged on the second mask 106 for beam shaping by the second electromagnetic lens 105a and the third electromagnetic lens 105b. Then, the electron beam EB is deflected by the first electrostatic deflector 104a and the second electrostatic deflector 104b for variable rectangular shaping, and the rectangular aperture 106a (second opening) of the second mask 106 for beam shaping. Transparent. The electron beam EB is shaped by the first opening and the second opening.

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。   Thereafter, the electron beam EB is imaged on the stencil mask 111 by the fourth electromagnetic lens 107 a and the fifth electromagnetic lens 107 b of the mask deflection unit 140. The electron beam EB is identified by the third electrostatic deflector 108a (also referred to as a first selective deflector) and the fourth electrostatic deflector 108b (also referred to as a second selective deflector) formed on the stencil mask 111. The pattern P is deflected and its cross-sectional shape is formed into the pattern P shape. This pattern is also called a character projection (CP) pattern. The deflector 108b disposed in the vicinity of the fifth electromagnetic lens 107b is bent so that the electron beam EB enters the stencil mask 111 in parallel with the optical axis.

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。   The stencil mask 111 is fixed to the mask stage 123 in the electron beam column 10, but the mask stage 123 is movable in a horizontal plane, and the third electrostatic deflector 108a and the fourth electrostatic deflector 108b. When the pattern P in the part exceeding the deflection range (beam deflection region) is used, the pattern P is moved into the beam deflection region by moving the mask stage 123.

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。   The sixth electromagnetic lens 113 disposed under the stencil mask 111 plays a role of making the electron beam EB parallel in the vicinity of the shielding plate 115 by adjusting the amount of current.

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。   The electron beam EB that has passed through the stencil mask 111 is deflected by a fifth electrostatic deflector 112a (also referred to as a first back deflector) and a sixth electrostatic deflector 112b (also referred to as a second back deflector). It is turned back to the optical axis. By the deflector 112b disposed in the vicinity of the sixth electromagnetic lens 113, the electron beam EB is bent on the axis and then travels along the axis.

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。   The mask deflection unit 140 is provided with first and second correction coils 109 and 110, which generate the first to sixth electrostatic deflectors 104a, 104b, 108a, 108b, 112a, and 112b. Beam deflection aberration is corrected.

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。   Thereafter, the electron beam EB passes through the aperture 115a (round aperture) of the shielding plate 115 constituting the substrate deflecting unit 150, and is projected onto the substrate by the projection electromagnetic lens 121. As a result, the pattern image of the stencil mask 111 is transferred to the substrate at a predetermined reduction rate, for example, a reduction rate of 1/10.

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。   The substrate deflecting unit 150 is provided with a seventh electrostatic deflector 119 and an eighth electrostatic deflector 120, and the electron beam EB is deflected by these deflectors 119 and 120 to be placed at a predetermined position on the substrate. An image of the stencil mask pattern is projected.

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。   Further, the substrate deflection unit 150 is provided with third and fourth correction coils 117 and 118 for correcting the deflection aberration of the electron beam EB on the substrate.

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。   On the other hand, the digital control unit 23 includes an electron gun control unit 202, an electron optical system control unit 203, a mask deflection control unit 204, a blanking control unit 206, and a substrate deflection control unit 207. Among these, the electron gun control unit 202 controls the electron gun 101 to control the acceleration voltage of the electron beam EB, beam emission conditions, and the like. Further, the electron optical system control unit 203 controls the amount of current to the electromagnetic lenses 102, 105a, 105b, 107a, 107b, 113, and 121, and the magnification of the electron optical system in which these electromagnetic lenses are configured. Adjust the focus position. The blanking control unit 206 controls the voltage applied to the blanking deflector to deflect the electron beam EB generated before the start of exposure onto the shielding plate 115, and before the exposure, the electron beam EB is applied onto the substrate. Is prevented from being irradiated.

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。   The substrate deflection control unit 207 controls the voltage applied to the seventh electrostatic deflector 119 and the eighth electrostatic deflector 120 so that the electron beam EB is deflected to a predetermined position on the substrate. The above-described units 202 to 207 are controlled in an integrated manner by an integrated control system 26 such as a workstation.

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。   FIG. 3 is a schematic diagram of a column cell control unit 31 that controls processing related to deflection data in the multi-column electron beam exposure apparatus. Each column cell 11 has a column cell control unit 31. Each column cell control unit 31 is connected by a bus 34 to an integrated control system 26 that controls the entire multi-column electron beam exposure apparatus. Further, the integrated storage unit 33 is composed of, for example, a hard disk, and stores data necessary for all column cells such as exposure data. The integrated storage unit 33 is also connected to the integrated control system 26 via the bus 34.

