(57)【要約】【課題】パーティクルによるパターン精度への影響を抑制できる電子線描画方法及び電子線描画装置を提供すること。【解決手段】本実施形態の電子線描画方法は、電子銃から照射される電子線を、描画室内に載置されたマスク基板に塗布されたレジストに照射して、レジストに所望のパターンを描画する電子線描画方法であって、電子線の加速電圧の絶対値を５０ｋＶ以上とする工程と、マスク基板上に離間して配置された導電性の薄膜を介して、電子線を前記レジストに照射する工程と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子銃から照射される電子線を、描画室内に載置されたマスク基板に塗布されたレジストに照射して、前記レジストに所望のパターンを描画する電子線描画方法であって、
前記電子線の加速電圧の絶対値を５０ｋＶ以上とする工程と、
前記マスク基板上に離間して配置された導電性の薄膜を介して、前記電子線を前記レジストに照射する工程と、
を有する電子線描画方法。
【請求項２】
前記マスク基板を前記描画室に搬入する前に、前記薄膜を前記マスク基板上に離間して配置する工程を有する請求項１に記載の電子線描画方法。
【請求項３】
前記薄膜は、前記マスク基板上に配置されて前記マスク基板の端部を覆う基板カバーに設けられている請求項１又は請求項２に記載の電子線描画方法。
【請求項４】
前記薄膜は、厚みが０．１μｍ〜５．０μｍである請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電子線描画方法。
【請求項５】
電子線を照射する電子銃を収容する電子鏡筒と、
前記電子鏡筒下に配置され、描画対象であるレジストが塗布されたマスク基板が載置されるステージが収容された第１のチャンバと、
導電性の薄膜が設けられ、前記マスク基板上に配置されて前記マスク基板の端部を覆う基板カバーを収容する第２のチャンバと、
を備え、
前記第２のチャンバで前記マスク基板上に前記基板カバー載置した後、前記第１のチャンバへ搬送し、前記薄膜を介して前記電子線を前記レジストに照射する電子線描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、マスク基板を電子線により描画する電子線描画方法及び電子線描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
露光用のマスク基板を製造する場合、マスク基板上に塗布されたレジスト（一般的に化学増幅型レジストが用いられる）に電子線による描画を行った後、レジストのＰＥＢ（Post Exposure Bake）処理を行う。その後、レジストの現像を行い、石英基板上に形成されている遮光膜（例えば、酸化クロム/クロム膜）をエッチングすることで、所望のパターンにエッチングされた遮光膜を得る。
【０００３】
ところで、レジスト上にパーティクルが存在するとパターン精度が低下する。このため、パーティクルの発生を抑制するための種々の取り組みがなされているが、パーティクルの発生を完全になくすことは難しい。近年では、電子を照射する際の加速電圧が高電圧となっている（例えば、５０ｋＶ以上）ため、電子線は、レジスト上のパーティクルによる散乱の影響をほとんど受けずにレジストへ到達する。つまり、パーティクルの存在は、電子線による描画へそれほど影響を与えない。
【０００４】
しかしながら、レジスト上にパーティクルが存在すると、ＰＥＢ処理時に、化学増幅型レジストの触媒反応による酸の発生が過剰となったり、抑制されたりする不具合が生じる。これは、ＰＥＢ処理時にレジストがパーティクルとも反応して酸が過剰に発生したり、レジストで発生した酸がパーティクルにより吸収もしくは中和されるためと考えられ、パターン精度が低下する要因となっている。