JPH09259811A - 荷電粒子ビーム露光方法及びその装置 - Google Patents
荷電粒子ビーム露光方法及びその装置Info
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- JPH09259811A JPH09259811A JP8062421A JP6242196A JPH09259811A JP H09259811 A JPH09259811 A JP H09259811A JP 8062421 A JP8062421 A JP 8062421A JP 6242196 A JP6242196 A JP 6242196A JP H09259811 A JPH09259811 A JP H09259811A
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】オゾンによるセルフクリーニング作用を利用し
た電子ビーム露光装置において、オゾンにより部品の損
傷を防止する。 【解決手段】荷電粒子ビームをパターンデータに基づい
て整形し、露光される試料の所望の位置に整形された荷
電粒子ビームを照射する荷電粒子ビーム露光方法におい
て、荷電粒子ビームを発生する荷電粒子銃が収納される
第一のチャンバーと、荷電粒子ビームが通過し荷電粒子
ビームを整形し所望の位置に偏向させる第二のチャンバ
ーとを真空的に分離し、第二のチャンバー内にオゾンガ
スを導入することを特徴とする。また、第二のチャンバ
ー内では、上流側より下流側のオゾンガス濃度を高くす
る。
た電子ビーム露光装置において、オゾンにより部品の損
傷を防止する。 【解決手段】荷電粒子ビームをパターンデータに基づい
て整形し、露光される試料の所望の位置に整形された荷
電粒子ビームを照射する荷電粒子ビーム露光方法におい
て、荷電粒子ビームを発生する荷電粒子銃が収納される
第一のチャンバーと、荷電粒子ビームが通過し荷電粒子
ビームを整形し所望の位置に偏向させる第二のチャンバ
ーとを真空的に分離し、第二のチャンバー内にオゾンガ
スを導入することを特徴とする。また、第二のチャンバ
ー内では、上流側より下流側のオゾンガス濃度を高くす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビーム等の荷
電粒子ビームを使用した露光方法及びその装置にかか
り、装置内の堆積されるコンタミネーションによってビ
ームのドリフトが生じるのを防止することができる露光
方法及びその装置に関する。
電粒子ビームを使用した露光方法及びその装置にかか
り、装置内の堆積されるコンタミネーションによってビ
ームのドリフトが生じるのを防止することができる露光
方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路の高集積化に伴い、微細加工技
術のより一層の開発が必要である。この微細加工技術の
一つに、電子ビーム等の荷電粒子ビームをウエハやレチ
クルマスクに照射して露光する技術がある。将来の超微
細化の要求に応える為には、ウエハを直接ビームで照射
して露光することも必要になる。
術のより一層の開発が必要である。この微細加工技術の
一つに、電子ビーム等の荷電粒子ビームをウエハやレチ
クルマスクに照射して露光する技術がある。将来の超微
細化の要求に応える為には、ウエハを直接ビームで照射
して露光することも必要になる。
【０００３】本発明は広く荷電粒子ビーム露光に適用で
きるが、以下簡単の為に電子ビームを例にして説明す
る。電子ビーム露光装置では、電子銃によって電子を発
生させ、電界によって加速させることで電子ビームを生
成する。この電子ビームは、鏡筒内に設けた電磁レンズ
や偏向器によりそのビーム形状や方向が制御される。通
常は、所定の矩形の第一のスリットにより電子ビームは
矩形断面にされ、それを第二のスリット又は所定のマス
クパターンのブランキングアパーチャーアレイ（ＢＡ
Ａ）マスク（総称すれば透過マスク）によって露光パタ
ーンに生成される。そして、その露光パターンの断面に
整形された電子ビームが、ラウンドアパーチャーにより
その収束半角が制限されて、最終段の投影レンズと偏向
器を通過して試料であるウエハやレチクルマスクに照射
される。電子ビーム露光では、約０．０５μｍ以下の微
細加工が約０．０２μｍ以下の位置合わせ精度で実現で
きることが知られている。
きるが、以下簡単の為に電子ビームを例にして説明す
る。電子ビーム露光装置では、電子銃によって電子を発
生させ、電界によって加速させることで電子ビームを生
成する。この電子ビームは、鏡筒内に設けた電磁レンズ
や偏向器によりそのビーム形状や方向が制御される。通
常は、所定の矩形の第一のスリットにより電子ビームは
矩形断面にされ、それを第二のスリット又は所定のマス
クパターンのブランキングアパーチャーアレイ（ＢＡ
Ａ）マスク（総称すれば透過マスク）によって露光パタ
ーンに生成される。そして、その露光パターンの断面に
整形された電子ビームが、ラウンドアパーチャーにより
その収束半角が制限されて、最終段の投影レンズと偏向
器を通過して試料であるウエハやレチクルマスクに照射
される。電子ビーム露光では、約０．０５μｍ以下の微
細加工が約０．０２μｍ以下の位置合わせ精度で実現で
きることが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、経時変
化により、電子ビームの正確な位置合わせができなくな
ることも知られている。この精度劣化を引き起こす要因
は、主にビームドリフトと呼ばれる電子ビームの位置ず
れである。このビームドリフトの原因は種々考えられる
が、主なものは、投影レンズ近傍の静電偏向電極や鏡筒
下部の汚れによるチャージアップドリフトや投影レンズ
より上流で生じたチャージアップドリフト等である。
化により、電子ビームの正確な位置合わせができなくな
ることも知られている。この精度劣化を引き起こす要因
は、主にビームドリフトと呼ばれる電子ビームの位置ず
れである。このビームドリフトの原因は種々考えられる
が、主なものは、投影レンズ近傍の静電偏向電極や鏡筒
下部の汚れによるチャージアップドリフトや投影レンズ
より上流で生じたチャージアップドリフト等である。
【０００５】図９に、投影レンズ近傍の露光装置の概略
図を示す。４は試料であるウエハＷが収納される主チャ
ンバであり、ターボ分子ポンプＰ３により真空に維持さ
れる。それに対して、７１は大気中の圧力になる部分で
あり、例えば電磁レンズからなる投影レンズ３２と主偏
向器（メインデフレクタ）３３が収納されている。ま
た、真空中の鏡筒内には副偏向器（サブデフレクタ）３
４、それのカバー７０が設けられている。これらの投影
レンズ３２や主、副偏向器３３、３４により、電子ビー
ムＥＢがウエハＷ表面の所望の位置に照射される。
図を示す。４は試料であるウエハＷが収納される主チャ
ンバであり、ターボ分子ポンプＰ３により真空に維持さ
れる。それに対して、７１は大気中の圧力になる部分で
あり、例えば電磁レンズからなる投影レンズ３２と主偏
向器（メインデフレクタ）３３が収納されている。ま
た、真空中の鏡筒内には副偏向器（サブデフレクタ）３
４、それのカバー７０が設けられている。これらの投影
レンズ３２や主、副偏向器３３、３４により、電子ビー
ムＥＢがウエハＷ表面の所望の位置に照射される。
【０００６】ウエハＷの表面には、通常有機材料のレジ
スト膜が塗布されており、高エネルギーの電子ビームが
照射されることにより有機材料の発生するガスがカバー
７０の表面やそれ以外の部品の表面に付着したり、反射
電子によりガス中の炭素成分が蒸着したりする。その結
果、カバー７０の表面に絶縁性の高いコンタミネーショ
ンＣＯＮが生成される。この汚れにＣＯＮに反射電子や
２次電子等のチャージがたまると周りに電界を発生し、
上から照射される電子ビームの位置を変動させることに
なる。
スト膜が塗布されており、高エネルギーの電子ビームが
照射されることにより有機材料の発生するガスがカバー
７０の表面やそれ以外の部品の表面に付着したり、反射
電子によりガス中の炭素成分が蒸着したりする。その結
果、カバー７０の表面に絶縁性の高いコンタミネーショ
ンＣＯＮが生成される。この汚れにＣＯＮに反射電子や
２次電子等のチャージがたまると周りに電界を発生し、
上から照射される電子ビームの位置を変動させることに
なる。
【０００７】或いは、投影レンズ３２より上流にも、前
述した絞り用のラウンドアパーチャ等があり、それらの
部分でも同様にコンタミネーションが生成されて、電界
分布に悪影響を与えることがある。
述した絞り用のラウンドアパーチャ等があり、それらの
部分でも同様にコンタミネーションが生成されて、電界
分布に悪影響を与えることがある。
