(57)【要約】【課題】パーティクルに起因するマスク描画装置のダウンタイムを低減できるマスク描画装置のクリーニング方法及びマスク描画装置を提供すること。【解決手段】マスク基板に電子ビームを照射して、所定のパターンを描画するマスク描画装置のクリーニング方法であって、ガラス基板、セラミック基板又は金属基板上に、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）又は、これらの合金を主成分とし、厚みが５０μｍ〜１００μｍの範囲内である金属膜が形成されたクリーニング基板を前記ステージ上に載置する工程と、前記ステージに載置された前記クリーニング基板の金属膜に前記電子ビームを照射し、前記金属膜から反射された反射電子により対物レンズの下面又はアース体の少なくとも一方をクリーニングする工程と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスク基板に電子ビームを照射して、所定のパターンを描画するマスク描画装置のクリーニング方法であって、
ガラス基板、セラミック基板又は金属基板上に、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）又は、これらの合金を主成分とし、厚みが５０μｍ〜１００μｍの範囲内である金属膜が形成されたクリーニング基板を前記ステージ上に載置する工程と、
前記ステージに載置された前記クリーニング基板の金属膜に前記電子ビームを照射し、前記金属膜から反射された反射電子により対物レンズの下面をクリーニングする工程と、
を有するマスク描画装置のクリーニング方法。
【請求項２】
前記金属膜は、表面に所定の間隔でマトリクス状に配置された凸部又は凹部を有する請求項１に記載のマスク画装置のクリーニング方法。
【請求項３】
前記凸部又は凹部は、２〜３ｃｍ間隔で前記金属膜に配置されている請求項２に記載のマスク描画装置のクリーニング方法。
【請求項４】
前記凸部又は凹部は、直径が１〜１０μｍの半球形状である請求項２又は請求項３に記載のマスク描画装置のクリーニング方法。
【請求項５】
マスク基板を載置するためのステージを有する処理チャンバと、
前記処理チャンバ上部に設けられ、前記ステージ上に載置された前記マスク基板に電子ビームを照射する電子ビーム照射手段を有する電子ビーム鏡筒と、
前記マスク基板を搬入出するためのロードロックチャンバと、
前記処理チャンバと、前記ロードロックチャンバとの間に設けられ、前記ロードロックチャンバから前記ステージ上へ前記マスク基板を搬送する搬送ロボットと、基板上に金属膜が形成されたクリーニング基板を収容する収容室とを有する搬送チャンバと、
を備え、
前記搬送ロボットは、前記搬送チャンバの収容室に収容された前記クリーニング基板を前記ステージ上に搬送し、
前記電子ビーム照射手段は、前記ステージに載置された前記クリーニング基板の金属膜に前記電子ビームを照射し、前記金属膜から反射された反射電子により対物レンズの下面をクリーニングするマスク描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、マスク描画装置のクリーニング方法及びマスク描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マスク描画装置は、基板（主にガラス基板）及び該基板上に成膜された遮光膜（例えば、クロム（Ｃｒ））からなるマスク基板（ブランク）に電子ビームを照射して所定のパターンを描画する装置である。マスク描画装置にて所定のパターンが描画されたマスク基板は、その後、現像、エッチング等の処理を行い、半導体装置や液晶パネルを製造する際の露光用マスクとして使用される。
【０００３】
ところで、半導体や液晶の分野では、パターンの微細化が進んでいる。これに伴い、マスク上にある異物（以下、パーティクル）が与える影響が大きくなっている。このため、従来からパーティクルを低減する方法が種々提案されている。
【０００４】
このパーティクルには、描画時にマスク基板周辺に配置される対物レンズ（ＯＬ）や、マスク基板を設置するアース体を発生源とするものがある。一般的に、この対物レンズ（ＯＬ）やアース体を発生源とするパーティクルは、時間の経過（マスク描画装置の使用）と共に減少する。
【０００５】
このため、従来は、ダミーのマスク基板を用いて描画を行い、パーティクル数が許容できる値（スペック値）を下回るまでマスク描画装置を使用していた。しかし、当然のことながら、パーティクル数がスペック値を下回る値となるまでは、マスク描画装置を正規のマスク描画に用いることができない。そして、この正規のマスク基板に描画できない期間は、ダウンタイムとなるため、マスク描画装置の生産性が低下するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平２−２７５６３０号公報
【特許文献２】特開平１０−２２３５１２号公報
