JP2016165687A - マスクカバーのクリーニング方法及びクリーニング基板 - Google Patents

Abstract

【課題】マスクカバーのアースピンのクリーニングに伴う描画装置のダウンタイムを短縮する。
【解決手段】マスクカバーのクリーニング方法は、中央部に開口が形成された枠体３１、端部が枠体３１の開口内側に突出するように枠体３１に設けられたアースプレート３３、及びアースプレート３３の端部から下方に突出するアースピン３５を有するマスクカバーＨを収容する荷電粒子ビーム描画装置内のマスクカバー収容室に、表面に異物除去部が形成されたクリーニング基板１０を搬入し、クリーニング基板１０をマスクカバーＨの下方に配置する工程と、マスクカバーＨとクリーニング基板１０とを近付けて、異物除去部によりアースピン３５に付着した異物を除去する工程と、を備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、マスクカバーのクリーニング方法及びクリーニング基板に関する。

荷電粒子ビーム描画装置の一例である電子ビーム描画装置は、例えばガラス基板、クロム膜、及びレジスト膜が積層されたマスク基板に電子ビームを照射して、所望のパターンを描画する。電子ビームによる描画は、マスク基板を接地した状態で行われる。これは、マスク基板を接地していないと、電子ビームの照射によりマスク基板に電荷が蓄積して電界が形成され、電子ビームの軌道が曲がり、描画精度が劣化するためである。

そのため、アースピンを有するマスクカバーを、アースピンがレジスト膜を突き破ってクロム膜に接するようにしてマスク基板に載置し、クロム膜が接地された状態で電子ビームによる描画を行っている。

アースピンがレジスト膜を突き破る際に、アースピンの先端部にレジスト等の異物が付着し、この異物がマスク基板の表面に落下するという問題があった。マスク基板に異物が付着すると、電子ビームのドリフト、パターンエラーの原因となり、描画精度が劣化する。

従来、アースピンに付着した異物を除去するため、描画装置からマスクカバーを取り出し、装置外部でマスクカバーを洗浄していた。しかし、この方法は描画装置のダウンタイムが長く、生産性に影響を与えるという問題があった。

特開２０１３−１９７３３７号公報

本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされたものであり、マスクカバーのアースピンのクリーニングに伴う描画装置のダウンタイムを短縮できるクリーニング方法及びクリーニング基板を提供することを課題とする。

本発明の一態様によるマスクカバーのクリーニング方法は、中央部に開口が形成された枠体、端部が該枠体の開口内側に突出するように該枠体に設けられたアースプレート、及び該アースプレートの端部から下方に突出するアースピンを有するマスクカバーを収容する荷電粒子ビーム描画装置内のマスクカバー収容室に、表面に異物除去部が形成されたクリーニング基板を搬入し、該クリーニング基板を該マスクカバーの下方に配置する工程と、前記マスクカバーと前記クリーニング基板とを近付けて、前記異物除去部により前記アースピンに付着した異物を除去する工程と、を備えるものである。

本発明の一態様によるクリーニング方法において、前記異物除去部は粘着樹脂層であり、該粘着樹脂層と前記アースピンの先端部とを接触させて、該アースピンに付着した異物を除去することを特徴とする。

本発明の一態様によるクリーニング方法において、前記異物除去部は、前記アースピンに対応する箇所に設けられていることを特徴とする。

本発明の一態様によるクリーニング方法において、前記粘着樹脂層と前記アースピンの先端部とを接触させた状態で、前記マスクカバーを下方へ押し付けることを特徴とする。

本発明の一態様によるクリーニング基板は、中央部に開口が形成された枠体、端部が該枠体の開口内側に突出するように該枠体に設けられたアースプレート、及び該アースプレートの端部から下方に突出するアースピンを有するマスクカバーを収容する荷電粒子ビーム描画装置内のマスクカバー収容室において、該アースピンに付着した異物を除去するクリーニング基板であって、前記アースピンに対応する箇所に異物除去部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、マスクカバーのアースピンのクリーニングに伴う描画装置のダウンタイムを短縮できる。