【０００８】かかる電界分布の変動は、電子ビームの横
方向のドリフトやビーム焦点のぼけの原因となる。
方向のドリフトやビーム焦点のぼけの原因となる。
【０００９】これらのコンタミネーションは、長い時間
をかけて蓄積されていくものである。図１０に、そのコ
ンタミネーション等によって発生するビームドリフトの
変化の傾向を示す。横軸が月単位の時間軸で、縦軸がビ
ームドリフト量を表す。この図に示される通り、ビーム
ドリフト量は数カ月をかけて徐々に増えていく傾向にあ
る。図１０の例では、３カ月に一回露光装置内をクリー
ニングしている為に、クリーニング直後ではビームドリ
フト量は０になっている。しかしながら、３カ月を経過
するころには、ドリフト量は０．０４μｍにもなり、微
細加工を行なう電子ビーム装置としては大きすぎるずれ
量である。
をかけて蓄積されていくものである。図１０に、そのコ
ンタミネーション等によって発生するビームドリフトの
変化の傾向を示す。横軸が月単位の時間軸で、縦軸がビ
ームドリフト量を表す。この図に示される通り、ビーム
ドリフト量は数カ月をかけて徐々に増えていく傾向にあ
る。図１０の例では、３カ月に一回露光装置内をクリー
ニングしている為に、クリーニング直後ではビームドリ
フト量は０になっている。しかしながら、３カ月を経過
するころには、ドリフト量は０．０４μｍにもなり、微
細加工を行なう電子ビーム装置としては大きすぎるずれ
量である。
【００１０】かかるコンタミネーションをクリーニング
する方法として、本出願人は露光装置内部に酸素を導入
してプラズマ励起することで、各部品をクリーニングす
る方法を提案した（例えば特願平５−１３８７５５
号）。しかしながら、そのようなプラズマエッチングに
よるクリーニング方法では、ドリフト量がある程度のレ
ベルを越えて初めて行なわれるので、それまでのドリフ
トは避けることができない。また、ドリフト量をできる
だけ抑えるために頻繁にクリーニングを行なうと、電子
ビーム露光装置の稼働率が落ちることになる。更に、プ
ラズマ励起の為に高周波を発生させるので、セラミック
にメッキを施した電極や筒部ではメッキがスパッタリン
グされてしまい、結局数回のクリーニング毎にそれらの
部品を取り替える必要がある。
する方法として、本出願人は露光装置内部に酸素を導入
してプラズマ励起することで、各部品をクリーニングす
る方法を提案した（例えば特願平５−１３８７５５
号）。しかしながら、そのようなプラズマエッチングに
よるクリーニング方法では、ドリフト量がある程度のレ
ベルを越えて初めて行なわれるので、それまでのドリフ
トは避けることができない。また、ドリフト量をできる
だけ抑えるために頻繁にクリーニングを行なうと、電子
ビーム露光装置の稼働率が落ちることになる。更に、プ
ラズマ励起の為に高周波を発生させるので、セラミック
にメッキを施した電極や筒部ではメッキがスパッタリン
グされてしまい、結局数回のクリーニング毎にそれらの
部品を取り替える必要がある。
【００１１】そこで、本発明は、上記の課題を解決し
て、経時変化によりビームドリフト量が増加することを
防止することができる荷電粒子ビーム露光方法及びその
装置を提供することを目的とする。
て、経時変化によりビームドリフト量が増加することを
防止することができる荷電粒子ビーム露光方法及びその
装置を提供することを目的とする。
【００１２】また、本発明の目的は、オゾンを鏡筒内や
主チャンバー内に導入することで露光しながら同時にク
リーニングを行なうことができ、しかもオゾン導入によ
る弊害を防止することができる荷電粒子ビーム露光方法
及びその装置を提供することを目的とする。
主チャンバー内に導入することで露光しながら同時にク
リーニングを行なうことができ、しかもオゾン導入によ
る弊害を防止することができる荷電粒子ビーム露光方法
及びその装置を提供することを目的とする。
【００１３】また、本発明の目的は、オゾンを導入する
ことで電子銃のカソードに損傷を与えるのを防止するこ
とができる荷電粒子ビーム露光方法及びその装置を提供
することを目的とする。
ことで電子銃のカソードに損傷を与えるのを防止するこ
とができる荷電粒子ビーム露光方法及びその装置を提供
することを目的とする。
【００１４】更に、本発明の目的は、オゾンを導入する
ことで電子ビームの上流付近にある金属部品が過剰に酸
化されるのを防止することができる荷電粒子ビーム露光
方法及びその装置を提供することを目的とする。
ことで電子ビームの上流付近にある金属部品が過剰に酸
化されるのを防止することができる荷電粒子ビーム露光
方法及びその装置を提供することを目的とする。
【００１５】更に、本発明の目的は、オゾンを導入して
も電子ビームが届かない部品表面も有効にクリーニング
することができる荷電粒子ビーム露光方法及びその装置
を提供することを目的とする。
も電子ビームが届かない部品表面も有効にクリーニング
することができる荷電粒子ビーム露光方法及びその装置
を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明に
よれば、荷電粒子ビームをパターンデータに基づいて整
形し、露光される試料の所望の位置に該整形された荷電
粒子ビームを照射する荷電粒子ビーム露光方法におい
て、荷電粒子ビームを発生する荷電粒子銃が収納される
第一のチャンバーと、該荷電粒子ビームが通過し荷電粒
子ビームを整形し前記所望の位置に偏向させる第二のチ
ャンバーとを真空的に分離し、該第二のチャンバー内に
オゾンガスを導入することを特徴とする荷電粒子ビーム
露光方法を提供することにより達成される。
よれば、荷電粒子ビームをパターンデータに基づいて整
形し、露光される試料の所望の位置に該整形された荷電
粒子ビームを照射する荷電粒子ビーム露光方法におい
て、荷電粒子ビームを発生する荷電粒子銃が収納される
第一のチャンバーと、該荷電粒子ビームが通過し荷電粒
子ビームを整形し前記所望の位置に偏向させる第二のチ
ャンバーとを真空的に分離し、該第二のチャンバー内に
オゾンガスを導入することを特徴とする荷電粒子ビーム
露光方法を提供することにより達成される。
【００１７】即ち、荷電粒子銃が収納されるチャンバー
内にはオゾンが導入されないので、銃のカソードが酸化
されて損傷を受けることが防止される。
内にはオゾンが導入されないので、銃のカソードが酸化
されて損傷を受けることが防止される。
【００１８】また、別の発明によれば、荷電粒子ビーム
をパターンデータに基づいて整形し、露光される試料の
所望の位置に該整形された荷電粒子ビームを照射する荷
電粒子ビーム露光方法において、荷電粒子ビームが通過
し、該ビームを整形し前記所望の位置に偏向させるチャ
ンバー内にオゾンガスを導入し、該チャンバー内のオゾ
ンガスの濃度を該荷電粒子ビームの上流側より下流側で
高くすることを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法を提
供することにより達成される。
をパターンデータに基づいて整形し、露光される試料の
所望の位置に該整形された荷電粒子ビームを照射する荷
電粒子ビーム露光方法において、荷電粒子ビームが通過
し、該ビームを整形し前記所望の位置に偏向させるチャ
ンバー内にオゾンガスを導入し、該チャンバー内のオゾ
ンガスの濃度を該荷電粒子ビームの上流側より下流側で
高くすることを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法を提
供することにより達成される。
【００１９】また、その代替え方法として、該チャンバ
ー内のオゾンガスの濃度を該荷電粒子ビームの電流量が
大きい領域より該電流量が小さい領域で高くすることを
特徴とする荷電粒子ビーム露光方法の提供により達成さ
れる。
ー内のオゾンガスの濃度を該荷電粒子ビームの電流量が
大きい領域より該電流量が小さい領域で高くすることを
特徴とする荷電粒子ビーム露光方法の提供により達成さ
れる。
【００２０】このようにすることで、ビームの電流量が
多い上流側のチャンバーではオゾンガスの濃度が薄いの
で、活性化酸素により酸化作用で部品が損傷を受けるこ
とは防止できると共に、ビームの電流量が少ない下流側
ではセルフクリーニングに必要十分なオゾンガスを供給
することができる。
多い上流側のチャンバーではオゾンガスの濃度が薄いの
で、活性化酸素により酸化作用で部品が損傷を受けるこ
とは防止できると共に、ビームの電流量が少ない下流側
ではセルフクリーニングに必要十分なオゾンガスを供給
することができる。
【００２１】更に、別の発明によれば、荷電粒子ビーム
をパターンデータに基づいて整形し、露光される試料の
所望の位置に該整形された荷電粒子ビームを照射する荷
電粒子ビーム露光方法において、該荷電粒子ビームが通
過し高真空に維持されるチャンバー内に、オゾンガスを
