JPH11204400A - 電子線描画装置 - Google Patents

電子線描画装置

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JPH11204400A
JPH11204400A JP10003944A JP394498A JPH11204400A JP H11204400 A JPH11204400 A JP H11204400A JP 10003944 A JP10003944 A JP 10003944A JP 394498 A JP394498 A JP 394498A JP H11204400 A JPH11204400 A JP H11204400A
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JP
Japan
Prior art keywords
electron beam
gas
ion
chamber
beam lithography
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Application number
JP10003944A
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English (en)
Inventor
Shingo Matsuoka
新吾 松岡
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Nikon Corp
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Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の電子線描画装置では、汚れたレジスト表
面に電子線を照射した場合、単位面積あたりの電子線照
射量を一定にしてもレジストの感光状態にばらつきが発
生したり、表面付着物質によっては電子線の散乱などを
発生させ描画パターン精度に影響を与えるという問題点
がある。また、固体表面には炭素(C)を中心としたコ
ンタミネーションが付着し、その後の現像、エッチン
グ、アッシングなどの工程に悪影響を及ぼすこととな
る。 【解決手段】感応基板5への電子線による露光のための
露光部を備えたチャンバ19を有する電子線描画装置に
おいて、チャンバ19内に感応基板5へ照射するための
イオンを発生させるイオン発生手段8,8a、8bを設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子線を用いて感応
基板(ウエハやマスク等)の上に微細なパターンを描画
する装置に関する。なお、本発明に言う”描画”は、マ
スク(レチクル)に形成されたパターンの転写も含むも
のである。
【0002】
【従来の技術】電子線描画装置は真空容器(チャンバ)
中において、電子線をレンズや偏向器を含む電子線光学
系で感応基板上の任意の位置に結像させて、レジストが
塗布された感応基板上にパターンを形成する(露光す
る)装置である。真空容器内の圧力は、電子線の直進性
や保守上問題がない程度に十分低くされている。また、
電子線の照射対象であるレジストは、有機物であり絶縁
物である。
【0003】このような描画装置に感応基板を導入する
工程の前工程は、通常クリーンルーム内ではあるが大気
中で処理されている。電子線による描画の処理はこのよ
うな感応基板表面に行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の電子線描画装置
では、真空中における固体の清浄表面とは異なり、前工
程において大気中で処理された感応基板表面(レジスト
表面)に様々な吸着物質や汚染物質が付着している。こ
のように汚れたレジスト表面に電子線を照射した場合、
単位面積あたりの電子線照射量を一定にしてもレジスト
の感光状態にばらつきが発生したり、表面付着物質によ
っては電子線の散乱などを発生させ描画パターン精度に
影響を与えるという問題点がある。
【0005】また、電子線描画装置内の雰囲気には有機
物が含まれており、この雰囲気中を電子線が通過し、固
体表面に達した場合、固体表面には炭素(C)を中心と
したコンタミネーションが付着する。このコンタミネー
ションの付着は、その後の現像、エッチング、アッシン
グなどの工程に悪影響を及ぼすこととなる。本発明はこ
の様な問題を解決することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第1の手段は、感応基板への電子線による露光のため
の露光部を備えたチャンバを有する電子線描画装置にお
いて、チャンバ内に感応基板へ照射するためのイオンを
発生させるイオン発生手段を設ける事を特徴とする電子
線描画装置(請求項1)である。
【0007】前記課題を解決するための第2の手段は、
前記第1の手段であって、イオン発生手段によって発生
されたイオンを加速、偏向する加速部、偏向部を備えた
ことを特徴とするもの(請求項2)である。前記課題を
解決するための第3の手段は、前記第1、2の手段であ
って、感応基板表面の電子線照射領域直前または直後の
領域をイオン照射可能な様に構成したことを特徴とする
もの(請求項3)である。
【0008】前記課題を解決するための第4の手段は、
感応基板への電子線による露光のための露光部を備えた
チャンバを有する電子線描画装置において、チャンバと
は扉によって仕切られたサブチャンバを設け、サブチャ
ンバ内に感応基板へイオンを照射するためのイオン照射
手段を設けた事を特徴とする電子線描画装置(請求項
4)である。
【0009】前記課題を解決するための第5の手段は、
前記第4の手段であって、イオン発生手段によって発生
されたイオンを加速、偏向する加速部、偏向部を備えた
ことを特徴とするもの(請求項5)である。 (作用)本発明によれば電子線描画処理前の感応基板へ
のイオン照射により導入までの前工程および保管、搬送
