KR20080045728A - 전자빔 노광 장치 및 전자빔 노광 장치의 클리닝 방법 - Google Patents

전자빔 노광 장치 및 전자빔 노광 장치의 클리닝 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20080045728A
KR20080045728A KR1020087007855A KR20087007855A KR20080045728A KR 20080045728 A KR20080045728 A KR 20080045728A KR 1020087007855 A KR1020087007855 A KR 1020087007855A KR 20087007855 A KR20087007855 A KR 20087007855A KR 20080045728 A KR20080045728 A KR 20080045728A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electron beam
gas
reducing gas
beam exposure
circumference
Prior art date
Application number
KR1020087007855A
Other languages
English (en)
Inventor
히로시 야스다
요시히사 오오애
Original Assignee
주식회사 아도반테스토
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 아도반테스토 filed Critical 주식회사 아도반테스토
Publication of KR20080045728A publication Critical patent/KR20080045728A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70908—Hygiene, e.g. preventing apparatus pollution, mitigating effect of pollution or removing pollutants from apparatus
    • G03F7/70916—Pollution mitigation, i.e. mitigating effect of contamination or debris, e.g. foil traps
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70908—Hygiene, e.g. preventing apparatus pollution, mitigating effect of pollution or removing pollutants from apparatus
    • G03F7/70925—Cleaning, i.e. actively freeing apparatus from pollutants, e.g. using plasma cleaning
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/317—Processing objects on a microscale
    • H01J2237/3175—Lithography
    • H01J2237/31793—Problems associated with lithography

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

[과제] 전자빔 노광 장치 내부의 오염의 발생을 억제함과 함께 빔 드리프트의 발생을 억제할 수 있는 전자빔 노광 장치 및 전자빔 노광 장치의 클리닝 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
[해결 수단] 전자총 101로부터 발생한 전자빔으로 웨이퍼 스테이지 124에 놓인 시료 상에 원하는 패턴을 노광하는 전자빔 노광 장치에 있어서, 상기 전자총 101 및 웨이퍼 스테이지 124가 수납된 원주 100 내에 환원성 가스를 주입하는 수단 129와, 상기 원주 100 내에 상기 환원성 가스의 주입을 소정의 시간 동안 계속하여 행하도록 하는 제어 수단 209를 포함한다. 상기 원주 100 내에 오존 가스를 주입하는 수단을 더 포함하되, 상기 제어 수단 209는, 상기 원주 100 내에 상기 환원성 가스의 주입에 더하여 오존 가스의 주입을 소정의 시간 동안 계속하여 행하도록 해도 좋다.
Figure P1020087007855
전자빔 노광 장치, 노광 장치 클리닝, 오염, 오존 가스, 환원성 가스.

Description

전자빔 노광 장치 및 전자빔 노광 장치의 클리닝 방법{ELECTRON BEAM EXPOSURE SYSTEM, AND METHOD FOR CLEANING ELECTRON BEAM EXPOSURE SYSTEM}
본 발명은 전자빔 노광 장치에 관한 것이고, 특히, 장치 내에서의 더러움(오염(contamination)이라고 함)의 발생을 억제할 수 있는 전자빔 노광 장치 및 전자빔 노광 장치의 클리닝 방법에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정에 있어서, 미세한 패턴의 노광이 가능한 전자빔 노광 장치가 사용되고 있다. 근래의 전자빔 노광 장치에서는, 쓰루풋(throughput)의 향상을 도모하기 위해 빔의 단면 형상을 여러 가지로 성형하기 위한 슬릿이나 각종 개구 패턴군을 갖는 마스크가 이용되고, 이러한 마스크를 통과한 전자빔이 시료 표면에 조사된다.
이와 같은 전자빔 노광 장치에 있어서 노광을 행하면, 시간의 경과에 따라 전자빔의 조사 위치가 변화하고 노광 패턴을 열화시키는 현상이 발생한다. 이와 같은 전자빔 조사 위치의 어긋남은 빔 드리프트(beam drift)라고 불린다. 빔 드리프트는 다음과 같은 방식으로 발생된다고 여겨지고 있다.
전자빔이 시료의 표면에 도포된 레지스트 막에 조사되면, 레지스트 막을 구성하는 유기 재료로부터 가스가 발생한다. 발생한 가스 중의 탄소 성분이 노광 장치 내의 부품의 표면에 부착하고 오염물이 형성된다. 또한, 진공으로 한 노광 장치 내에는 탄화수소(CxHx)가 포함되어 있으며, 상기 탄화수소로부터도 오염물이 형성된다. 이 오염물에 전하가 축적되면, 축적되는 전하량의 차이에 의해 전계가 발생하고, 조사되는 전자빔은 상기 전계에 의해 편향된다. 그 결과, 전자빔의 조사 위치가 변동하게 된다.
이와 같은 문제에 대하여, 전자빔 노광 장치 내에서의 오염의 발생을 감소시키는 방법이 여러 가지 제안되고 있다.
