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JP2005108867A - Exposure mask and electron beam exposure system - Google Patents

Exposure mask and electron beam exposure system Download PDF

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JP2005108867A
JP2005108867A JP2003335867A JP2003335867A JP2005108867A JP 2005108867 A JP2005108867 A JP 2005108867A JP 2003335867 A JP2003335867 A JP 2003335867A JP 2003335867 A JP2003335867 A JP 2003335867A JP 2005108867 A JP2005108867 A JP 2005108867A
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JP
Japan
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wafer
thin film
mask
electron beam
film portion
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Application number
JP2003335867A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Taichi Fujita
太一 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Tokyo Seimitsu Co Ltd filed Critical Tokyo Seimitsu Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the thin film part of an exposure mask being used in an exposure system from being damaged by adhering to a wafer. <P>SOLUTION: The exposure mask 30 is provided with a mechanical stopper 35 for preventing contact of a thin film part 32 and a wafer 40 on the surface of the thin film part 32 opposing the wafer and having an opening 33 corresponding to an exposure pattern. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体集積回路などの製作工程で使用される微細パターンを露光する露光装置で使用される露光マスクに関し、特に露光パターンに対応する開口を有するマスクを半導体ウエハなどの試料の表面に近接して配置し、マスクに電子ビームを照射して開口を通過した電子ビームで露光を行う電子ビーム近接露光装置で使用される露光マスクに関する。   The present invention relates to an exposure mask used in an exposure apparatus that exposes a fine pattern used in a manufacturing process such as a semiconductor integrated circuit, and in particular, a mask having an opening corresponding to the exposure pattern is close to the surface of a sample such as a semiconductor wafer. The present invention relates to an exposure mask used in an electron beam proximity exposure apparatus in which an exposure is performed with an electron beam that has been disposed and irradiated with an electron beam through an opening.

近年、半導体集積回路の高集積化のニーズに伴い、回路パターンの一層の微細化が要望されている。現在、微細化の限界を規定しているのは主として露光装置であり、電子ビーム直接描画装置やX線露光装置などの新しい方式の露光装置が開発されている。   In recent years, with the need for higher integration of semiconductor integrated circuits, further miniaturization of circuit patterns has been demanded. At present, the limits of miniaturization are mainly limited to exposure apparatuses, and new exposure apparatuses such as an electron beam direct writing apparatus and an X-ray exposure apparatus have been developed.

最近では新しい方式の露光装置として、量産レベルで超微細加工用に使用可能な電子ビーム近接露光装置が開示されている(例えば特許文献1、およびこれに対応する日本国特許出願の特許文献2)。   Recently, an electron beam proximity exposure apparatus that can be used for ultrafine processing at a mass production level has been disclosed as a new type of exposure apparatus (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2 corresponding to Japanese Patent Application). .

図1は、特許文献1に開示された電子ビーム近接露光装置の基本構成を示す図である。この図を参照して、従来の電子ビーム近接露光装置について簡単に説明する。図示するように、電子光学鏡筒(カラム)10内には、電子ビーム15を発生する電子ビーム源14と整形アパーチャ16と電子ビーム15を平行ビームにする照射レンズ18とを有する電子銃12、対となる主偏向器22、24と、対となる副偏向器51、52とを含み、電子ビームを光軸に平行に走査する走査手段21と、露光するパターンに対応する開口を有するマスク30と、静電チャック44と、XYステージ46とから構成される。   FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of an electron beam proximity exposure apparatus disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG. A conventional electron beam proximity exposure apparatus will be briefly described with reference to FIG. As shown in the drawing, an electron gun 12 having an electron beam source 14 for generating an electron beam 15, a shaping aperture 16, and an irradiation lens 18 for making the electron beam 15 a parallel beam, A scanning unit 21 that includes a pair of main deflectors 22 and 24 and a pair of sub-deflectors 51 and 52 and that scans the electron beam parallel to the optical axis, and a mask 30 having an opening corresponding to the pattern to be exposed. And an electrostatic chuck 44 and an XY stage 46.