本発明の実施形態に係る電子ビーム描画装置の平面図である。 同実施形態による電子ビーム描画装置の一部断面図である。 同実施形態によるマスクカバーの概略図である。 同実施形態によるマスクカバーをマスク基板にセットする方法を説明する図である。 同実施形態によるクリーニング基板の概略図である。 同実施形態によるアースピンのクリーニング方法を説明する図である。 変形例によるクリーニング基板の上面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施形態に係る電子ビーム描画装置の平面図であり、図２は電子ビーム描画装置の一部であるライティングチャンバ（Ｗチャンバ）４００及び電子ビーム鏡筒５００の断面図である。図１、図２に示すように、電子ビーム描画装置は、インタフェース（Ｉ／Ｆ）部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、Ｗチャンバ４００、電子ビーム鏡筒５００、制御装置６００、及びゲートバルブＧ１〜Ｇ３を備える。図１では、電子ビーム鏡筒５００の図示を省略している。Ｒチャンバ３００は、搬送チャンバを構成する。

Ｉ／Ｆ部１００は、マスク基板Ｗが収容された容器Ｃ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。また、搬送ロボット１２０は、後述するクリーニング基板１０の搬送を行う。

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／Ｆ部１００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。

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。

Ｒチャンバ３００は、真空ポンプ３１０と、アライメント室３２０と、マスクカバー収容室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。

真空ポンプ３１０は、例えば、クライオ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。マスクカバー収容室３３０は、マスクカバーＨを収容するチャンバである。マスクカバーＨについては後述する。搬送ロボット３４０は、Ｉ／Ｏチャンバ２００、アライメント室３２０、マスクカバー収容室３３０及びＷチャンバ４００間で、マスク基板Ｗを搬送する。

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。

真空ポンプ４１０は、例えば、クライオ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。

図２に示すように、電子ビーム鏡筒５００は、電子銃５１０、ブランキングアパーチャ５２０、第１アパーチャ５２２、第２アパーチャ５２４、ブランキング偏向器５３０、成形偏向器５３２、対物偏向器５３４、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。電子ビームが照射されるマスク基板Ｗには後述するマスクカバーＨがセットされるが、図２ではマスクカバーＨの図示を省略する。

電子銃５１０から放出された荷電粒子ビームの一例となる電子ビーム５０２は、照明レンズＣＬにより矩形、例えば正方形の穴を持つ第１アパーチャ５２２全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形、例えば正方形に成形する。そして、第１アパーチャ５２２を通過した第１アパーチャ像の電子ビームは、投影レンズＰＬにより第２アパーチャ５２４上に投影される。第２アパーチャ５２４上での第１アパーチャ像の位置は、成形偏向器５３２によって制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。そして、第２アパーチャ５２４を通過した第２アパーチャ像の電子ビームは、対物レンズＯＬにより焦点を合わせ、対物偏向器５３４により偏向されて、移動可能に配置されたＸ−Ｙステージ４２０上のマスク基板Ｗの所望する位置に照射される。成形偏向器５３２や対物偏向器５３４への偏向電圧の印加や、Ｘ−Ｙステージ４２０の移動等は、制御装置６００により制御される。かかる構成にすることにより電子ビーム描画装置を可変成形型の描画装置とすることができる。

電子銃５１０から放出された電子ビーム５０２は、ブランキング偏向器５３０によって、ビームオンの状態では、ブランキングアパーチャ５２０を通過するように制御され、ビームオフの状態では、ビーム全体がブランキングアパーチャ５２０で遮蔽されるように偏向される。ビームオフの状態からビームオンとなり、その後ビームオフになるまでにブランキングアパーチャ５２０を通過した電子ビームが１回の電子ビームのショットとなる。各ショットの照射時間により、マスク基板Ｗに照射される電子ビームのショットあたりの照射量が調整されることになる。

制御装置６００は、例えば、コンピュータ等であり、各チャンバやゲートバルブ等を制御する機能を有している。

図３（ａ）はマスクカバーＨの上面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のIII−III線でのマスクカバーＨの断面図である。図３（ｃ）はマスクカバーＨをマスク基板Ｗ上に載置した状態の断面図である。