導入し更に、該チャンバー内で通過する荷電粒子ビーム
を散乱させる散乱用のガスを導入することを特徴とする
荷電粒子ビーム露光方法を提供することにより達成され
る。この散乱用のガスは、酸素及びヘリウム、アルゴ
ン、ネオン等の希ガスのうちいずれかのガスを有する。
をパターンデータに基づいて整形し、露光される試料の
所望の位置に該整形された荷電粒子ビームを照射する荷
電粒子ビーム露光方法において、該荷電粒子ビームが通
過し高真空に維持されるチャンバー内に、オゾンガスを
導入し更に、該チャンバー内で通過する荷電粒子ビーム
を散乱させる散乱用のガスを導入することを特徴とする
荷電粒子ビーム露光方法を提供することにより達成され
る。この散乱用のガスは、酸素及びヘリウム、アルゴ
ン、ネオン等の希ガスのうちいずれかのガスを有する。
【００２２】このようにすることで、チャンバー内であ
る程度のビームが散乱して、従来ビーム流の影になって
いた部品の表面にも活性化酸素が供給されて、まんべん
なくクリーニングを行なうことができる。
る程度のビームが散乱して、従来ビーム流の影になって
いた部品の表面にも活性化酸素が供給されて、まんべん
なくクリーニングを行なうことができる。
【００２３】本発明の目的は、上記の露光方法に基づく
露光装置によっても達成される。
露光装置によっても達成される。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に従って説明する。しかしながら、本発明の技術
的範囲がかかる実施の形態に限定されるものではない。
以下、荷電粒子ビームの一つである電子ビームの場合で
説明をする。
て図面に従って説明する。しかしながら、本発明の技術
的範囲がかかる実施の形態に限定されるものではない。
以下、荷電粒子ビームの一つである電子ビームの場合で
説明をする。
【００２５】図１は、概略的に実施の形態を説明するた
めの電子ビーム装置の概略図である。電子ビーム装置
は、電子銃１４が収納されているチャンバー１、アライ
ンメント用のレンズ３６や第一のスリットが収納されて
いるチャンバー２、そして偏向器５、第二のスリット又
はマスク２０、偏向器６、絞り用のラウンドアパーチャ
ー２７そして投影レンズや偏向器７が収納されているチ
ャンバー３ａ、３ｂ、３ｃからなる鏡筒と、ウエハＷが
収納される主チャンバー４から構成される。主チャンバ
ー４内にはウエハＷを保持してＸ，Ｙ方向に移動するス
テージ３５ａ，３５ｂも収納されている。
めの電子ビーム装置の概略図である。電子ビーム装置
は、電子銃１４が収納されているチャンバー１、アライ
ンメント用のレンズ３６や第一のスリットが収納されて
いるチャンバー２、そして偏向器５、第二のスリット又
はマスク２０、偏向器６、絞り用のラウンドアパーチャ
ー２７そして投影レンズや偏向器７が収納されているチ
ャンバー３ａ、３ｂ、３ｃからなる鏡筒と、ウエハＷが
収納される主チャンバー４から構成される。主チャンバ
ー４内にはウエハＷを保持してＸ，Ｙ方向に移動するス
テージ３５ａ，３５ｂも収納されている。
【００２６】Ｐ２は、主に鏡筒内を真空に引くための分
子ターボポンプであり、Ｐ３は、主に鏡筒部よりも大容
量の主チャンバー４内を真空に引くための分子ターボポ
ンプである。また、Ｐ１は電子銃のチャンバー１内の真
空を維持する為のイオンポンプであり、チャンバー１内
を大気圧から真空に引くことはできないが、分子ターボ
ポンプＰ２である程度の真空度にした後にその真空状態
を維持することができる程度の能力を有する。イオンポ
ンプの原理は一般に良く知られているので、詳述しない
が、簡単にいうとチタン等の金属材料をイオン化してガ
スを吸着することで真空を維持する。
子ターボポンプであり、Ｐ３は、主に鏡筒部よりも大容
量の主チャンバー４内を真空に引くための分子ターボポ
ンプである。また、Ｐ１は電子銃のチャンバー１内の真
空を維持する為のイオンポンプであり、チャンバー１内
を大気圧から真空に引くことはできないが、分子ターボ
ポンプＰ２である程度の真空度にした後にその真空状態
を維持することができる程度の能力を有する。イオンポ
ンプの原理は一般に良く知られているので、詳述しない
が、簡単にいうとチタン等の金属材料をイオン化してガ
スを吸着することで真空を維持する。
【００２７】この電子ビーム露光装置の原理は、次の通
りである。鏡筒のチャンバー内を例えば１×１０-5Ｔｏ
ｒｒ（約１×１０-3Ｐａ）程度の高真空状態にして、電
子銃１４から電子ビームを発生させる。発生した電子ビ
ームは、軸合わせのアライメントを行なわれ、第一のス
リット１５で所定の矩形ビームに生成される。この矩形
ビームは、図中破線で示す通り、偏向されて第二のスリ
ットまたはマスク２０の所定の位置に照射され、第一の
スリット１５と第二のスリットまたはマスク２０の重な
ったパターンのビームとなる。最後に、ラウンドアパー
チャー２７により絞られ、投影レンズ及び偏向器７によ
ってウエハＷ上の所望の位置に決像される。
りである。鏡筒のチャンバー内を例えば１×１０-5Ｔｏ
ｒｒ（約１×１０-3Ｐａ）程度の高真空状態にして、電
子銃１４から電子ビームを発生させる。発生した電子ビ
ームは、軸合わせのアライメントを行なわれ、第一のス
リット１５で所定の矩形ビームに生成される。この矩形
ビームは、図中破線で示す通り、偏向されて第二のスリ
ットまたはマスク２０の所定の位置に照射され、第一の
スリット１５と第二のスリットまたはマスク２０の重な
ったパターンのビームとなる。最後に、ラウンドアパー
チャー２７により絞られ、投影レンズ及び偏向器７によ
ってウエハＷ上の所望の位置に決像される。
【００２８】さて、本実施の形態例では、電子ビーム露
光装置のチャンバー内にオゾンが導入される。導入され
たオゾンは電子ビームが衝突して酸素と活性化酸素に分
離し、その活性酸素が各部品表面に付着または堆積しよ
うとする炭素系の汚れと反応して一酸化炭素または二酸
化炭素ガスとして飛散し、上述のビームドリフトの発生
を防止している。８は、オゾンを発生するオゾナイザー
で、そこで発生したオゾンは開閉可能なバルブ９、マス
フローセンサＭＦＳ１，２，３を介してチャンバー内に
導入される。
光装置のチャンバー内にオゾンが導入される。導入され
たオゾンは電子ビームが衝突して酸素と活性化酸素に分
離し、その活性酸素が各部品表面に付着または堆積しよ
うとする炭素系の汚れと反応して一酸化炭素または二酸
化炭素ガスとして飛散し、上述のビームドリフトの発生
を防止している。８は、オゾンを発生するオゾナイザー
で、そこで発生したオゾンは開閉可能なバルブ９、マス
フローセンサＭＦＳ１，２，３を介してチャンバー内に
導入される。
【００２９】しかしながら、第一に、オゾンの導入によ
り発生する活性化酸素は、電子銃のカソード電極を酸化
させてしまう弊害も有している。特に、電子銃のカソー
ド電極は、高電圧が印加されるので高温度（例えば１６
００℃）になっており、オゾンが電子銃１４内のチャン
バー１内まで導入されることは避ける必要がある。
り発生する活性化酸素は、電子銃のカソード電極を酸化
させてしまう弊害も有している。特に、電子銃のカソー
ド電極は、高電圧が印加されるので高温度（例えば１６
００℃）になっており、オゾンが電子銃１４内のチャン
バー１内まで導入されることは避ける必要がある。
【００３０】第二に、導入されるオゾンの存在により、
電子ビーム量が多い上流側では金属からなる部品が急激
に酸化されてしまうという問題もある。前述した通り、
主にコンタミネーションが発生するウエハＷに対向する
投影レンズ近傍付近でオゾンによるクリーニングを利用
することが望ましい。しかし、電子ビームの下流側では
電子ビーム量が少なくオゾンから生成される活性化酸素
の量も少なくなる。其れに対して、さほどクリーニング
を必要としない上流側では、電子ビーム量が多くそれに
応じて多くの活性化酸素が生成されて、例えば第一のス
リット板１５等は酸化の為に頻繁に取り替える必要があ
る。
電子ビーム量が多い上流側では金属からなる部品が急激
に酸化されてしまうという問題もある。前述した通り、
主にコンタミネーションが発生するウエハＷに対向する
投影レンズ近傍付近でオゾンによるクリーニングを利用
することが望ましい。しかし、電子ビームの下流側では
電子ビーム量が少なくオゾンから生成される活性化酸素
の量も少なくなる。其れに対して、さほどクリーニング
を必要としない上流側では、電子ビーム量が多くそれに
応じて多くの活性化酸素が生成されて、例えば第一のス
リット板１５等は酸化の為に頻繁に取り替える必要があ
る。
【００３１】第三に、装置内には種々の部品が複雑に配
置されており、必ずしも電子ビームや反射電子が照射さ
れない部分が存在する。即ち、分子流状態になる程の高
真空状態では電子ビームは電界分布に従って直進するの