近年では、パターンの微細化が進んでいることから、このパーティクルによるパターン精度の低下を抑制することが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１３４９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本実施形態は、パーティクルによるパターン精度への影響を抑制できる電子線描画方法及び電子線描画装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態に係る電子線描画方法は、電子銃から照射される電子線を、描画室内に載置されたマスク基板に塗布された化学増幅型レジストに照射して、このレジストに所望のパターンを描画する電子線描画方法であって、電子線の加速電圧の絶対値を５０ｋＶ以上とする工程と、マスク基板上に離間して配置された導電性の薄膜を介して、電子線を前記レジストに照射する工程と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る電子線描画装置の模式図。
【図２】実施形態に係る基板カバーの構成図。
【図３】電子線をパーティクルを介してマスク基板へ照射した際の説明図。
【図４】パーティクルによるレジストへの影響を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１０】
（実施形態）
図１は、実施形態に係る電子線描画装置１０の模式図である。図１（ａ）は、電子線描画装置１０の平面図である。図１（ｂ）は、電子線描画装置１０の一部断面図である。以下、図１を参照して、電子線描画装置１０の構成について説明する。なお、図１（ａ）では、電子鏡筒５００の図示を省略している。
【００１１】
図１に示すように、電子線描画装置１０は、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１００と、搬入出（Ｉ／Ｏ）チャンバ２００と、ロボットチャンバ（Ｒチャンバ）３００と、ライティングチャンバ（Ｗチャンバ）４００と、電子鏡筒５００と、制御機構６００と、ゲートバルブＧ１〜Ｇ３とを備える。
【００１２】
Ｉ／Ｆ１００は、本実施形態で使用するマスク基板Ｍが収容された容器Ｃ（例えば、ＳＭＩＦＰｏｄ）を載置する載置台１１０と、マスク基板Ｍを搬送する搬送ロボット１２０とを備える。マスク基板Ｍは、表面に遮光膜が形成されている石英基板等であり、遮光膜上には、化学増幅型レジストが塗布されている。
【００１３】
Ｉ／Ｏチャンバ２００は、Ｒチャンバ３００内を真空（低気圧）に保ったままマスク基板Ｍを搬入出するためのロードロックチャンバである。Ｉ／Ｏチャンバ２００には、Ｉ／Ｆ１００との間にゲートバルブＧ１が設けられており、真空ポンプ２１０と、ガス供給系２２０とを備える。真空ポンプ２１０は、例えば、ドライポンプやターボ分子ポンプ等であり、Ｉ／Ｏチャンバ２００内を真空引きする。ガス供給系２２０は、Ｉ／Ｏチャンバ２００を大気圧とする際にＩ／Ｏチャンバ２００内へベント用ガス（例えば、窒素ガスやＣＤＡ（Clean Dry Gas））を供給する。
【００１４】
Ｉ／Ｏチャンバ２００内を真空引きする際は、Ｉ／Ｏチャンバ２００に接続された真空ポンプ２１０を用いて真空引きする。また、Ｉ／Ｏチャンバ２００内を大気圧に戻す際には、ガス供給系２２０からベント用ガスが供給され、Ｉ／Ｏチャンバ２００内が大気圧となる。なお、Ｉ／Ｏチャンバ２００内を真空引きする際及び大気圧とする際には、ゲートバルブＧ１，Ｇ２はＣｌｏｓｅ（閉）される。
【００１５】
Ｒチャンバ３００は、真空ポンプ３１０と、アライメント室３２０と、基板カバー収容室３３０と、搬送ロボット３４０とを備える。Ｒチャンバ３００は、ゲートバルブＧ２を介してＩ／Ｏチャンバ２００と接続されている。
【００１６】
真空ポンプ３１０は、例えば、Ｃｒｙｏポンプやターボ分子ポンプ等である。真空ポンプ３１０は、Ｒチャンバ３００に接続されており、Ｒチャンバ３００内を真空引きして高真空を保つ。アライメント室３２０は、マスク基板Ｍを位置決め（アライメント）するためのチャンバである。基板カバー収容室３３０は、基板カバーＨを収容するチャンバである。
【００１７】
図２は、基板カバー収容室３３０に収容されている基板カバーＨの構成図である。図２（ａ）は、基板カバーＨの平面図、図２（ｂ）は、基板カバーＨの側面図である。基板カバーＨは、複数（例えば、３本）のアースピンＨａと、額縁形状の枠体Ｈｂと、額縁状の枠体Ｈｂに圧着された薄膜Ｈｃとを備える。アースピンＨａ及び枠体Ｈｂは、導電性の高い物質（例えば、金属）で構成されている。なお、アースピンＨａ及び枠体Ｈｂは、絶縁性の物質（例えば、セラミック）に、導電性の物質をコーティングしてもよい。
