(57)【要約】【課題】確実に絶縁破壊により導通を得ることができるとともに、絶縁破壊により接地用端子を導通させる際のマスクや端子のダメージやパーティクルの発生を抑え、高い描画精度を得ることが可能な荷電粒子描画方法および荷電粒子描画装置を提供する。【解決手段】本発明による荷電粒子ビーム描画方法は、基板上に導電膜、レジスト膜が順次形成された試料上に、第１の接地用端子と第２の接地用端子を配置し、第１の接地用端子と第２の接地用端子間に、電圧を印加し、電圧を段階的に増大させ、レジスト膜を絶縁破壊することにより、第１の接地用端子と第２の接地用端子間を導通させ、試料を第１の接地用端子および第２の接地用端子により接地し、荷電粒子ビームを照射することにより描画を行う。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に導電膜、レジスト膜が順次形成された試料上に、第１の接地用端子と第２の接地用端子を配置し、
前記第１の接地用端子と前記第２の接地用端子間に、電圧を印加し、
前記電圧を段階的に増大させ、
前記レジスト膜を絶縁破壊することにより、前記第１の接地用端子と前記第２の接地用端子間を導通させ、
前記試料を前記第１の接地用端子および前記第２の接地用端子により接地し、荷電粒子ビームを照射することにより描画を行うことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項２】
前記第１の接地用端子と前記第２の接地用端子間を導通させた後、前記第１の接地用端子と前記第２の接地用端子間の電流値を測定して導通を確認することを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項３】
段階的に増大させた前記電圧が、予め設定された所定の電圧を超えないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項４】
基板上に導電膜、レジスト膜が順次形成された試料上に、第１の接地用端子と第２の接地用端子が配置される第１のチャンバと、
前記第１のチャンバにおいて、配置された前記第１の接地用端子と前記第２の接地用端子間に、段階的に電圧を印加する可変電圧印加機構と、
接地端子を備え、前記試料上に荷電粒子ビームを照射する第２のチャンバと、を備えることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項５】
前記第１のチャンバにおいて、配置された前記第１の接地用端子と前記第２の接地用端子間の電流を検出する電流検出機構を備えることを特徴とする請求項４に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体製造工程におけるリソグラフィ用マスクの形成に用いられる荷電粒子ビーム描画方法および荷電粒子ビーム描画装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの高集積化に伴い、回路パターンを形成するためのマスクパターンの微細化が要求されている。そして、微細なマスクパターンの形成に、優れた解像度を有する荷電粒子ビーム描画装置が用いられている。
【０００３】
このような荷電粒子ビーム描画装置により、電子ビームなどの荷電粒子ビームを、例えば石英ガラス基板上に順次Ｃｒ膜（遮光・導電膜）、レジスト膜が形成された試料に照射してパターン描画を行い、レジスト膜を所定パターンとなるように露光する。そして、現像、エッチングにより、Ｃｒの遮光パターン（マスクパターン）が形成される。
【０００４】
このようにしてマスクパターンが形成される際、パターン描画時に、レジスト膜のチャージアップにより、照射される荷電粒子ビームの軌道が曲げられてしまったり、ビームぼけが生じ、マスクパターンの描画精度が劣化するという問題が発生する。そのため、導電性部材をＣｒ膜に接触させ、接地させる必要がある。そこで、針状あるいはブレード状に加工された端子を用いて、レジスト膜を貫通させることにより、接地が行われている。
【０００５】
しかしながら、鋭利な端子を直接Ｃｒ膜に接触させることにより、ガラス基板が損傷するとともに、接触部分の磨耗、欠けにより、接触不良やパーティクルの発生などを引き起こし、描画精度が低下するという問題がある。そこで、レジスト膜上に端子を配置し、電圧を印加してレジスト膜を絶縁破壊することにより、端子の導通を取ることが提案されている（例えば特許文献１など参照）。