マスクカバーＨは導電性を有し、中央部に開口部を有する額縁形状の枠体３１に、複数のアース機構３２が設けられたものである。枠体３１のサイズはマスク基板Ｗよりやや大きくなっている。

各アース機構３２は、枠体３１に接続された板状の導電体であるアースプレート３３を有する。アースプレート３３は、一端が枠体３１の外側に突出し、他端が枠体３１の開口内側に突出するように設けられる。アースプレート３３の一端には、アースプレート３３を支持して描画中にアースを取る支持ピン３４が設けられる。アースプレート３３の他端には、下方に突出するようにアースピン３５が設けられる。図３（ａ）はアース機構３２が３つ設けられる例を示している。複数のアース機構３２は、枠体３１に等間隔に配置されている。

アースピン３５は、円錐形状をなし、底面の直径（アースプレート３３との接続部の太さ）は１ｍｍ程度である。

図３（ｃ）に示すように、ガラス基板Ｗ１上に遮光膜（例えばクロム膜）Ｗ２及びレジスト膜Ｗ３が積層されたマスク基板ＷにマスクカバーＨをセットすると、マスクカバーＨの自重によりアースピン３５がレジスト膜Ｗ３を突き破って導電体である遮光膜Ｗ２に接触する。

このようにマスクカバーＨがマスク基板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、マスクカバーＨは、図示しないアースと接続されている。電子ビームの照射によりマスク基板Ｗに蓄積する電荷は、マスクカバーＨを介して排出される。

マスクカバー収容室３３０において、図示しない上下動可能な支持機構により支持ピン３４が支持される。これにより、マスクカバーＨは上下動可能に支持される。搬送ロボット３４０は、マスク基板Ｗをマスクカバー収容室３３０へ搬入し、マスクカバーＨの下方に配置する。図４（ａ）に示すように、支持機構がマスクカバーＨを降下させることで、マスク基板Ｗ上にマスクカバーＨをセットする。図４（ａ）（ｂ）では支持ピン３４の図示を省略している。

マスクカバー収容室３３０には、マスクカバーＨがマスク基板Ｗにセットされた状態で、マスクカバーＨとマスク基板Ｗとの接触抵抗値を測定する測定機構（図示せず）が設けられている。測定機構は、アースピン３５と接続される端子と、端子間の電流や電圧を測定する測定回路等を有する。２つのアースピン３５に端子を接続し、端子間の電流値や電圧値を測定することで、アースピン３５と遮光膜Ｗ２とが接続し、アースがとれているかを確認する。

図４（ｂ）に示すように、マスクカバー収容室３３０には、マスク基板Ｗに対しマスクカバーＨを上から押し付ける押し付け機構３３２が設けられている。押し付け機構３３２は、バネ等の弾性部材を有し、マスクカバーＨを上から軽く押し付けることができる。押し付け機構３３２によるマスクカバーＨの押し付け力は調整可能となっている。上述した測定機構による接触抵抗値の測定時に、押し付け機構３３２がマスク基板Ｗを押し付ける。

マスク基板Ｗ上にマスクカバーＨをセットし、アースピン３５がレジスト膜Ｗ３を突き破る際に異物（パーティクル）が発生し、アースピン３５の先端部に付着する。この異物がマスク基板Ｗ上に落下すると、電子ビームのドリフト、パターンエラーの原因となり、描画精度が劣化する。そのため、アースピン３５をクリーニングして、先端部に付着した異物を除去する必要がある。

本実施形態では、アースピン３５のクリーニングに、図５に示すようなクリーニング基板１０を使用する。図５（ａ）はクリーニング基板１０の上面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＶ−Ｖ線での断面図である。

クリーニング基板１０は、マスク基板Ｗとほぼ同じ形状・サイズ・厚みとなっており、マスク基板Ｗと同様に搬送ロボット１２０、３４０で搬送することができる。

クリーニング基板１０の表面には、マスクカバーＨのアースピン３５に対応する位置に異物除去部である粘着樹脂層１２が設けられている。例えば、図３（ａ）に示す３つのアースピン３５に対応するように、粘着樹脂層１２が３ヶ所に設けられる。