等により感応基板表面に吸着、または付着した汚染物質
を除去できるので汚染物質により発生していたレジスト
の感光状態のばらつき、および描画精度の低下を防止で
きる。また、電子線描画処理により付着したコンタミネ
ーションを除去することで、その後の後工程への影響を
取り除くことができる。このようなコンタミネーション
はイオンを加速して照射することによって、より良好に
除去することができる。このような処理は電子線の描画
処理とほぼ同時進行で行うことも可能であるため、その
場合はスループットを低下させることもない。また、イ
オン照射により感応基板表面での電荷の蓄積を除去する
ことができるので、イオン照射処理と電子線描画処理と
を同時に行うことにより精度の良い電子線描画処理を行
うこともできる。また、上述のイオン照射は電子線描画
処理前後において異なるチャンバ内で行うことも可能で
ある。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は一般的な電子線描画装置の
構成例を模式的に表した図を示し、図2は本発明の実施
の形態による電子線描画装置の特徴的な部分を模式的に
表した図を示している。図1の電子線描画装置は真空容
器(チャンバ)19内に配置された電子銃1、電子レン
ズ(静電レンズ又は電磁レンズ)2a〜2c、アパーチ
ャ3a、3b、電子線検出器4、ステージ6、偏向器9
及び制御部27から構成されており、ステージ上に載置
されたウエハ(感応基板)5上に電子線を照射すること
によって、ウエハ5上に形成されたレジストを感光させ
るものである。尚、ここでは説明が煩雑にならないよう
に構成の簡単な直接描画タイプの電子線描画装置を例に
あげて説明したが、本発明はセルプロジェクションタイ
プ、分割転写タイプ(例えば特開平8−64522号公
報参照)等の各種の電子線描画装置に適用することがで
きる。
【0011】図2は、図1の破線Aで示す部分にイオン
発生装置を導入した図であり、図2(a)はイオン発生
装置の側面図を示し、図2(b)は上面図を示す。イオ
ン発生装置はマスフローコントローラー8、フィラメン
ト10から構成されている。図2(b)に示すようにマ
スフローコントローラー8、フィラメント10は電子線
の照射を妨げないように円環状に構成されている。ガス
導入管8aからはイオン化させるガス、例えばArやX
e等の不活性ガスが導入され、導入されたガスはマスフ
ローコントローラー8でその流量が調整されガス導出穴
8bより導出される。導出穴8bから導出されたガスは
フィラメント10より発生した熱電子によりイオン化さ
れ、このイオン化したガスが感応基板5表面に降り注
ぐ。このようなイオン照射により感応基板5表面に付着
した汚染物質の除去や電子線描画処理により付着したコ
ンタミネーションを除去することができた。
【0012】また、電子線描画を行うと(特に低加速露
光の場合に)半導体基板表面で局所的な電荷の蓄積(チ
ャージアップ)が生じ、露光精度に悪影響を及ぼす場合
がある。このような場合にも本発明は有効であり、局所
的に蓄積した電子と極性が反対のイオンを照射すること
により電荷の蓄積を除去することが可能となる。尚、感
応基板5へのイオン照射処理は、電子線7の感応基板5
への照射と同時に行ってもよいし、電子線照射処理の前
後に行っても良い。
【0013】図3は図2に示されるイオン発生装置の変
形例であり、ガスの導入および基本的な構成は図2の装
置と同様であるが、イオンを加速するための加速電極2
8、イオンを偏向するための偏向電極14及びレンズ2
9を備えている。ガス導入管12及びフィラメント13
は図2の装置と同様なものを用いることができるが、図
2の装置と比べると図3のイオン発生装置は電子線7と
は離れた位置に配置することができるので構造を円環状
にする必要はない。偏向電極14、加速電極28及びレ
ンズ29は制御部27によって制御されており、偏向電
極14に印加する電圧を制御することによってイオンを
ウエハ5上で2次元に走査することができる。また、こ
の偏向電極に特定の周波数で電圧を印加することにより
ラスタースキャンさせることもできる。例えば、加速電
極28に印加する電圧は〜数KV程度あればコンタミネ
ーションの除去の効果を向上させることができる。ま
た、レンズ29を設けることによって、発生したイオン
を所望の領域サイズに収束させたり、広げたりすること
ができる。尚、イオンの加速、偏向、レンズ作用は本実
施の形態に限られるわけではなく、周知の技術(例え
ば、イオン露光装置に関する技術)を用いることができ
る。
【0014】図4は電子線照射直前の領域(図4
(b))または直後の領域(図4(a))をイオン照射
している図である。図3の構成の装置の場合、偏向電極
14に印加する電圧と電子線用の偏向器9に印加する電
圧とを同期させるようにする。つまり、矢印18を電子
線の偏向方向とすると、電子線露光領域17に対して一
定距離をおいてイオン照射領域16がウエハ上を走査す
るように構成することによって、電子線照射直後の領域
にイオン照射を行うことができる(図4(a))。勿
論、電子線露光領域17とイオン照射領域16との関係
を逆にすれば電子線描画の前にイオン照射を行うことが
できる。また、電子線を偏向せずに、ステージを移動さ
せることによって電子線描画を行う場合にはステージの
移動方向に対する電子線露光領域17とイオン照射領域
16の配置の順番を選ぶことによっても電子線照射の直
前の領域及び直後の領域にイオンを照射することができ
る。例えば、図4(a)の矢印18の方向をステージの
移動方向とすると、イオン照射は電子線照射の直前に行
われる。図2の装置ではイオン照射領域は特定されない
ので電子線照射の直前及び直後の両方の領域についてイ
オン照射を行うことができる。このように、電子線描画
処理工程とイオン照射処理工程を同時に行うとイオン照
射によるスループットの低下を防ぐことができる。上述
の説明では、イオン発生装置を電子線照射を行うチャン
