(57)【要約】      （修正有）【課題】被処理体の加熱ムラを抑制し、被処理体の面内を均一に処理することができ、被処理体に照射される電子ビーム線量を直接測定する事ができる処理装置及び処理方法を提供する。【解決手段】ヒータ１３を有する載置台３に７箇所の保持ピン１５によって載置台３との間に所定の距離を保って保持され、前記ウエハはヒータ１３で加熱しながら、電子ビームを照射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータを有する載置台に載置された被処理体を上記ヒータで加熱しながら、上記被処理体に電子ビームを照射して上記被処理体を改質する装置であって、上記被処理体は、少なくとも３つの凸部によって上記載置台との間に所定の距離を保って保持されることを特徴とする処理装置。
【請求項２】
上記凸部は導電性材料からなり、電流検出手段を介して電気的に接地されていることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
上記電流検出手段を流れる電流を制御する電流制御手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の処理装置。
【請求項４】
上記凸部を電気的な接地状態と非接地状態との間で切り換え可能なスイッチを有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の処理装置。
【請求項５】
上記凸部は導電性材料からなり、電圧検出手段と直流電源が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項６】
載置台に載置された被処理体に電子ビームを照射して上記被処理体を改質する装置であって、上記被処理体を電気的に接地する接地配線と、上記接地配線に設けられ且つ上記接地配線を流れる電流を制御する電流制御手段を有することを特徴とする処理装置。
【請求項７】
上記電流制限手段は、電流抵抗値を可変にできる可変抵抗素子であることを特徴とする請求項６に記載の処理装置。
【請求項８】
ヒータを有する載置台に載置された被処理体を上記ヒータで加熱しながら、上記被処理体に電子ビームを照射して上記被処理体を改質する方法であって、上記被処理体を処理する時に、上記被処理体を、少なくとも３つの凸部を介して上記載置台から所定の距離だけ浮上させる工程を備えたことを特徴とする処理方法。
【請求項９】
上記導電性材料からなる上記凸部を、電流検出手段を介して電気的に接地させる工程を備えたことを特徴とする請求項８に記載の処理方法。
【請求項１０】
電流制御手段を介して上記電流検出手段を流れる電流を制御する工程を備えたことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の処理方法。
【請求項１１】
上記凸部を電気的な接地状態と非接地状態との間で切り換える工程を備えたことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の処理方法。
【請求項１２】
導電性材料からなる上記凸部を、電圧検出手段と直流電源に接続する工程と、上記凸部に直流電圧を印加する工程と、を備えたことを特徴とする請求項８に記載の処理方法。
【請求項１３】
載置台に載置された被処理体に電子ビームを照射して上記被処理体を改質する方法であって、上記被処理体を処理する時に、上記被処理体を、接地配線を介して電気的に接地させる工程と、電流制御手段によって上記接地配線を流れる電流を制御する工程と、を備えたことを特徴とする処理方法。
【請求項１４】
上記電流制限手段として可変抵抗素子を用い、上記可変抵抗素子の電流抵抗値を変更する工程を備えたことを特徴とする請求項１３に記載の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理装置及び処理方法に関し、更に詳しくは、例えば電子ビームを照射してウエハ等の被処理体の表面を改質する処理装置及び処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、複数の配線膜と、これらの配線膜間を絶縁する複数の絶縁膜からなる多層配線構造を有している。半導体装置の処理速度を高速化するためには配線膜間の絶縁膜の寄生容量を低減させることが重要である。そこで、絶縁膜の寄生容量を低減するために、絶縁膜として低誘電率の有機材料（Ｌｏｗ−ｋ材）が使用されている。この絶縁膜は、例えばスピンコータ及びベーク炉を用いて被処理体の表面に塗布して形成される。しかしながら、絶縁膜は多くが有機材料であり、更に一部は気孔率を高めて低誘電率に調整されているため、機械的強度に劣る。そこで、例えば、有機機材料からなる絶縁膜は、電子ビームや紫外線等の照射によりその機械的強度が高められている。