이에 관한 기술로서, 특허문헌 1에는 전자빔 노광 장치에 있어서 오존에 의해 챔버(chamber) 내부를 클리닝하는 방법이 개시되어 있다.
상기한 챔버 내의 오염의 발생을 방지하는 방법에서는, 장치를 가동시키면서 장치 내에 오존을 주입하여 오염의 발생을 방지한다. 즉, 장치 내의 오존과 전자빔을 충돌시켜 오존을 산소와 활성 산소로 분리시킨다. 그리고, 분리된 활성 산소를 시료 상에 또는 장치 내의 각 부품의 표면에 부착하려고 하는 오염물과 반응시켜 일산화탄소 가스로서 증발시킨다.
그렇지만, 상기의 방법으로 노광 장치 내부의 클리닝을 하여도 빔 드리프트가 발생한다는 점이 확인되었다.
상기와 같이, 빔 드리프트는 오염물에 전하가 축적되고 전계가 발생하는 것 이 원인이다. 이에 대해, 오염물이 제거되어도 빔 드리프트가 발생하는 것은, 챔버 내에 오존 가스를 주입함으로써 오염물과는 다른 절연물이 생성되었기 때문이다.
이와 같은 절연물로서, 예를 들면, 전자빔을 성형하기 위한 마스크를 구성하는 실리콘이 오존 가스에 의해 산화되어 형성되는 SiO2가 있다.
이에 대해, 산화하더라도 절연물이 되지 않는 금속, 예를 들면, 티타늄을 마스크의 표면에 부착시키는 방법이 고려될 수 있다. 그러나 이 경우에는, 부착된 금속의 산화물이 형성되고, 마스크 자체가 변형하며, 정확하게 노광을 행하는 것이 곤란하게 된다.
[특허문헌 1] 일본공개특허공보 평09－259811호
본 발명은, 상기와 같은 종래 기술의 과제로부터 안출된 것이고, 전자빔 노광 장치 내부의 오염의 발생을 억제함과 함께 빔 드리프트의 발생을 억제할 수 있는 전자빔 노광 장치 및 전자빔 노광 장치의 클리닝 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제는, 전자총으로부터 발생한 전자빔으로 웨이퍼 스테이지에 놓인 시료 상에 원하는 패턴을 노광하는 전자빔 노광 장치에 있어서, 상기 전자총 및 웨이퍼 스테이지가 수납된 원주(column) 내에 환원성 가스를 주입하는 수단과, 상기 원주 내에 상기 환원성 가스의 주입을 소정의 시간 동안 계속하여 행하도록 하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 장치에 의해 해결한다.
상기 형태와 관련되는 전자빔 노광장치에 있어서, 상기 원주 내에 오존 가스를 주입하는 수단을 더 포함하되, 상기 제어 수단은, 상기 원주 내에 상기 환원성 가스의 주입에 더하여 오존 가스의 주입을 소정의 시간 동안 계속하여 행하도록 해도 좋다.
또한, 상기 형태와 관련되는 전자빔 노광 장치에 있어서, 상기 환원성 가스는 암모니아 가스, 수소, 또는 히드라진(hydrazine; N2H4) 중에서 선택되어도 좋다.
또한 상기 과제는, 전자빔 노광 장치의 전자총 및 웨이퍼 스테이지가 수납된 원주 내에, 환원성 가스를 주입하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 장치의 클리닝 방법에 의해 해결한다.
상기 형태와 관련되는 전자빔 노광 장치의 클리닝 방법에 있어서, 상기 환원성 가스를 주입하는 공정에 더하여 오존 가스를 주입하는 공정을 포함해도 좋다.
본 발명에서는, 전자빔 노광 장치 내에 오존 가스 및 환원성 가스(예를 들면, 암모니아 가스)를 주입한다. 오존 가스의 주입에 의해, 오존으로부터 분해되는 활성 산소와 오염의 원인 물질이 반응하고, 탄소 등의 오염물을 제거할 수 있다. 이로써, 시료 상에 탄소 등의 오염물이 부착하는 것을 억제할 수 있게 된다.
또한, 환원성 가스를 주입함으로써, 환원성 가스로부터 분해되는 수소와 오염의 원인 물질이 반응하고 탄소 등의 오염물을 제거할 수 있다.
나아가, 환원성 가스와 오존 가스를 함께 원주 내에 주입한 경우에는, 환원성 가스로부터 분해된 수소와 오존으로부터 분해된 산소가 반응하여 수증기가 되므로, 산소가 실리콘과 반응하여 실리콘 산화물을 형성하는 것을 억제할 수 있다. 이로써, 실리콘 산화물의 차지-업(charge-up)을 원인으로 하는 빔 드리프트를 방지할 수 있게 되고, 안정적으로 노광 처리를 행할 수 있게 된다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에서 사용되는 전자빔 노광 장치의 구성도이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는, 마스크의 일례를 도시하는 구성도이다.
