JPH10223512A - 電子ビーム投影露光装置 - Google Patents

電子ビーム投影露光装置

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JPH10223512A
JPH10223512A JP9026739A JP2673997A JPH10223512A JP H10223512 A JPH10223512 A JP H10223512A JP 9026739 A JP9026739 A JP 9026739A JP 2673997 A JP2673997 A JP 2673997A JP H10223512 A JPH10223512 A JP H10223512A
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mask
electron beam
projection exposure
dust
cleaning
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JP9026739A
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Shintaro Kawada
真太郎 河田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マスクパターンの投影露光を欠陥なく迅速に
行うことができる電子ビーム投影露光装置を提供する。 【解決手段】 電子銃１から発射された電子ビームをマ
スク４を介して照射することにより、マスク４に形成し
たマスクパターンを投影露光する電子ビーム投影露光装
置において、電子銃１から発射された電子ビームで投影
露光時の位置に設置されたマスク４を走査し、走査時に
マスク４上で反射される反射電子を捉えることによりマ
スク４に付着したゴミの位置を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マスクを介して電
子ビームを照射することにより、マスクに形成したマス
クパターンを感応基板上に投影露光する電子ビーム投影
露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】マスクを介して感応基板上に電子ビーム
を照射し、所定のパターンを形成する電子ビーム投影露
光装置が知られている。電子ビーム投影露光装置内にマ
スクをセットしたうえで、マスクを介して電子ビームを
照射することにより、マスクに形成したマスクパターン
を感応基板上に投影露光することができる。マスクパタ
ーンを投影する際にマスクにゴミ等が付着していると投
影パターンに欠陥を生ずるため、従来は電子ビーム投影
露光装置とは別個のゴミ検査装置を用いてマスクのゴミ
検査を行うようにしている。また、マスクの洗浄を行う
場合には、電子ビーム投影露光装置からマスクを取り外
し、電子ビーム転写露光装置とは別個の洗浄装置でマス
クを洗浄している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来は電子ビ
ーム投影露光装置、ゴミ検査装置および洗浄装置がそれ
ぞれ独立しているため、マスクのゴミ検査から電子ビー
ム投影露光装置にマスクをセットするまで長時間かか
る。とくに、パターンが微細化するに従いゴミ検査装置
に高分解能が要求されるため、光学式ではなくＳＥＭタ
イプの装置が必要となる。この場合には検査工程が真空
中での処理工程となるので、さらに長時間を要すること
になる。
【０００４】また、各装置が独立しているため、装置間
の移動時にマスクが外気に触れてしまう。このため、ゴ
ミ検査によりマスクにゴミ付着のないことが確認できて
も、電子ビーム投影露光装置にマスクをセットするまで
の間にマスクに新たなゴミが付着する可能性があり、こ
の場合のゴミ付着に対応することができないという問題
がある。また、マスク洗浄を行う場合には、マスク洗浄
から電子ビーム投影露光装置にマスクをセットするまで
の間のゴミ付着に関しても同様の問題がある。
【０００５】本発明の目的は、マスクパターンの投影露
光を欠陥なく迅速に行うことができる電子ビーム投影露
光装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】実施の形態を示す図１〜