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。   The exposure data of the pattern exposed on the wafer 12 placed on the wafer stage 13 is transferred from the integrated storage unit 33 to the column cell storage unit 35 of each column cell control unit 31. The transferred exposure data is corrected by the correction unit 36, converted into data necessary for actual exposure processing by the exposure data conversion unit 37, and pattern exposure processing in the exposure area on the wafer assigned to each column cell 11. I do.

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。   Next, the configuration of a stencil mask (character projection (CP) mask) formed on an integrated substrate will be described with reference to FIG.

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。   FIG. 4A shows a CP pattern group 42 formed in a range in which an electron beam can be deflected by a deflector in one column cell. The CP pattern group 42 is a set of a plurality of small sections 43 of 20 × 20 μm, and a CP pattern that is frequently used is formed in each small section 43. By selecting this small section 43, the electron beam cross-section is formed, and a desired pattern is irradiated onto the wafer 12 for exposure.

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。   FIG. 4B is a diagram showing an example of the arrangement of the CP pattern formed on the CP mask substrate 51 in the case of being composed of 2 × 2 four column cells. As shown in FIG. 4B, the CP pattern used in each column is formed at a position where the electron beam of each column of the integral CP mask substrate 51 passes.

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。   The CP mask substrate 51 thus formed is held by a mask holding device, and the temperature of the CP mask substrate 51 is controlled to be constant. FIG. 5 is a block diagram showing an outline of the mask holding device. The mask holding device includes a gas generation unit 50, a gas temperature adjustment unit 52, a gas recovery unit 53, a mask holding device body 54 on which the CP mask substrate 51 is directly placed, a gas generation unit 50, and a gas temperature adjustment unit 52. And the control part 28 which controls the gas collection | recovery part 53 is comprised fundamentally.

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。   The gas generation unit 50 generates a gas for cooling the CP mask substrate 51. The generated gas is, for example, helium gas, ozone gas, nitrogen gas, oxygen gas, or hydrogen gas.

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。   The gas temperature adjustment unit 52 adjusts the temperature of the gas generated by the gas generation unit 50 or the gas recovered by the gas recovery unit 53 to a predetermined constant temperature under the control of the control unit 28. For example, the gas is cooled using a pipe having a predetermined length cooled to a constant temperature.

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。   The gas recovery unit 53 recovers the gas supplied into the mask holding device main body 54 with a pump.

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。   The gas generated in the gas generating unit 50 is supplied to the gas supply groove through a gas supply pipe formed in the mask holding device main body 54 after adjusting to a desired temperature, flow rate, and pressure. These conditions such as temperature, flow rate, pressure, and the like are appropriately determined in terms of the area where the gas directly contacts the CP mask substrate 51 and the drawing accuracy of the CP mask pattern. For example, ozone gas is used and supplied at a pressure of several [Pa] at 0.2 to 0.5 [sccm].

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。   The gas generated in the gas generation unit 50 may be discharged after flowing through the gas supply groove and the gas absorption groove formed in the mask holding device main body 54, or the gas may be circulated.

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。   FIG. 6 shows a state in which the CP mask substrate 51 is attracted to the mask holding device main body 54. The CP mask substrate 51 is formed using an SOI (Silicon On Insulator) substrate. The SOI substrate is composed of a 2 μm silicon membrane 51a bonded to a silicon wafer 51c of about 700 μm via a 0.5 μm silicon oxide film 51b, and a CP pattern is formed on the silicon membrane 51a. In FIG. 6, the CP pattern is formed in the regions 55a and 55b of the CP mask substrate 51, and the silicon oxide film 51b and the silicon wafer 51c below the regions 55a and 55b are opened so that an electron beam can pass through.

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。   The CP mask substrate 51 is placed on the mask holding device main body 54 and is adsorbed by an electrostatic chuck 56. In this embodiment, the mask holding device main body 54 is made of alumina, for example. Further, as the electrostatic chuck 56, a Johnson Rabeck type of a type in which a contact type current flows constantly is used. For example, the electrode 56c embedded in the mask holding device main body 54 in FIG. 6A is a positive electrode, and the electrode 56d is a negative electrode.

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。FIG. 6B is a partial cross-sectional view illustrating the principle of adsorption of the Johnson Rabeck type electrostatic chuck. As shown in FIG. 6 (b), the Johnson Rahbeck-type attracting force is applied to the surface 58 on the CP mask substrate 51 side by moving the charge generated in the electrode 56d through the mask holding device main body 54 having a relatively low resistance. Caused by a charge of the same polarity that has reached and stayed. The Johnson Rabeck-type adsorption force is said to occur when the specific resistance is 10 13 Ωcm or less. Since the specific resistance of the alumina constituting the mask holding device main body 54 is about 10 12 Ωcm, the Johnson Rahbek-type adsorption force works and the CP mask substrate 51 can be strongly adsorbed.