도 3(a) 및 도 3(b)는, 마스크의 개구부에 산화막이 형성되는 것을 설명하는 도면이다.
도 4(a) 및 도 4(b)는, 오염이 억제되는 원리를 설명하는 도면이다.
도 5는, 전자빔 노광 장치의 클리닝 방법을 나타내는 흐름도(1)이다.
도 6은, 전자빔 노광 장치의 클리닝 방법을 나타내는 흐름도(2)이다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
먼저, 전자빔 노광 장치의 구성에 대해 설명한다. 다음으로, 본 발명의 특징인 오염의 발생을 제거함과 함께 차지-업(charge-up)의 발생을 억제하는 처리에 대해 설명한다. 다음으로, 전자빔 노광 장치의 클리닝 방법에 대해 설명한다.
(전자빔 노광 장치의 구성)
도 1은, 본 실시 형태에 관한 전자빔 노광 장치의 구성도를 도시한다.
상기 전자빔 노광 장치는, 전자 광학계 원주(column) 100과 전자 광학계 원주 100의 각 부를 제어하는 제어부 200으로 크게 구분된다. 이 중 전자 광학계 원주 100은, 전자빔 생성부 130, 마스크 편향부 140 및 기판 편향부 150을 포함하고, 그 내부가 감압된다. 또한, 전자 광학계 원주 100(이하, 단순히 원주라고도 함)에는, 전환 장치 SW를 경유하여 오존 공급 장치 128 및 환원 가스 공급 장치 129가 접속된다.
전자빔 생성부 130에서는, 전자총 101로부터 생성된 전자빔 EB가 제1 전자(電磁) 렌즈 102에서 수렴 작용을 받은 후, 빔 정형용 마스크 103의 직사각형 개구(aperture) 103a를 투과하고, 전자빔 EB의 단면이 직사각형으로 정형된다.
그 후, 전자빔 EB는, 마스크 편향부 140의 제2 전자(電磁) 렌즈 105에 의해 노광 마스크 110 상에 결상(結像)된다. 그리고, 전자빔 EB는 제1, 제2 정전 편향기 104, 106에 의해 노광 마스크 110에 형성된 특정 패턴 S로 편향되며, 그 단면 형상이 패턴 S의 형상으로 정형된다.
또한, 노광 마스크 110은 마스크 스테이지 123에 고정되지만, 상기 마스크 스테이지 123은 수평면 내에서 이동 가능하므로, 제1, 제2 정전 편향기 104, 106의 편향 범위(빔 편향 영역)를 넘는 부분에 있는 패턴 S를 사용하는 경우, 마스크 스테이지 123을 이동함으로써 상기 패턴 S를 빔 편향 영역 내로 이동시킨다.
노광 마스크 110의 상하에 배치된 제3, 제4 전자(電磁) 렌즈 108, 111은, 그것들의 전류량을 조절함으로써 전자빔 EB를 기판 W 상에 결상시키는 역할을 담당한다.
노광 마스크 110을 통과한 전자빔 EB는, 제3, 제4 정전 편향기 112, 113의 편향 작용에 의해 광축 C로 되돌아온 후, 제5 전자(電磁) 렌즈 114에 의해 그 크기가 축소된다.
마스크 편향부 140에는 제1, 제2 보정 코일 107, 109가 설치되고 있고, 그것들에 의해 제1 내지 제4 정전 편향기 104, 106, 112, 113에서 발생하는 빔 편향 수차가 보정된다.
그 후, 전자빔 EB는 기판 편향부 150을 구성하는 차폐판 115의 개구(aperture) 115a를 통과하고, 제1, 제2 투영용 전자(電磁) 렌즈 116, 121에 의해 기판 W 상에 투영된다. 이로써, 노광 마스크 110의 패턴의 상이 소정의 축소율, 예를 들면, 1/60의 축소율로 기판 W에 전사되게 된다.
기판 편향부 150에는, 제5 정전 편향기 119와 전자(電磁) 편향기 120이 설치되어 있고, 이들 편향기 119, 120에 의해 전자빔 EB가 편향되고, 기판 W의 소정 위치에 노광 마스크의 패턴의 상이 투영된다.
또한, 기판 편향부 150에는 기판 W 상에 있어서의 전자빔 EB의 편향 수차를 보정하기 위한 제3, 제4 보정 코일 117, 118이 설치된다.
기판 W는 모터 등의 구동부 125에 의해 수평 방향으로 이동 가능한 웨이퍼 스테이지 124에 고정되고 있고, 웨이퍼 스테이지 124를 이동시킴으로써 기판 W의 전면(全面)에 노광을 행하는 것이 가능해진다.