クリーニング基板１０は、例えばガラス基板や、アルミニウム等の金属基板から構成される。粘着樹脂層１２は、例えばブチルゴムやウレタンゴムを用いることができる。

粘着樹脂層１２の厚みは、アースピン３５の長さ（高さ）方向における異物付着範囲以上であればよい。図５（ａ）では、粘着樹脂層１２の平面視形状が円形となっているが、楕円形でもよいし矩形でもよい。粘着樹脂層１２のサイズは、アースピン３５の太さより大きければよい。

このクリーニング基板１０をＩ／Ｆ部１００及びＩ／Ｏチャンバ２００を介してマスクカバー収容室３３０に搬入し、粘着樹脂層１２がアースピン３５の下方に位置するように配置する。そして、図６（ａ）に示すように、支持機構を稼働し、マスクカバーＨを下降させる。図６（ｂ）に示すように、粘着樹脂層１２とアースピン３５の先端部とが接触すし、アースピン３５の先端部に付着していた異物が粘着樹脂層１２により除去される。これにより、アースピン３５のクリーニングが行われる。

その後、マスクカバーＨを上昇させて、マスクカバーＨとクリーニング基板１０とを引き離す。異物は粘着樹脂層１２に付着したままである。そして、クリーニング基板１０をマスクカバー収容室３３０から搬出し、Ｉ／Ｏチャンバ２００及びＩ／Ｆ部１００を介して描画装置から取り出す。

取り出されたクリーニング基板１０は、粘着樹脂層１２に付着している異物を取り除いたり、粘着樹脂層１２を新品のものに交換したりして、再使用される。例えば、粘着樹脂層１２と同じ材料の粘着樹脂を異物が付着している粘着樹脂層１２に接触させて、粘着樹脂層１２から異物を取り除くことができる。

粘着樹脂層１２とアースピン３５とを接触させた後、押し付け機構３３２を用いてマスクカバーＨを上から軽く押し付けてもよい。押し付ける回数は１回でもよく、複数回でもよい。これにより、アースピン３５から異物を除去し易くなる。

また、マスクカバーＨの上昇・下降を繰り返して、粘着樹脂層１２とアースピン３５との接触を繰り返し行ってもよい。これにより、アースピン３５から異物を除去し易くなる。

アースピン３５から異物を除去することで、異物がマスク基板Ｗの表面に落下して描画精度が劣化することを防止できる。また、アースピン３５から除去した異物は粘着樹脂層１２に付着するため、クリーニング基板１０の搬送中に落下せず、描画装置のチャンバ内が汚染されることを防止できる。

このように、クリーニング基板１０のマスクカバー収容室３３０への搬入、粘着樹脂層１２とアースピン３５との接触、及びクリーニング基板１０の搬出により、アースピン３５のクリーニングを短時間で行うことができる。マスクカバーＨを取り出して装置外部で洗浄する方法と比較して、描画装置のダウンタイムを短縮し、生産性の低下を抑制することができる。

クリーニング基板１０の表面に形成される粘着樹脂層１２の数は、アースピン３５の数より多くてもよい。例えば、図７に示すように、６つの粘着樹脂層（３つの粘着樹脂層１２Ａと３つの粘着樹脂層１２Ｂ）を設けてもよい。粘着樹脂層１２Ａと粘着樹脂層１２Ｂとは対称に配置される。

例えば、粘着樹脂層１２Ａを用いてアースピン３５をクリーニングし、クリーニング基板１０を描画装置から取り出す。次回のアースピン３５のクリーニングでは、クリーニング基板１０を１８０度回転させて描画装置に搬入し、粘着樹脂層１２Ｂを用いてアースピン３５をクリーニングする。また、例えば、粘着樹脂層を、略正方形状のクリーニング基板１０の４つの辺に沿って３ヶ所ずつ、計１２ヶ所に設けてもよい。この場合、クリーニング基板１０を描画装置から取り出し、９０度又は２７０度回転させて描画装置に搬入する。