バ内に設けたが、図5の様に、サブチャンバ(イオン処
理室)20内にイオン発生装置を備える構成にすること
もできる。
【0015】真空容器19とサブチャンバ20はバルブ
(扉)26を介して接続されており、サブチャンバ20
内にはガス導入室21、ガス導入管22、フィラメント
23、加速電極24、ウエハ25が配置されている。ウ
エハ25へのイオン照射は前述の説明と同様であり、ガ
ス導入管22からガス導入室21に導入されたガスはフ
ィラメント23から発生する熱電子によってイオン化さ
れ、イオン化されたガスは加速電極24によって図の下
方へ引き出されウエハ25上に照射される。
【0016】通常の電子線描画装置では実際の電子線描
画を行うための真空容器(チャンバ)の他にサブチャン
バを備えることが多い。これは、サブチャンバ内の圧力
を予め低くしておくことによって、メインのチャンバの
真空度を下げないようにできるのでスループットが向上
するためである。従って、図5の装置ではこのサブチャ
ンバを用いることもできる。既に備わっているサブチャ
ンバを用いればコストを抑えることができる。例えば、
サブチャンバ20にウエハ搬入用のバルブを設け、そこ
からウエハの搬入を行うようにすれば既存のチャンバと
併用する事が可能となる。
【0017】図5の装置では電子線描画前又は後に、電
子線描画用のチャンバとは異なるサブチャンバ内でイオ
ン照射を行うことができるので、他のウエハに電子線描
画処理を行っている最中でもイオン照射を行うことがで
きる。
【0018】
【発明による効果】上述のように本発明によれば電子線
により描画を行う処理前の半導体基板表面における汚染
物質を除去でき、レジストの感光状態のばらつき、およ
び描画精度の低下を防止できる。また、電子線描画処理
によるコンタミネーションを除去でき、後工程への影響
を取り除くことができる。この処理は電子線の描画処理
とほぼ同時進行で行うことが可能であるため、スループ
ットへの影響もない。また、副次的な効果としてイオン
照射を電子線照射と同時に行うことが可能であり、電子
線によるチャージアップを除去することも可能である等
様々な効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用可能な一般的な電子線描画装置の
構成を模式的に示した図。
【図2】本発明の実施の形態における電子線描画装置の
特徴的な部分だけを拡大して模式的に示した図。
【図3】本発明の実施の形態における電子線描画装置の
特徴的な部分だけを拡大して模式的に示した図。
【図4】本発明の実施の形態における電子線描画装置の
特徴的な部分だけを拡大して模式的に示した図。
【図5】本発明の実施の形態における電子線描画装置の
特徴的な部分だけを拡大して模式的に示した図。
【符号の説明】
1:電子銃 2a〜c:レンズ系 3a〜b:アパーチャー 4:電子線検出器 5:ウェハ 6:ステージ 7:電子線 8:ガス導入管 8a:ガス導入管 8b:ガス噴出穴 9:偏向器 10:フィラメント 12:ガス導入管 13:フィラメント 14:イオン偏向電極 15:イオンビーム 16:イオン照射領域 17:電子線描画領域 19:チャンバ 20:イオン処理室(サブチャンバ) 21:ガス導入室 22:ガス導入管 23:フィラメント 24:引き出し(加速)電極 25:ウェハ(半導体基板) 26:バルブ 27:制御部 28:イオン加速電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/30 551

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 感応基板への電子線による露光のための
    露光部を備えたチャンバを有する電子線描画装置におい
    て、 前記チャンバ内に前記感応基板へ照射するためのイオン
    を発生させるイオン発生手段を設けた事を特徴とする電
    子線描画装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の電子線描画装置であっ
    て、前記イオン発生手段によって発生されたイオンを加
    速、偏向する加速部、偏向部を備えたことを特徴とする
    電子線描画装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の電子線描画装置
    であって、前記感応基板表面の電子線照射領域直前また
    は直後の領域をイオン照射することを特徴とする電子線
    描画装置。
  4. 【請求項4】 感応基板への電子線による露光のための
    露光部を備えたチャンバを有する電子線描画装置におい
    て、 前記チャンバとは扉によって仕切られたサブチャンバを
    設け、 前記サブチャンバ内に前記感応基板へ照射するためのイ
    オンを発生させるイオン発生手段を設けた事を特徴とす
    る電子線描画装置。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の電子線描画装置であっ
    て、前記イオン発生手段によって発生されたイオンを加
    速、偏向する加速部、偏向部を備えたことを特徴とする
    電子線描画装置。
JP10003944A 1998-01-12 1998-01-12 電子線描画装置 Pending JPH11204400A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002131887A (ja) * 2000-10-20 2002-05-09 Horon:Kk マスク検査装置
WO2018235194A1 (ja) * 2017-06-21 2018-12-27 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置およびクリーニング方法

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