한편, 제어부 200은 전자총 제어부 202, 전자 광학계 제어부 203, 마스크 편향 제어부 204, 마스크 스테이지 제어부 205, 블랭킹(blanking) 제어부 206, 기판 편향 제어부 207, 웨이퍼 스테이지 제어부 208 및 클리닝 제어부 209를 포함한다. 이들 중 전자총 제어부 202는 전자총 101을 제어하여, 전자빔 EB의 가속 전압이나 빔 방사 조건 등을 제어한다. 또한, 전자 광학계 제어부 203은 전자(電磁) 렌즈 102, 105, 108, 111, 114, 116 및 121로의 전류량 등을 제어하여, 이들 전자 렌즈가 구성되는 전자 광학계의 배율이나 초점 위치 등을 조절한다. 블랭킹 제어부 206은, 블랭킹 전극 127로의 인가 전압을 제어함으로써, 노광 개시 전부터 발생해 있는 전자빔 EB를 차폐판 115 상으로 편향시키고 노광 전에 기판상에 전자빔 EB가 조사되는 것을 방지한다.
기판 편향 제어부 207은, 제5 정전 편향기 119로의 인가 전압과 전자(電磁) 편향기 120으로의 전류량을 제어함으로써, 기판 W의 소정의 위치상에 전자빔 EB가 편향되도록 한다. 웨이퍼 스테이지 제어부 208은 구동부 125의 구동량을 조절하여, 기판 W를 수평 방향으로 이동시키고 기판 W의 원하는 위치에 전자빔 EB가 조사되도록 한다.
클리닝 제어부 209는 오존 공급 장치 128 및 환원 가스 공급 장치 129를 제어하고, 오존 가스 및 환원 가스의 원주 내로의 공급량 및 시간을 제어한다. 상기 각 부 202 내지 209는 워크스테이션 등의 통합 제어계 201에 의해 통합적으로 제어된다.
상기와 같이 구성된 전자빔 노광 장치에 있어서, 노광 처리와 동시에 원주 100 내의 클리닝을 행한다. 원주 100 내의 클리닝은, 원주 100 내에 환원성의 가스, 또는 환원성의 가스와 오존 가스를 주입함으로써 행한다.
클리닝 제어부 209는, 오존 가스를 오존 공급 장치, 예를 들면, 오존 발생기(ozonizer)에서 발생시켜 원주 100 내에 주입하도록 전환 스위치 SW를 제어한다. 또한, 클리닝 제어부 209는 환원성 가스, 예를 들면, 암모니아 가스를 환원 가스 공급 장치에서 발생시키고 원주 100 내에 주입하도록 전환 스위치 SW를 제어한다. 또한, 암모니아 가스는 암모니아수로부터 생성되어도 좋다. 환원성 가스 또는 오존 가스를 원주 100 내로 주입하는 시간이나 양은 미리 설정되고, 클리닝 제어부 209에 의해 관리된다.
(오염의 발생 및 차지-업(charge-up)의 발생을 억제하는 처리의 설명)
상기한 바와 같이, 원주 100 내에 오존 가스 및 환원성의 암모니아 가스를 주입함으로써 원주 100 내부를 클리닝 할 수 있다. 이러한 가스의 주입에 의해 오염의 발생 및 차지-업의 발생을 억제할 수 있는 이유를 이하 설명한다.
여기에서는, (1) 환원성 가스만을 원주 100 내에 주입하는 경우, 및, (2) 환원성 가스와 오존 가스를 원주 100 내에 주입하는 경우에 대해 설명한다.
(1) 환원성 가스만을 원주 내에 주입하는 경우
종래의 클리닝 방법에서는, 원주 100 내에 오존 가스를 주입함으로써 오염의 원인 물질을 배제하였다.
그러나, 오존 가스의 주입에 의해 오염을 배제한 경우라도 오존 가스에 의한 산화 작용에 의해 이하와 같은 문제가 발생한다는 점이 밝혀졌다.
도 2(a)는 전자빔을 성형하는 마스크의 일례를 도시하는 평면도이며, 도 2(b)는 도 2(a)의 I－I선으로부터 본 단면도이다.
여기에서는, 설명을 위해, 도 2(a)에 도시된 바와 같이 마스크에 2개의 마스크 패턴 21이 포함되는 것으로 한다. 통상적으로, 마스크 20은 실리콘을 이용하여 형성된다. 개구부 22 부근의 마스크 기체(基體)의 두께는 20㎛이다.
도 3(a)는, 개구부 22의 부근을 확대한 단면도를 도시한다. 마스크 20의 전자빔이 입사하는 측에는 차지-업을 방지하기 위해, 예를 들면, Pt 등의 금속막이 형성된다. 개구부 22의 측면에는 마스크 20을 구성하는 실리콘이 노출된다.
이와 같이 형성된 마스크가 배치된 원주 100 내에 오염물의 제거를 위해 오존 가스를 이용하여 클리닝을 행하면, 개구부 22의 측면에는 금속막이 형성되어 있지 않으므로, 실리콘과 오존 24가 반응하여 실리콘이 산화된다. 그 결과, 도 3(b)에 도시된 바와 같이 실리콘이 노출된 개구부 22의 측면에 실리콘 산화막 25가 형성된다.