【０００３】
例えば電子ビームを照射する処理装置の場合には、ヒータを有する載置台上にウエハ等の被処理体を載置し、被処理体をヒータで加熱しながらその表面に電子ビームを照射し、被処理体表面の絶縁膜を改質して機械的強度を確保するようにしている。絶縁膜を全面に渡って均一に処理するためには、被処理体の面内温度を極力均一に制御して電子ビームを照射することが重要である。例えば特許文献１には載置台上に載置された被処理体の近傍に設置された電流モニタを用いて電子ビームの照射量をモニタする電子ビーム処理装置が記載されている。また、特許文献２には、昇降可能な載置台を用いてエレクトロンビーム照射機構と載置台の距離を適宜設定し、エレクトロンビームを被処理体に照射してその表面の絶縁膜を均一に処理する表面処理装置が記載されている。また、この表面処理装置では載置台に直流電圧を印加してエレクトロンビームのエネルギーを制御して絶縁膜を全面に渡って均一な深さまで処理するようになされている。
【０００４】
また、特許文献３には、電子線描画装置において高いパターン位置精度を実現するために、基板を変形させずに基板を保持しかつ基板でのチャージアップを防止する技術が記載されている。この後術ではチャージアップを防止するために、基板を挟んで保持する上下の保持部材の一方を導電体によって形成し、この保持部材を接地している。更に、特許文献４には、処理時に静電吸着装置で吸着した基板の電位を極力小さくして、その電位の電子線軌道に与える影響を低減する電子線描画装置が記載されている。この技術ではウエハを静電吸着する際のウエハにおけるリーク電流による電位を極力小さくするために、ウエハと電気的に導通する導通治具に逆電位を印加している。更に、特許文献５には、イオン注入装置においてウエハに直流電圧を印加してウエハに大量の電子が付着するのを防止する技術が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２０７３１４号
【特許文献２】ＷＯ ０３／０６７６３６
【特許文献３】特開平１０−２６１６９５
【特許文献４】特開平１１−１１１５９９
【特許文献５】特開平０３−０１１５４１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の従来の技術では、被処理体が載置台上に直接載置されているため、処理中に被処理体が熱変形すると被処理体と載置台との接触が不均一となって被処理体の面内で加熱ムラが生じ、加熱ムラの影響で被処理体面内での均一な処理が難しくなる。また、被処理体に照射される電子ビームは被処理体近傍の電流モニタによって測定されるため、被処理体表面に照射される電子ビーム線量を直接測定することができない。また、特許文献２に記載の従来の技術では、載置台を昇降してエレクトロンビーム照射機構との距離を設定することで、被処理体の表面処理を行い、あるいは載置台に印加された直流電圧によって電子ビームのもつエネルギーを制御して絶縁膜内の均一な深さまで処理するようにしているが、この場合も被処理体を載置台上に直に載置されているため、被処理体の加熱ムラの影響を受ける虞があり、また、被処理体表面に照射される電子ビーム線量を直接測定することができない。
【０００７】
また、特許文献３及び特許文献４に記載の技術は、いずれも電子線描画装置においてパターンの描画精度を高めるために導電体を用いて、被処理体でのチャージアップを防止したり、被処理体の電位に軽減して被処理体間近での電子線軌道への悪影響を抑制する技術であって、被処理体表面を改質する技術ではなく、従って被処理体への照射電子線量を検出する技術についても言及されていない。