これにより、１枚のクリーニング基板１０を、粘着樹脂層１２の交換等を行わずに、複数回のアースピン３５のクリーニングに使用することができる。

なお、アースピン３５のクリーニングを行う際のＲチャンバ３００内は真空（低気圧）状態であるため、粘着樹脂層１２からガスが発生し得る。発ガス量を抑えるため、粘着樹脂層１２のサイズは小さい方が好ましく、粘着樹脂層１２の数は少ない方が好ましい。

Ｉ／Ｏチャンバ２００の上方にカメラを設けてアースピン３５をクリーニングした後の粘着樹脂層１２の表面を観察できるようにしてもよい。観察の結果、粘着樹脂層１２に異物があまり付着していない場合に、マスクカバーＨの上下動の回数や、押し付け機構３３２によるマスクカバーＨの押し付け力、押し付け回数を調整するようにしてもよい。これにより、アースピン３５のクリーニングを効果的に行うことができる。

上記実施形態では、クリーニング基板１０に設けた粘着樹脂層１２でアースピン３５から異物を除去する例について説明したが、異物除去部には粘着樹脂以外の材料を用いてもよい。例えば、粘着樹脂層１２をワイピングクロスに置き換えてもよい。ワイピングクロスには、ナイロン繊維やポリエステル繊維からなる不織布を用いることができる。ワイピングクロスを設けたクリーニング基板１０を使用する場合は、マスクカバーＨの上昇・下降を繰り返したり、押し付け機構３３２によりマスクカバーＨを複数回押し付けたりして、アースピン３５から異物を拭き取るようにすることが好ましい。

クリーニング基板１０の粘着樹脂層１２を、静電気を発生可能な電極に置き換え、アースピン３５から静電気により異物を吸着する構成としてもよい。この場合、クリーニング基板１０には、電源（電池）及び静電気発生回路が設けられる。アースピン３５のクリーニングの際は、クリーニング基板１０の電極に接触しないように、アースピン３５を電極に近付ける。

上記実施形態では電子ビームを用いたが、本発明はこれに限られるものではなく、イオンビーム等の他の荷電粒子ビームを用いた場合にも適用可能である。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１０ クリーニング基板
１２ 粘着樹脂層
３１ 枠体
３２ アース機構
３３ アースプレート
３４ 支持ピン
３５ アースピン
１００ インタフェース部
２００ 搬入出チャンバ
３００ ロボットチャンバ
３３０ マスクカバー収容室
４００ ライティングチャンバ
５００ 電子ビーム鏡筒
６００ 制御装置

Claims (5)

1. 中央部に開口が形成された枠体、端部が該枠体の開口内側に突出するように該枠体に設けられたアースプレート、及び該アースプレートの端部から下方に突出するアースピンを有するマスクカバーを収容する荷電粒子ビーム描画装置内のマスクカバー収容室に、表面に異物除去部が形成されたクリーニング基板を搬入し、該クリーニング基板を該マスクカバーの下方に配置する工程と、
   前記マスクカバーと前記クリーニング基板とを近付けて、前記異物除去部により前記アースピンに付着した異物を除去する工程と、
   を備えるマスクカバーのクリーニング方法。
2. 前記異物除去部は粘着樹脂層であり、該粘着樹脂層と前記アースピンの先端部とを接触させて、該アースピンに付着した異物を除去することを特徴とする請求項１に記載のマスクカバーのクリーニング方法。
3. 前記異物除去部は、前記アースピンに対応する箇所に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のマスクカバーのクリーニング方法。
4. 前記粘着樹脂層と前記アースピンの先端部とを接触させた状態で、前記マスクカバーを下方へ押し付けることを特徴とする請求項２に記載のマスクカバーのクリーニング方法。
5. 中央部に開口が形成された枠体、端部が該枠体の開口内側に突出するように該枠体に設けられたアースプレート、及び該アースプレートの端部から下方に突出するアースピンを有するマスクカバーを収容する荷電粒子ビーム描画装置内のマスクカバー収容室において、該アースピンに付着した異物を除去するクリーニング基板であって、
   前記アースピンに対応する箇所に異物除去部が設けられていることを特徴とするクリーニング基板。

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