(57)【要約】【課題】荷電粒子ビーム描画においてマスクの接地に用いられるアースピンの材質、形状を最適化し、高い描画精度を得ることが可能なアースピン、アースプレート、荷電粒子描画装置および荷電粒子描画方法を提供する。【解決手段】本発明によるアースピンは、荷電粒子ビーム描画に供される試料を接地するためのアースピン１２であって、常磁性を示し、試料と接触する接触部１２ｃが曲面を有する。【選択図】図2
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビーム描画に供される試料を接地するためのアースピンであって、常磁性を示し、試料と接触する接触部が曲面を有することを特徴とするアースピン。
【請求項２】
前記アースピンは、少なくとも先端部が導電性ジルコニアまたは導電性ダイヤモンドで構成されることを特徴とする請求項１に記載のアースピン。
【請求項３】
荷電粒子ビーム描画に供される試料を接地するために用いられるアースプレートであって、
常磁性を示し、試料と接触する接触部が曲面を有するアースピンと、
前記アースピンを試料に固定するための常磁性を示すプレートと、
を備えることを特徴とするアースプレート。
【請求項４】
試料上の所定位置に、常磁性を示し、前記試料と接触する接触部が曲面を有するアースピンが配置される第１のチャンバと、
前記アースピンを接地する接地端子を備え、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】
試料上の所定位置に、常磁性を示し、前記試料と接触する接触部が曲面を有するアースピンを配置し、前記試料と前記アースピンを導通させた後、
前記試料を前記アースピンにより接地し、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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子ビーム描画に用いられるアースピン、アースプレートと、荷電粒子ビーム描画装置および荷電粒子ビーム描画方法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。
【０００５】
そこで、導電性部材として、レジスト膜を貫通させる必要性から、針状あるいはブレード状に加工された炭化タングステン、導電性ダイヤモンド、導電性コーティングを施したセラミックスなどの高硬度の部材が用いられている（例えば特許文献１など参照）。
【０００６】
しかしながら、接触によりガラス基板が損傷し、パーティクルの発生要因となったり、接触部分の磨耗、欠けにより、パーティクルが発生するとともに接触不良などを引き起こし、描画精度が低下するという問題がある。
【特許文献１】特開２００５−１２７７１９号公報（段落[００１４]、[００１５]）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、マスクの接地に用いられる部材として、針状あるいはブレード状に加工された高硬度の導電性部材が用いられているが、パーティクルの発生、接触不良などにより描画精度が低下するといった問題が生じている。
【０００８】
一方、荷電粒子ビーム描画装置の高精度化に伴い、荷電粒子ビームを所望の位置に制御するための電子レンズにおいて印加される磁場が増大している。そして、マスクの接地に用いられる部材においても、その磁性が描画精度に大きく影響するようになる。
【０００９】
そこで、本発明は、荷電粒子ビーム描画においてマスクの接地に用いられるアースピンの材質、形状を最適化し、高い描画精度を得ることが可能なアースピン、アースプレート、荷電粒子描画装置および荷電粒子描画方法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】
【００１０】
本発明によるアースピンは、荷電粒子ビーム描画に供される試料を接地するためのアースピンであって、常磁性を示し、試料と接触する接触部が曲面を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のアースピンは、少なくとも先端部が導電性ジルコニアまたは導電性ダイヤモンドで構成されることが好ましい。
【００１２】
本発明によるアースプレートは、荷電粒子ビーム描画に供される試料を接地するために用いられるアースプレートであって、常磁性を示し、試料と接触する接触部が曲面を有するアースピンと、アースピンを試料に固定するための常磁性を示すプレートと、を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明による荷電粒子ビーム描画装置は、試料上の所定位置に、常磁性を示し、試料と接触する接触部が曲面を有するアースピンが配置される第１のチャンバと、アースピンを接地する接地端子を備え、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。