みである。従って、オゾンだけを導入するだけではその
ような電子ビーム流の影になる部分のコンタミネーショ
ンを取り除くことは困難である。
置されており、必ずしも電子ビームや反射電子が照射さ
れない部分が存在する。即ち、分子流状態になる程の高
真空状態では電子ビームは電界分布に従って直進するの
みである。従って、オゾンだけを導入するだけではその
ような電子ビーム流の影になる部分のコンタミネーショ
ンを取り除くことは困難である。
【００３２】上記の第一の問題を解決する為に、本実施
の形態では、電子銃１４が収納されているチャンバー１
内をその他のチャンバー２，３，４から真空的に分離し
て、オゾンはチャンバー２，３，４内にのみ導入される
ようにしている。具体的には、電子銃を収納するチャン
バー１とその下のチャンバー２の間に設けられるアノー
ド電極１３のアパーチャーＡＰ１の部分にオリフィスＯ
Ｒ１を設け、そのオリフィスによりアパーチャーのサイ
ズを極力小さくしている。また、分子ターボポンプＰ２
とチャンバー１との間にバルブＢ１を設け、大気圧から
真空引きする時はバルブＢ１を開き、一定の高真空にな
るとバルブＢ１を閉じてイオンポンプＰ１でチャンバー
１内の高真空状態を維持するようにする。
の形態では、電子銃１４が収納されているチャンバー１
内をその他のチャンバー２，３，４から真空的に分離し
て、オゾンはチャンバー２，３，４内にのみ導入される
ようにしている。具体的には、電子銃を収納するチャン
バー１とその下のチャンバー２の間に設けられるアノー
ド電極１３のアパーチャーＡＰ１の部分にオリフィスＯ
Ｒ１を設け、そのオリフィスによりアパーチャーのサイ
ズを極力小さくしている。また、分子ターボポンプＰ２
とチャンバー１との間にバルブＢ１を設け、大気圧から
真空引きする時はバルブＢ１を開き、一定の高真空にな
るとバルブＢ１を閉じてイオンポンプＰ１でチャンバー
１内の高真空状態を維持するようにする。
【００３３】こうすることで、オリフィスＯＲ１により
サイズが小さくされたアパーチャーＡＰ１での分子流の
コンダクタンスは非常に高くなり、しかもバルブＢ１が
閉じられているので、チャンバー２，３に供給されるオ
ゾンは電子銃１４が収納されているチャンバー１内には
導入されることはない。また、電子銃１４のチャンバー
１内はより高真空に維持され、それ以外のチャンバー
２，３ではそれより低真空に維持される。即ち、チャン
バー１と２とでは差圧排気されることになるのである。
サイズが小さくされたアパーチャーＡＰ１での分子流の
コンダクタンスは非常に高くなり、しかもバルブＢ１が
閉じられているので、チャンバー２，３に供給されるオ
ゾンは電子銃１４が収納されているチャンバー１内には
導入されることはない。また、電子銃１４のチャンバー
１内はより高真空に維持され、それ以外のチャンバー
２，３ではそれより低真空に維持される。即ち、チャン
バー１と２とでは差圧排気されることになるのである。
【００３４】図２は、電子銃１４の概略図である。電子
銃１４は、高電圧が印加されるため筐体から碍子１４１
を介してフィラメント１４２、ＬａＢ６からなるカソー
ド電極１１、電子ビームを絞るためのグリッド１２、そ
して電子ビームを加速する為のアノード電極１３から構
成される。そして、本実施の形態では、アノード電極１
３部分にオリフィスＯＲ１が設けられ、そのアパーチャ
ーＡＰ１が細く絞られている。
銃１４は、高電圧が印加されるため筐体から碍子１４１
を介してフィラメント１４２、ＬａＢ６からなるカソー
ド電極１１、電子ビームを絞るためのグリッド１２、そ
して電子ビームを加速する為のアノード電極１３から構
成される。そして、本実施の形態では、アノード電極１
３部分にオリフィスＯＲ１が設けられ、そのアパーチャ
ーＡＰ１が細く絞られている。
【００３５】第二の問題である電子ビーム上流側での金
属部品の酸化の問題については、次の構成で解決してい
る。即ち、最も電子ビーム量が多い上流側のチャンバー
内ではより高真空に維持し、電子ビーム量は少ないがコ
ンタミネーションの問題が多い下流側ではより低真空に
維持する。また、必要に応じて、マスフローセンサＭＦ
Ｓ２，ＭＦＳ３を制御してＭＦＳ２の方の流量を少なく
する。こうすることで、電子ビーム量に反比例するよう
に各チャンバー内のオゾン濃度が制御されることにな
る。その結果、上流側の金属部品の酸化により損傷の問
題を解決することができる。
属部品の酸化の問題については、次の構成で解決してい
る。即ち、最も電子ビーム量が多い上流側のチャンバー
内ではより高真空に維持し、電子ビーム量は少ないがコ
ンタミネーションの問題が多い下流側ではより低真空に
維持する。また、必要に応じて、マスフローセンサＭＦ
Ｓ２，ＭＦＳ３を制御してＭＦＳ２の方の流量を少なく
する。こうすることで、電子ビーム量に反比例するよう
に各チャンバー内のオゾン濃度が制御されることにな
る。その結果、上流側の金属部品の酸化により損傷の問
題を解決することができる。
【００３６】また、上流、下流に限らず電子ビームの電
流量が大きい部分のチャンバー内ではオゾンガス濃度を
低くし、電子ビームの電流量が小さい部分のチャンバー
内ではオゾンガス濃度を高くすることで同様の解決策が
図れる。
流量が大きい部分のチャンバー内ではオゾンガス濃度を
低くし、電子ビームの電流量が小さい部分のチャンバー
内ではオゾンガス濃度を高くすることで同様の解決策が
図れる。
【００３７】図３は、電子ビームと第一、第二のスリッ
トの関係を示す図である。電子銃１４から放射される電
子ビームＥＢは、第一のスリット１５によって例えば所
定の矩形形状に整形される。そして、第二のスリットま
たはマスク２０と重なり合った形状ＥＢＣのパターンの
電子ビームに整形される。このようにして形成されたビ
ームＥＢＣは、図１中のラウンドアパーチャー２７で絞
られ、投影レンズ７によって縮小されてウエハＷに照射
される。
トの関係を示す図である。電子銃１４から放射される電
子ビームＥＢは、第一のスリット１５によって例えば所
定の矩形形状に整形される。そして、第二のスリットま
たはマスク２０と重なり合った形状ＥＢＣのパターンの
電子ビームに整形される。このようにして形成されたビ
ームＥＢＣは、図１中のラウンドアパーチャー２７で絞
られ、投影レンズ７によって縮小されてウエハＷに照射
される。
【００３８】従って、図１のビーム上流側では電子ビー
ム量が多く、下流側では電子ビーム量が少ないことにな
る。従って、同じ濃度のオゾンが導入されると上流側で
はオゾンにより酸化作用の弊害が無視できないものにな
る。また、第二に上流側の電子ビームはその後縮小され
ていくが、最終段の投影レンズ７より下ではもはや縮小
されることはない。従って、上流側でコンタミネーショ
ンによりチャージアップドリフトが発生しても、その後
ビームが縮小されるので、ドリフト量も同様に縮小され
る。一方で、最終段階でのチャージアップドリフトはそ
の後縮小されないのでかかるドリフトは露光パターンに
大きな影響を与えることになる。
ム量が多く、下流側では電子ビーム量が少ないことにな
る。従って、同じ濃度のオゾンが導入されると上流側で
はオゾンにより酸化作用の弊害が無視できないものにな
る。また、第二に上流側の電子ビームはその後縮小され
ていくが、最終段の投影レンズ７より下ではもはや縮小
されることはない。従って、上流側でコンタミネーショ
ンによりチャージアップドリフトが発生しても、その後
ビームが縮小されるので、ドリフト量も同様に縮小され
る。一方で、最終段階でのチャージアップドリフトはそ
の後縮小されないのでかかるドリフトは露光パターンに
大きな影響を与えることになる。
【００３９】そこで、本実施の形態では、電子ビームの
上流側ではオゾン濃度を低くし、セルフクリーニング効
果は少ないが酸化による弊害も最小限に抑え、電子ビー
ムの下流側ではオゾン濃度を高くし、セルフクリーニン
グ効果を最大限に利用している。しかも、下流側では電
子ビーム量が少ないのでオゾン濃度を高くしても酸化に
よる弊害は上流側程大きくはないのである。
上流側ではオゾン濃度を低くし、セルフクリーニング効
果は少ないが酸化による弊害も最小限に抑え、電子ビー
ムの下流側ではオゾン濃度を高くし、セルフクリーニン
グ効果を最大限に利用している。しかも、下流側では電
子ビーム量が少ないのでオゾン濃度を高くしても酸化に
よる弊害は上流側程大きくはないのである。
【００４０】具体的には、図１に示される通り、第一の
スリット１５が設けられているチャンバー２内とそれよ
り下流のチャンバー３内にはそれぞれ別のマスフローセ
ンサＭＳＦ２，３を介してオゾンを導入する。即ち、マ
スフローセンサＭＳＦ２からのオゾン量はＭＳＦ３から
の量よりも少なくする。更に、チャンバー２とチャンバ