図５に対応づけて説明すると、請求項１に記載の発明
は、電子ビーム発生装置１から発射された電子ビームを
マスク４を介して照射することにより、マスク４に形成
したマスクパターンを感応基板上に投影露光する電子ビ
ーム投影露光装置に適用される。そして、電子ビーム発
生装置１から発射された電子ビームで投影露光時の位置
に設置されたマスク４を走査する電子ビーム走査手段
２、３と、走査手段２、３による走査時にマスク４上で
反射される反射電子を捉えることによりマスク４の欠陥
の位置を検出する検出手段５、１４とを備えることによ
り上述の目的が達成される。請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の電子ビーム投影露光装置において、投
影露光時の位置に設置されたマスク４を収納する同一チ
ャンバーＣ内でマスク４を洗浄することによりマスク４
上のゴミを除去する洗浄手段１５を備えるものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の電
子ビーム投影露光装置において、洗浄手段１５（３１）
が検出手段５、１４の検出結果に基づいてゴミの部位の
みを洗浄するものである。請求項４に記載の発明は、請
求項１〜３のいずれか１項に記載の電子ビーム投影露光
装置において、洗浄手段１５（３１）がパルスレーザを
マスク４に向けて照射するものである。請求項５に記載
の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子ビ
ーム投影露光装置において、洗浄装置がラジカルオゾン
をマスク４に向けて噴射するものである。
【０００７】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
−第１の実施の形態− 以下、図１〜図４を用いて本発明による電子線投影露光
装置の第１の実施の形態について説明する。
【０００９】図１において、Ｃは真空チャンバーであ
り、真空チャンバーＣは電子ビームによる投影露光を行
う電子ビーム露光部Ｐ１と、後述するステンシルマスク
４の洗浄を行うレーザクリーニング部Ｐ２とからなる。
電子ビーム露光部Ｐ１とレーザクリーニング部Ｐ２とは
開閉するゲートバルブＧＶにより区画されている。
【００１０】図１に示すように、真空チャンバーＣの電
子ビーム露光部Ｐ１には、電子ビームを照射する電子銃
１と、電子銃１から射出された電子線を必要な角度に絞
り込む電子ビームズーム照明系２と、絞り込まれた電子
ビームを走査する偏向器３と、所定のマスクパターンが
形成されたステンシルマスク４と、ステンシルマスク４
で反射された反射電子を検出する反射電子検出器５と、
ステンシルマスク４を電子ビーム露光部Ｐ１とレーザク
リーニング部Ｐ２との間で移動可能に支持するマスクス
テージ６と、ステンシルマスク４を透過した電子ビーム
を絞り込む投影レンズ７と、ステンシルマスク４のマス
クパターンが投影露光されるウエハ８と、ウエハ８を支
持するウエハステージ９とが収納されている。
【００１１】図２に示すように、電子ビームズーム照明
系２は照明光学系レンズ２０１、２０２、２０３と、複
数のサイズのアパーチャを有する絞り２０４とを備え
る。絞り２０４は後述するゴミ検査の際に、ステンシル
マスク４に照射される電子ビームの強度を適切に抑制す
るためのものである。また、絞り２０４は投影露光時に
は不要であるため、絞り２０４は電子ビームから退避可
能に支持されている。
【００１２】図１において、１０は干渉計ヘッド１０ａ
を備えマスクステージ６の位置を計測する干渉計計測装
置、１１はマスクステージ６を駆動するステージ駆動
部、１２は電子ビームによる投影露光動作を制御する露
光制御部、１４はステンシルマスク４のゴミ検査の際に
解析を行うゴミ検査データ解析部である。
【００１３】図１において、１５はレーザ光を照射する
ＫｒＦエキシマレーザ、１６は真空チャンバーＣに取付
けられてレーザクリーニング部Ｐ２を外気から気密的に
遮断するとともにＫｒＦエキシマレーザ１５のレーザ光
を透過する窓である。１７はＫｒＦエキシマレーザ１５
からのレーザ光を集光するレーザ照明系、１８はレーザ
光を折り曲げるミラーであり、レーザ照明系１７および
ミラー１８はレーザクリーニング部Ｐ２に収納されてい
る。
【００１４】図１において、１９はレーザクリーニング
部Ｐ２に水蒸気を供給する水蒸気槽、２０はチャンバー
