(57)【要約】【課題】エレクトロンビームのエネルギーを低減することができると共に、構成を簡素化できる表面処理装置を提供する。【解決手段】表面処理装置１は、真空チャンバ２の内部において半導体ウエハＷを略水平に載置する載置台３と、真空チャンバ２の天井部に配設され、半導体ウエハＷに対してエレクトロンビームを照射するエレクトロンビーム照射機構６と、載置台３及びエレクトロンビーム照射機構６の間に配設された自己電界発生装置１３とを備え、該自己電界発生装置１３は、エレクトロンビーム照射機構６における照射窓６ｂの１つ１つに対向するように配置された帯電板１３ａの複数からなり、該帯電板１３ａは、平板状物であり、照射窓６ｂに対向する対向面においてエレクトロンビームを通過させる５つのスリット１３ｂを有すると共に、導電体からなる内部部材１３ｃと、該内部部材１３ｃを覆う絶縁体からなる外部部材１３ｄと、内部部材１３ｃを接地させる導線１３ｅとを有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部において被処理体を処理する処理室と、該処理室内部に配設され且つ前記被処理体を載置する載置台と、前記処理室の上方において前記載置台に対向するように配設され且つ前記被処理体に向けてエレクトロンビームを照射するエレクトロンビーム照射機構とを備える表面処理装置において、
前記エレクトロンビーム照射機構及び前記載置台の間に配設され且つ自己電界を発生する自己電界発生器を有することを特徴とする表面処理装置。
【請求項２】
前記自己電界発生器は、少なくとも前記エレクトロンビーム照射機構に対向する対向面が電気的にフロートしている部材で構成されることを特徴とする請求項１記載の表面処理装置。
【請求項３】
前記自己電界発生器は電子通過孔を有することを特徴とする請求項１又は２記載の表面処理装置。
【請求項４】
前記対向面における前記電子通過孔の開口率は５０％以上であることを特徴とする請求項３記載の表面処理装置。
【請求項５】
前記開口率が８０％以上であることを特徴とする請求項４記載の表面処理装置。
【請求項６】
前記自己電界発生器は板状物であり且つ前記電子通過孔はスリットであることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の表面処理装置。
【請求項７】
前記自己電界発生器は網目状物であることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の表面処理装置。
【請求項８】
前記自己電界発生器は、導電体からなる内部部材と、該内部部材を覆う絶縁体からなる外部部材とを備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表面処理装置。
【請求項９】
前記自己電界発生器は、前記内部部材を接地させる導線を有することを特徴とする請求項８記載の表面処理装置。
【請求項１０】
前記導線はコンデンサを有することを特徴とする請求項９記載の表面処理装置。
【請求項１１】
前記内部部材は電気的にフロートしていることを特徴とする請求項８記載の表面処理装置。
【請求項１２】
前記導電体は、シリコン、アルミ、鉄、ステンレス、カーボン、ＳｉＣ及び銅からなる群の１つからなることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の表面処理装置。
【請求項１３】
前記絶縁体は前記導電体を構成する材料の酸化物であることを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の表面処理装置。
【請求項１４】
前記自己電界発生器は絶縁体のみからなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表面処理装置。
【請求項１５】
前記絶縁体は、アルミナ、シリカ及び石英からなる群の１つからなることを特徴とする請求項１４記載の表面処理装置。
【請求項１６】
前記自己電界発生器は電気的にフロートしている導電体のみからなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表面処理装置。
【請求項１７】
前記導電体は、シリコン、アルミ、鉄、ステンレス、カーボン、ＳｉＣ及び銅からなる群の１つからなることを特徴とする請求項１６記載の表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空雰囲気下で半導体ウエハやガラス基板等の被処理体に電子ビームを照射し、レジストや絶縁膜の改質を行う表面処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体デバイスの製造分野において、レジストを用いて半導体ウエハＷ上に回路パターンを転写するリソグラフィー処理の後、レジストを硬化して該レジストの機械的強度を高めるキュア処理が行われている。このキュア処理におけるレジストの硬化は、エレクトロンビーム（ＥＢ）照射によるレジストの改質によって行われる。
【０００３】
図４は、従来のキュア処理に用いられるエレクトロンビーム照射装置（表面処理装置）の説明図である。
【０００４】