ー３との間に第二のオリフィスＯＲ２を設け、そのアパ
ーチャＡＰ２を細く絞って分子流のコンダクタンスを高
くしている。そして、バルブＢ２の開口度を絞ることで
チャンバー２内は中真空にし、チャンバー３、４内は低
真空にする。
スリット１５が設けられているチャンバー２内とそれよ
り下流のチャンバー３内にはそれぞれ別のマスフローセ
ンサＭＳＦ２，３を介してオゾンを導入する。即ち、マ
スフローセンサＭＳＦ２からのオゾン量はＭＳＦ３から
の量よりも少なくする。更に、チャンバー２とチャンバ
ー３との間に第二のオリフィスＯＲ２を設け、そのアパ
ーチャＡＰ２を細く絞って分子流のコンダクタンスを高
くしている。そして、バルブＢ２の開口度を絞ることで
チャンバー２内は中真空にし、チャンバー３、４内は低
真空にする。
【００４１】具体的な各チャンバー内の真空度は、次の
通りである。
通りである。
【００４２】 チャンバー１： １×１０-7−１×１０-6Ｔｏｒｒ チャンバー２： １×１０-6−５×１０-6Ｔｏｒｒ チャンバー３，４：５×１０-6−２×１０-5Ｔｏｒｒ また、具体的な電子ビーム量の例は、電子銃１４から発
射される電子ビーム量が例えば１ｍＡとすると、第一の
スリット１５を通過すると例えば２０μＡになり、第二
のスリットまたはマスク２０を通過すると例えば１０μ
Ａになり、更にラウンドアパーチャ２７を通過すると例
えば５μＡに減少する。
射される電子ビーム量が例えば１ｍＡとすると、第一の
スリット１５を通過すると例えば２０μＡになり、第二
のスリットまたはマスク２０を通過すると例えば１０μ
Ａになり、更にラウンドアパーチャ２７を通過すると例
えば５μＡに減少する。
【００４３】上記の第三の問題点である、電子銃からの
電子ビームが直接照射されない影の分のコンタミネーシ
ョンについては、本実施の形態ではオゾンに加えて希ガ
スであるヘリウムガス（Ｈｅ）を同時に導入している。
電子ビーム露光装置内では、前述した通り粘性流が存在
しない分子流の状態になる高真空状態に維持されてい
る。こうすることで、電子ビームＥＢの直進性が保証さ
れる。しかしながら、その結果電子ビームＥＢは下流方
向に直進するだけであり、スリット板やアパーチャ板に
よって反射される反射電子、それに伴う２次電子等が散
乱するのみである。従って影になる部分には電子ビーム
が供給されずに、内部の部品をまんべんなくクリーニン
グすることができない。
電子ビームが直接照射されない影の分のコンタミネーシ
ョンについては、本実施の形態ではオゾンに加えて希ガ
スであるヘリウムガス（Ｈｅ）を同時に導入している。
電子ビーム露光装置内では、前述した通り粘性流が存在
しない分子流の状態になる高真空状態に維持されてい
る。こうすることで、電子ビームＥＢの直進性が保証さ
れる。しかしながら、その結果電子ビームＥＢは下流方
向に直進するだけであり、スリット板やアパーチャ板に
よって反射される反射電子、それに伴う２次電子等が散
乱するのみである。従って影になる部分には電子ビーム
が供給されずに、内部の部品をまんべんなくクリーニン
グすることができない。
【００４４】図４は、ヘリウムガスを導入したことによ
る電子ビームの散乱を説明する図である。図４に示され
る通り、希ガスのヘリウムを導入することで、電子ビー
ムＥＢが散乱して影になっていた部分をクリーニングす
ることができるようになる。従って、オゾンと同時に導
入するガスはヘリウムガスに限られず、ネオンやアルゴ
ン等の他の希ガスでも良い。また、酸素ガスＯ2 を導入
しても装置内に悪影響を与えることなく電子ビームを散
乱させることができる。但し、例えばチッソ（Ｎ）等の
場合は、不活性ではあるがチャンバー内で正に帯電する
原子であるため、プラスイオンになって、電子ビームと
反対方向に加速されて電子銃１４に衝突することにな
る。従って、電子銃の先端のカソード電極を消耗させる
ことになるので好ましくない。
る電子ビームの散乱を説明する図である。図４に示され
る通り、希ガスのヘリウムを導入することで、電子ビー
ムＥＢが散乱して影になっていた部分をクリーニングす
ることができるようになる。従って、オゾンと同時に導
入するガスはヘリウムガスに限られず、ネオンやアルゴ
ン等の他の希ガスでも良い。また、酸素ガスＯ2 を導入
しても装置内に悪影響を与えることなく電子ビームを散
乱させることができる。但し、例えばチッソ（Ｎ）等の
場合は、不活性ではあるがチャンバー内で正に帯電する
原子であるため、プラスイオンになって、電子ビームと
反対方向に加速されて電子銃１４に衝突することにな
る。従って、電子銃の先端のカソード電極を消耗させる
ことになるので好ましくない。
【００４５】以上説明したような電子ビーム露光装置を
使用して、オゾンガスと散乱用のガスを混合して装置内
に導入しながら、通常の電子ビーム露光を行なう。その
結果、露光を行なうことによって発生するコンタミネー
ションの堆積と同時に、オゾンから発生する活性化酸素
によりクリーニングが行なわれる。従って、コンタミネ
ーションの堆積の程度とクリーニングの程度とが均衡す
る程度にオゾンガスが導入されれば、前述したチャージ
アップドリフトによりビームの水平方向と垂直方向のド
リフトを防止することができる。しかも、オゾン導入に
伴う電子銃の損傷やビーム上流側での金属部品の酸化に
より損傷も防止することができる。
使用して、オゾンガスと散乱用のガスを混合して装置内
に導入しながら、通常の電子ビーム露光を行なう。その
結果、露光を行なうことによって発生するコンタミネー
ションの堆積と同時に、オゾンから発生する活性化酸素
によりクリーニングが行なわれる。従って、コンタミネ
ーションの堆積の程度とクリーニングの程度とが均衡す
る程度にオゾンガスが導入されれば、前述したチャージ
アップドリフトによりビームの水平方向と垂直方向のド
リフトを防止することができる。しかも、オゾン導入に
伴う電子銃の損傷やビーム上流側での金属部品の酸化に
より損傷も防止することができる。
【００４６】［具体的構成］本実施の形態の電子ビーム
露光装置のより詳細な構成について、図面に従って説明
する。
露光装置のより詳細な構成について、図面に従って説明
する。
【００４７】図５は、電子ビーム露光装置の全体構成図
である。本発明は荷電粒子ビームを利用した露光装置に
適用できるが、ここではその一例として電子ビーム露光
装置で説明する。この露光装置は、露光部１０と制御部
５０とから構成される。露光部１０内に設けた各レンズ
や偏向器が制御部５０により制御される。また制御部５
０内では、例えばディスク等の記憶媒体内に記憶された
パターンデータがインターフェース５３を介して入力さ
れ、パターンデータから露光に必要な駆動信号に変換さ
れる。その駆動信号に従って、露光部１０内の各レンズ
や偏向器が駆動される。
である。本発明は荷電粒子ビームを利用した露光装置に
適用できるが、ここではその一例として電子ビーム露光
装置で説明する。この露光装置は、露光部１０と制御部
５０とから構成される。露光部１０内に設けた各レンズ
や偏向器が制御部５０により制御される。また制御部５
０内では、例えばディスク等の記憶媒体内に記憶された
パターンデータがインターフェース５３を介して入力さ
れ、パターンデータから露光に必要な駆動信号に変換さ
れる。その駆動信号に従って、露光部１０内の各レンズ
や偏向器が駆動される。
【００４８】図６は、その露光部１０を更に具体的に示
した構成図である。露光部１０の説明に図６を参照する
ことでより明確に露光部の構成を理解することができ
る。
した構成図である。露光部１０の説明に図６を参照する
ことでより明確に露光部の構成を理解することができ
る。
【００４９】露光部１０から説明する。電子ビーム発生
源である電子銃１４は、前述した通り、カソード電極１
１、グリッド電極１２及びアノード電極１３から構成さ
れる。カソード電極１３の部分にはオリフィスが設けら
れそのアパーチャーＡＰ１が細く絞られている。電子ビ
ームは軸合わせ用のアラインメントコイル３６、レンズ
１６Ａ（図５中には図示せず）を介して、第一のスリッ
ト１５に照射される。第一のスリットは、通常矩形のア
パーチャを有し、その結果矩形の電子ビームが生成され
る。その矩形ビームは、レンズ１６Ｂを介してスリット
デフレクタ１７に入射する。スリットデフレクタ１７
は、修正偏向信号Ｓ１によって制御される。３７はアラ
インメント用のコイルである。
源である電子銃１４は、前述した通り、カソード電極１
１、グリッド電極１２及びアノード電極１３から構成さ
れる。カソード電極１３の部分にはオリフィスが設けら
れそのアパーチャーＡＰ１が細く絞られている。電子ビ
ームは軸合わせ用のアラインメントコイル３６、レンズ
１６Ａ（図５中には図示せず）を介して、第一のスリッ
ト１５に照射される。第一のスリットは、通常矩形のア