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、被処理体の加熱ムラを抑制し、被処理体の面内を均一に処理することができ、また、被処理体に照射される電子ビーム線量を直接測定することができる処理装置及び処理方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に記載の処理装置は、ヒータを有する載置台に載置された被処理体を上記ヒータで加熱しながら、上記被処理体に電子ビームを照射して上記被処理体を改質する装置であって、上記被処理体は、少なくとも３つの凸部によって上記載置台との間に所定の距離を保って保持されることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載の処理装置は、請求項１に記載の発明において、上記凸部は導電性材料からなり、電流検出手段を介して電気的に接地されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項３に記載の処理装置は、請求項１または請求項２に記載の発明において、上記電流検出手段を流れる電流を制御する電流制御手段を有することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項４に記載の処理装置は、請求項２または請求項３に記載の発明において、上記凸部を電気的な接地状態と非接地状態との間で切り換え可能なスイッチを有することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項５に記載の処理装置は、請求項１に記載の発明において、上記凸部は導電性材料からなり、電圧検出手段と直流電源が接続されていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項６に記載の処理装置は、載置台に載置された被処理体に電子ビームを照射して上記被処理体を改質する装置であって、上記被処理体を電気的に接地する接地配線と、上記接地配線に設けられ且つ上記接地配線を流れる電流を制御する電流制御手段を有することを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項７に記載の処理装置は、請求項６に記載の発明において、上記電流制限手段は、電流抵抗値を可変にできる可変抵抗素子であることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項８に記載の処理方法は、ヒータを有する載置台に載置された被処理体を上記ヒータで加熱しながら、上記被処理体に電子ビームを照射して上記被処理体を改質する方法であって、上記被処理体を処理する時に、上記被処理体を、少なくとも３つの凸部を介して上記載置台から所定の距離だけ浮上させる工程を備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の請求項９に記載の処理方法は、請求項８に記載の発明において、上記導電性材料からなる上記凸部を、電流検出手段を介して電気的に接地させる工程を備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の請求項１０に記載の処理方法は、請求項８または請求項９に記載の発明において、電流制御手段を介して上記電流検出手段を流れる電流を制御する工程を備えたことを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の請求項１１に記載の処理方法は、請求項９または請求項１０に記載の発明において、上記凸部を電気的な接地状態と非接地状態との間で切り換える工程を備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の請求項１２に記載の処理方法は、請求項８に記載の発明において、導電性材料からなる上記凸部を、電圧検出手段と直流電源に接続する工程を備えたことを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明の請求項１３に記載の処理方法は、載置台に載置された被処理体に電子ビームを照射して上記被処理体を改質する方法であって、上記被処理体を処理する時に、上記被処理体を、接地配線を介して電気的に接地させる工程と、電流制御手段によって上記接地配線を流れる電流を制御する工程と、を備えたことを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の請求項１４に記載の処理方法は、請求項１３に記載の発明において、上記電流制限手段として可変抵抗素子を用い、上記可変抵抗素子の電流抵抗値を変更する工程を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の請求項１〜請求項１４に記載の発明によれば、被処理体の加熱ムラを抑制し、被処理体の面内を均一に処理することができ、また、被処理体に照射される電子ビーム線量を直接測定することができる処理装置及び処理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】