이와 같은 상태에서 전자빔을 조사하면, 상기 실리콘 산화막 25에 전하가 축적되고 차지-업이 일어나게 된다. 상기 차지-업이 원인이 되어 빔 드리프트가 발생한다.
이를 방지하기 위해, 본 실시 형태에서는 환원성의 가스, 예를 들면, 암모니 아 가스를 사용한다.
원주 100 내에 암모니아 가스를 소량 주입하면, 암모니아 가스의 분자가 원주 100 내의 각 부에 부착된다. 이 상태에서 전자빔을 조사하면, 부착된 암모니아 가스의 분자에 전자가 부딪히고 암모니아 가스는 NH2와 H로 분해된다. 유기물 오염은 암모니아 가스로부터 분해된 H와 결합하여 CH2 또는 CH4(메탄)가 되어 증발한다.
이로써, 오염물이 시료의 위 등으로부터 이탈하고, 원주 내부의 클리닝이 행해진다. 이와 같이 환원성 가스를 사용하므로 실리콘이 산화되지 않고, 실리콘으로 형성되는 마스크 상에 산화막이 형성되지 않는다. 따라서, 실리콘 마스크 상에 차지-업이 발생하지 않는다. 또한, 탄소 등의 유기물 오염은 환원되어 증발한다. 나아가, 실리콘 마스크뿐만 아니라 원주 내의 각 부품상에 산화막이 형성되지 않고 차지-업이 발생하지도 않는다. 따라서, 빔 드리프트가 발생하지 않고 매우 정확하게 노광할 수 있다.
(2) 환원성 가스와 오존 가스를 원주에 주입하는 경우
상기한 바와 같이, 환원성 가스를 원주 100 내에 주입하는 것만으로도, 마스크나 부품을 장착한 채로 인-시츄(in-situ; 그 자리) 클리닝하여 원주 100 내의 오염을 제거할 수 있다.
그러나, 원주 100 내에 오염의 원인 물질이 되는 유기물이 다량으로 존재하는 경우에는, 환원성 가스뿐만 아니라 오존 가스도 도입함으로써 효율적으로 오염 물 제거할 수 있다.
우선, 오존 가스가 오염을 제거하는 이유에 대해 설명한다.
전자빔의 조사에 의해 발생하는 오염의 원인이 되는 물질은, C나 H로 구성되는 유기계 물질이라고 여겨지고 있다. 도 4(a)는, 이와 같은 유기계 물질이 시료 상에 존재하고 있는 것을 모식적으로 도시한 도면이다. 상기 오염의 원인 물질에 활성 산소를 반응시킴으로써, 유기계 물질의 C나 H가 활성 산소와 결합하여 증발한다. 이로써, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 오염 물질로 여겨지는 C가 시료의 표면으로부터 없어진다. 그리고, 시료 상에 전자빔을 조사해도 시료에 C가 부착되는 것이 억제된다.
활성 산소를 발생시키기 위해 오존 가스를 원주 100 내에 주입한다. 오존은 불안정한 물질이므로, 시간에 따라 산소와 활성 산소로 분해된다. 이로써, 활성 산소가 발생하여, 오염의 원인 물질로부터 C를 제거할 수 있게 된다.
상기 오존 가스와 환원성 가스 모두를 원주 100 내에 주입하는 경우로, 오존 가스와 환원성 가스를 동시에 주입하는 경우와 오존 가스와 환원성 가스를 번갈아 주입하는 경우가 있다.
오존 가스와 환원성 가스를 동시에 주입하는 경우, 오존 가스로부터 분해된 산소는 환원성 가스로부터 분해된 수소와 결합하여 수증기가 된다. 따라서, 오존 가스에 의해 실리콘이 산화되는 것을 억제할 수 있다는 이점을 갖는다.
한편, 환원성 가스와 오존 가스를 번갈아 주입하는 경우, 오존 가스에 의한 오염의 제거와 환원성 가스에 의한 오염의 제거 모두를 행할 수 있고, 오염의 발생 을 효율적으로 방지할 수 있다. 또한, 원주 100 내에 주입하는 가스를 전환한 때에는, 원주 100 내에 잔류하고 있는 가스와 주입한 가스가 반응하고 오존 가스에 의한 오염 제거의 효과는 감소한다. 그러나, 원주 100 내의 부품이 오존에 의해 산화되는 것을 억제할 수 있다.
오존 가스와 환원성 가스를 원주 100 내에 주입하는 경우는, 노광 중에 양 가스를 주입해도 좋고, 클리닝 제어부 209에 의해 미리 설정된 시간에 따라 가스의 주입을 정지해도 좋다. 또한, 원주 100 내의 오염물이 없어진 것으로 판정된 경우, 가스의 주입을 정지해도 좋다. 나아가, 원주 100 내의 유기물질이 적어진 경우에는 환원성 가스만을 주입해도 좋다.