露光用のマスク30は、図2に示すように、厚い外縁部34内の中央に開口の形成された薄膜部32を有しており、薄膜部32には露光するパターンに対応する開口33が設けられている。そして、静電チャック44に吸着されたウエハ40に近接するように(露光用のマスク30とウエハ40とのギャップが、例えば50μmとなるように)配置して、マスク30に垂直に電子ビームを照射することにより、マスクの開口33を通過した電子ビームを試料40の表面のレジスト層42に照射する。   As shown in FIG. 2, the exposure mask 30 has a thin film portion 32 having an opening formed in the center of the thick outer edge portion 34, and the thin film portion 32 has an opening 33 corresponding to the pattern to be exposed. Is provided. And it arrange | positions so that it may adjoin to the wafer 40 attracted | sucked by the electrostatic chuck 44 (so that the gap of the mask 30 for exposure and the wafer 40 may be set to 50 micrometers, for example), and an electron beam is perpendicular | vertical to the mask 30 By irradiating, the resist layer 42 on the surface of the sample 40 is irradiated with the electron beam that has passed through the opening 33 of the mask.

走査手段21中の主偏向器22、24は、図3に示すように電子ビーム15が露光用のマスク30の薄膜部32の全面を走査するように電子ビームを偏向制御する。これにより、マスク30のマスクパターンがウエハ40上のレジスト層42に等倍転写される。   The main deflectors 22 and 24 in the scanning means 21 control the deflection of the electron beam so that the electron beam 15 scans the entire surface of the thin film portion 32 of the exposure mask 30 as shown in FIG. As a result, the mask pattern of the mask 30 is transferred to the resist layer 42 on the wafer 40 at the same magnification.

また、走査手段21中の副偏向器51、52は、マスク歪みを補正するように電子ビームのマスクパターンへの入射角度を制御(傾き補正)する。いま図4に示されるように電子ビーム15の露光用のマスク30への入射角度をα、露光用のマスク30とウエハ40とのギャップをGとすると、入射角度αによるマスクパターンの転写位置のずれ量δは、次式、
δ=G・tanα
で表される。
Further, the sub deflectors 51 and 52 in the scanning unit 21 control (inclination correction) the incident angle of the electron beam to the mask pattern so as to correct the mask distortion. As shown in FIG. 4, when the incident angle of the electron beam 15 to the exposure mask 30 is α and the gap between the exposure mask 30 and the wafer 40 is G, the transfer position of the mask pattern by the incident angle α is as follows. The deviation amount δ is expressed by the following equation:
δ = G ・ tanα
It is represented by

図4上でマスクパターンは、ずれ量δだけ正規の位置からずれた位置に転写される。したがって、露光用のマスク30に例えば図5(A)に示されるようなマスク歪みがある場合には、電子ビーム走査位置におけるマスク歪みに応じて電子ビームの傾き制御を行うことにより、図5(B)に示されるようにマスク歪みのない状態でのマスクパターンが転写される。   In FIG. 4, the mask pattern is transferred to a position shifted from the normal position by a shift amount δ. Therefore, when the exposure mask 30 has a mask distortion as shown in FIG. 5A, for example, the tilt control of the electron beam is performed according to the mask distortion at the electron beam scanning position, thereby FIG. As shown in B), the mask pattern without mask distortion is transferred.

XYステージ46は、静電チャック44に吸着されたウエハ40を水平の直交2軸方向に移動させるもので、マスクパターンの等倍転写が終了する毎にウエハ40を所定量移動させ、これにより1枚のウエハ40に複数のマスクパターンを転写できるようにしている。   The XY stage 46 moves the wafer 40 adsorbed by the electrostatic chuck 44 in two horizontal orthogonal axes, and moves the wafer 40 by a predetermined amount each time the mask pattern is transferred at an equal magnification. A plurality of mask patterns can be transferred to a single wafer 40.