【００２４】
以下、図１〜図６に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、図１は本発明の処理装置の一実施形態を概念的に示す断面図、図２は図１に示す電子ビーム管のレイアウトを示す平面図、図３は図１に示す保持ピンを示す図で、（ａ）はそのレイアウトを示す平面図、（ｂ）は保持ピンの接地状態を示す概念図、図４、図５はそれぞれ本発明の処理装置の他の実施形態の要部を示す断面図、図６は図１に示す処理装置を用いてウエハを処理した時の処理容器内の複数種のガス圧力とウエハ温度との関係を示すグラフである。
【００２５】
第１の実施形態
本実施形態の処理装置１は、例えば図１、図２に示すように、アルミニウム等によって減圧可能に形成された処理容器２と、この処理容器２内の底面中央に配設され且つ被処理体（ウエハ）Ｗを載置する載置台３と、この載置台３と対向する処理容器２の上面に同心円状に配列して取り付けられた複数の電子ビーム管４Ａで構成された電子ビーム照射機構４と、この電子ビーム照射機構４からの電子ビームＢの照射線量を制御するグリッド電極５とを備え、制御装置６に搭載された制御プログラムの制御下で処理容器２内に不活性ガスを導入し、所定の真空度を保持し、電子ビーム照射機構４から載置台３上のウエハＷ全面に電子ビームＢを照射してウエハＷ表面に形成された絶縁膜を改質するように構成されている。不活性ガスとしては、例えばＡｒガス、Ｈｅガス、Ｘｅガス等を用いることができる。絶縁膜は、例えばＳｉ、Ｏ、Ｃ、Ｈの各元素を構成成分として含む有機材料によって形成されている。絶縁膜としては、例えば層間絶縁膜や保護膜として用いられるものがある。
【００２６】
また、上記電子ビーム照射機構４を構成する複数の電子ビーム管４Ａは、例えば図２に示すように、処理容器２上面の中心に配置された１本の電子ビーム管４Ａと、この電子ビーム管４Ａの周りに配置された６本の電子ビーム管４Ａと、これらの電子ビーム管４Ａの周りに配置された１２本の電子ビーム管４Ａとから構成されている。電子ビーム管４Ａは、電子ビームの透過窓を有し、その内部が処理容器２内の処理空間から隔絶されている。この透過窓は例えば透明石英ガラスによって形成され、この透過窓の下方にはグリッド電極５が対向配置されている。
【００２７】
上記載置台３の下面には昇降機構７が連結され、載置台３は昇降機構７のボールネジ７Ａを介して昇降する。載置台３の下面と処理容器２の底面は伸縮自在なステンレス製のベローズ８によって連結され、ベローズ８によって処理容器２内の気密を保持している。また、処理容器２の周面にはウエハＷの搬出入口２Ａが形成され、この搬出入口２Ａにはゲートバルブ９が開閉可能に取り付けられている。更に、処理容器２の搬出入口２Ａの上方にはガス供給口２Ｂが形成され、処理容器２の底面にはガス排気口２Ｃが形成されている。そして、ガス供給口２Ｂにはガス供給管１０を介してガス供給源（図示せず）が接続され、またガス排気口２Ｃにはガス排気管１１を介して真空排気装置（図示せず）が接続されている。尚、図１において、１２はベローズカバーである。
【００２８】
また、上記載置台３は、例えば石英等のセラミック材料によって形成されている。この載置台３内にはヒータ１３が設けられ、このヒータ１３には温度センサ１４が取り付けられている。ヒータ１３及び温度センサ１４はいずれも制御装置６の一部として構成された温度制御装置６Ａに接続され、温度制御装置６Ａの制御下で温度センサ１４の検出温度に基づいてヒータ１３を所望の温度に制御するようにしてある。従って、載置台３は、ヒータ１３を内蔵しているため、載置台自体がヒータとして構成されている。
【００２９】