【特許文献３】特開２０００−２８６２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本実施形態は、パーティクルに起因するマスク描画装置のダウンタイムを低減できるマスク描画装置のクリーニング方法及びマスク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】
【０００８】
実施形態に係るマスク描画装置のクリーニング方法は、マスク基板に電子ビームを照射して、所定のパターンを描画するマスク描画装置のクリーニング方法であって、ガラス基板、セラミック基板又は金属基板上に、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）又は、これらの合金を主成分とし、厚みが５０μｍ〜１００μｍの範囲内である金属膜が形成されたクリーニング基板を前記ステージ上に載置する工程と、前記ステージに載置された前記クリーニング基板の金属膜に前記電子ビームを照射し、前記金属膜から反射された反射電子により対物レンズの下面又はアース体の少なくとも一方をクリーニングする工程と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係るマスク描画装置の模式図。
【図２】実施形態に係るクリーニング基板の断面図。
【図３】実施形態に係るクリーニング時の模式図。
【図４】実施形態の変形例に係るマスク描画装置の模式図。
【図５】実施形態の変形例に係るクリーニング基板の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
（実施形態）
図１は、実施形態に係るマスク描画装置１０の模式図である。図１（ａ）は、マスク描画装置１０の平面図である。図１（ｂ）は、マスク描画装置１０の断面図である。以下、図１を参照して、マスク描画装置１０の構成について説明する。なお、図１（ａ）では、電子ビーム鏡筒５００の図示を省略している。
【００１２】
図１に示すように、マスク描画装置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、電子ビーム鏡筒５００と、制御機構６００と、ゲートバルブＧ１〜Ｇ３とを備える。なお、ロボットチャンバ（Ｒチャンバ）３００は、搬送チャンバを構成する。
【００１３】
Ｉ／Ｆ１００は、ガラス基板上に遮光膜（例えば、クロム（Ｃｒ））とレジスト膜とが積層されたマスク基板Ｗ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Ｗを搬送する搬送ロボット１２０とを備える。
【００１４】
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Ｗを搬入出するためのいわゆる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）を供給する。
【００１５】
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。
【００１６】
Ｒチャンバ３００は、真空ポンプ３１０と、アライメント室３２０と、アース体収容室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。
【００１７】
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Ｗを位置決め（アライメント）するためのチャンバである。アース体収容室３３０は、アース体Ｈを収容するチャンバである。
【００１８】
アース体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とを備える。アース体Ｈは、マスク基板Ｗ上に載置された状態で、マスク基板Ｗ上に電子ビームによる描画が行われる。この際、アース体Ｈは、図示しないアースと接続されている。つまり、アース体Ｈは、電子ビームの照射によるマスク基板Ｗへの電荷の蓄積（チャージ）を防止する。搬送ロボット３４０は、Ｉ／Ｏチャンバ２００、アライメント室３２０、アース体収容室３３０及びＷチャンバ４００間で、マスク基板Ｗを搬送する。
【００１９】
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。
【００２０】
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Ｗ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。
【００２１】
電子ビーム鏡筒５００は、電子銃５１０、アパーチャ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））等から構成される電子ビーム照射手段を備え、Ｘ−Ｙステージ４２０上に載置されたマスク基板Ｗに電子ビームを照射する。
【００２２】
制御機構６００は、例えば、コンピュータ等であり、マスク描画装置１０を制御する。
【００２３】
