(57)【要約】【課題】汚染物の帯電の影響を軽減するのに有利な描画装置を提供する。【解決手段】複数の荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、前記複数の荷電粒子線を生成するための複数の開口が形成された領域を内包する開口領域と、前記開口領域を囲む周辺領域とを含むアパーチャアレイを有し、前記アパーチャアレイは、前記複数の開口を通過する前記複数の荷電粒子線に対して、前記周辺領域における汚染物の帯電により生成される電場の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽構造を有することを特徴とする描画装置を提供する。【選択図】図１
2014045153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、
前記複数の荷電粒子線を生成するための複数の開口が形成された領域を内包する開口領域と、前記開口領域を囲む周辺領域とを含むアパーチャアレイを有し、
前記アパーチャアレイは、前記複数の開口を通過する前記複数の荷電粒子線に対して、前記周辺領域における汚染物の帯電により生成される電場の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽構造を有することを特徴とする描画装置。
【請求項２】
前記周辺領域における荷電粒子線の強度は、前記開口領域における荷電粒子線の強度より低い、ことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
【請求項３】
前記周辺領域における荷電粒子線の強度は、前記開口領域における荷電粒子線の最大強度の半分以下の強度である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の描画装置。
【請求項４】
前記遮蔽構造は、前記周辺領域に形成された溝を含む、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の描画装置。
【請求項５】
前記遮蔽構造は、前記開口領域の縁部に配置された凸部材を含む、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の描画装置。
【請求項６】
前記遮蔽構造は、前記周辺領域に形成された溝と、前記開口領域の縁部に配置された凸部材とを含む、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の描画装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の描画装置を用いて基板に描画を行う工程と、
前記工程で描画を行われた前記基板を現像する工程と、
を有することを特徴とする物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画装置及び物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスなどの製造工程で用いられる装置の１つとして、荷電粒子線によって基板に微細なパターンを描画（転写）する描画装置が知られている。描画装置では、荷電粒子線の照射によって描画装置の内部雰囲気に含まれる気体が分解され、アパーチャアレイなどの荷電粒子線が照射される部材に汚染物が生成（堆積）する（コンタミネーション）。このような汚染物としては、例えば、炭素（膜）が挙げられ、描画装置を構成する構成要素から放出されるアウトガスや基板に塗布されたレジスト（感光材）から放出される炭素化合物が要因となる。
【０００３】
アパーチャアレイに堆積した汚染物は、荷電粒子線又は荷電粒子線によって生成される２次電子が照射されることでプラス又はマイナスに帯電し、荷電粒子線に引力又は斥力を及ぼしうる。このため、荷電粒子線は、その目標軌道から外れるおそれがある。そこで、アパーチャアレイなどへの汚染物の堆積を抑制する技術が従来から提案されている（非特許文献１及び２参照）。非特許文献１には、酸化性ガス（酸素）を導入しながら荷電粒子線を照射することによって汚染物の堆積を抑制する技術が開示されている。また、非特許文献２には、酸化性ガス（水蒸気）を導入しながら極端紫外線（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）光を照射することによって汚染物の堆積を抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｂ．Ｖ．  Ｙａｓｈｉｎｓｋｉｙ  ｅｔ．  ａｌ．，  Ｐｒｏｃ．  ｏｆ  ＳＰＩＥ  Ｖｏｌ．  ６９２１，  １４，  ２００８