【００１８】
薄膜Ｈｃは、導電性を有する材料を薄膜に成形したもの（例えば、有機導電ポリマーなど）であり枠体Ｈｂに設けられる。薄膜Ｈｃは、枠体Ｈｂに圧着もしくは挟持されることにより保持される。薄膜Ｈｃを枠体Ｈｂに設けることで、後述するＷチャンバ４００や電子鏡筒５００で発生するパーティクルＰが、マスク基板Ｍ上に塗布されたレジストＲに付着することを防止できる。
【００１９】
薄膜Ｈｃの厚みＴは、０．１μｍ〜５．０μｍであることが好ましい。薄膜Ｈｃの厚みＴが０．１μｍ未満であると（薄すぎると）、薄膜Ｈｃの導電性が低下するため電子線による描画時に帯電し、描画精度に影響を与える虞がある。また、薄膜Ｈｃの厚みＴが５．０μｍを超えると（厚すぎると）、薄膜Ｈｃを透過する際に電子線が散乱され、描画精度に影響を与える虞がある。
【００２０】
基板カバーＨは、マスク基板Ｍ上にセットされた状態で、後述のＷチャンバ４００に搬送された後、薄膜Ｈｃを介してマスク基板Ｍ上に電子線が照射され、描画が行われる。この描画の際、基板カバーＨは、図示しないアースと接続されている。つまり、基板カバーＨは、電子線の照射によるマスク基板Ｍへの電荷の蓄積（チャージ）を防止する。
【００２１】
搬送ロボット３４０は、Ｉ／Ｏチャンバ２００、アライメント室３２０、基板カバー収容室３３０及びＷチャンバ４００間で、マスク基板Ｍを搬送する。
【００２２】
Ｗチャンバ４００は、真空ポンプ４１０と、Ｘ−Ｙステージ４２０と、駆動機構４３０Ａ，４３０Ｂと、を備え、ゲートバルブＧ３を介してＲチャンバ３００と接続されている。
【００２３】
真空ポンプ４１０は、例えば、Ｃｒｙｏポンプやターボ分子ポンプ等である。真空ポンプ４１０は、Ｗチャンバ４００に接続されており、Ｗチャンバ４００内を真空引きして高真空を保つ。Ｘ−Ｙステージ４２０は、マスク基板Ｍを載置するための台である。駆動機構４３０Ａは、Ｘ−Ｙステージ４２０をＸ方向に駆動する。駆動機構４３０Ｂは、Ｘ−Ｙステージ４２０をＹ方向に駆動する。
【００２４】
電子鏡筒５００は、電子銃５１０、アパーチャプレート５２０、偏向器５３０、レンズ５４０（照明レンズ（ＣＬ）、投影レンズ（ＰＬ）、対物レンズ（ＯＬ））、反射防止板ＡＲＦ等から構成される電子線照射手段を備え、Ｘ−Ｙステージ４２０上に載置されたマスク基板Ｍに電子線を照射する。電子銃５１０による加速電圧の絶対値は、５０ｋＶ以上であることが好ましい。電子銃５１０の加速電圧の絶対値が５０ｋＶ未満であると、電子線がパーティクルにより散乱されやすくなり、パターン精度に影響が出るためである。なお、電子銃の加速電圧は、通常は、マイナス（負）に設定される。
【００２５】
制御機構６００は、例えば、コンピュータ等であり、電子線描画装置１０を制御する。制御機構６００内には、近接効果補正（Proximity Effect Correction : PEC）、フォギング効果補正（Fogging Effect Correction）等の補正データが記憶されており、電子線による描画を行う際に、この補正データに基づいて、電子線の照射位置や照射量（Dose量）を補正している。
【００２６】
この実施形態に係る電子線描画装置１０では、基板カバーＨの薄膜Ｈｃでマスク基板Ｍを覆った状態で描画を行う。このため、本実施形態では、薄膜Ｈｃによる近接効果やフォギング効果への影響を考慮し、基板カバーＨの薄膜Ｈｃでマスク基板Ｍを覆った状態での近接効果補正（Proximity Effect Correction : PEC）、フォギング効果補正（Fogging Effect Correction）等の補正データが使用される。
【００２７】
（パーティクルへの電子線の照射）
図３は、電子線Ｂを、レジストＲ上のパーティクルＰを介してマスク基板Ｍへ照射した際の説明図である。図３（ａ）は、電子銃の加速電圧の絶対値を低電圧（１５ｋＶ）とした際の電子線Ｂの様子を示している。図３（ｂ）は、電子銃５１０の加速電圧の絶対値を高電圧（５０ｋＶ）とした際の電子線Ｂの様子を示している。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、加速電圧の絶対値が低い（１５ｋＶ）と、電子線Ｂの電子がパーティクルＰにより散乱されやすくなる。このため、電子線Ｂによる描画精度が低下する。一方、図３（ｂ）に示すように、加速電圧の絶対値が高い（５０ｋＶ）と、電子線Ｂの電子がパーティクルＰにより散乱されにくくなる。つまり、加速電圧（絶対値）が５０ｋＶ以上であれば、電子線Ｂによる描画精度がほとんど低下しない。