【００１４】
本発明による荷電粒子ビーム描画方法は、試料上の所定位置に、常磁性を示し、試料と接触する接触部が曲面を有するアースピンを配置し、前記試料と前記アースピンを導通させた後、試料をアースピンにより接地し、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。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高い描画精度を得ることが可能なアースピン、アースプレート、荷電粒子ビーム描画装置および荷電粒子描画方法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】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１７】
図１Ａに、本実施形態の荷電粒子ビーム描画装置である電子ビーム描画装置に用いられるアースプレートの構成を示す側面図を、図１Ｂにその下面図を示す。図に示すように、アースプレート１１は、チタンと導電性ダイヤモンドからなる常磁性体のアースピン１２が、導電性ジルコニアからなる常磁性体のプレート１３に設けられた穴にはめ込まれるように配置されて構成されている。アースピン１２は、例えばＴｉと導電性ダイヤモンドより構成されている。例えば図２にその部分拡大図を示すように、例えばφ０．６ｍｍの棒状であり、先端にかけて細くなっており、支持部１２ａがチタン、先端部１２ｂが導電性ダイヤモンドで構成されている。そして、接触部１２ｃは、例えばφ４０μｍで、曲率半径Ｒ＝２０μｍの曲面を有している。
【００１８】
このようなアースピン１２が配置されたアースプレート１１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、図３に示すように、アースプレート１１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の例えば３箇所に、ねじ止めなどにより固定し、描画時に試料のエッジを保護するためのマスクカバー１４を構成する。このとき、アースピン１２は、マスクカバー１４の開口内に突出するように配置される。そして、このようにアースプレート１１が取り付けられたマスクカバー１４は、電子ビーム描画装置内において、描画に供される試料１０（破線）に取り付けられる。
【００２０】
図４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４に示す本実施形態の電子ビーム描画装置２０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２１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２２が配置された搬送チャンバ２３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２４と、ステージ２５が設置され、試料１０上の所定の位置にマスクカバー１４を取り付けるためのマスクカバー収納チャンバ２６と、試料１０に描画を行うための描画チャンバ２７などから構成されている。
【００２１】
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２１より搬入され、ロボットアーム２２により搬送チャンバ２３を介して、アライメントチャンバ２４に搬送される。アライメントチャンバ２４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。
【００２２】
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２２により搬送チャンバ２３を介して、マスクカバー収納チャンバ２６に搬送される。搬送された試料１０はステージ２５上に載置された後、試料１０上にマスクカバー１４が取り付けられる。このとき、アースピン１２の先端は、レジスト膜を貫通し、接触部１２ｃにおいてＣｒ膜と接触する。
【００２３】
次いで、異なるアースプレート１１間に、外部電源（図示せず）より電圧を印加して、アースピン１２とＣｒ膜が導通しているかどうかを確認する。導通が確認されない場合、一旦試料１０よりマスクカバー１４を取り外して再度取り付ける。そして、導通が確認された試料１０／マスクカバー１４は、ロボットアーム２２により搬送チャンバ２３を介して、描画チャンバ２７に搬送される。
【００２４】
描画チャンバ２７に搬送された試料１０／マスクカバー１４は、ステージ（図示せず）上に載置され、アースプレート１１および接地端子（図示せず）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。
【００２５】