米国特許第5,831,272号明細書U.S. Pat.No. 5,831,272 日本特許第2951947号公報Japanese Patent No. 2951947

回路パターンを微細化するためには、マスク30の開口33の線幅を狭くする必要がある。そして、この狭い線幅の開口33に電子ビーム15を通過させて微細化されたパターンを精度良く整形させるには、マスク薄膜部32が非常に薄く形成されることが要求される。
また、露光装置のスループットを上げるためには、できるだけ大きなパターン(例えば1ダイ分)を同じマスクで露光する必要があるため、マスク薄膜部32の面積は大きく形成されることが要求される。
したがって、マスク薄膜部32は薄くかつ大きく形成されることが要求され、自重による微少なたわみが生じることとなる。
In order to reduce the circuit pattern, it is necessary to narrow the line width of the opening 33 of the mask 30. The mask thin film portion 32 is required to be formed very thin in order to accurately shape a miniaturized pattern by passing the electron beam 15 through the opening 33 having a narrow line width.
Further, in order to increase the throughput of the exposure apparatus, it is necessary to expose as large a pattern as possible (for example, for one die) with the same mask, so that the mask thin film portion 32 is required to be formed with a large area.
Therefore, the mask thin film portion 32 is required to be thin and large, and a slight deflection due to its own weight occurs.

ここで、上述のような近接露光方式の電子ビーム露光装置では、マスク30とウエハ40とが非常に近接して配置され、マスク30とウエハ40の間には、電子ビーム15の照射によってウエハ40に蓄積された電荷によるクーロン力や、マスク30とウエハ40間の分子間力などの、様々な吸引力が作用している。したがって、上述のマスク薄膜部32のたわみのためにウエハ40と更に接近することによって前記吸引力が強力に作用すると、マスク薄膜部32がウエハ40に面接着してしまい、最悪の場合にはマスク薄膜部32が破損される恐れがある。   In the proximity exposure type electron beam exposure apparatus as described above, the mask 30 and the wafer 40 are arranged very close to each other, and the wafer 40 is irradiated between the mask 30 and the wafer 40 by irradiation of the electron beam 15. Various attractive forces such as Coulomb force due to the electric charge accumulated in the substrate and intermolecular force between the mask 30 and the wafer 40 are acting. Therefore, if the suction force acts strongly by approaching the wafer 40 due to the deflection of the mask thin film portion 32 described above, the mask thin film portion 32 adheres to the wafer 40, and in the worst case, the mask. The thin film portion 32 may be damaged.

上記問題点を鑑みて、本発明は、露光装置で使用される露光用マスクの薄膜部がウエハに面接着することを防止し、マスク薄膜部の破損を防止することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to prevent the thin film portion of an exposure mask used in an exposure apparatus from being bonded to the wafer and to prevent the mask thin film portion from being damaged.

上記目的を達成するため、本発明の露光マスクは、マスク薄膜部のウエハとの対向面にメカニカルストッパを備える。
すなわち、本発明の露光マスクは、ウエハに露光するパターンに対応する開口を有する薄膜部と、薄膜部のウエハとの対向面に設けられ、薄膜部の前記対向面がウエハに所定距離内に接近したときウエハに接触し、薄膜部とウエハとの接触を防ぐメカニカルストッパとを備える。
In order to achieve the above object, the exposure mask of the present invention includes a mechanical stopper on the surface of the mask thin film portion facing the wafer.
In other words, the exposure mask of the present invention is provided on the opposing surface of the thin film portion having an opening corresponding to the pattern exposed to the wafer and the wafer of the thin film portion, and the opposing surface of the thin film portion approaches the wafer within a predetermined distance. And a mechanical stopper that contacts the wafer and prevents contact between the thin film portion and the wafer.

薄膜部に設けるメカニカルストッパは、マスク薄膜部のウエハとの対向面に突起部を設けることにより実現することが可能である。   The mechanical stopper provided on the thin film portion can be realized by providing a protrusion on the surface of the mask thin film portion facing the wafer.

また、このようなメカニカルストッパ(突起部)を導電性材料で形成すれば、露光マスクとウエハとの導通を検出して、メカニカルストッパがウエハに接触しているか否かを判定することが可能となる。   In addition, if such a mechanical stopper (projection) is formed of a conductive material, it is possible to determine whether the mechanical stopper is in contact with the wafer by detecting conduction between the exposure mask and the wafer. Become.