上記載置台３には図１、図３の（ａ）、（ｂ）に示すように複数本（本実施形態では７本）の保持ピン１５が取り付けられ、これらの保持ピン１５によってウエハＷを支持している。保持ピン１５は、その上部が載置台３の上面から凸部として突出し、その下部が載置台３内に埋め込まれている。図３の（ａ）に示すように、保持ピン１５の一本は、載置台３の中心に配置され、他の６本の保持ピン１５は、それぞれ中心の保持ピン１５を中心に同一円周上で周方向に等間隔離間して、図３の（ａ）に示すように平面形状で略正六角形を形成するように配置されている。図３の（ａ）では保持ピン１５は、一つの円周上に配置されているが、半径の異なる複数の円周上に設けても良い。円周上に設ける保持ピン１５は、最少数３個であれば良く、これら３個の保持ピン１５は略正三角形を形成するように配置されている。この場合には中心の保持ピンはなくても良い。これらの保持ピン１５は、ステンレス、炭化珪素、シリコン等の導電性材料によって形成され、支持するウエハＷとの間で電気的に導通するようになっている。
【００３０】
上記保持ピン１５の載置台３からの突出する高さｈは、ウエハＷが熱変形しても載置台３の上面に接触せず、載置台３からの輻射熱を極力間近で無駄なく受けて加熱される高さであれば良く、例えばウエハＷが３００ｍｍの場合であれば０．２ｍｍ程度の高さが好ましい。保持ピン１５の直径ｄは、例えば２〜３ｍｍに形成されている。つまり、保持ピン１５は、載置台３の上面から０．２ｍｍ程度突出する高さに設定して取り付けられている。従って、ウエハＷは、７本の保持ピン１５によって載置台３に接触しない状態で支持されていると共に、その間近の載置台３からの輻射熱で加熱されるため、載置台３との接触よる汚染を防止することができると共に、ウエハＷが熱変形しても載置台３からの輻射熱によってウエハＷ全面を均一に加熱することができる。
【００３１】
図１、図３の（ｂ）に示すように上記保持ピン１５にはヒータ１３の上側に配置されたシールド用の電極１６が電気的に接続され、この電極１６は接地配線１７を介して接地されている。この接地配線１７にはスイッチ１８が設けられ、スイッチ１８によって保持ピン１５を電気的な接地状態と非接地状態との間で切り換えることができる。また、接地配線１７には電流計１９が設けられ、電流計１９を介してウエハＷから保持ピン１５へ流れる電流を測定することができる。スイッチ１８及び電流計１９はいずれも制御装置６に接続され、制御装置６の制御下でスイッチ１８及び電流計１９が作動するようになっている。
【００３２】
従って、スイッチ１８を介して保持ピン１５が接地している時にウエハＷの処理を行うと、ウエハＷに照射された電子はウエハＷから保持ピン１５、電極１６を介して接地配線１７を流れるため、ウエハＷのチャージアップを防止することができると共に、電流計１９によってウエハＷに照射された電子ビーム線量を直接測定することができる。従って、ウエハＷを処理する前に、基準となるウエハＷ（例えば処理膜を有していない無垢のウエハ）を用いて、ウエハＷに照射される電子ビーム線量と電子ビーム管４Ａの電圧等との関係を予め求めておくことで、実ウエハＷの処理時には電子ビーム管４Ａの条件設定をすれば、自動的に最適条件でウエハＷを処理することができる。また、ウエハＷの処理条件によって電子ビームＢや、電子ビームＢに基づくプラズマ等の影響でウエハＷが損傷を受ける虞がる場合等には、スイッチ１８を切断してウエハＷを電気的に接地電位から絶縁することができる。
【００３３】
次に、動作について説明する。処理装置１０は、制御装置６に格納された制御プログラムの制御下で駆動して、以下の手順でウエハＷの改質処理を実行する。まず、ガス供給口２Ａから処理容器２内へ不活性ガスを供給した後、ゲートバルブ９を開放して搬出入口２ＡからウエハＷを搬入して載置台３上に供給すると、ウエハＷは保持ピン１５によって載置台３から僅かな距離だけ離間して浮上した状態で支持される。次いで、ゲートバルブ９を閉じ、昇降機構７を介して載置台３を昇降させて適正な位置に固定する。この間、ウエハＷは保持ピン１５で支持された状態でヒータ１３によって所定の処理温度まで加熱される。所定の真空度に調整された不活性ガス雰囲気下で電子ビーム照射機構４から電子ビームＢを照射するとウエハＷ表面の絶縁膜は改質される。
【００３４】
ウエハＷの処理中にウエハＷ内に侵入した電子は、保持ピン１５を介して電極１６を経由して接地配線１７へ流出し、ウエハＷでのチャージアップを防止することができる。また、接地配線１７を流れる電流は電流計１９によって検出することができる。
【００３５】