【特許文献１】特開平９−２０５０５０号公報（請求項１など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、レジスト膜を絶縁破壊することにより、試料と接地用の端子の導通が得られる。しかしながら、絶縁破壊するためにレジスト膜の耐圧以上の電圧を急に印加すると、大電流が急に流れることにより、試料と端子間でバースト現象が起こる。バースト現象により、レジスト膜のみならず、Ｃｒ膜やガラス基板まで破壊され、さらには端子自体も破損してしまう。そして、接触不良、パーティクルの発生により、描画精度が低下するといった問題が生じている。
【０００７】
また、一定の電圧を印加しても、絶縁破壊に至らず、試料と接地用端子との導通が得られない場合がある。
【０００８】
そこで、本発明は、荷電粒子ビーム描画において、確実に絶縁破壊により導通を得ることができるとともに、絶縁破壊により接地用端子を導通させる際のマスクや端子のダメージ、パーティクルの発生を抑え、高い描画精度を得ることが可能な荷電粒子描画方法および荷電粒子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】
【０００９】
本発明による荷電粒子ビーム描画方法は、基板上に導電膜、レジスト膜が順次形成された試料上に、第１の接地用端子と第２の接地用端子を配置し、第１の接地用端子と第２の接地用端子間に、電圧を印加し、電圧を段階的に増大させ、レジスト膜を絶縁破壊することにより、第１の接地用端子と第２の接地用端子間を導通させ、試料を第１の接地用端子および第２の接地用端子により接地し、荷電粒子ビームを照射することにより描画を行うことを特徴とする。
【００１０】
本発明の荷電粒子ビーム描画方法は、第１の接地用端子と第２の接地用端子間を導通させた後、第１の接地用端子と第２の接地用端子間の電流値を測定して導通を確認することが好ましい。
【００１１】
また、本発明の荷電粒子ビーム描画方法は、段階的に増大させた前記電圧が、予め設定された所定の電圧を超えないことが好ましい。
【００１２】
本発明による荷電粒子ビーム描画装置は、基板上に導電膜、レジスト膜が順次形成された試料上に、第１の接地用端子と第２の接地用端子が配置される第１のチャンバと、第１のチャンバにおいて、配置された第１の接地用端子と第２の接地用端子間に、段階的に電圧を印加する可変電圧印加機構と、接地端子を備え、試料上に荷電粒子ビームを照射する第２のチャンバと、を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の荷電粒子ビーム描画装置は、第１のチャンバにおいて、配置された第１の接地用端子と第２の接地用端子間の電流を検出する電流検出機構を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、確実に絶縁破壊により導通を得ることができるとともに、絶縁破壊により接地用端子を導通させる際のマスクや端子のダメージを抑え、高い描画精度を得ることが可能な荷電粒子描画方法および荷電粒子ビーム描画装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１に本実施形態に係る電子ビーム描画装置の概略構成を示す。図１に示す本実施形態の電子ビーム描画装置１１は、試料１０などを搬入し、真空状態に切り替えるためのロードロックチャンバ１２と、搬入された試料１０などを搬送するためのロボットアーム１３が配置された搬送チャンバ１４と、試料１０のアライメントを行うためのアライメントチャンバ１５と、後述する外部電源、回路とステージ１６ａが設置され、試料１０上の所定の位置にマスクカバー１７を取り付けるためのマスクカバー収納チャンバ１６と、接地端子１８ａを備えた試料載置用のステージ１８ｂが設置され、試料１０に描画を行うための描画チャンバ１８などから構成されている。
【００１７】