そのために、本発明の電子ビーム露光装置は、露光マスクとウエハとの導通状態を検出する導通検出器を備える。   For this purpose, the electron beam exposure apparatus of the present invention includes a continuity detector that detects the continuity between the exposure mask and the wafer.

上記のように、本発明の露光マスクは、マスク薄膜部のウエハとの対向面にメカニカルストッパを備えるので、薄膜部の前記対向面がウエハに所定距離内に接近したとき、薄膜部の前記対向面がウエハに接触する前に、メカニカルストッパがウエハに点接触して、マスク薄膜部とウエハが直接接触して面接着することを防止する。   As described above, since the exposure mask of the present invention includes the mechanical stopper on the surface of the mask thin film portion that faces the wafer, when the facing surface of the thin film portion approaches the wafer within a predetermined distance, the surface of the thin film portion faces the wafer. Before the surface comes into contact with the wafer, the mechanical stopper makes point contact with the wafer to prevent direct contact between the mask thin film portion and the wafer and surface adhesion.

メカニカルストッパとウエハとの接触面積は、マスク薄膜部とウエハと接触面積に比して非常に小さいので、メカニカルストッパとウエハ間の吸引力は、マスク薄膜部とウエハ間の吸引力よりも小さい。
したがって本発明の露光マスクによって、ウエハに接着したマスクを離す際に生じるマスク薄膜部の脱落などの破損を防止することができる。
Since the contact area between the mechanical stopper and the wafer is much smaller than the contact area between the mask thin film portion and the wafer, the suction force between the mechanical stopper and the wafer is smaller than the suction force between the mask thin film portion and the wafer.
Therefore, the exposure mask of the present invention can prevent damage such as dropping of the mask thin film portion that occurs when the mask adhered to the wafer is released.

また、マスク薄膜部とウエハとの間にメカニカルストッパが介在することにより、薄膜部の前記対向面がウエハに所定距離以上に接近することを防止し、マスク薄膜部とウエハとが近接することによる両者間の吸引力の増大を防止する。これにより、ウエハに接近したマスクを引き離すために要する力を小さくする。   In addition, by interposing a mechanical stopper between the mask thin film portion and the wafer, the opposing surface of the thin film portion is prevented from approaching the wafer more than a predetermined distance, and the mask thin film portion and the wafer are close to each other. An increase in suction force between the two is prevented. This reduces the force required to separate the mask approaching the wafer.

また、このようなメカニカルストッパを導電性材料で形成し、電子ビーム露光装置にて露光マスクとウエハとの導通検出を行うことにより、メカニカルストッパがウエハに点接触していることを、即座に検出することが可能となる。   In addition, by forming such a mechanical stopper with a conductive material and detecting the continuity between the exposure mask and the wafer using an electron beam exposure device, it is immediately detected that the mechanical stopper is in point contact with the wafer. It becomes possible to do.

以下、添付図面を参照しつつ、本発明に係る露光マスクについて説明を行う。なお、本発明は電子ビーム露光装置に使用される露光マスクであればどのようなものにも適用可能であるが、特に近接露光方式の電子ビーム近接露光装置用マスクに適している。   The exposure mask according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The present invention can be applied to any exposure mask used in an electron beam exposure apparatus, but is particularly suitable for a mask for an electron beam proximity exposure apparatus of a proximity exposure system.

図6は、本発明に係る露光マスクの説明図である。図6(A)の上面図に示すように、露光マスク30は比較的厚手の外縁部34に囲まれる薄膜部32を有しており、この薄膜部32は、試料であるウエハに露光する露光パターンに対応する開口33と、メカニカルストッパとしての機能を果たす突起部35を備えている。   FIG. 6 is an explanatory view of an exposure mask according to the present invention. As shown in the top view of FIG. 6A, the exposure mask 30 has a thin film portion 32 surrounded by a relatively thick outer edge 34, and this thin film portion 32 exposes a wafer as a sample. An opening 33 corresponding to the pattern and a projection 35 that functions as a mechanical stopper are provided.