【００２９】
この実施形態に係る電子線描画装置１０では、電子銃５１０の加速電圧の絶対値を５０ｋＶ以上としているので電子線Ｂの電子がパーティクルＰにより散乱されにくく、電子線Ｂによる描画精度がほとんど低下しない。
【００３０】
（パーティクルによるレジストへの影響）
図４は、パーティクルＰによるレジストＲへの影響を説明する図である。図４（ａ）は、電子線による描画直後の状態を示す図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の状態から、レジストＲ上からパーティクルＰを除去した後にＰＥＢ処理を行った状態を図である。図４（ｃ）は、図４（ａ）の状態から、レジストＲ上にパーティクルＰを残したままＰＥＢ処理を行った状態を図である。
【００３１】
すでに述べたように、化学増幅型のレジストでは、電子線による描画後、ＰＥＢ処理を行う。レジストＲに侵入した電子は，レジストＲ中の酸発生剤(Acid Generator:ＡＧ) と反応して，露光状態に応じた酸のパターンを形成する。次に、ＰＥＢ処理により、レジストＲに熱が加えられると、電子により発生した酸（例えば、Ｈ＋）がレジストＲ中で拡散し、また同時にレジストＲの高分子と連鎖的に反応が生じ、アルカリ現像液に可溶となる分子構造Ｓに変化する。これによってレジストＲ中にアルカリ現像液に対する溶解速度の分布パターン(潜像)が出来上がる。
【００３２】
加速電圧の絶対値が高い場合（５０ｋＶ以上）、図４（ａ）に示すように、パーティクルＰの存在は、大きな問題とはならない。このため、電子線による描画時にパーティクルＰが存在しているとしても、図４（ｂ）に示すように、レジストＲのＰＥＢ処理前にパーティクルＰを除去することができれば、ＰＥＢ処理を行ってもパーティクルＰによる影響を受けない。このため、レジスト中に形成されるアルカリ現像液に対する溶解速度の分布パターン(潜像)の精度が低下しない。
【００３３】
一方、図４（ｃ）に示すように、パーティクルＰがレジストＲ上に残ったまま、ＰＥＢ処理を行うと、発生する酸が過剰となったり、抑制されたりする不具合が生じ、レジスト中に形成されるアルカリ現像液に対する溶解速度の分布パターン(潜像)の精度が低下してしまう（図４（ｃ）では、酸が過剰に発生した場合を示した）。
【００３４】
（電子線描画装置１０の動作）
次に、図１を参照して電子線描画装置１０の動作について説明する。なお、以下に説明する電子線描画装置１０の動作は、制御機構６００により制御される。
【００３５】
初めに、マスク基板Ｍを収容した容器Ｃを載置台１１０に載置する。搬送ロボット１２０は、マスク基板Ｍを容器Ｃから取り出す。次に、Ｉ／Ｏチャンバ２００が大気圧とされ、ゲートバルブＧ１がＯｐｅｎ（開）する。
【００３６】
搬送ロボット１２０は、マスク基板ＭをＩ／Ｏチャンバ２００内に載置した後、Ｉ／Ｏチャンバ２００内から退避する。次に、ゲートバルブＧ１がＣｌｏｓｅする。Ｉ／Ｏチャンバ２００内が所定の圧力まで真空引きされた後、ゲートバルブＧ２がＯｐｅｎする。
【００３７】
次に、搬送ロボット３４０は、マスク基板ＭをＩ／Ｏチャンバ２００内から取り出す。その後、ゲートバルブＧ２がＣｌｏｓｅする。次に、搬送ロボット３４０は、マスク基板Ｍをアライメント室３２０へ搬送する。アライメント室３２０で、マスク基板Ｍの位置決め（アライメント）が行われた後、搬送ロボット３４０は、マスク基板Ｍを基板カバー収容室３３０内へ搬送する。
【００３８】
次に、搬送ロボット３４０は、基板カバー収容室３３０に収容された基板カバーＨを、マスク基板Ｍ上にセットする。次に、ゲートバルブＧ３がＯｐｅｎする。搬送ロボット３４０は、マスク基板ＭをＷチャンバ４００内のＸ−Ｙステージ４２０上に載置する。搬送ロボット３４０はＷチャンバ４００内から退避した後、ゲートバルブＧ３がＣｌｏｓｅする。
【００３９】
駆動機構４３０Ａ，４３０Ｂは、Ｘ−Ｙステージ４２０を所定の位置に移動させる。次に、電子鏡筒５００から電子線がマスク基板Ｍへ照射され、所望のパターンがレジスト膜に描画される。