【非特許文献２】Ｓ．Ｂ．  Ｈｉｌｌ  ｅｔ．  ａｌ．，  Ｐｒｏｃ．  ｏｆ  ＳＰＩＥ  Ｖｏｌ．  ７６３６，  ＯＥ，  ２０１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術は、荷電粒子線やＥＵＶ光の強度（照度）が小さいと、汚染物の堆積を十分に抑制することができないという問題がある。従って、アパーチャアレイにおいて、荷電粒子線の強度が小さい領域、即ち、荷電粒子線が照射される領域の縁部には、汚染物が堆積してしまう。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、汚染物の帯電の影響を軽減するのに有利な描画装置を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての描画装置は、複数の荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、前記複数の荷電粒子線を生成するための複数の開口が形成された領域を内包する開口領域と、前記開口領域を囲む周辺領域とを含むアパーチャアレイを有し、前記アパーチャアレイは、前記複数の開口を通過する前記複数の荷電粒子線に対して、前記周辺領域における汚染物の帯電により生成される電場の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽構造を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、例えば、汚染物の帯電の影響を軽減するのに有利な描画装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一側面としての描画装置の構成を示す概略図である。
【図２】アパーチャアレイに堆積した汚染物の除去速度、及び、アパーチャアレイに堆積する汚染物の堆積速度のそれぞれの荷電粒子線の強度依存性を示す図である。
【図３】図１に示す描画装置において、アパーチャアレイの上に形成される荷電粒子線の強度分布、及び、アパーチャアレイに堆積する汚染物を示す図である。
【図４】図３に示す荷電粒子線の強度分布を模式的に示す図である。
【図５】図１に示す描画装置の第１アパーチャアレイの一部を模式的に示す図である。
【図６】図１に示す描画装置の第１アパーチャアレイの一部の断面を模式的に示す図である。
【図７】図１に示す描画装置の第１アパーチャアレイの周辺領域に形成される溝の一例を示す図である。
【図８】図１に示す描画装置の第１アパーチャアレイの周辺領域に形成される溝の一例を示す図である。
【図９】図１に示す描画装置の第１アパーチャアレイの開口領域に配置される凸部材の一例を示す図である。
【図１０】図１に示す描画装置の第１アパーチャアレイの周辺領域に形成される溝及び開口領域に配置される凸部材の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
図１は、本発明の一側面としての描画装置１の構成を示す概略図である。描画装置１は、荷電粒子線（電子線）を用いて基板の上にパターンを描画する（即ち、潜像パターンを基板の上の感光材に形成する）リソグラフィ装置である。
【００１３】
描画装置１は、荷電粒子源１１と、コリメータレンズ１２と、第１アパーチャアレイ１３と、第２アパーチャアレイ１４と、第１静電レンズアレイ１５と、ストッピングアパーチャアレイ１６と、ブランカーアレイ１７とを有する。また、描画装置１は、第２静電レンズアレイ１８と、ステージ１９と、ディフレクター２０と、チャンバ２１と、排気系２２とを有する。
【００１４】
荷電粒子源１１は、クロスオーバー像ＣＩを形成する。クロスオーバー像ＣＩから発散した荷電粒子線は、コリメータレンズ１２によって略平行となり、第１アパーチャアレイ１３に入射する。第１アパーチャアレイ１３には、複数の開口（例えば、円形状の開口）がマトリクス状に形成されている。第１アパーチャアレイ１３に入射した荷電粒子線は、第１アパーチャアレイ１３の複数の開口によって、複数の荷電粒子線に分割される。
【００１５】
第１アパーチャアレイ１３を通過した荷電粒子線は、第２アパーチャアレイ１４に入射する。第２アパーチャアレイ１４には、第１アパーチャアレイ１３の複数の開口のそれぞれに対して、複数の開口（例えば、円形状の開口）が形成されている。第１アパーチャアレイ１３で分割された各荷電粒子線は、第２アパーチャアレイ１４の複数の開口によって、複数の荷電粒子線に更に分割される。
【００１６】
第２アパーチャアレイ１４を通過した荷電粒子線は、円形状の開口を有する第１静電レンズアレイ１５に入射する。第１静電レンズアレイ１５は、一般的には、３枚の電極板で構成されうるが、図１では、３枚の電極板を一体的に図示している。
【００１７】
第１静電レンズアレイ１５を通過した荷電粒子線が最初にクロスオーバー像を形成する位置には、マトリクス状に配列された微小開口を有するストッピングアパーチャアレイ１６が配置されている。ストッピングアパーチャアレイ１６での荷電粒子線の遮断を伴うブランキング動作は、ブランカーアレイ１７によって行われる。
【００１８】
ストッピングアパーチャアレイ１６を通過した荷電粒子線は、第２静電レンズアレイ１８により結像され、ウエハやマスクなどの基板ＳＢの上にクロスオーバー像（不図示）を形成する。第２静電レンズアレイ１８は、第１静電レンズアレイ１５と同様に、３枚の電極板で構成されうる。
【００１９】