処理中にヒータ１３による加熱や電子ビームＢの照射によって熱変形しても、ウエハＷは保持ピン１５によって載置台３から僅かの距離だけ離間して浮上した状態で支持されているため、載置台３からの輻射熱によってウエハＷ全面が均等に加熱されて、ウエハＷ面内での温度分布が抑制され、もってウエハＷ全面が均一に処理される。
【００３６】
ウエハＷの処理が終了すると、ウエハＷを処理容器２内に搬入した時とは逆の手順で処理容器２内からウエハＷを搬出する。このウエハＷは保持ピン１５によって載置台３から離間した状態で支持されていたため、ウエハＷと載置台３との摺接によって発生する金属汚染やパーティクルの付着を防止することができる。
【００３７】
以上説明したように本実施形態によれば、ウエハＷは７本の保持ピン１５によって載置台３の上面との間に所定の距離を保って保持されているため、処理装置１０は制御プログラムに基づいて機能する制御装置６の制御下で駆動し、処理容器２内の載置台３にウエハＷを載置すると、保持ピン１５によってウエハＷを載置台３から浮上させ、載置台３からの輻射熱でウエハＷ全面を均一に加熱することができ、ウエハＷの絶縁膜を全面に渡って均一に処理することができると共に、ウエハＷ裏面の金属汚染やパーティクルの付着を防止することができる。
【００３８】
また、本実施形態によれば、保持ピン１５は導電性材料からなり、電流計１９を介して電気的に接地されているため、処理装置１０は制御プログラムに基づいて機能する制御装置６の制御下で駆動し、処理中に保持ピン１５によってウエハＷを電気的に接地電位に接地させて、ウエハＷ内に侵入した電子をウエハＷから保持ピン１５を経由して接地配線１７へ流出させることにより、ウエハＷでのチャージアップを防止することができると共に、ウエハＷに照射された電子ビーム線量を電流計１９によって直接検出することができる。また、本実施形態によれば、処理装置１０は制御プログラムに基づいて機能する制御装置６の制御下で駆動し、保持ピン１５を電気的な接地状態と非接地状態との間で切り換え可能なスイッチ１８を設けたため、必要に応じてスイッチ１８によって保持ピン１５を接地状態から非接地状態に切り換えて、ウエハＷを接地電位から絶縁することができる。
【００３９】
また、本発明の処理装置は、図４、図５に示す第２、第３の実施形態の処理装置として構成することもできる。以下第１、第２の実施形態においても第１の実施形態と同一または相当部分には同一符号を附して本発明を説明する。
【００４０】
第２の実施形態
本実施形態の処理装置１は、図４に示すよう第１の実施形態の電流計に代えて接地配線１７に電圧計２０を設けると共に直流電源２１を付加した以外は、第１の実施形態に準じて構成されている。本実施形態では、直流電源２１は可変電源として構成され、印加電圧を適宜変更して設定できるように構成されている。この直流電源２１は接地配線１７、電極１６を介して保持ピン１５に接続され、保持ピン１５で支持されたウエハＷに対して正電圧または負電圧を印加できるようになっている。直流電源２１による印加電圧は、電圧計２０によって検出し、印加電圧を常に検出できるようになっている。
【００４１】
例えば、直流電源２１からウエハＷに負電圧を印加することによって、処理室内で電子ビーム照射機構から照射された電子のエネルギーを低下させる電界を生じ、これによってウエハＷに照射される電子のエネルギーを低下させることができる。従って、ウエハＷの負電圧の絶対値が大きいほどウエハＷに照射される電子のエネルギーが低下し、ウエハＷの処理深さを浅くすることができる。
【００４２】
逆に直流電源２１からウエハＷに正電圧を印加することによって、処理室内で電子ビーム照射機構から照射された電子のエネルギーを高める電界を生じ、これによってウエハＷに照射される電子のエネルギーを高めることができる。従って、ウエハＷの正電圧が大きいほどウエハＷに照射される電子のエネルギーが高くなり、ウエハＷの処理深さを深くすることができる。
【００４３】
ウエハＷを処理する場合には、ウエハＷの所望の処理深さに即して直流電源２１は印加電圧の極性及び絶対値を適宜制御することによってそのウエハＷに適した電子エネルギーを有する電子ビーム線に制御することができる。
【００４４】