パーチャを有し、その結果矩形の電子ビームが生成され
る。その矩形ビームは、レンズ１６Ｂを介してスリット
デフレクタ１７に入射する。スリットデフレクタ１７
は、修正偏向信号Ｓ１によって制御される。３７はアラ
インメント用のコイルである。
【００５０】電子ビームを所望のパターンに整形するた
めに、矩形開口や所定のパターンのブロックパターン開
口等の複数の透過孔を有する透過マスク２０が用いられ
る。従って、電子ビームを所望のパターン開口位置に偏
向するために、電磁レンズ１８，１９と各偏向器２１−
２４が透過マスク２０の上下に設けられている。尚、透
過マスク２０は水平方向に移動可能なステージに搭載さ
れている。
めに、矩形開口や所定のパターンのブロックパターン開
口等の複数の透過孔を有する透過マスク２０が用いられ
る。従って、電子ビームを所望のパターン開口位置に偏
向するために、電磁レンズ１８，１９と各偏向器２１−
２４が透過マスク２０の上下に設けられている。尚、透
過マスク２０は水平方向に移動可能なステージに搭載さ
れている。
【００５１】上記の様に整形された電子ビームは、ブラ
ンキング信号ＳＢが印加されるブランキング電極２５に
よってウエハＷ上への照射のオン・オフが制御される。
３８は別のアラインメントコイルである。
ンキング信号ＳＢが印加されるブランキング電極２５に
よってウエハＷ上への照射のオン・オフが制御される。
３８は別のアラインメントコイルである。
【００５２】ブランキング電極で２５でオンされた電子
ビームは、更にレンズ２６を通過して、ラウンドアパー
チャ２７を通過する、ラウンドアパーチャ２７は一種の
絞りであり、その開口の程度が制御できるようになって
いる。これにより電子ビームの収束半角が制限される。
そして、リフォーカルコイル２８、電磁レンズ２９によ
ってビーム形状が最終的に調節される。フォーカスコイ
ル３０は、電子ビームを露光対象面にフォーカスさせる
機能を有し、またスティングコイル３１は、非点収差を
補正する。
ビームは、更にレンズ２６を通過して、ラウンドアパー
チャ２７を通過する、ラウンドアパーチャ２７は一種の
絞りであり、その開口の程度が制御できるようになって
いる。これにより電子ビームの収束半角が制限される。
そして、リフォーカルコイル２８、電磁レンズ２９によ
ってビーム形状が最終的に調節される。フォーカスコイ
ル３０は、電子ビームを露光対象面にフォーカスさせる
機能を有し、またスティングコイル３１は、非点収差を
補正する。
【００５３】最終段階で、電子ビームは、投影レンズ３
２により露光サイズに縮小され、露光位置決定信号Ｓ
２，Ｓ３により制御されるメインデフレクタ３３とサブ
デフレクタ３４によって、ウエハＷの表面の正しい位置
に照射される。尚、メインデフレクタ３３は電磁偏向器
であり、サブデフレクタ３４は静電偏向器である。
２により露光サイズに縮小され、露光位置決定信号Ｓ
２，Ｓ３により制御されるメインデフレクタ３３とサブ
デフレクタ３４によって、ウエハＷの表面の正しい位置
に照射される。尚、メインデフレクタ３３は電磁偏向器
であり、サブデフレクタ３４は静電偏向器である。
【００５４】次に制御部５０部分を説明する。前述した
通り、露光パターンのデータは、メモリ５１には記憶さ
れ、ＣＰＵ５２により読みだされ、演算される。そし
て、求められた描画用のデータが、インターフェース５
３を介してデータメモリ５４及びシーケンスコントロー
ラ６０に供給される。描画用のデータには、電子ビーム
を照射すべきウエハＷ上の位置データと、透過マスク２
０上の何れのパターンを選択するかのマスクデータとを
少なくとも有する。
通り、露光パターンのデータは、メモリ５１には記憶さ
れ、ＣＰＵ５２により読みだされ、演算される。そし
て、求められた描画用のデータが、インターフェース５
３を介してデータメモリ５４及びシーケンスコントロー
ラ６０に供給される。描画用のデータには、電子ビーム
を照射すべきウエハＷ上の位置データと、透過マスク２
０上の何れのパターンを選択するかのマスクデータとを
少なくとも有する。
【００５５】パターン制御コントローラ５５は、描画す
べきマスクデータに従って透過マスク２０上の透過孔の
一つを指定する位置信号Ｐ１−Ｐ４を偏向器２１−２４
に与える。また、パターン制御コントローラ５５は、描
画すべきパターン形状と指定透過孔形状との形状差に応
じた補正値Ｈを演算し、デジタル・アナログ変換器及び
増幅器５６に補正値を供給する。増幅器５６は、修正偏
向信号Ｓ１を偏向器１７に供給する。また、選択された
透過孔の位置に応じて、パターン制御コントローラ５５
はマスク移動機構５７を制御して、透過マスク２０を水
平方向に移動させる。
べきマスクデータに従って透過マスク２０上の透過孔の
一つを指定する位置信号Ｐ１−Ｐ４を偏向器２１−２４
に与える。また、パターン制御コントローラ５５は、描
画すべきパターン形状と指定透過孔形状との形状差に応
じた補正値Ｈを演算し、デジタル・アナログ変換器及び
増幅器５６に補正値を供給する。増幅器５６は、修正偏
向信号Ｓ１を偏向器１７に供給する。また、選択された
透過孔の位置に応じて、パターン制御コントローラ５５
はマスク移動機構５７を制御して、透過マスク２０を水
平方向に移動させる。
【００５６】ブランキング制御回路５８は、パターン制
御コントローラ５５からの制御信号に従い、増幅器５９
を介してブランキング信号ＳＢをブランキング電極２５
に供給する。電子ビーム照射のオン・オフ制御が行なわ
れる。
御コントローラ５５からの制御信号に従い、増幅器５９
を介してブランキング信号ＳＢをブランキング電極２５
に供給する。電子ビーム照射のオン・オフ制御が行なわ
れる。
【００５７】シーケンスコントローラ６０は、インター
フェース部５３から描画すべき位置データを受信し、描
画処理シーケンスを制御する。ステージ移動機構６１
は、シーケンスコントローラ６０からの制御信号により
ステージ３５を水平方向に移動させる。このステージ３
５の移動量は、レーザ干渉計６２で検出され、偏向制御
回路６３に供給される。偏向制御回路６３は、ステージ
の移動量とシーケンスコントローラから与えられる露光
位置データに従って、メインデフレクタ（主偏向器）３
３とサブデフレクタ（副偏向器）３４に偏向信号Ｓ２，
Ｓ３を供給する。一般的には、メインデフレクタ３３に
よって、例えば２−１０ｍｍの正方形の偏向フィールド
をビーム偏向し、サブデフレクタ３４によって、例えば
１００μｍの正方形のサブフィールドを偏向する。
フェース部５３から描画すべき位置データを受信し、描
画処理シーケンスを制御する。ステージ移動機構６１
は、シーケンスコントローラ６０からの制御信号により
ステージ３５を水平方向に移動させる。このステージ３
５の移動量は、レーザ干渉計６２で検出され、偏向制御
回路６３に供給される。偏向制御回路６３は、ステージ
の移動量とシーケンスコントローラから与えられる露光
位置データに従って、メインデフレクタ（主偏向器）３
３とサブデフレクタ（副偏向器）３４に偏向信号Ｓ２，
Ｓ３を供給する。一般的には、メインデフレクタ３３に
よって、例えば２−１０ｍｍの正方形の偏向フィールド
をビーム偏向し、サブデフレクタ３４によって、例えば
１００μｍの正方形のサブフィールドを偏向する。
【００５８】図６の電子ビーム露光装置の詳細構成図で
は、図１の場合と異なり、オゾナイザ８で生成したオゾ
ンガスが、マスフローセンサＭＳＦ２，３，４，５を介
してそれぞれチャンバー２，３ａ，３ｃ，３ｂに供給さ
れる。チャンバー２，３ａ，３ｃ，３ｂは順に電子ビー
ム量が少なくなる。従って、上側のチャンバー程電子ビ
ーム量が多い為、そこに供給されるオゾンガスの量も少
なくなるように制御される。それ以外の点では、図１の
場合と同等である。
は、図１の場合と異なり、オゾナイザ８で生成したオゾ
ンガスが、マスフローセンサＭＳＦ２，３，４，５を介
してそれぞれチャンバー２，３ａ，３ｃ，３ｂに供給さ
れる。チャンバー２，３ａ，３ｃ，３ｂは順に電子ビー
ム量が少なくなる。従って、上側のチャンバー程電子ビ
ーム量が多い為、そこに供給されるオゾンガスの量も少
なくなるように制御される。それ以外の点では、図１の
場合と同等である。
【００５９】図７は、サブデフレクタ３４とその周辺部
分の構造例を示す図である。サブデフレクタ３４は、試
料であるウエハＷに直接面している部分であり、ウエハ
表面に塗布されたレジストから発生するガスによって最
もコンタミネーションが堆積し易い部分の一つである。
分の構造例を示す図である。サブデフレクタ３４は、試
料であるウエハＷに直接面している部分であり、ウエハ
表面に塗布されたレジストから発生するガスによって最
もコンタミネーションが堆積し易い部分の一つである。
【００６０】このサブデフレクタ３４の例では、その上