図２にマスクカバー収納チャンバ１６の概念構成図を示す。図に示すように、マスクカバー収納チャンバ１６外部には、ＤＣ電源２１およびこれに接続されたコントローラ２２が配置されている。コントローラ２２には、電圧の変動が可能な可変電圧制御回路２２ａと電流制御回路２２ｂが設置されている。そして、これら可変電圧制御回路２２ａ、電流制御回路２２ｂは、端子２３ａ、２３ｂにより、後述するアースプレートと接続可能となっている。
【００１８】
このような電子ビーム描画装置を用いて、以下のようにして試料に描画が行われる。
【００１９】
先ず、予め図３に示すように、接地用端子３１ａ、３１ｂが取り付けられたアースプレート３２ａ、３２ｂを、中央部に開口を有する額縁状で導電性を有するフレームにねじ止めなどにより固定し、マスクカバー１７を構成する。このとき、接地用端子３１ａ、３１ｂは、マスクカバー１７の開口内に突出するように取り付けられる。
【００２０】
そして、ガラス基板にＣｒ膜とレジスト膜が順次積層された試料１０は、ロードロックチャンバ１２より搬入され、ロボットアーム１３により搬送チャンバ１４を介して、アライメントチャンバ１５に搬送される。アライメントチャンバ１５において、ＣＣＤカメラ（図示せず）などを用いてエッジスキャンすることにより、試料１０の位置ずれや回転ずれが検知され、補正される。
【００２１】
位置ずれ、回転ずれが補正された試料１０は、ロボットアーム１３により搬送チャンバ１４を介して、マスクカバー収納チャンバ１６に搬送される。搬送された試料１０はステージ１６ａ上に載置された後、試料１０上にマスクカバー１７が取り付けられる。このとき、接地用端子３１ａ、３１ｂの先端は、レジスト膜と接触している。そして、接地用端子３１ａ、３１ｂを、コントローラ２２を介してＤＣ電源２１と接続する。
【００２２】
図４にフローチャートを示すように、コントローラ２２において可変電圧制御回路２２ａにより制御して、端子２３ａ、２３ｂとそれぞれ接続された接地用端子３１ａ、３１ｂ間に電圧を例えば１Ｖ印加する（Ｓ１１）。このとき、同時に電流値、抵抗値を測定する。そして、電流が検知され、閾値に達しているかどうかを判断し（Ｓ１２）、達していない場合、設定電圧を例えば１Ｖ上昇させる（Ｓ１３）。そして、設定電圧が規定電圧（例えば５０Ｖ）以下であるかどうかを判断し（Ｓ１４）、規定電圧以下であれば、設定電圧をそのまま印加する（Ｓ１１）。設定電圧が規定電圧を超える場合は、エラーとなり、一旦マスクカバー１７をリリースする（Ｓ１５）。そして、例えば、改めて試料１０に取り付け、再度電圧を印加する。
【００２３】
このようにして、電圧を段階的に上昇させて、電圧印加と電流測定を繰り返す。そして、電圧がレジスト膜の耐圧以上になったとき、絶縁破壊により導通が得られ、電圧が検知され、電流値が閾値に達する。
【００２４】
電圧が検知され、電流値が閾値に達した場合、次に導通確認を行う。今度は電流制御回路２２ｂを用い、接地用端子３１ａ、３１ｂ間に、一定の電圧（例えば１０Ｖ）を印加し（Ｓ２１）、電流値、抵抗値を測定する（Ｓ２２）。電流値または抵抗値が規定の範囲内であるかどうか判断し（Ｓ２３）、規定の範囲内の場合、導通確認を終了する。規定の範囲外の場合、エラーとなり、マスクカバー１７をリリースする（Ｓ１５）。そして、例えば、試料１０を搬出し、新たな試料を搬入して、同様にマスクカバー１７を取り付け、絶縁破壊、導通確認のために電圧を印加する。
【００２５】
このようにして、絶縁破壊および導通確認をおこなったときの電圧、電流値、抵抗値と時間の関係の一例を、それぞれ図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃに示す。図に示すように、絶縁破壊の際、時間ｔ０より電圧を段階的に上昇させると、電圧がレジスト膜の耐圧以上となった時間ｔ１のとき、絶縁破壊により電流値が閾値を超え、抵抗値が急激に低下している。また、導通確認の際、時間ｔ０’からｔ１’まで一定の電圧を印加し、一定の値となった電流値、抵抗値が測定される。
【００２６】
そして、導通が確認された試料１０／マスクカバー１７は、ロボットアーム１３により搬送チャンバ１４を介して描画チャンバ１８に搬送される。
【００２７】
描画チャンバ１８に搬送された試料１０／マスクカバー１７は、ステージ１８ｂ上に載置され、接地端子１８ａを介して接地される。そして、電子銃（図示せず）より出射され、所望の形状に成形された電子ビームを、試料１０の所望の位置に照射することにより、所望のパターンが描画される。