パターンを描画する際には、基板ＳＢを保持するステージ１９をＸ軸方向に連続的に移動（走査）させながら、ディフレクター２０によって基板ＳＢの上のクロスオーバー像をＹ軸方向に偏向させるとともに、ブランカーアレイ１７でブランキング動作を行う。この際、ディフレクター２０によるクロスオーバー像の偏向（走査）は、レーザ測長器による実時間でのステージ１９の測長結果を基準として行われる。
【００２０】
上述した構成要素（即ち、荷電粒子源１１〜ディフレクター２０）は、チャンバ２１（の内部）に収納されている。描画装置１においては、真空ポンプなどで構成される排気系２２を介して、チャンバ２１の内部を排気することによって、チャンバ２１の内部に真空環境（例えば、１×１０−５Ｐａ以下の気圧）を形成することが可能である。荷電粒子線を基板ＳＴに導く荷電粒子光学系（図１に示すコリメータレンズ１２から第２静電レンズアレイ１８までを含む光学系）が配置される光学系空間には高い真空度が要求される。従って、光学系空間には、ステージ１９が配置されてガスが多く発生しうるステージ空間とは別に、排気系が設けられていてもよい。
【００２１】
描画装置１では、荷電粒子線の照射（即ち、パターンの描画）を繰り返すことで、第１アパーチャアレイ１３や第２アパーチャアレイ１４に汚染物などの堆積物が堆積することがある。このような汚染物としては、例えば、炭素が挙げられ、描画装置１を構成する構成要素から放出されるアウトガスや基板ＳＴに塗布されたレジストから放出される炭素化合物が要因となる。かかる汚染物は、荷電粒子線又は荷電粒子線によって生成される２次電子や反射電子が照射されることでプラス又はマイナスに帯電する。その結果、第１アパーチャアレイ１３や第２アパーチャアレイ１４（の開口）を通過する荷電粒子線に引力又は斥力を及ぼし、かかる荷電粒子線がその通過すべき軌道（目標軌道）から外れてしまう。
【００２２】
一方、チャンバ２１の内部には、真空環境が形成されているが、水素や水蒸気は残留している。このような水素や水蒸気を含む雰囲気において、荷電粒子線を照射すると、炭素系の汚染物の堆積を抑制することができる。第１アパーチャアレイ１３は、基板ＳＴまでの距離が遠いため、基板ＳＴに塗布されたレジストに起因する炭素化合物の影響は小さいが、荷電粒子源１１までの距離が近いため、荷電粒子線が高い強度（照度）で照射される。
【００２３】
図２は、第１アパーチャアレイ１３や第２アパーチャアレイ１４に堆積した汚染物の除去速度、及び、第１アパーチャアレイ１３や第２アパーチャアレイ１４に堆積する汚染物の堆積速度のそれぞれの荷電粒子線の強度依存性を示す図である。図２では、汚染物の除去速度及び堆積速度を縦軸に採用し、照射される荷電粒子線の強度を横軸に採用している。図２を参照するに、荷電粒子線の強度が高い場合には、水素や水蒸気による汚染物の堆積抑制効果が大きいことがわかる。また、汚染物の除去速度を表す曲線と汚染物の堆積速度を表す曲線との交点に対応する荷電粒子線の強度（の値）よりも低い強度の領域（強度領域）において、汚染物が堆積することになる。
【００２４】
描画装置１において、荷電粒子源１１からの荷電粒子線は、図３に示すように、第１アパーチャアレイ１３の上に強度分布ＩＤを形成する。図４は、第１アパーチャアレイ１３の上に形成される強度分布ＩＤを模式的に示す図である。図４では、荷電粒子線の強度を縦軸に採用し、第１アパーチャアレイ上の位置を横軸に採用している。図３及び図４に示すように、荷電粒子線の強度が低い領域（低強度領域）において、汚染物ＣＮが堆積する。このように、第１アパーチャアレイ１３に照射される荷電粒子線は強度分布ＩＤを有し、その低強度領域において汚染物ＮＣが第１アパーチャアレイ１３に堆積する。
【００２５】
図５は、第１アパーチャアレイ１３の一部を模式的に示す図である。第１アパーチャアレイ１３は、荷電粒子源１１からの荷電粒子線を複数の荷電粒子線に分割するための（即ち、荷電粒子線が通過するための）複数の開口１３１ａが形成された領域を内包する開口領域１３１と、開口領域１３１を囲む周辺領域１３２とを含む。ここで、周辺領域１３２における荷電粒子線の強度は、開口領域１３１における荷電粒子線の強度よりも低く、例えば、開口領域１３１における荷電粒子線の最大強度の半分以下の強度である。水素や水蒸気による汚染物の堆積抑制効果は、上述したように、荷電粒子線の強度に依存し、第１アパーチャアレイ１３の上の荷電粒子線の強度が低い領域、即ち、周辺領域１３２では、汚染物ＣＮの堆積が進行してしまう。
【００２６】
図６は、第１アパーチャアレイ１３の一部の断面を模式的に示す図である。図６を参照するに、第１アパーチャアレイ１３の上の荷電粒子線の強度が低い領域である周辺領域１３２に、汚染物ＣＮが堆積している。そこで、本実施形態では、周辺領域１３２に堆積する汚染物ＣＮの荷電粒子線の照射による帯電が複数の開口１３１ａを通過する複数の荷電粒子線に与える影響を低減する構造として、導電性を有する溝２１０が周辺領域１３２に形成されている。換言すれば、第１アパーチャアレイ１３は、複数の開口１３１ａを通過する複数の荷電粒子線に対して、周辺領域１３２における汚染物ＣＮの帯電により生成される電場の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽構造を有する。溝２１０は、汚染物ＣＮから電子線を見込んだ場合に、溝２１０の少なくとも一部がその見込む範囲を制限する。上述したように、汚染物ＣＮは、荷電粒子線が照射されることで帯電し、周辺の電場を変化させ、荷電粒子線に対して引力又は斥力を与えてしまうため、開口１３１ａを通過する荷電粒子線が目標軌道から外れてしまいうる。そこで、本実施形態では、溝２１０の少なくとも一部によって、汚染物ＣＮの帯電に起因する電場が荷電粒子線に与える影響（引力又は斥力）を低減（軽減）している。