오존 가스와 환원성 가스를 번갈아 원주 100 내에 주입하는 경우는, 원주 100 내의 유기물질의 양에 따라 오존 가스를 주입하는 시간 및 환원성 가스를 주입하는 시간을 설정해도 좋다.
상기한 바와 같이, 환원성 가스 또는 오존 가스를 원주 100 내에 주입함으로써, 오염을 제거할 수 있는 것과 함께 실리콘으로 형성되는 마스크 등과 원주 100 내의 내산화성(耐酸化性)을 갖지 않는 각 부품의 산화를 억제할 수 있다.
또한, 실리콘의 산화가 억제되므로, 실리콘으로 형성되는 마스크 상에 산화막이 형성되는 것도 억제된다. 따라서, 빔 드리프트를 방지할 수가 있고 매우 정확하게 노광 처리를 행할 수 있다.
(전자빔 노광 장치의 클리닝 방법)
다음으로, 본 실시 형태의 전자빔 노광 장치의 클리닝 방법에 대해 도 5의 흐름도를 이용하여 설명한다. 여기에서는, 원주 100 내에 유기물에 의한 오염이 발생되어 있는 것으로 한다. 또한, 환원성 가스의 주입량 및 오존 가스의 주입량은 미리 정해져 있는 것으로 한다.
우선 단계 S11에서, 원주 100 내에 오존 가스를 주입한다. 오존 가스를 주입함으로써, 오존이 분해되어 발생되는 활성 산소와 오염의 원인 물질이 반응하고, 일산화탄소 가스가 되어 증발한다.
다음으로 단계 S12에서, 원주 100 내에 환원성 가스를 주입한다. 여기에서는, 환원성 가스로서 암모니아 가스를 사용한다. 예를 들면, 암모니아 가스는 원주 100 내의 진공도를 10-4 파스칼(pascal) 이하로 하도록 1분 동안 수 cc 정도로 주입된다. 암모니아 가스를 원주 100 내에 주입함으로써, 암모니아 가스가 분해되어 발생되는 수소와 오염의 원인 물질이 반응하고 CH2 또는 CH4가 되어 증발한다.
상기 단계 S12 이후, 원주 100 내에는 암모니아 가스와 오존 가스가 혼재한다. 따라서, 오염의 제거에 기여하지 않는 오존 가스가 존재한 경우에는 암모니아 가스로부터 분해된 수소에 의해 환원되므로, 원주 100 내의 내산화성을 갖지 않는 각 부품의 산화를 억제할 수 있다.
다음으로 단계 S13에서, 오존 가스를 주입하고부터 소정의 시간이 경과했는지 아닌지를 판정한다. 이 소정의 시간은, 노광 중 계속하여 원주 100 내로 암모니아 가스 및 오존 가스를 주입하는 경우에는, 노광 시간에 따라 설정한다. 또한, 원주 100 내의 오염을 충분히 제거할 수 있는지 아닌지를 판정하여 가스의 주입을 계속할 것인지 아닌지를 결정해도 좋다.
소정의 시간이 경과한 경우 단계 S14로 이행하고, 소정의 시간이 경과하지 않은 경우 단계 S11로 되돌아가 원주 100 내의 클리닝을 계속한다.
다음 단계 S14에서 오존 가스의 주입을 정지하고, 단계 S15에서 환원성 가스의 주입을 정지함으로써, 본 클리닝 처리는 종료된다.
도 6은, 환원성 가스와 오존 가스를 번갈아 원주 100 내에 주입하는 처리의 일례를 나타내는 흐름도이다.
우선, 단계 S21에서 오존 가스를 원주 100 내에 주입한다. 클리닝 제어부 209가 전환 스위치 SW를 제어하여 오존 가스 공급 장치에서 발생시킨 가스를 원주 100 내에 주입한다.
다음으로 단계 S22에서, 오존 가스를 원주 100 내에 주입하고부터 소정의 시간이 경과했는지 아닌지를 판정한다. 소정의 시간이 경과했다면, 다음 단계 S23에서 오존 가스의 원주 100 내로의 주입을 정지한다. 이 시간은, 원주 100 내의 유기물질이 다량 존재하는 경우(예를 들면, 원주 100 내에 새로이 부품을 수납한 경우 등)에는 암모니아 가스를 주입하는 시간보다 길어도 좋다.
다음으로 단계 S24에서, 환원성 가스를 원주 100 내에 주입한다. 여기에서는, 환원성 가스로서 암모니아 가스를 사용한다. 도 5의 단계 S12와 마찬가지로, 암모니아 가스를 원주 100 내에 주입함으로써 오염의 제거를 행한다.
다음으로 단계 S25에서, 암모니아 가스를 원주 100 내에 주입하고부터 소정 의 시간이 경과했는지 아닌지를 판정한다. 소정의 시간이 경과했다면, 다음 단계 S26에서 암모니아 가스의 원주 100 내로의 주입을 정지한다.