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。   In addition to the Johnson Rabeck type electrostatic chuck, there is a Coulomb type, but since the Johnson Rabeck type attracting force is stronger, a Johnson Rabeck type electrostatic chuck is used in this embodiment.

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。   FIG. 7 is a diagram showing an example of the arrangement of the electrodes of the electrostatic chuck. FIG. 7 is a plan view of the mask holding device main body 54, and shows an example of electrode patterns 63 and 64 embedded in the mask holding device main body 54. When the CP mask substrate 51 is placed on the mask holding device main body 54, the positive electrodes 63 and the negative electrodes 64 are alternately arranged in portions other than the opening portions 62a to 62d corresponding to the region where the CP pattern is formed. Is arranged.

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。
In this way, the mask holding device main body 54 and the CP mask substrate 51 are brought into close contact with each other, and a gas at a constant temperature is caused to flow through the lower surface portion of the CP mask substrate 51.
FIG. 8 is a plan view showing an example of a gas supply groove and a gas absorption groove formed on the surface of the mask holding device main body 54.

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。   As shown in FIG. 8, the mask holding device main body 54 has four openings (62a, 62b, 62c, 62d) corresponding to the CP mask region. A groove is formed around each opening, and when the CP mask substrate 51 is placed and sucked, a gas is allowed to flow through the groove.

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。   For example, a gas supply groove 72 is formed around the opening 62a, and gas absorption grooves 71a and 71b are formed so as to sandwich the gas supply groove 72.

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。   FIG. 9 shows a cross-sectional view taken along the line II of FIG. As shown in FIG. 9, when the CP mask substrate 51 is placed on the mask holding device main body 54, a space is formed in the gas supply groove 72 and the gas absorption grooves 71a and 71b. The depth of the gas supply groove 72 is formed shallower than the depth of the gas absorption grooves 71a and 71b. The gas generated in the gas generator 50 is supplied to the gas supply groove 72 from a gas supply port 72 a through a gas supply pipe 81 disposed in the mask holding device main body 54. The supplied gas diffuses from the gas supply groove 72 to the gas absorption grooves 71a and 71b, and is exhausted through the gas absorption pipes 82 from the gas absorption ports 71c and 71d. The configuration of the gas supply and gas absorption around the other openings 62b, 62c, and 62d in FIG. 8 is the same.

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。   Except for the gas supply grooves 72, 74, 76, 78 and the gas absorption grooves 71 a, 71 b, 73 a, 73 b, 75 a, 75 b, 77 a, 77 b, the CP mask substrate 51 and the electrostatic chuck 56 are in close contact.

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。   As shown in FIG. 8 and FIG. 9, the gas hits the lower surface of the CP mask substrate 51 due to the diffusion of the gas at a constant temperature in the gas supply groove and the gas absorption groove, and the CP mask substrate 51 heated by the electron beam irradiation is heated. Heat is transferred to the gas to exchange heat. Thereby, the CP mask substrate 51 can be kept at a constant temperature, and deformation of the entire CP mask due to overheating can be prevented.

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。   By providing the double gas absorption groove around the gas supply groove in this way, the gas is prevented from flowing out from the opening of the CP mask and the flow of the diffusing gas is opposed to the gas supply groove and the gas absorption groove. It spreads widely to the surface to be.

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。   In addition, as shown in FIG. 8, you may make it provide the groove | channels 79a-79d which connect the gas absorption groove | channel of the outer circumference | surroundings of each four opening part, and this groove | channel 79a-79d is not provided, but each opening part is provided. Gas may be absorbed and exhausted from the gas absorption grooves (71a, 73a, 75a, 77a) outside 62a to 62d.

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。   FIG. 10 is a diagram illustrating another example of the configuration of the gas supply groove and the gas absorption groove. Gas absorption grooves 83 to 86 are formed around the openings 62a to 62d, and a gas absorption groove 87 is formed so as to surround the gas absorption grooves 83 to 86. A gas supply groove 88 is formed between the gas absorption groove 87 and the gas absorption grooves 83 to 86. In this case, an electrostatic chuck is provided outside the gas absorption groove 87 and between each of the openings 62 a to 62 d and the inner gas absorption grooves 83 to 86, and adsorbs the CP mask substrate 51.

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。
Although the gas absorption ports 87a to 87d for discharging gas are provided in the outer gas absorption groove 87, the number of gas absorption ports may be one. Moreover, although the gas supply port 88a-88d which supplies gas in the gas supply groove 88 is provided, the gas supply port may be one place. Moreover, the shape of the gas absorption grooves 83 to 86 and 88 is not limited to a circle but may be a rectangle.
Further, the area of the gas supply groove 88 is appropriately reduced, and an electrostatic chuck is used in order to further enhance the adsorption state of the CP mask substrate 51 between the inner gas absorption grooves 83 to 86 and the outer gas absorption groove 87. You may make it provide.