Ｃ内のガスを排出する排気系、２１はレーザクリーニン
グ時の動作を制御するレーザクリーニング制御部、２２
は本装置の動作に必要な種々の情報を記憶する記憶部で
ある。
【００１５】以上のように構成された第１の実施の形態
の装置の動作について、次に説明する。
【００１６】図２および図３に示すように、ステンシル
マスク４に付着したゴミの検査は、ステンシルマスク４
を電子ビーム露光部Ｐ１にセットして行われる。ゴミ検
査時にはゲートバルブＧＶを閉じ（開けておいてもよ
い）、電子ビーム露光部Ｐ１を排気により減圧する。レ
ジストが塗布されたウエハ８は予めウエハステージ９上
にセットしておく。またウエハ８へ電子ビームが到達し
ないように、電子ビームが遮断されている。
【００１７】ゴミ検査時には、図２（ｂ）に示すように
レンズ２０１の後に絞り２０４を挿入する。絞り２０４
のアパーチャーはステンシルマスク４に照射される電子
線の強度が適切な値となるようなものを選択する。ま
た、レンズ２０２およびレンズ２０３の励磁条件を制御
することにより、絞り２０４を透過した電子ビームがス
テンシルマスク４上で必要な径に絞られるようにする。
このときの電子ビームの径は、ウエハ８上に形成される
パターンに欠陥を生ずる最小径のゴミを検出できるよう
に、ステンシルマスク４に形成されたマスクパターンの
幅の１／４以下の径とするのが望ましい。
【００１８】さらに、図３に示すように偏向器３を用い
て電子ビームによりステンシルマスク４の投影露光に用
いる全域を走査しながら、ステンシルマスク４で反射さ
れる反射電子を反射電子検出器５により検出する。反射
電子検出器５の出力信号はゴミ検査データ解析部１４に
おいて解析され、ステンシルマスク４上にゴミが検出さ
れた場合には、そのゴミの位置の座標が算出され、その
座標が記憶装置２２に記憶される。なお、ステンシルマ
スク４に形成されたマスクパターンはパターンデータと
して予め記憶装置２２に記憶されており、反射電子検出
器５の出力とマスクパターンのパターンデータとを比較
することにより、ゴミの有無を判断するようにしてい
る。したがって、マスクパターンに応じて反射電子検出
器５に発生する反射電子信号およびマスク吸収電流信号
からゴミ検出信号を分離することができる。
【００１９】ゴミ検査によりゴミの付着が認められた場
合には、ゴミ検査終了後、ゲートバルブＧＶを開け、図
４に示すようにステンシルマスク４をマスクステージ６
によりレーザクリーニング部Ｐ２に移動する。ゴミの検
出後、ステンシルマスク４を外気と接触させることなく
クリーニングＰ２に移動することができるので、ゴミ検
査後の新たなゴミ付着を防止することができる。
【００２０】ステンシルマスク４をレーザクリーニング
部Ｐ２に移動した後、ゲートバルブＧＶを閉じ、水蒸気
槽１９からレーザクリーニング部Ｐ２に、例えば２０Ｔ
ｏｒｒの水蒸気を導入する。次に、図４に示すようにゴ
ミが付着した座標に合せてマスクステージ６の位置をセ
ットし、ＫｒＦエキシマレーザ１５から、例えば０．１
Ｊ／ｃｍ2 の強度のレーザ光をステンシルマスク４に照
射する。これによりステンシルマスク４上のゴミが除去
される。レーザ光はゴミが検出された位置についてのみ
スポット的に行われるので、洗浄が短時間で終了する。
ゴミが複数箇所に付着している場合には、マスクステー
ジ６の位置調整とレーザ光の照射を複数回繰返す。
【００２１】ステンシルマスク４のゴミをすべて除去し
た後、レーザクリーニング部Ｐ２の水蒸気を排気する。
さらにゲートバルブＧＶを開けてマスクステージ６を駆
動することにより、ステンシルマスク４を電子ビーム露
光部Ｐ１に搬送する。ステンシルマスク４の洗浄後、外
気に触れさせることなくステンシルマスク４を電子ビー
ム露光部Ｐ１に移動することができるので、ステンシル
マスク４に新たにゴミが付着することがない。
【００２２】図２（ａ）に示すように、電子ビームの投
影露光時には、電子ビームから絞り２０４を退避させる
とともに、ステンシルマスク４のマスクパターンがウエ
ハ８上に投影されるように照明光学系レンズ２０１、２
０２および２０３を調整する。ステンシルマスク４を所
定位置にセットした状態で、電子銃１から電子ビームを
照射することにより、ステンシルマスク４のマスクパタ
ーンが投影レンズ７を介してウエハ８上に投影露光され
る。
【００２３】一方、上述のゴミ検査によりゴミが検出さ