다음으로 단계 S27에서, 가스의 주입을 시작하고부터 소정의 시간이 경과했는지 아닌지를 판정한다. 노광 중 계속하여 원주 100 내로 암모니아 가스 및 오존 가스를 주입하는 경우에는, 노광 시간에 따라 설정한다. 또한, 원주 100 내의 오염을 충분히 제거할 수 있는지 아닌지를 판정하여, 가스의 주입을 계속할 것인지 아닌지를 결정해도 좋다.
단계 S27에서 소정의 시간이 경과했다고 판정한 경우에는, 본 클리닝 처리는 종료된다. 소정의 시간이 경과하지 않았다고 판정한 경우에는, 단계 S21로 되돌아가 다시 오존 가스를 주입하여 클리닝 처리를 계속한다. 클리닝 제어부 209가 전환 스위치 SW를 제어하여 오존 가스 공급 장치에서 발생시킨 가스를 원주 100 내에 주입한다.
또한, 상기 처리의 설명에서는, 오존 가스 및 암모니아 가스 모두를 사용했지만, 원주 100 내의 유기물질이 줄어든 후에는, 오존 가스의 주입을 정지하여 암모니아 가스만을 주입해도 좋다. 또한, 최초에만 오존 가스를 주입하여 노광 장치를 작동한 후, 장치가 정지될 때까지 환원성 가스만으로 작동해도 좋다.
오존 가스에 의한 오염의 제거는 유기물질이 다량으로 존재하는 경우에 유효하지만, 유기물질이 줄어든 경우에는 암모니아 가스만으로도 충분히 오염의 발생을 억제할 수 있기 때문이다.
또한, 본 실시 형태에서는 환원성 가스로서 암모니아 가스를 사용하고 있지 만, 다른 환원성 가스, 예를 들면, 수소나 히드라진(hydrazine)을 사용해도 좋다.
상기한 바와 같이, 본 실시 형태의 전자빔 노광 장치의 클리닝 방법에서는, 원주 내에 오존 가스 및 환원성 가스를 주입한다. 따라서, 오염물의 퇴적 정도와 클리닝의 정도가 균형을 이루도록 오존 가스 및 환원성 가스가 주입되면, 시료 상에 예를 들면 탄소 등의 오염물의 부착을 억제할 수 있게 된다. 또한, 환원성 가스의 주입에 의해, 원주 내의 내산화성을 갖지 않는 각 부품이 산화되지 않고 차지-업에 의한 전계가 발생하지 않으며, 빔 드리프트를 방지할 수 있다. 따라서, 전자빔에 의한 노광을 정확하게 행할 수 있게 된다.

Claims (10)

  1. 전자총으로부터 발생한 전자빔으로 웨이퍼 스테이지에 놓인 시료 상에 원하는 패턴을 노광하는 전자빔 노광 장치에 있어서,
    상기 전자총 및 웨이퍼 스테이지가 수납된 원주(column) 내에 환원성 가스를 주입하는 수단; 및
    상기 원주 내에 상기 환원성 가스의 주입을 소정의 시간 동안 계속하여 행하도록 하는 제어 수단을 포함하는 전자빔 노광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 환원성 가스는, 암모니아 가스, 수소, 또는 히드라진(hydrazine) 중에서 선택되는 전자빔 노광 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 원주 내에 오존 가스를 주입하는 수단을 더 포함하되,
    상기 제어 수단은, 상기 원주 내에 상기 환원성 가스의 주입에 더하여 오존 가스의 주입을 소정의 시간 동안 계속하여 행하도록 하는 전자빔 노광 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 수단은, 상기 환원성 가스의 주입과 상기 오존 가스의 주입을, 동시에 소정의 시간 동안 행하도록 하는 전자빔 노광 장치.
  5. 제3항에 있어서,　
    상기 제어 수단은, 상기 환원성 가스의 주입과 상기 오존 가스의 주입을 소정의 시간마다 번갈아 행하도록 하는 전자빔 노광 장치.
  6. 전자빔 노광 장치의 클리닝 방법에 있어서,
    전자빔 노광 장치의 전자총 및 웨이퍼 스테이지가 수납된 원주(column) 내에, 환원성 가스를 주입하는 공정을 포함하는 전자빔 노광 장치의 클리닝 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 환원성 가스는, 암모니아 가스, 수소, 또는 히드라진 중에서 선택되는 전자빔 노광 장치의 클리닝 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,　
    상기 환원성 가스를 주입하는 공정에 더하여 오존 가스를 주입하는 공정을 포함하는 전자빔 노광 장치의 클리닝 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 환원성 가스의 주입과 오존 가스의 주입을 동시에 소정의 시간 동안 행하는 전자빔 노광 장치의 클리닝 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 환원성 가스의 주입과 오존 가스의 주입을, 소정의 시간마다 번갈아 행하는 전자빔 노광 장치의 클리닝 방법.