【００２８】
パターンが描画された試料１０は、マスクカバー１７に取り付けられたまま、描画チャンバ１８より搬出され、ロボットアーム１３により搬送チャンバ１４を介して、マスクカバー収納チャンバ１６に搬入される。そして、マスクカバー１７を取り外した後、マスクカバー収納チャンバ１６より搬出され、搬送チャンバ１４、ロードロックチャンバ１２を経て電子ビーム描画装置１１より搬出される。
【００２９】
本実施形態によれば、このようにして、レジスト膜の絶縁破壊を行うことにより、急激な電圧印加によるマスクと端子間のバースト現象を抑えることができる。バースト現象の発生により、レジスト膜が例えばφ１２０μｍ程度と大きく破壊されるとともに、開口の周辺にレジストの変性が生じる。さらに、レジスト膜のみならず、Ｃｒ膜やガラス基板まで破壊され、さらには端子自体も破損してしまう。しかしながら、本実施形態によれば、正常な絶縁破壊により、導通を得るために適正な、例えばφ３０μｍ程度のレジスト膜の開口が得られる。そして、接触不良、パーティクルの発生による、描画精度の低下を抑えることが可能となる。
【００３０】
また、確実に絶縁破壊により導通を得ることができる。例えば、従来のように定電圧（例えば１０Ｖ）を印加したときには、例えば５０％程度の確率でしか導通を得ることができなかったのに対し、本実施形態によれば、ほぼ１００％の確率で導通を得ることができる。
【００３１】
本実施形態において、絶縁破壊時の最大電圧を例えば５０Ｖと規定したが、最大電圧は適宜設定される。通常、各端子の接触状態が良好な場合は、レジスト膜の膜厚、種類にもよるが、比較的低電圧（例えば１〜５Ｖ程度）で導通が確認できる。しかしながら、接触状態が悪いと、比較的高電圧（例えば８０Ｖ）を印加しても、導通が確認できない場合がある。このような場合、段階的に電圧を上昇させていても、ある値を超えるとバースト現象が発生することがある。そこで、本実施形態のように、最大電圧に制限を設けることにより、接触状態の不良に起因するバースト現象の発生を抑えることができる。
【００３２】
また、接地用の端子の破損も抑制されるため、接触不良が抑えられ、高い描画精度を得ることができるとともに、交換頻度の低減により、メンテナンス時間を短縮することが可能となる。
【００３３】
なお、本実施形態において、接地用端子を２か所に設けたが、３か所あるいはそれ以上でもよい。
【００３４】
本実施形態において、電子ビーム描画装置を挙げて説明したが、イオンビームなどを含む荷電粒子ビームによる描画装置において適用することができる。
【００３５】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。その他要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係る電子ビーム描画装置の概略構成図。
【図２】本発明の実施形態に係るアライメントチャンバの概念構成図。
【図３】本発明の実施形態に係るマスクカバーを示す上面図。
【図４】本発明の実施形態に係る電子ビーム描画工程のフローチャート。
【図５Ａ】本発明の実施形態に係る絶縁破壊および導通確認をおこなったときの電圧と時間の関係を示す図。
【図５Ｂ】本発明の実施形態に係る絶縁破壊および導通確認をおこなったときの電流値と時間の関係を示す図。
【図５Ｃ】本発明の実施形態に係る絶縁破壊および導通確認をおこなったときの抵抗値と時間の関係を示す図。
【符号の説明】
【００３７】
１０…試料
１１…電子ビーム描画装置
１２…ロードロックチャンバ
１３…ロボットアーム
１４…搬送チャンバ
１５…アライメントチャンバ
１６…マスクカバー収納チャンバ
１７…マスクカバー
１６ａ、１８ｂ…ステージ
１８…描画チャンバ
１８ａ…接地端子
２１…ＤＣ電源
２２…コントローラ
２２ａ…可変電圧制御回路
２２ｂ…電流制御回路
２３ａ、２３ｂ…端子
３１ａ、３１ｂ…接地用端子
３２ａ、３２ｂ…アースプレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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