この突起部35は、図6(B)の側断面図に示すように薄膜部32のウエハとの対向面に、開口33を避けて設けられる。このような突起部35は、様々な方法によって実現することが可能であるが、特に薄膜部32及び開口33をドライエッチング等の手法によってマスク30に形成した後に、集束イオンビームアシスト蒸着法により薄膜部30のウエハ対向面に炭素膜や酸化シリコン膜を堆積することにより形成することが好適である。   As shown in the side sectional view of FIG. 6B, the protrusion 35 is provided on the surface of the thin film portion 32 facing the wafer while avoiding the opening 33. Such a protrusion 35 can be realized by various methods. In particular, after the thin film portion 32 and the opening 33 are formed on the mask 30 by a technique such as dry etching, the thin film is formed by a focused ion beam assisted deposition method. It is preferable to form the portion 30 by depositing a carbon film or a silicon oxide film on the wafer facing surface.

いま、上述したように薄膜部32がたわみ、ウエハ40に接近したとする。この様子を図7(A)に示す。マスク30の薄膜部32とウエハ40との間には、ウエハ40に照射され蓄積した電荷によるクーロン力等の様々な吸引力が作用している。
この吸引力は、薄膜部32とウエハ40との間隔が小さくなる程強く作用するため、薄膜部32がある程度以上接近すると、この吸引力によってウエハ40にさらに引き寄せされて、図7(B)に示すようにウエハ40に接着されるに至る。
Now, it is assumed that the thin film portion 32 bends and approaches the wafer 40 as described above. This state is shown in FIG. Various suction forces such as a Coulomb force due to the electric charges irradiated to the wafer 40 and accumulated are applied between the thin film portion 32 of the mask 30 and the wafer 40.
Since the suction force acts more strongly as the distance between the thin film portion 32 and the wafer 40 becomes smaller, when the thin film portion 32 approaches more than a certain amount, the suction force attracts the wafer 40 further, and FIG. 7B shows. As shown, it is bonded to the wafer 40.

このように薄膜部32とウエハ40とが接着されると、両者は比較的大きな接着面積で面接着される。したがって、薄膜部32とウエハ40との間には強い接着力が働き、このまま薄膜部32をウエハ40から引き離そうとすれば、薄膜部32が脱落しマスク30が破損してしまう。   When the thin film portion 32 and the wafer 40 are bonded in this manner, they are bonded to each other with a relatively large bonding area. Accordingly, a strong adhesive force acts between the thin film portion 32 and the wafer 40, and if the thin film portion 32 is to be separated from the wafer 40 as it is, the thin film portion 32 is dropped and the mask 30 is damaged.

本発明の露光マスク30では、図7(C)に示すように薄膜部32のウエハ40との対向面に突起部35を備えているので、薄膜部32がウエハ40に引き寄せされても、薄膜部32のウエハ対向面がウエハ40に至るより先に、突起部35がウエハ40に接触して、薄膜部32とウエハ40とが面接着することを防止する。   In the exposure mask 30 of the present invention, as shown in FIG. 7C, since the protrusion 35 is provided on the surface of the thin film portion 32 facing the wafer 40, even if the thin film portion 32 is attracted to the wafer 40, the thin film Prior to the wafer facing surface of the portion 32 reaching the wafer 40, the protrusion 35 contacts the wafer 40 and prevents the thin film portion 32 and the wafer 40 from being bonded to each other.

このとき突起部35とウエハ40との接触点にも、薄膜部32とウエハ40との間に作用する吸引力と同種の力が働くが、接触点の接触面積が小さいので作用する吸引力の総量が小さい。したがって薄膜部32をウエハ40から引き離しても、薄膜部32が脱落することはない。
また、薄膜部32とウエハ40との間隔は、介在する突起部35によって、突起部35の所定の高さ(例えば10μm)以上に保たれるため、薄膜部32とウエハ40との接近によって両者間に働く吸引力が極度に強くなることが防止される。
At this time, a force of the same kind as the suction force acting between the thin film portion 32 and the wafer 40 also acts on the contact point between the protrusion 35 and the wafer 40, but the contact area of the contact point is small, so The total amount is small. Therefore, even if the thin film portion 32 is separated from the wafer 40, the thin film portion 32 does not fall off.
In addition, the distance between the thin film portion 32 and the wafer 40 is maintained at a predetermined height (for example, 10 μm) or more by the projecting portion 35 interposed therebetween. The suction force acting between them is prevented from becoming extremely strong.