れなかった場合には、ゴミ検査終了後、ステンシルマス
ク４を電子ビーム露光部Ｐ１にセットしたまま、電子ビ
ームから絞り２０４を退避させるとともに、照明光学系
レンズ２０１、２０２および２０３を調整し、上述のよ
うに電子ビームの投影露光を行う。この場合にも、ゴミ
検査から投影露光までの間、ステンシルマスク４は外気
に触れないので、新たなゴミの付着が起きない。
【００２４】このように第１の実施の形態の電子ビーム
投影露光装置によれば、１つのチャンバーＣ内でステン
シルマスク４のゴミ検査、洗浄および投影露光の工程を
行うことができるので、その間のゴミ付着が防止できる
とともに、迅速な処理が可能となる。また、ゴミが付着
した部位のみについて洗浄を行うので、洗浄にかかる時
間が短縮できる。
【００２５】第１の実施の形態では、レーザクリーニン
グ部Ｐ２を電子ビーム露光部Ｐ１と区画して形成し、投
影露光時あるいはゴミ検査時とは別の場所でステンシル
マスク４の洗浄を行うようにしているが、投影露光時
（ゴミ検査時）の位置にステンシルマスク４をセットし
たまま、ステンシルマスク４を洗浄するようにしてもよ
い。例えば、投影露光時の電子ビームとほぼ同軸にレー
ザ光を照射できるように構成し、ゴミ検査終了後、ある
いはゴミ検査をしながらゴミが付着した部位にレーザ光
を照射すればよい。
【００２６】第１の実施の形態では、ＫｒＦエキシマレ
ーザ１５を用いてステンシルマスク４の洗浄を行ってい
るが、他のエキシマレーザ、Ｃｏ2 レーザ、ＹＡＧレー
ザ等の種々のパルスレーザを用いることができる。
【００２７】第１の実施の形態では、ステンシルマスク
４のゴミ付着を検査しているが、ゴミ付着による欠陥に
限らず、ステンシルマスク４の損傷等の欠陥について検
査することもできる。
【００２８】−第２の実施の形態− 以下、図５を用いて本発明による電子ビーム投影露光装
置の第２の実施の形態について説明する。第１の実施の
形態と同一構成部分についてはその説明を省略する。
【００２９】第１の実施の形態では、ＫｒＦエキシマレ
ーザを用いてステンシルマスク４の洗浄を行っている
が、第２の実施の形態では、これに代えてオゾンクリー
ニングによりステンシルマスク４の洗浄を行うようにし
ている。図５において、ＣＡはチャンバー、Ｐ１Ａは電
子ビーム露光部、Ｐ２Ａはオゾンクリーニング部、ＧＶ
はチャンバーＣＡを電子ビーム露光部Ｐ１Ａとオゾンク
リーニング部Ｐ２Ａとに区画するゲートバルブ、３１は
ラジカルオゾンを供給するラジカルオゾン槽、３２はラ
ジカルオゾンをラジカルオゾンクリーニング部Ｐ２Ａ内
のステンシルマスク４に導く導入管、３３はラジカルオ
ゾンの放出を制御する高速バルブ、２０Ａはオゾンクリ
ーニング部Ｐ２Ａの排気を行う排気部、２１Ａは高速バ
ルブ３３の開閉を制御するオゾンクリーニング制御部、
２２Ａは本装置の動作に必要な情報を記憶する記憶部で
ある。
【００３０】ステンシルマスク４のゴミ検査は、第１の
実施の形態と同様、ステンシルマスク４を電子ビーム露
光部Ｐ１Ａ内にセットして行われる。ゴミ検査によりゴ
ミの付着が認められた場合には、ゴミ検査終了後、ゲー
トバルブＧＶを開け、ステンシルマスク４をマスクステ
ージ６によりオゾンクリーニング部Ｐ２Ａに移動する。
【００３１】ステンシルマスク４をオゾンクリーニング
部Ｐ２Ａに移動した後、ゲートバルブＧＶを閉じ、ゴミ
が付着した座標に合せてマスクステージ６の位置をセッ
トする。次に、高速バルブ３３を必要な時間だけ開いて
ラジカルオゾンをステンシルマスク４に噴射し、ステン
シルマスク４上のゴミを除去する。
【００３２】すべてのゴミを除去した後、オゾンクリー
ニング部Ｐ２Ａのオゾンガスを排出し、さらにゲートバ
ルブＧＶを開けてステンシルマスク４を電子ビーム露光
部Ｐ１Ａに搬送する。続いて、第１の実施の形態と同様
に電子ビームの投影露光を行う。
【００３３】第２の実施の形態では、ラジカルオゾンを
用いて洗浄を行うので、水蒸気を嫌う場合に好適であ
り、また、ゴミ検査した部分以外の広い範囲にわたり洗
浄できる、という利点がある。
【００３４】第２の実施の形態ではラジカルオゾンを用
いて洗浄を行っているが、酸素プラズマ等のプラズマを
用いてもよい。
【００３５】実施の形態の記載および請求項の記載にお
いて、電子銃１が電子ビーム発生装置に、電子ビームズ
ーム照明系２および偏向器３が走査手段に、反射電子検