【００２７】
図７は、第１アパーチャアレイ１３の周辺領域１３２に形成される溝２１０の一例を示す図である。図７に示すように、溝２１０は、開口領域１３１を取り囲むように環状に形成されている。また、溝２１０は、汚染物ＣＮを挟むように（即ち、汚染物ＣＮが堆積する位置を挟んで）、溝内壁２１２及び溝外壁２１４が形成されている。溝内壁２１２は、汚染物ＣＮが第１アパーチャアレイ１３の開口１３１ａを通過する荷電粒子線を見込む範囲を制限し、汚染物ＣＮの帯電が荷電粒子線に与える影響（引力又は斥力）を低減する。溝２１０は、図７では、環状の閉曲線に沿って連続的に形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、図８に示すように、環状の閉曲線に沿って、複数の溝２１０が部分的（断続的）に形成されていてもよい。
【００２８】
このように、第１アパーチャアレイ１３の周辺領域１３２に導電性を有する溝２１０を形成することによって、周辺領域１３２に堆積する汚染物ＣＮの帯電による電場の影響を低減することができる。即ち、汚染物ＣＮの帯電による荷電粒子線への影響（引力又は斥力）が低減し、荷電粒子線が目標軌道から外れることが防止又は低減される。従って、描画装置１は、優れた描画精度を実現することができる。また、描画装置１は、汚染物ＣＮの洗浄頻度を低減しうるため、生産性の点でも有利である。
【００２９】
また、周辺領域１３２に堆積する汚染物ＣＮの帯電が複数の開口１３１ａを通過する複数の荷電粒子線に与える影響を低減する構造は、周辺領域１３２に形成される溝２１０に限定されるものではない。例えば、汚染物ＣＮの帯電が複数の開口１３１ａを通過する複数の荷電粒子線に与える影響を低減する構造は、図９に示すように、第１アパーチャアレイ１３の開口領域１３１の周囲（縁部）に環状に配置される凸部材２２０であってもよい。凸部材２２０は、導電性を有し、汚染物ＣＮから電子線を見込んだ場合に、凸部材２２０の少なくとも一部がその見込む範囲を制限する。ここで、凸部材２２０が開口領域１３１（即ち、荷電粒子線の強度が高い領域）に配置される理由は、荷電粒子線の照射によって、凸部材２２０に汚染物ＣＮが堆積することを防止又は低減するためである。凸部材２２０は、グラウンドに接続（即ち、接地）され、第１アパーチャアレイ１３と等電位になるようにしているため、荷電粒子線の照射によって凸部材２２０が帯電することはなく、荷電粒子線に影響を与えることもない。
【００３０】
また、図１０に示すように、周辺領域１３２に形成される溝２１０と、開口領域１３１に配置される凸部材２２０とを組み合わせて、汚染物ＣＮの帯電が複数の開口１３１ａを通過する複数の荷電粒子線に与える影響を低減する構造としてもよい。溝２１０の深さは深いほど効果的であるが、第１アパーチャアレイ１３の機械的な強度を維持するために、その深さには限度がある。そこで、溝２１０と凸部材２２０とを組み合わせることで、溝２１０の深さを抑えながらも、凸部材２２０によって、汚染物ＣＮの帯電による荷電粒子線への影響（引力又は斥力）を効果的に低減することができる。
【００３１】
また、本実施形態では、複数の開口１３１ａを通過する複数の荷電粒子線に汚染物ＣＮの帯電が与える影響を低減する構造を第１アパーチャアレイ１３に適用する場合を例に説明したが、第２アパーチャアレイ１４に適用してもよい。上述したように、第２アパーチャアレイ１４には、第１アパーチャアレイ１３の複数の開口のそれぞれに対して、複数の開口（サブアパーチャセット）が形成されている。従って、サブアパーチャセットごとに、サブアパーチャセットを通過する複数の荷電粒子線に汚染物ＣＮの帯電が与える影響を低減する構造（溝２１０及び凸部材２２０の少なくとも一方と同様の構造）を構成すればよい。
【００３２】
本実施形態の描画装置１は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布されたレジストに描画装置１を用いて潜像パターンを形成する工程（基板に描画を行う工程）と、かかる工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
【００３３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図１】
2014045153.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2014045153.tif 000010
【図９】
2014045153.tif 000011
【図１０】
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