なお、このように突起部35は、薄膜部32とウエハ40との間に作用する吸引力に打ち勝って薄膜部32を支持する機能を果たす。したがって突起部35は、設置点が面をなすように少なくとも3箇所に設けて、薄膜部32の支持点を面とすることが好適である。   In this manner, the protrusion 35 functions to support the thin film portion 32 by overcoming the attractive force acting between the thin film portion 32 and the wafer 40. Therefore, it is preferable that the protrusions 35 are provided in at least three places so that the installation points form a surface, and the support point of the thin film portion 32 is the surface.

ところで、上述のような薄膜部を有する露光マスクには、薄膜部の機械的強度を高めるために、薄膜部を支持する梁部(ストラット)を設ける露光マスクもある。その構造を図8に示す。   Incidentally, an exposure mask having a thin film portion as described above includes an exposure mask provided with a beam portion (strut) for supporting the thin film portion in order to increase the mechanical strength of the thin film portion. The structure is shown in FIG.

図8(A)は、梁部が設けられた露光マスクの上面図であり、図8(B)はその側面図であり、図8(C)は斜視図である。図示するとおり、露光マスク30の薄膜部32には、ウエハ対向面の反対側の面に薄膜部32を張架するように支持する梁37が形成され、薄膜部32の薄膜は梁37により相互に分離されている。   8A is a top view of an exposure mask provided with a beam portion, FIG. 8B is a side view thereof, and FIG. 8C is a perspective view. As shown in the figure, a beam 37 is formed on the thin film portion 32 of the exposure mask 30 to support the thin film portion 32 on the surface opposite to the wafer-facing surface. Have been separated.

このような梁37付近には、開口33が無く機械的強度も高い。したがって、近本発明に係る露光マスクのメカニカルストッパ(突起部)を設ける露光マスク面上位置としては、梁37が形成される位置が好適である。
このように、露光マスクに上記のような梁構造を設けられる際には、前述のメカニカルストッパ(突起部)35を、薄膜部34のウエハ対向面の、梁37が形成される露光マスク30面上位置に設けるのが好ましい(図9参照)。
In the vicinity of such a beam 37, there is no opening 33 and the mechanical strength is high. Therefore, the position on the exposure mask surface where the mechanical stopper (protrusion) of the exposure mask according to the present invention is provided is preferably a position where the beam 37 is formed.
As described above, when the above-described beam structure is provided in the exposure mask, the above-described mechanical stopper (protrusion) 35 is placed on the surface of the exposure mask 30 on which the beam 37 is formed on the wafer facing surface of the thin film portion 34. The upper position is preferably provided (see FIG. 9).

また、上述のように突起部35としては、導電性材料である炭素や、絶縁性材料である酸化シリコン等の種々の電気的性質の材料で形成することが可能である。突起部35を導電性材料で形成することにより、突起部35とウエハ40との接触の有無をマスク30とウエハ40の導通チェックで検出することが可能となる。   Further, as described above, the protruding portion 35 can be formed of materials having various electrical properties such as carbon as a conductive material and silicon oxide as an insulating material. By forming the protrusions 35 with a conductive material, it is possible to detect the presence or absence of contact between the protrusions 35 and the wafer 40 by a continuity check between the mask 30 and the wafer 40.