図２は、マスク描画装置１０をクリーニング（具体的には、Ｗチャンバ４００で発生するパーティクルを低減）する際に使用するクリーニング基板２０の断面図である。クリーニング基板２０は、基板２１と、基板２１上に積層された金属膜２２とを備える。基板２１は、ガラス基板、セラミック（例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３））基板又は金属基板である。金属膜２２は、厚みが、５０μｍ〜１００μｍであり、スパッタ法や蒸着法により、基板２１上に積層される。金属膜２２は、重金属（例えば、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ））又は、これら重金属の合金を主成分とする。
【００２４】
この実施形態では、後述するように、クリーニング基板２０へ電子ビームを照射し、クリーニング基板２０から散乱される反射電子を利用して、マスク描画装置１０の対物レンズ５４０の下面やアース体Ｈに付着したパーティクルを除去する。このため、クリーニング基板２０には、反射電子を放出しやすい重金属（例えば、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ））又は、これら重金属の合金を主成分とする金属膜２２を設けている。なお、ここで主成分とは、物質を構成する成分の中で成分比が一番多い元素または元素群のことをいう。
【００２５】
（マスク描画装置１０の動作）
次に、マスク描画装置１０をクリーニングする際の動作について説明する。なお、以下に説明するマスク描画装置１０の動作は、制御機構６００により制御される。
【００２６】
初めに、図２を参照して説明したクリーニング基板２０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、クリーニング基板２０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。
【００２７】
搬送ロボット１２０は、クリーニング基板２０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。
【００２８】
次に、搬送ロボット３４０は、クリーニング基板２０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、クリーニング基板２０をアライメント室３２０へ搬送する。アライメント室３２０で、クリーニング基板２０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、クリーニング基板２０をアース体収容室３３０内へ搬送する。
【００２９】
次に、搬送ロボット３４０は、アース体収容室３３０に収容されたアース体Ｈを、クリーニング基板２０上に載置する。次に、ゲートバルブＧ３がＯｐｅｎする。搬送ロボット３４０は、クリーニング基板２０をＲ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Ｒチャンバ４００内から退避した後、ゲートバルブＧ３がＣｌｏｓｅする。
【００３０】
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、電子ビーム鏡筒５００から電子ビームがクリーニング基板２０へ照射される。
【００３１】
図３は、クリーニング基板２０へ電子ビームＢを照射した時（クリーニング時）の状態を表す模式図である。図３に示すように、電子ビームＢがクリーニング基板２０の金属膜２２に照射されると、電子ビームＢが金属膜２２で反射されて反射電子ｅが周囲に散乱する。対物レンズ５４０の下面に設けられた反射防止板ＡＲやアース体Ｈに付着したパーティクルＰは、この反射電子ｅとクーロン力による相互干渉を起こし、反射防止板ＡＲやアース体Ｈから除去される。
【００３２】
駆動機構４３０Ａ，４３０Ｂは、Ｘ−Ｙステージ４２０をＸ方向及びＹ方向に移動させて、周端部を除くクリーニング基板２０の全面へ電子ビームＢを照射させる。なお、電子ビームＢの照射出力は、パーティクルＰを除去する観点から高くすることが好ましい。
【００３３】
クリーニング基板２０を用いたクリーニングが終了すると、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、クリーニング基板２０をＲチャンバ４００から取り出す。次に、ゲートバルブＧ３がＣｌｏｓｅする。搬送ロボット３４０は、クリーニング基板２０をアース体収容室３３０内へ搬送し、クリーニング基板２０上にアース体Ｈを載置した時とは逆の手順で、アース体Ｈをアース体収容室３３０内へ収容する。
【００３４】
次に、ゲートバルブＧ２がＯｐｅｎし、搬送ロボット３４０は、クリーニング基板２０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。
【００３５】
搬送ロボット１２０は、Ｉ／Ｏチャンバ２００内からクリーニング基板２０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、クリーニング基板２０を容器Ｃ内へ収容する。