パターンが描画された試料１０は、マスクカバー１４に取り付けられたまま、描画チャンバ２７より搬出され、ロボットアーム２２により搬送チャンバ２３を介して、マスクカバー収納チャンバ２６に搬入される。そして、試料１０上のマスクカバー１４を取り外した後、試料１０、必要に応じてマスクカバー１４は、マスクカバー収納チャンバ２６より搬出され、搬送チャンバ２３、ロードロックチャンバ２１を経て電子ビーム描画装置より搬出される。
【００２６】
このようにして試料に描画する際、アースプレートにより接地されることにより、チャージアップが防止される。そして、アースピンの接触部が曲面を有しているため、試料に繰り返し接触させても、Ｃｒ膜を貫通してガラス基板に到達することがなく、ガラス基板の損傷によるパーティクルの発生が抑えられる。また、アースピンの磨耗、欠けが抑制されるため、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。
【００２７】
また、アースプレートが非磁性体から構成されているため、描画精度を向上させるために、例えば２５００Ｇ程度の高い磁場をかけた場合においても、磁場による描画精度への影響を抑えることができる。
【００２８】
本実施形態において、アースピンの接触部が、φ４０μｍで、曲率半径Ｒ＝２０μｍの曲面となるように形成されたが、φ３０〜５０μｍで曲率半径Ｒ＝１５〜２５μｍとなるように形成されていることが好ましい。曲面がφ５０μｍより大きい、または曲率半径Ｒが２５μｍより大きいと、レジスト膜を貫通することが困難となる。一方、φ３０μｍより小さい、または曲率半径Ｒが１５μｍより小さいと、ガラス基板の損傷や欠けが発生する恐れがある。より好ましくはφ３５〜４５μｍである。
【００２９】
なお、アースピンは、インゴット状態で常磁性体の材料であっても、例えばφ０．６ｍｍ程度のピン形状に加工したときに、常磁性体である必要がある。これは、常磁性体であるＷＣ（タングステンカーバイド）をピン形状に加工して、強磁場中でアースピンとして用いると、強磁性体に変わり、磁場の影響を受けるという知見からである。このようなピン形状で常磁性を示す材料としては、導電性ダイヤモンドや、導電性ジルコニア、アルティック（Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＣ）といった導電性セラミックスなどが挙げられる。
【００３０】
導電性ダイヤモンドとしては、ダイヤモンドに例えばＢ（ホウ素）をドープしたものが用いられる。ドーパントは特に限定されるものでなく、Ｐ（リン）やＳｉ３Ｎ４（窒化珪素）などを用いることも可能である。
【００３１】
導電性ジルコニアとしては、ジルコニアに例えばＷＣ、ＮｂＣ（炭化ニオブ）、Ｙ２Ｏ３（酸化イットリア）、ＣａＯ（酸化カルシウム）、ＴｉＯ２（二酸化チタン）などをドープしたものが用いられる。
【００３２】
なお、その他金属では、Ｔｉなどの常磁性体を用いることができると考えられるが、Ｃｒ膜と接触する接触部に用いるには、耐久性が十分でないため、導電性ダイヤモンドなどと組み合せて、先端以外の部分に用いることができる。
【００３３】
また、本実施形態において、プレートとして導電性ジルコニアを用いたが、アースピンと同様の常磁性体を用いることができる。プレート状であり、アースピン程の耐久性が要求されないため、Ｔｉなどの常磁性体を用いることも可能である。
【００３４】
また、アースプレートは、マスクカバーの３箇所に固定されたが、導通確認ができ、Ｃｒ膜を確実に接地するために複数であればよく、２箇所以上であればよい。
【００３５】
また、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。
【００３６】
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】
【００３７】
【図１Ａ】本発明の実施形態に係るアースプレートの構造を示す側面図。
【図１Ｂ】本発明の実施形態に係るアースプレートの構造を示す下面図。
【図２】本発明の実施形態に係るアースプレートの部分拡大図。
【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装置の構成を示す図。
【符号の説明】
【００３８】
１０…試料
１１…アースプレート
１２…アースピン
１３…プレート
１４…マスクカバー
２０…電子ビーム描画装置
２１…ロードロックチャンバ
２２…ロボットアーム
２３…搬送チャンバ
２４…アライメントチャンバ
２５…ステージ
２６…マスクカバー収納チャンバ
２７…描画チャンバ
【図１Ａ】
2010074059.tif 000003
【図１Ｂ】
2010074059.tif 000004
【図２】
2010074059.tif 000005
【図３】
2010074059.tif 000006
【図４】
2010074059.tif 000007