図10は、突起部35とウエハ40との接触検出機能を備える電子ビーム近接露光装置の構成図である。電子ビーム近接露光装置の構成は、図1に示した構成に類似した構成を有するので、同一の機能部分に同一の参照番号を付して表し説明を省略する。
図示するように、電子ビーム近接露光装置1のカラム10には、電子ビーム15を発生する電子銃14、電子ビーム15を平行ビームにする照射レンズ18、主偏向器20、および副偏向器50が設けられている。
FIG. 10 is a configuration diagram of an electron beam proximity exposure apparatus having a function of detecting contact between the protrusion 35 and the wafer 40. Since the configuration of the electron beam proximity exposure apparatus has a configuration similar to the configuration shown in FIG. 1, the same functional parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
As shown, the column 10 of the electron beam proximity exposure apparatus 1 includes an electron gun 14 that generates an electron beam 15, an irradiation lens 18 that converts the electron beam 15 into a parallel beam, a main deflector 20, and a sub deflector 50. Is provided.

また、電子ビーム近接露光装置1のチャンバ8には、薄膜部32のマスク対向面にメカニカルストッパである突起部35が形成されたマスク30が設けられ、ウエハ40は露光面にレジスト層42が塗布されて、XYステージ46上に設けられたウエハチャック44に保持されている。   The chamber 8 of the electron beam proximity exposure apparatus 1 is provided with a mask 30 having a projection 35 as a mechanical stopper on the mask facing surface of the thin film portion 32, and the wafer 40 is coated with a resist layer 42 on the exposure surface. Then, it is held by a wafer chuck 44 provided on the XY stage 46.

さらに、電子ビーム近接露光装置1は、マスク30とウエハ40との導通を検出する導通検出器60を備えている。
前述の通り、突起部35は導電性材料で形成されるので、ウエハ30及びレジスト層42の材質に導電性材料が使用されている場合には、突起部35とレジスト層42とが接触によってマスク30とウエハ40とが導通する。電子ビーム近接露光装置1は、前記の導通検出器60によってマスク30とウエハ40との導通を検出することにより、突起部35とウエハ40との接触の有無を検出する。
Further, the electron beam proximity exposure apparatus 1 includes a conduction detector 60 that detects conduction between the mask 30 and the wafer 40.
As described above, since the projecting portion 35 is formed of a conductive material, when the conductive material is used for the material of the wafer 30 and the resist layer 42, the projecting portion 35 and the resist layer 42 are masked by contact. 30 and the wafer 40 are electrically connected. The electron beam proximity exposure apparatus 1 detects the presence / absence of contact between the projection 35 and the wafer 40 by detecting the conduction between the mask 30 and the wafer 40 by the conduction detector 60.

上述の電子ビーム近接露光装置の接触検出機能により、突起部35とウエハ40との接触の有無を検出するためには、突起部35が導電性材料で形成されることが好適であるが、突起部35を、酸化シリコンのような絶縁性材料を突起形状に堆積した後に、CVD法やスパッタリングによりシリコン膜や金属膜などの導電性膜をシーリングすることにより、突起部35の接触点とマスク30とが導通するように形成してもよい。   In order to detect the presence or absence of contact between the protrusion 35 and the wafer 40 by the contact detection function of the electron beam proximity exposure apparatus described above, the protrusion 35 is preferably formed of a conductive material. After depositing an insulating material such as silicon oxide in a protruding shape on the portion 35, the contact point of the protruding portion 35 and the mask 30 are sealed by sealing a conductive film such as a silicon film or a metal film by CVD or sputtering. And may be formed so as to be conductive.