【００３６】
以上のように、この実施形態では、基板２１上に金属膜２２が形成されたクリーニング基板２０に電子ビームＢを照射し、対物レンズ５４０の下面に設けられた反射防止板ＡＲやアース体Ｈに付着したパーティクルＰを除去している。このため、マスク描画装置１０の反射防止板ＡＲやアース体Ｈを発生源とするパーティクルＰを低減することができる。
【００３７】
また、クリーニング基板２０には、反射電子ｅを放出しやすい重金属（例えば、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ））又は、これら重金属の合金を主成分とする金属膜２２を設けている。さらに、重金属として、融点の高いタンタル（Ｔａ）やタングステン（Ｗ）を用いているので、出力を上げた状態で電子ビームＢを照射することができる。このため、クリーニング基板２０の金属膜２２からの反射電子ｅの数を増加することができる。
【００３８】
この結果、レンズ５４０の反射防止板ＡＲやアース体Ｈに付着したパーティクルＰを加速度的に除去することができ、パーティクル数がスペック値を下回る値となるまでに必要な時間を短縮することができる。この結果、マスク描画装置１０のダウンタイムを低減することができる。
【００３９】
（実施形態の変形例）
図４は、実施形態の変形例に係るマスク描画装置１０Ａの模式図である（電子ビーム鏡筒５００の図示を省略している）。この実施形態の変形例では、クリーニング基板２０を収容するクリーニング基板収容室３５０をＲチャンバ３００に設けた点が、図１を参照して説明したマスク描画装置１０と異なる。なお、その他の構成は、図１を参照して説明したマスク描画装置１０と同じであるため、同一の構成に同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００４０】
図４に示すマスク描画装置１０Ａのように構成すれば、クリーニングの度に、クリーニング基板２０を容器Ｃから搬送する必要がなくなるため、マスク描画装置１０Ａのダウンタイムをさらに低減することができる。
【００４１】
図５は、実施形態の変形例に係るクリーニング基板２０Ａ，２０Ｂの断面図である。なお、図５には、クリーニング基板２０Ａ，２０Ｂへ電子ビームを照射した時（クリーニング時）の状態を模式的に示している。
【００４２】
図５（ａ）に示すクリーニング基板２０Ａは、金属膜２２表面に配置された複数の凸部２２ａを有する。凸部２２ａは、直径が１〜１０μｍの半球形状であり、２〜３ｃｍの所定の間隔でマトリクス状（格子状）に金属膜２２表面に配置されている。また、図５（ｂ）に示すクリーニング基板２０Ｂは、金属膜２２表面に配置された複数の凹部２２ｂを有する。凹部２２ｂは、直径が１〜１０μｍの半球形状の窪みであり、２〜３ｃｍの所定の間隔でマトリクス状（格子状）に金属膜２２表面に配置されている。
【００４３】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、金属膜２２表面に、直径が１〜１０μｍの半球形状の凸部２２ａ又は凹部２２ｂを配置することで、クリーニング基板２０Ａ，２０Ｂに電子ビームＢを照射した際に、反射電子ｅが散乱する範囲をさらに広げることできる。この結果、パーティクルＰの除去をより広範囲に行うことができるのでクリーニング効率がさらに向上する。
【００４４】
なお、マスク描画装置の仕様にもよるが、マスク基板Ｗを電子ビームＢで描画する場合、フォギング効果が及ぶ範囲は、およそ２ｃｍ四方である。このため、凸部２２ａ又は凹部２２ｂをクリーニング基板２０Ａ，２０Ｂ表面に、２〜３ｃｍの所定の間隔でマトリクス状（格子状）に配置することで、クリーニング基板２０Ａ，２０Ｂ表面のほぼ全面に電子を照射することができ、パーティクルＰの除去をより効果的に行うことができる。
【００４５】
（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】
【００４６】
１０…マスク描画装置、２０，２０Ａ，２０Ｂ…クリーニング基板、２１…基板、２２…金属膜、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…ロボットチャンバ（Ｒチャンバ）、３１０…真空ポンプ、３２０…アライメント室、３３０…アース体収容室、３４０…搬送ロボット、４００…ライティングチャンバ（Ｗチャンバ）、４１０…真空ポンプ、４２０…Ｘ−Ｙステージ、４３０Ａ，４３０Ｂ…駆動機構、５００…電子ビーム鏡筒、５１０…電子銃、５２０…アパーチャ、５３０…偏向器、６００…制御機構、Ｂ…電子ビーム、Ｃ…容器、Ｇ１〜Ｇ３…ゲートバルブ、Ｈ…アース体、Ｐ…パーティクル（異物）、ＡＲ…反射防止板、Ｗ…マスク基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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