図４において、エレクトロンビーム照射装置５０は、内部において半導体ウエハＷをキュア処理する処理室５１と、処理室５１に配設され且つ半導体ウエハＷを載置する載置台５２と、処理室５１の上壁において載置台５２に対向するように配設されたエレクトロンビーム（ＥＢ）管５３の複数と、処理室５１内部の圧力を制御する排気系５４と、処理室５１内部に窒素などの抑制ガスや、紫外線を発生させるためのアルゴンなどの処理ガスを導入するガス導入口５５とを備える。また、半導体ウエハＷは、処理室５１内に設けられた載置台５２に載置され、複数のＥＢ管５３と対向するように配置される。
【０００５】
ＥＢ管５３は、円筒状の真空容器と、真空容器の一端側に設けられた蓋部材とからなり、真空容器内部において、共に高電圧が印加されたフィラメント及びグリッドを有する。そして、高電圧によって加熱されたフィラメントから熱電子が放出され、該放出された熱電子はグリッドが発生する加速電圧によって加速されてエレクトロンビームを成し、該エレクトロンビームは上記蓋部材を貫通してＥＢ管５３の外へ照射される。
【０００６】
このエレクトロンビーム照射装置５０では、ＥＢ管５３から半導体ウエハＷ上のレジストにエレクトロンビームが照射されることによってレジストが硬化される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
一般に、キュア処理において硬化されるレジストは、その材質及び厚さも多種多様であるため、加速電圧の大きさによってはエレクトロンビームのエネルギーがレジストの材質及び厚さに対して大きくなりすぎ、エレクトロンビームがレジストを貫通して半導体ウエハＷにおけるレジストの下層に侵入し、当該下層に不所望な処理が行われ、その結果、下層に設けられたデバイスや絶縁膜等の性質が変化してしまうことがある。
【０００８】
そこで、現在、エレクトロンビームのエネルギーを低減してエレクトロンビームにおける電子を減速制御する種々の電子減速制御方法が研究されている。
【０００９】
このような電子減速制御方法のうち、よく知られている方法として、ＥＢ管及び載置台の間に中間電極を配設し、該中間電極に所定の直流電圧を印加し、これにより、中間電極近傍において電子を減速させる方向に電界を発生させて電子を減速させる方法が知られている。
【００１０】
【特許文献】
特開２００２−１８２０００号公報（第３図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したＥＢ管及び載置台の間に所定の直流電圧が印加される中間電極を配設する方法では、直流電圧を印加するための電源及び処理室内部において上記電源及び中間電極を接続する配線が必要であり、特に、処理室内部において上記配線には異常放電防止のための絶縁対策を施す必要があるため、表面処理装置の構成が複雑となるという問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、エレクトロンビームのエネルギーを低減することができると共に、構成を簡素化できる表面処理装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の表面処理装置は、内部において被処理体を処理する処理室と、該処理室内部に配設され且つ前記被処理体を載置する載置台と、前記処理室の上方において前記載置台に対向するように配設され且つ前記被処理体に向けてエレクトロンビームを照射するエレクトロンビーム照射機構とを備える表面処理装置において、前記エレクトロンビーム照射機構及び前記載置台の間に配設され且つ自己電界を発生する自己電界発生器を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項１記載の表面処理装置によれば、エレクトロンビーム照射機構及び載置台の間に配設され且つ自己電界を発生する自己電界発生器を有するので、エレクトロンビーム中の電子に対してクーロン力が発生し、該クーロン力によってエレクトロンビームのエネルギーを低減することができる。
【００１５】
請求項２記載の表面処理装置は、請求項１記載の表面処理装置において、前記自己電界発生器は、少なくとも前記エレクトロンビーム照射機構に対向する対向面が電気的にフロートしている部材で構成されることを特徴とする。
【００１６】
請求項２記載の表面処理装置によれば、自己電界発生器は、少なくともエレクトロンビーム照射機構に対向する対向面が電気的にフロートしている部材で構成されるので、当該部材に電荷が帯電し、該帯電した電荷によって自己電界を発生することができ、自己電界発生器は電圧の印加を必要とすることがなく、もって表面処理装置の構成を簡素化できる。
【００１７】
請求項３記載の表面処理装置は、請求項１又は２記載の表面処理装置において、前記自己電界発生器は電子通過孔を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項３記載の表面処理装置によれば、自己電界発生器は電子通過孔を有するので、該電子通過孔において発生する自己電界によってエレクトロンビームを収束することができ、もってキュア処理等の表面処理の効率を向上することができる。
【００１９】
請求項４記載の表面処理装置は、請求項３記載の表面処理装置において、前記対向面における前記電子通過孔の開口率は５０％以上であることを特徴とする。
【００２０】