KR1020087007855A 2005-09-26 2006-08-29 전자빔 노광 장치 및 전자빔 노광 장치의 클리닝 방법 KR20080045728A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005278464A JP2007088386A (ja) 2005-09-26 2005-09-26 電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光装置のクリーニング方法
JPJP-P-2005-00278464 2005-09-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080045728A true KR20080045728A (ko) 2008-05-23

Family

ID=37888712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087007855A KR20080045728A (ko) 2005-09-26 2006-08-29 전자빔 노광 장치 및 전자빔 노광 장치의 클리닝 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7737421B2 (ko)
JP (1) JP2007088386A (ko)
KR (1) KR20080045728A (ko)
WO (1) WO2007034659A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230027325A (ko) * 2016-04-21 2023-02-27 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 대전 입자 빔 시스템들에서의 오염의 제거 및/또는 회피를 위한 방법 및 시스템

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2455121A (en) * 2007-11-29 2009-06-03 Univ Sheffield Hallam Particle beam apparatus with means for reducing contamination in the particle beam column
US9460887B2 (en) * 2009-05-18 2016-10-04 Hermes Microvision, Inc. Discharging method for charged particle beam imaging
JP5709535B2 (ja) * 2011-01-07 2015-04-30 キヤノン株式会社 電子ビーム描画装置、およびそれを用いた物品の製造方法
JP6251648B2 (ja) * 2014-07-16 2017-12-20 株式会社ニューフレアテクノロジー 荷電粒子ビーム描画装置および荷電粒子ビーム描画方法
TWI598924B (zh) * 2014-09-19 2017-09-11 Nuflare Technology Inc Ozone supply device, ozone supply method, and charged particle beam drawing device
DE102015211090A1 (de) * 2015-06-17 2016-12-22 Vistec Electron Beam Gmbh Korpuskularstrahlgerät und Verfahren zum Betreiben eines Korpuskularstrahlgeräts

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0727855B2 (ja) * 1984-08-31 1995-03-29 富士通株式会社 電子ビーム露光装置のクリーニング方法
JP3253675B2 (ja) * 1991-07-04 2002-02-04 株式会社東芝 荷電ビーム照射装置及び方法
JP3827359B2 (ja) * 1996-03-19 2006-09-27 富士通株式会社 荷電粒子ビーム露光方法及びその装置
JP2000090868A (ja) * 1998-09-17 2000-03-31 Nikon Corp 光学鏡筒及びそのクリーニング方法
JP2000231897A (ja) * 1999-02-09 2000-08-22 Nikon Corp 光学鏡筒及びそのクリーニング方法
JP2004014960A (ja) * 2002-06-11 2004-01-15 Sony Corp 露光装置および露光方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230027325A (ko) * 2016-04-21 2023-02-27 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 대전 입자 빔 시스템들에서의 오염의 제거 및/또는 회피를 위한 방법 및 시스템
US11738376B2 (en) 2016-04-21 2023-08-29 Asml Netherlands, B.V. Method and system for the removal and/or avoidance of contamination in charged particle beam systems

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007088386A (ja) 2007-04-05
US7737421B2 (en) 2010-06-15
US20080169433A1 (en) 2008-07-17
WO2007034659A1 (ja) 2007-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20080045728A (ko) 전자빔 노광 장치 및 전자빔 노광 장치의 클리닝 방법
KR100250558B1 (ko) 하전입자빔노광방법및그장치
JP7154355B2 (ja) 荷電粒子ビームシステムにおける汚染の除去及び／又は回避のための方法及びシステム
KR101119890B1 (ko) 전자 빔 노출 시스템
US10840054B2 (en) Charged-particle source and method for cleaning a charged-particle source using back-sputtering
JP5318406B2 (ja) 改良ウィーン型フィルタを有する粒子ビーム装置
JPH11154640A (ja) 荷電粒子ビーム装置用吸着板、荷電粒子ビーム装置用偏向電極及び荷電粒子ビーム装置
JP5759186B2 (ja) 荷電粒子線描画装置及びデバイス製造方法
JP4758431B2 (ja) 電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光装置のクリーニング方法
JP2019149370A (ja) 荷電粒子ソース及びバックスパッタリングを利用した荷電粒子ソースのクリーニング方法
JP2001148340A (ja) 荷電粒子ビーム露光方法及び装置
CN117242404A (zh) 光刻设备和方法
JP2960413B1 (ja) 電子ビーム描画装置
JP2004014960A (ja) 露光装置および露光方法
JP2008016324A (ja) 電子ビーム装置
JP2010016192A (ja) 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法
JP2015149449A (ja) 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
JPH11204400A (ja) 電子線描画装置
JPH09251946A (ja) 洗浄機能付き荷電ビーム装置
JP2006013386A (ja) 電子ビーム露光装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application