従って、本実施形態によれば、保持ピン１５は導電性材料からなり、保持ピン１５には電圧計２０と直流電源２１が接続されているため、処理装置１０は制御プログラムに基づいて機能する制御装置６の制御下で駆動し、直流電源２１から保持ピン１５に電圧計２０を介して極性の異なる直流電圧を印加して、電子ビームの電子のエネルギーを増加または低下させ、直流電源２１から保持ピン１５を介してウエハＷに印加される電圧を、電圧計２０によって常に検出することができ、もって電圧値の変動によってウエハＷに照射される電子ビーム線量を直接監視することができる。また、直流電源２１からの印加電圧を変更できるようにしたため、ウエハＷの種類に即して印加電圧を制御することでウエハＷに照射される電子ビーム線の電子のエネルギーを制御することができる。
【００４５】
第３の実施形態
本実施形態の処理装置１は、図５に示すよう第１の実施形態の接地配線１７に可変抵抗素子２２を付加した以外は、第１の実施形態に準じて構成されている。可変抵抗素子２２は、接地配線１７、電極１６を介して保持ピン１５に接続され、処理中にウエハＷから接地配線１７へ流出する電流を制御し、もってウエハＷに照射される電子ビーム線量を制御するようにしてある。つまり、可変抵抗素子２２は、処理時にウエハＷのチャージ電圧を制御することによって電子ビーム照射機構からウエハＷに照射される電子ビーム線量を制御することができるようにしてある。そして、接地配線１７を流れる電流は、電流計１９によって常に監視することができる。
【００４６】
ウエハＷを処理する場合には、ウエハＷの種類に即して可変抵抗素子２２の抵抗を適宜制御することによってそのウエハＷの処理に適した電子ビーム線量を適宜制御することができる。
【００４７】
従って、本実施形態によれば、保持ピン１５に接続された接地配線１７に、可変抵抗素子２２を設け、可変抵抗素子２２によってウエハＷから保持ピン１５及び電極１６を経由して接地配線１７に流れる電流を制御するようにしたため、処理装置１０は制御プログラムに基づいて機能する制御装置６の制御下で駆動し、ウエハＷの種類に即して可変抵抗素子２２の抵抗を適宜制御することでウエハＷに照射される電子ビーム線量を制御することができる。
【実施例】
【００４８】
次に、具体的な実施例について説明する。
【００４９】
実施例１
本実施例では図１に示す処理装置を用いてウエハ温度に対する保持ピンの影響を調べた。ウエハとしては、ウエハの表面に処理の施されていないベアウエハを用いた。このウエハを処理容器内の載置台に供給し、載置台の保持ピンでウエハを支持した。そして、処理容器内をＡｒガス雰囲気にすると共にそのガス圧を１０Ｔｏｒｒに設定した後、載置台のヒータを作動させて載置台を表１に示すように３００℃から４００℃まで加熱し、３００℃から４００℃まで２５℃昇温する度毎にそれぞれの載置台温度においてウエハの表面５箇所で温度を測定した。
【００５０】
ウエハ温度の測定には５本の熱電対を用いた。５本の熱電対は、ウエハ表面の中心（ＴＣ１）、ＴＣ１からＸ方向へ−７５ｍｍ離間した点（ＴＣ２）、ＴＣ１からＸ方向へ＋７５ｍｍ離間した点（ＴＣ３）、ＴＣ１からＹ方向へ−７５ｍｍ離間した点（ＴＣ４）、及びＴＣ１からＹ方向へ＋７５ｍｍ離間した点（ＴＣ５）の５箇所に配置され、それぞれの位置の熱電対で上記各載置台温度におけるウエハ温度を測定し、その測定結果を表１に示した。
【００５１】
また、比較例として保持ピンのない従来の処理装置を用いて、実施例と同一条件でウエハを加熱し、各載置台温度におけるウエハ温度をウエハ表面の５箇所で測定し、その測定結果を表２に示した。
【００５２】
【表１】
2006210846.tif 000003
【００５３】
【表２】
2006210846.tif 000004
【００５４】
表１、表２に示す結果によれば、保持ピンのある場合は、いずれの載置台温度においてもウエハの面内温度の最高値と最小値の差Δが１０℃以下であり、温度が高くなるに連れてその差Δが略一定に近づくことが判った。これに対して、保持ピンのない場合は、いずれの載置台温度でもウエハの面内温度の最高値と最小値の差Δが保持ピンのある場合よりも大きく、特に載置台温度が高くなるほどその差Δが漸増することが判った。つまり、保持ピンのある載置台でウエハを載置台から僅かの距離だけ浮上させて加熱した方が、保持ピンのない場合よりウエハの面内温度の均一性に優れていることが判った。
【００５５】
実施例２