【００４０】
マスク基板Ｍへの描画が終了すると、駆動機構４３０Ａ，４３０Ｂは、Ｘ−Ｙステージ４２０を所定の位置に移動させる。次に、ゲートバルブＧ３がＯｐｅｎする。搬送ロボット３４０は、マスク基板ＭをＷチャンバ４００から取り出す。
【００４１】
次に、ゲートバルブＧ３がＣｌｏｓｅする。搬送ロボット３４０は、マスク基板Ｍを基板カバー収容室３３０内へ搬送し、マスク基板Ｍ上に基板カバーＨをセットした時とは逆の手順で、基板カバーＨを基板カバー収容室３３０内へ収容する。
【００４２】
次に、ゲートバルブＧ２がＯｐｅｎし、搬送ロボット３４０は、マスク基板ＭをＩ／Ｏチャンバ２００内へ載置した後、Ｉ／Ｏチャンバ２００内から退避する。次に、ゲートバルブＧ２がＣｌｏｓｅする。ガス供給系２２０からベント用ガスが供給されＩ／Ｏチャンバ２００内が大気圧まで昇圧された後、ゲートバルブＧ１がＯｐｅｎする。
【００４３】
搬送ロボット１２０は、Ｉ／Ｏチャンバ２００内からマスク基板Ｍを取り出して、Ｉ／Ｏチャンバ２００内から退避する。次に、ゲートバルブＧ１がＣｌｏｓｅする。次に、搬送ロボット１２０は、マスク基板Ｍを容器Ｃ内へ収容する。
【００４４】
容器Ｃ内へ収容されたマスク基板Ｍは、その後、ＰＥＢ処理を行ったあと、レジストの現像を行う。その後、エッチング（主に、ドライエッチング）を行うことで、電子線により描画した所望のパターンにエッチングされた遮光膜を得る。
【００４５】
以上のように、本実施形態に係る電子線描画装置１０は、薄膜Ｈｃを有する基板カバーＨをマスク基板Ｍ上に載置した後、電子線による描画を行っている。このため、Ｗチャンバ４００や電子鏡筒５００で発生するパーティクルＰがマスク基板Ｍに塗布されたレジストＲに付着することを抑制できる。このため、ＰＥＢ時にパーティクルＰがレジストＲ上に残っているために生じる不具合（酸の発生が過剰又は過少となり、現像後のレジストパターンの精度が低下すること）を抑制することができる。なお、描画の際に、基板カバーＨの薄膜Ｈｃ上に存在するパーティクルによる電子線の散乱は、ほとんど問題とならないことはすでに述べたとおりである。
【００４６】
また、薄膜Ｈｃは、非常に薄いため、電子線は薄膜Ｈｃによりほとんど散乱されずにレジストＲへ到達する。このため、薄膜Ｈｃを設けたことによる電子線による描画にはほとんど影響がない。また、加速電圧の絶対値を５０ｋＶ以上としているので、電子線の電子がパーティクルＰにより散乱されにくくなる。このため、電子線Ｂによる描画精度がほとんど低下しない。
【００４７】
さらに、基板カバーＨの薄膜Ｈｃは、圧着もしくは挟持により枠体Ｈｂに保持されているので、交換が可能である。また、基板カバーＨの薄膜Ｈｃのパーティクルを測定することで、パーティクル数や大きさの分布をモニタすることができる。このため、マスク基板Ｍの描画に必要なランニングコストを低減することができる。
【００４８】
（その他の実施形態）
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、上記実施形態は、例示であり、本発明を上記実施形態に限定することを意図するものではない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００４９】
１０…電子線描画装置、１１０…載置台、１２０…搬送ロボット、２００…Ｉ／Ｏチャンバ、２１０…真空ポンプ、２２０…ガス供給系、３００…Ｒチャンバ、３１０…真空ポンプ、３２０…アライメント室、３３０…基板カバー収容室、３４０…搬送ロボット、４００…Ｗチャンバ、４１０…真空ポンプ、４２０…ステージ、４３０Ａ，４３０Ｂ…駆動機構、５００…電子鏡筒、５１０…電子銃、５２０…アパーチャ、５３０…偏向器、５４０…レンズ、６００…制御機構、Ｃ…容器、Ｇ１-Ｇ３…ゲートバルブ、Ｈ…基板カバー、Ｈａ…アースピン、Ｈｂ…枠体、Ｈｃ…薄膜、Ｍ…マスク基板、Ｐ…パーティクル、Ｒ…レジスト。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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