部に絶縁物質で形成された筒状部品５６ａが配置されて
いる。筒状部品５６ａは円形の中空を有し、上端部にフ
ランジ５７を有している。そして、これらの部品の表面
には導電膜のメッキが施されている。また、フランジ５
６ａはＯリング５９を介して露光装置のフレーム部材６
０に固定される。サブデフレクタ３４の下部には、同じ
く絶縁物質で形成された筒状部品５６ｂが配置され、同
様にフランジ５８が設けられている。このフランジ５８
は、直接試料のウエハＷに面しており、鏡筒部分の最下
端に位置する。これらも導電膜でメッキされており、接
地される。
部に絶縁物質で形成された筒状部品５６ａが配置されて
いる。筒状部品５６ａは円形の中空を有し、上端部にフ
ランジ５７を有している。そして、これらの部品の表面
には導電膜のメッキが施されている。また、フランジ５
６ａはＯリング５９を介して露光装置のフレーム部材６
０に固定される。サブデフレクタ３４の下部には、同じ
く絶縁物質で形成された筒状部品５６ｂが配置され、同
様にフランジ５８が設けられている。このフランジ５８
は、直接試料のウエハＷに面しており、鏡筒部分の最下
端に位置する。これらも導電膜でメッキされており、接
地される。
【００６１】このサブデフレクタ３４は、絶縁物質で形
成された別の筒状部品６１で覆われている。この筒状部
品６１の下端部にはフランジ６２が設けられ、Ｏリング
６３を介してフレーム部材６４に固定されている。フレ
ーム部材６０，６４，６６はそれぞれ絶縁物質で形成さ
れる。
成された別の筒状部品６１で覆われている。この筒状部
品６１の下端部にはフランジ６２が設けられ、Ｏリング
６３を介してフレーム部材６４に固定されている。フレ
ーム部材６０，６４，６６はそれぞれ絶縁物質で形成さ
れる。
【００６２】このように、鏡筒内の構造は極めて複雑で
入り組んだものであり、いたるところに絶縁物質で形成
される部品が存在する。従ってかかる部品の表面にレジ
スト等からのカーボンを主成分とするコンタミネーショ
ンが堆積し、チャージアップドラフトの原因となる。こ
のような複雑な内部構造の表面を全てオゾンガスと電子
ビームの組み合わせでクリーニングするためには、ヘリ
ウムガス等により電子ビームをある程度散乱させること
が必要である。
入り組んだものであり、いたるところに絶縁物質で形成
される部品が存在する。従ってかかる部品の表面にレジ
スト等からのカーボンを主成分とするコンタミネーショ
ンが堆積し、チャージアップドラフトの原因となる。こ
のような複雑な内部構造の表面を全てオゾンガスと電子
ビームの組み合わせでクリーニングするためには、ヘリ
ウムガス等により電子ビームをある程度散乱させること
が必要である。
【００６３】図８は、電子ビーム露光装置の鏡筒のコラ
ム内の各領域と、電流値とオゾン分圧値（濃度）の関係
を概略的に示す図である。コラム内については電子銃チ
ャンバを除いた各領域を示している。この例では、第一
スリット１５内のチャンバ２、第二スリットであるブロ
ックマスク２０内のチャンバ３ａ、ラウンドアパーチャ
２７内のチャンバ３ｂ及びその下流の試料Ｗが格納され
るチャンバ３ｃ，４の４つの領域に分離されている。そ
れぞれの領域の電子ビームの電流量は、それぞれのスリ
ットやマスクを通過する度に減少し、例えば図示される
通りの電流量になっている。図中に示される通り、電流
量が少なくなるに応じてオゾンの濃度（分圧）が高くな
るように制御される。即ち、電子ビームの電流量が高い
領域ではオゾンの濃度を低く制御し、電子ビームの電流
量が低い領域ではオゾンの濃度を高く制御するのであ
る。
ム内の各領域と、電流値とオゾン分圧値（濃度）の関係
を概略的に示す図である。コラム内については電子銃チ
ャンバを除いた各領域を示している。この例では、第一
スリット１５内のチャンバ２、第二スリットであるブロ
ックマスク２０内のチャンバ３ａ、ラウンドアパーチャ
２７内のチャンバ３ｂ及びその下流の試料Ｗが格納され
るチャンバ３ｃ，４の４つの領域に分離されている。そ
れぞれの領域の電子ビームの電流量は、それぞれのスリ
ットやマスクを通過する度に減少し、例えば図示される
通りの電流量になっている。図中に示される通り、電流
量が少なくなるに応じてオゾンの濃度（分圧）が高くな
るように制御される。即ち、電子ビームの電流量が高い
領域ではオゾンの濃度を低く制御し、電子ビームの電流
量が低い領域ではオゾンの濃度を高く制御するのであ
る。
【００６４】以上説明した露光装置を使用して露光工程
を行なった場合、経時変化によるビームドリフトの問題
はなくなる。即ち、図１０に破線で示されるような経時
変化が殆どないものとなる。従って従来の如く、定期的
にクリーニングやオーバーホールを行なう必要はない。
を行なった場合、経時変化によるビームドリフトの問題
はなくなる。即ち、図１０に破線で示されるような経時
変化が殆どないものとなる。従って従来の如く、定期的
にクリーニングやオーバーホールを行なう必要はない。
【００６５】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、オ
ゾンを導入することにより荷電粒子ビーム露光装置内の
コンタミネーションの堆積を防止することができる。従
ってコンタミネーションに電荷がチャージアップして、
ビームにドリフトが発生することが防止される。その結
果、露光装置の稼働率を大幅に上げることができる。
ゾンを導入することにより荷電粒子ビーム露光装置内の
コンタミネーションの堆積を防止することができる。従
ってコンタミネーションに電荷がチャージアップして、
ビームにドリフトが発生することが防止される。その結
果、露光装置の稼働率を大幅に上げることができる。
【図１】本発明の実施の形態の電子ビーム露光装置の概
略図である。
略図である。
【図２】電子銃の概略図である。
【図３】第一、第二のスリットと電子ビームの関係を示
す図である。
す図である。
【図４】電子ビームの散乱を示す図である。
【図５】電子ビーム露光装置の全体構成図である。
【図６】電子ビーム露光装置の詳細構成図である。
【図７】サブデフレクタ及びその周辺の構成例を示す図
である。
である。
【図８】電子ビーム露光装置の鏡筒のコラム内の各領域
と、電流値とオゾン分圧値の関係を概略的に示す図であ
る。
と、電流値とオゾン分圧値の関係を概略的に示す図であ
る。
【図９】課題を説明するための電子ビーム露光装置の概
略図である。
略図である。
【図１０】ビームドリフトの経時変化を示す図である。
１ 荷電粒子銃チャンバー ２ 上流側チャンバー ３，４ 下流側チャンバー ８ オゾナイザー １４ 荷電粒子銃 １５ 第一のスリット ２０ 第二のスリットまたはマスク、透過マスク ２７ ラウンドアパーチャー Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 真空ポンプ ＭＦＳ マスフローセンサ ＯＲ１，ＯＲ２ オリフィス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 章夫 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 安田 洋 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 田中 仁 東京都練馬区旭町１丁目32番１号 株式会 社アドバンテスト内
Claims (16)
- 【請求項１】荷電粒子ビームをパターンデータに基づい
て整形し、露光される試料の所望の位置に該整形された
荷電粒子ビームを照射する荷電粒子ビーム露光方法にお
いて、 荷電粒子ビームを発生する荷電粒子銃が収納される第一
のチャンバーと、該荷電粒子ビームが通過し荷電粒子ビ
ームを整形し前記所望の位置に偏向させる第二のチャン
バーとを真空的に分離し、 該第二のチャンバー内にオゾンガスを導入することを特
徴とする荷電粒子ビーム露光方法。 - 【請求項２】請求項１記載の荷電粒子ビーム露光方法に
おいて、 前記第一のチャンバー内より第二のチャンバー内のほう
が圧力が高くなる様に維持することを特徴とする。 - 【請求項３】請求項１または２記載の荷電粒子ビーム露
光方法において、 前記第一のチャンバーと第二のチャンバーとの間に、微
小孔を有するオリフィスを介在させて、該第一のチャン
バーから第二のチャンバーに移動する荷電粒子ビームが
通過する孔におけるガス流のコンダクタンスを高くした
ことを特徴とする。 - 【請求項４】荷電粒子ビームをパターンデータに基づい
て整形し、露光される試料の所望の位置に該整形された
荷電粒子ビームを照射する荷電粒子ビーム露光方法にお
いて、 荷電粒子ビームが通過し、該ビームを整形し前記所望の
位置に偏向させるチャンバー内にオゾンガスを導入し、 該チャンバー内のオゾンガスの濃度を該荷電粒子ビーム