出器５およびゴミ検査データ制御部１４が検出手段に、
ＫｒＦエキシマレーザ１５が洗浄手段に、ラジカルオゾ
ン槽３１が洗浄手段に、それぞれ対応する。
【００３６】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、電子ビ
ーム発生装置から発射された電子ビームで投影露光時の
位置に設置されたマスクを走査し、走査時にマスク上で
反射される反射電子を捉えることによりマスクに付着し
た異物の位置を検出するので、ゴミ検査から投影露光ま
での工程を迅速に行うことができ、新たなゴミ付着もな
い。請求項２に記載の発明によれば、投影露光時の位置
に設置されたマスクを収納する同一チャンバー内でマス
クを洗浄するので、検査、洗浄、投影露光に至る交点を
迅速に行え、新たなゴミ付着もない。請求項３に記載の
発明によれば、洗浄手段は検出手段の検出結果に基づい
て異物の付着した部位のみを洗浄するので、洗浄が迅速
に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電子ビーム投影露光装置の第１の
実施の形態を示す図。
【図２】第１の実施の形態の電子ビーム投影露光装置の
電子ビームズーム照明系を示す図。
【図３】第１の実施の形態の電子ビーム投影露光装置に
よるゴミ検査工程を示す図。
【図４】第１の実施の形態の電子ビーム投影露光装置に
よる洗浄工程を示す図。
【図５】第２の実施の形態の電子ビーム投影露光装置の
洗浄工程を示す図。
【符号の説明】
１ 電子銃 ２ 電子ビームズーム照明系 ３ 偏向器 ４ ステンシルマスク ５ 反射電子検出器 １４ ゴミ検査データ解析部 １５ ＫｒＦエキシマレーザ ３１ ラジカルオゾン槽 Ｃ チャンバー

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電子ビーム発生装置から発射された電子
    ビームをマスクを介して照射することにより、前記マス
    クに形成したマスクパターンを感応基板上に投影露光す
    る電子ビーム投影露光装置において、 前記電子ビーム発生装置から発射された電子ビームで投
    影露光時の位置に設置された前記マスクを走査する電子
    ビーム走査手段と、 前記走査手段による走査時に前記マスク上で反射される
    反射電子を捉えることにより前記マスクの欠陥の位置を
    検出する検出手段とを備えることを特徴とする電子ビー
    ム投影露光装置。
  2. 【請求項２】 投影露光時の位置に設置された前記マス
    クを収納する同一チャンバー内で前記マスクを洗浄する
    ことにより前記マスク上のゴミを除去する洗浄手段を備
    えることを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム投影
    露光装置。
  3. 【請求項３】 前記洗浄手段は前記検出手段の検出結果
    に基づいて前記ゴミの部位のみを洗浄するものであるこ
    とを特徴とする請求項１または２に記載の電子ビーム投
    影露光装置。
  4. 【請求項４】 前記洗浄手段はパルスレーザを前記マス
    クに向けて照射するものであることを特徴とする請求項
    １〜３のいずれか１項に記載の電子ビーム投影露光装
    置。
  5. 【請求項５】 前記洗浄装置はラジカルオゾンを前記マ
    スクに向けて噴射するものであることを特徴とする請求
    項１〜３のいずれか１項に記載の電子ビーム投影露光装
    置。
JP9026739A 1997-02-10 1997-02-10 電子ビーム投影露光装置 Pending JPH10223512A (ja)

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JP9026739A JPH10223512A (ja) 1997-02-10 1997-02-10 電子ビーム投影露光装置
US09/021,598 US6038015A (en) 1997-02-10 1998-02-10 Electron-beam-projection-exposure apparatus with integrated mask inspection and cleaning portions

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