従来の電子ビーム近接露光装置の基本構成図である。It is a basic block diagram of the conventional electron beam proximity exposure apparatus. 従来の露光マスクを示す図である。It is a figure which shows the conventional exposure mask. 電子ビーム近接露光装置の電子ビームの走査方法の説明図である。It is explanatory drawing of the scanning method of the electron beam of an electron beam proximity exposure apparatus. 副偏向器によって電子ビームの傾きが制御される様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the inclination of an electron beam is controlled by a sub deflector. マスク歪み補正の説明図である。It is explanatory drawing of mask distortion correction. 本発明に係る露光マスクを示す図(その1)である。It is FIG. (1) which shows the exposure mask which concerns on this invention. 本発明の露光マスクによりウエハとの接着を防止する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that adhesion | attachment with a wafer is prevented with the exposure mask of this invention. 薄膜部を支持する梁構造を備える露光マスクを示す図である。It is a figure which shows the exposure mask provided with the beam structure which supports a thin film part. 本発明に係る露光マスクを示す図(その2)である。It is FIG. (2) which shows the exposure mask which concerns on this invention. 本発明に係る電子ビーム近接露光装置の構成図である。It is a block diagram of the electron beam proximity exposure apparatus which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…電子ビーム近接露光装置
8…チャンバ
10…電子光学鏡筒(カラム)
12…電子銃
15…電子ビーム
21…走査手段
30…露光マスク
32…薄膜部
33…開口
34…外縁部
35…突起部
40…ウエハ
42…レジスト層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electron beam proximity exposure apparatus 8 ... Chamber 10 ... Electron optical column (column)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Electron gun 15 ... Electron beam 21 ... Scanning means 30 ... Exposure mask 32 ... Thin film part 33 ... Opening 34 ... Outer edge part 35 ... Projection part 40 ... Wafer 42 ... Resist layer

Claims (6)

ウエハに露光するパターンに対応する開口を有する薄膜部と、
前記薄膜部の前記ウエハとの対向面に設けられ、前記薄膜部の前記対向面が前記ウエハに所定距離内に接近したとき前記ウエハに接触し、前記薄膜部と前記ウエハとの接触を防ぐメカニカルストッパと、を備えることを特徴とする電子ビーム露光用の露光マスク。
A thin film portion having an opening corresponding to a pattern to be exposed on the wafer;
A mechanical device is provided on a surface of the thin film portion that faces the wafer, and contacts the wafer when the facing surface of the thin film portion approaches the wafer within a predetermined distance, and prevents contact between the thin film portion and the wafer. An exposure mask for electron beam exposure, comprising: a stopper.
前記メカニカルストッパは、導電性材料で形成される突起部であることを特徴とする請求項1に記載の露光マスク。   The exposure mask according to claim 1, wherein the mechanical stopper is a protrusion formed of a conductive material. 前記薄膜部には、前記ウエハと対向しない面に前記薄膜部を支持する梁が形成され、
前記メカニカルストッパは、前記薄膜部の前記ウエハとの対向面の、前記梁が形成される前記露光マスク面上位置に設けられることを特徴とする請求項1又は2に記載の露光マスク。
In the thin film portion, a beam that supports the thin film portion is formed on a surface that does not face the wafer,
3. The exposure mask according to claim 1, wherein the mechanical stopper is provided on a surface of the thin film portion facing the wafer on a position on the exposure mask surface on which the beam is formed.
前記露光マスクは、前記ウエハに近接して設けられる電子ビーム近接露光用マスクであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の露光マスク。   The exposure mask according to any one of claims 1 to 3, wherein the exposure mask is an electron beam proximity exposure mask provided in proximity to the wafer. 請求項2に記載の露光マスクに、電子ビームを照射して、前記露光マスクを通過する前記電子ビームで前記ウエハの表面にパターンを露光する電子ビーム露光装置であって、
前記露光マスクと前記ウエハとの導通を検出する導通検出器を備えることを特徴とする電子ビーム露光装置。
An electron beam exposure apparatus that irradiates the exposure mask according to claim 2 with an electron beam and exposes a pattern on the surface of the wafer with the electron beam passing through the exposure mask,
An electron beam exposure apparatus comprising a conduction detector for detecting conduction between the exposure mask and the wafer.
前記露光マスクは前記ウエハに近接して設けられることを特徴とする請求項5に記載の電子ビーム露光装置。   6. The electron beam exposure apparatus according to claim 5, wherein the exposure mask is provided close to the wafer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015079765A (en) * 2014-12-16 2015-04-23 株式会社日立ハイテクノロジーズ Charged particle beam device
JP2016027600A (en) * 2014-06-24 2016-02-18 内海 孝雄 Low energy electron beam lithography
US9543111B2 (en) 2011-01-31 2017-01-10 Hitachi High-Technologies Corporation Charged particle beam device

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