の上流側より下流側で高くすることを特徴とする荷電粒
子ビーム露光方法。 - 【請求項５】請求項４記載の荷電粒子ビーム露光方法に
おいて、 該チャンバー内の圧力を該荷電粒子ビームの上流側より
下流側で高くすることを特徴とする。 - 【請求項６】請求項４記載の荷電粒子ビーム露光方法に
おいて、 該チャンバー内が、荷電粒子銃から発生した荷電粒子ビ
ームが照射される第一のスリットを収納する上流側チャ
ンバーと、該第一のスリットを通過した荷電粒子ビーム
が通過する下流側チャンバーとに分離され、 該上流側チャンバーのオゾンガス濃度が該下流側チャン
バーよりも低くなるようにそれぞれ真空状態に維持され
ることを特徴とする。 - 【請求項７】請求項６記載の荷電粒子ビーム露光方法に
おいて、 オゾンガスが前記上流側チャンバーと下流側チャンバー
とにそれぞれ導入され、該上流側チャンバーに導入され
るオゾンガスの流量を該下流側チャンバーに導入される
オゾンガスの流量より少なくすることを特徴とする。 - 【請求項８】荷電粒子ビームをパターンデータに基づい
て整形し、露光される試料の所望の位置に該整形された
荷電粒子ビームを照射する荷電粒子ビーム露光方法にお
いて、 荷電粒子ビームが通過し、該ビームを整形し前記所望の
位置に偏向させるチャンバー内にオゾンガスを導入し、 該チャンバー内のオゾンガスの濃度を該荷電粒子ビーム
の電流量が大きい領域より該電流量が小さい領域で高く
することを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。 - 【請求項９】請求項８記載の荷電粒子ビーム露光方法に
おいて、 該チャンバー内の圧力を該荷電粒子ビームの電流量が大
きい領域より該電流量が小さい領域で高くすることを特
徴とする。 - 【請求項１０】荷電粒子ビームをパターンデータに基づ
いて整形し、露光される試料の所望の位置に該整形され
た荷電粒子ビームを照射する荷電粒子ビーム露光方法に
おいて、 該荷電粒子ビームが通過し高真空に維持されるチャンバ
ー内に、オゾンガスを導入し更に、該チャンバー内で通
過する荷電粒子ビームを散乱させる散乱用のガスを導入
することを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。 - 【請求項１１】請求項１０記載の荷電粒子ビーム露光方
法において、 前記散乱用のガスは、酸素及びヘリウム、アルゴン、ネ
オン等の希ガスのうちいずれかのガスを有することを特
徴とする。 - 【請求項１２】荷電粒子ビームをパターンデータに基づ
いて整形し、露光される試料の所望の位置に該整形され
た荷電粒子ビームを照射する荷電粒子ビーム露光装置に
おいて、 荷電粒子ビームを生成する荷電粒子銃が収納される第一
のチャンバーと、 該第一のチャンバーに取り付けられ該第一のチャンバー
内を第一の真空状態に維持する第一の真空ポンプと、 該荷電粒子ビームが通過し荷電粒子ビームを整形し前記
所望の位置に偏向させる第二のチャンバーと、 該第二のチャンバーに取り付けられ該第二のチャンバー
内を前記第一の真空状態よりも圧力が高い第二の真空状
態に維持する第二の真空ポンプと、 該第二のチャンバー内にオゾンガスを導入するガス導入
手段と、 前記第一と第二のチャンバーの間に設けられ両チャンバ
ーを分離するオリフィスとを有することを特徴とする荷
電粒子ビーム露光装置。 - 【請求項１３】荷電粒子ビームをパターンデータに基づ
いて整形し、露光される試料の所望の位置に該整形され
た荷電粒子ビームを照射する荷電粒子ビーム露光装置に
おいて、 荷電粒子銃により生成された荷電粒子ビームが通過する
チャンバー内が、該ビームの上流側と下流側のチャンバ
ーに分離され、 該上流側のチャンバー内を第一の真空状態に維持する真
空ポンプ手段と、 該下流側のチャンバー内を該第一の真空状態より圧力が
高い第二の真空状態に維持する別の真空ポンプ手段と、 該チャンバー内にオゾンガスを導入するガス導入手段と
を有することを特徴とする荷電粒子ビーム露光装置。 - 【請求項１４】荷電粒子ビームをパターンデータに基づ
いて整形し、露光される試料の所望の位置に該整形され
た荷電粒子ビームを照射する荷電粒子ビーム露光装置に
おいて、 荷電粒子銃により生成された荷電粒子ビームが通過する
チャンバー内が、該ビームの電流量が大きい領域と小さ
い領域のチャンバーに分離され、 該電流量が大きいチャンバー内を第一の真空状態に維持
する真空ポンプ手段と、 該電流量が小さいチャンバー内を該第一の真空状態より
圧力が高い第二の真空状態に維持する別の真空ポンプ手
段と、 該チャンバー内にオゾンガスを導入するガス導入手段と
を有することを特徴とする荷電粒子ビーム露光装置。 - 【請求項１５】荷電粒子ビームをパターンデータに基づ
いて整形し、露光される試料の所望の位置に該整形され
た荷電粒子ビームを照射する荷電粒子ビーム露光装置に
おいて、 荷電粒子ビームが通過し高真空状態に維持されるチャン
バーと、 該チャンバー内にオゾンガスを導入するオゾンガス導入
手段と、 該チャンバー内で通過する荷電粒子ビームを散乱させる
散乱用のガスを導入する散乱ガス導入手段とを有するこ
とを特徴とする荷電粒子ビーム露光装置。 - 【請求項１６】請求項１５記載の荷電粒子ビーム露光装
置において、 前記散乱用のガスは、酸素及びヘリウム、アルゴン、ネ
オン等の希ガスのうちいずれかのガスを有することを特
徴とする。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06242196A JP3827359B2 (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 荷電粒子ビーム露光方法及びその装置 |
| US08/724,954 US5981960A (en) | 1996-03-19 | 1996-10-02 | Charged particle beam exposure method and apparatus therefor |
| TW085112716A TW464909B (en) | 1996-03-19 | 1996-10-17 | A charged particle beam exposure method and an apparatus therefor |
| KR1019970007622A KR100250558B1 (ko) | 1996-03-19 | 1997-03-07 | 하전입자빔노광방법및그장치 |
| DE69724175T DE69724175T2 (de) | 1996-03-19 | 1997-03-18 | Verfahren und Gerät zur Belichtung mittels eines Ladungsträgerstrahls |
| EP97301824A EP0797236B1 (en) | 1996-03-19 | 1997-03-18 | A charged particle beam exposure method and an apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06242196A JP3827359B2 (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 荷電粒子ビーム露光方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09259811A true JPH09259811A (ja) | 1997-10-03 |
| JP3827359B2 JP3827359B2 (ja) | 2006-09-27 |
Family
ID=13199683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06242196A Expired - Fee Related JP3827359B2 (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 荷電粒子ビーム露光方法及びその装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5981960A (ja) |
| EP (1) | EP0797236B1 (ja) |
| JP (1) | JP3827359B2 (ja) |
| KR (1) | KR100250558B1 (ja) |
| DE (1) | DE69724175T2 (ja) |
| TW (1) | TW464909B (ja) |
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