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。   The shape of the electrostatic chuck electrode may be changed as appropriate. FIG. 11 is a view showing an example of the shape of the electrode of the electrostatic chuck provided between the opening and the inner gas absorption groove in the case of the gas supply groove and the gas absorption groove shown in FIG. As shown in FIG. 11, for example, the space between the opening 62a and the inner gas absorption groove 71b is equally divided into two regions (91a, 91b), with one serving as a positive electrode and the other serving as a negative electrode. Also good.

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。   Further, a temperature measuring element for measuring the temperature of the CP mask substrate 51 may be provided in the mask holding device main body 54. A temperature measuring element is disposed near the surface of the mask holding device main body 54 and connected to the control unit 28. The control unit 28 controls the temperature of the gas generated from the gas generation unit 50 based on temperature information from the temperature measuring element.

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。   The temperature measuring element is disposed on the contact surface side of the mask holding device main body 54 with the CP mask substrate 51 so that the temperature of the CP mask substrate 51 can be detected when the CP mask substrate 51 is adsorbed. A groove may be formed on the surface of the mask holding device main body 54, and a temperature measuring element may be installed in the groove, or a platinum resistance thermometer or the like may be directly formed on the surface of the mask holding device main body 54. Also good.

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。   When the electron beam is irradiated and the temperature of the CP mask substrate 51 rises, the temperature rise is transmitted to the control unit 28 as an electrical signal by the temperature measuring element, and the control unit 28 monitors the temperature change of the CP mask substrate 51. The allowable temperature of the CP mask substrate 51 is determined in advance from the viewpoint of the material of the CP mask substrate 51 and the drawing accuracy, and the gas temperature and flow rate are controlled so that the temperature of the CP mask substrate 51 does not exceed the allowable temperature. As a result, the temperature of the CP mask substrate 51 can be kept constant, and overheating of the CP mask substrate 51 due to electron beam irradiation can be prevented.

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。   As described above, in the present embodiment, the CP mask on which the character projection pattern is formed is attracted and fixed by the electrostatic chuck, and a gas such as ozone gas is allowed to flow in a portion other than the CP pattern of the CP mask. Yes. In particular, the mask holding device main body for holding the CP mask has a gas supply groove for supplying gas around each CP pattern group used in each column and a gas around each CP pattern group so as to sandwich the gas supply groove. Double gas absorption grooves for absorbing are provided. As a result, overheating of the CP mask substrate due to electron beam irradiation can be suppressed, deformation of the entire CP mask due to temperature change can be suppressed, and displacement of the CP pattern can be prevented.

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。
In addition, the present invention is a patent application related to the results of the commissioned research of the national government (2008 New Energy and Industrial Technology Development Organization “Mask Design / Drawing / Inspection Optimization Technology Development” commissioned research, industrial technology Patent application subject to the application of Article 19 of the Strengthening Law).

Claims (7)

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。
A multi-column electron beam drawing mask holding device used in a multi-column electron beam drawing apparatus comprising a plurality of columns,
A holding device body for holding the mask and cooling the mask;
A gas generating section for generating a gas for cooling the mask;
A controller for controlling the temperature and flow rate of the gas;
Have
The mask holding device main body is
A gas supply pipe for supplying the gas generated in the gas generating section to the mask;
A gas absorption tube for absorbing the gas;
When an integrated substrate in which a group of character projection patterns (CP patterns) used in each column is formed in an area of each column of one substrate is placed, the periphery of each group of CP patterns is doubled. A gas absorption groove formed to surround the gas absorption pipe and connected to the gas absorption tube;
A gas supply groove formed between the double gas absorption grooves and connected to the gas supply pipe;
A mask holding device for multi-column electron beam drawing, comprising:
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。   The multi-column electron beam drawing mask holding apparatus according to claim 1, wherein the gas absorption groove doublely surrounds each group of CP patterns. 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。   2. The multi-column electron beam according to claim 1, wherein the gas absorption groove surrounds each group of CP patterns in a single layer and also surrounds the entire group of CP patterns in a single layer. Mask holding device for drawing. 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。   2. The mask holding apparatus for multi-column electron beam drawing according to claim 1, wherein the gas is helium gas, ozone gas, oxygen gas, nitrogen gas or hydrogen gas. 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。   The mask holding apparatus for multi-column electron beam drawing according to claim 1, wherein the mask holding apparatus main body includes a Johnson Rabeck type electrostatic chuck for attracting the integrated substrate. 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。   The said control part supplies the said gas by 0.2-0.5 [sccm], The mask holding | maintenance apparatus for multi-column electron beam drawing of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 請求項1から請求項6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。
A multi-column electron beam drawing apparatus comprising the mask holding device for multi-column electron beam drawing according to any one of claims 1 to 6.
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