本実施例では図１に示す処理装置を用い、その載置台を３５０℃に設定して保持ピンの金属汚染に対する影響について調べた。本実施例でもベアウエハを載置台の保持ピンで支持し、載置台温度を３５０℃に設定し、実施例１と同一の雰囲気でベアウエハに対して電子ビームを照射した。その後、ウエハを処理容器内から取り出した。そして、ＩＣＰ−ＭＳ（誘導結合プラズマ質量分析装置）を用いてウエハの表面及び裏面に付着した金属原子数を計数した。この分析は実施例１の場合と同一箇所５箇所の表裏両面について行い、その計数結果を表３に示した。また、参考例として、処理前のベアウエハの裏面の５箇所における付着金属原子数を計数し、その計数結果を表３の参考の欄に示した。
【００５６】
また、比較例として保持ピンのない従来の処理装置を用いて、実施例２と同一条件でウエハを処理し、実施例２と同一箇所について付着金属原子数を計数し、その計数測定結果を表４に示した。
【００５７】
【表３】
2006210846.tif 000005
【００５８】
【表４】
2006210846.tif 000006
【００５９】
表３、表４に示す結果によれば、保持ピンのある場合は、参考例の場合と比較しても判るように、ウエハの裏面にＦｅ及びＣｏの金属原子が僅かに付着している以外は未処理のウエハからの金属汚染は認められなかった。これに対して、保持ピンのない場合は、ウエハの表面に関しては金属汚染が殆ど認められなかったが、裏面では多数のＫ原子、Ｃａ原子、多数のステンレス系の金属原子が認められ、また、Ｚｎ原子も多数認められた。従って、保持ピンを載置台に設けることによって、ウエハ裏面の金属汚染を確実に防止できることが判った。
【００６０】
実施例３
本実施例では保持ピンで支持されたウエハを加熱した時の、不活性ガス種及びそのガス圧におけるウエハ加熱時間とウエハ温度との関係を調べた。本実施例では、不活性ガスとしてＨｅガス及びＡｒガスを用い、それぞれのガス圧を図６に示すように変化させて、それぞれの不活性ガスのガス圧とウエハ温度を測定し、それぞれの測定結果を図６に示した。尚、本実施例でもウエハとしてベアウエハを用いた。
【００６１】
図６に示す結果によれば、ＡｒガスとＨｅガスがそれぞれ１０Ｔｏｒｒの場合には、Ｈｅガスは３０秒程度加熱するだけでウエハを載置台温度に近い温度に設定することができるが、Ａｒガスは６０秒程度加熱しないとウエハを載置台温度に近い温度に設定することができないことが判った。更に、Ｈｅガスは、Ａｒガスよりも載置台温度に近い温度まで加熱できることが判った。従って、１０Ｔｏｒｒのガス圧でウエハを加熱する時にはＨｅガスの方がＡｒガスよりも優れていることが判った。また、Ｈｅガスのガス圧を１００Ｔｏｒｒに設定すると、３０秒以下の時間でウエハを載置台温度に略等しい温度まで加熱できることが判った。
【００６２】
尚、本発明は上記実施形態に何等制限されるものではなく、必要に応じて各構成要素を適宜設計変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、電子ビームを用いた処理装置及び処理方法に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の処理装置の一実施形態を概念的に示す断面図である。
【図２】図１に示す電子ビーム管のレイアウトを示す平面図である。
【図３】図１に示す保持ピンを示す図で、（ａ）はそのレイアウトを示す平面図、（ｂ）は保持ピンの接地状態を示す概念図である。
【図４】本発明の処理装置の他の実施形態の要部を示す断面図である。
【図５】本発明の処理装置の更に他の実施形態の要部を示す断面図である。
【図６】図１に示す処理装置を用いてウエハを処理した時の処理容器内の複数種のガス圧力とウエハ温度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
Ｗ    ウエハ
１    処理装置
２    処理容器
３    載置台
４    電子ビーム照射機構
１３    ヒータ
１５    保持ピン（凸部）
１７    接地配線
１８    スイッチ
１９    電流計（電流検出手段）
２０    電圧計（電圧検出手段）
２１    直流電源
２２    可変抵抗素子
【図１】
2006210846.tif 000007
【図２】
2006210846.tif 000008
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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