請求項４記載の表面処理装置によれば、対向面における電子通過孔の開口率は５０％以上であるので、エレクトロンビームの照射量を物理的に制御することができ、もって被処理体に到達するエレクトロンビームのエネルギーを低減することができる。
【００２１】
請求項５記載の表面処理装置は、請求項４記載の表面処理装置において、前記開口率が８０％以上であることを特徴とする。
【００２２】
請求項５記載の表面処理装置によれば、対向面における電子通過孔の開口率が８０％以上であるので、被処理体に到達するエレクトロンビームのエネルギーを表面処理の効率を低下させない程度に低減することができる。
【００２３】
請求項６記載の表面処理装置は、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の表面処理装置において、前記自己電界発生器は板状物であり且つ前記電子通過孔はスリットであることを特徴とする。
【００２４】
請求項６記載の表面処理装置によれば、自己電界発生器は板状物であり且つ電子通過孔はスリットであるので、自己電界発生器の形成が容易であり、もって表面処理装置の構成をより簡素化できる。
【００２５】
請求項７記載の表面処理装置は、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の表面処理装置において、前記自己電界発生器は網目状物であることを特徴とする。
【００２６】
請求項７記載の表面処理装置によれば、自己電界発生器は網目状物であるので、当該自己電界発生器を通過するエレクトロンビームの分布を均一化することができる。
【００２７】
請求項８記載の表面処理装置は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表面処理装置において、前記自己電界発生器は、導電体からなる内部部材と、該内部部材を覆う絶縁体からなる外部部材とを備えることを特徴とする。
【００２８】
請求項８記載の表面処理装置によれば、自己電界発生器は、導電体からなる内部部材と、該内部部材を覆う絶縁体からなる外部部材とを備えるので、外部部材を誘電体とするコンデンサを構成することができ、もって誘電体に蓄電された電荷によって自己電界を発生することができ、エレクトロンビームのエネルギーを確実に低減できると共に、表面処理装置の構成を確実に簡素化できる。
【００２９】
請求項９記載の表面処理装置は、請求項８記載の表面処理装置において、前記自己電界発生器は、前記内部部材を接地させる導線を有することを特徴とする。
【００３０】
請求項９記載の表面処理装置によれば、自己電界発生器は、内部部材を接地させる導線を有するので、上記コンデンサにおける電極の電位を一定に保つことができ、もって、上記誘電体に蓄電される電荷の量を一定に保ち、エレクトロンビームのエネルギーを安定的に低減することができる。
【００３１】
請求項１０記載の表面処理装置は、請求項９記載の表面処理装置において、前記導線はコンデンサを有することを特徴とする。
【００３２】
請求項１０記載の表面処理装置によれば、導線はコンデンサを有するので、上記誘電体に蓄電される電荷の量を適宜変更することができ、もって、キュア処理の条件変更にも容易に対応することができる。
【００３３】
請求項１１記載の表面処理装置は、請求項８記載の表面処理装置において、前記内部部材は電気的にフロートしていることを特徴とする。
【００３４】
請求項１１記載の表面処理装置によれば、内部部材は電気的にフロートしているので、上記導線を必要とせず、もって自己電界発生器の構造をより確実に簡素化できる。
【００３５】
請求項１２記載の表面処理装置は、請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の表面処理装置において、前記導電体は、シリコン、アルミ、鉄、ステンレス、カーボン、ＳｉＣ及び銅からなる群の１つからなることを特徴とする。
【００３６】
請求項１２記載の表面処理装置によれば、導電体はシリコン、アルミ、鉄、ステンレス、カーボン、ＳｉＣ及び銅からなる群の１つからなるので、導電体を構成する材料の入手が容易であり、もって表面処理装置のコストを削減することができる。
【００３７】
請求項１３記載の表面処理装置は、請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の表面処理装置において、前記絶縁体は前記導電体を構成する材料の酸化物であることを特徴とする。
【００３８】
請求項１３記載の表面処理装置によれば、絶縁体は導電体を構成する材料の酸化物であるので、絶縁体を容易に作成することができ、もって表面処理装置のコストをより削減することができる。
【００３９】
請求項１４記載の表面処理装置は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表面処理装置において、前記自己電界発生器は絶縁体のみからなることを特徴とする。
【００４０】
請求項１４記載の表面処理装置によれば、自己電界発生器は絶縁体のみからなるので、自己電界発生器は電荷を蓄電できる容量を持つことができ、もって蓄電された電荷によって自己電界を発生することができ、エレクトロンビームのエネルギーを確実に低減できると共に、表面処理装置の構成を確実に簡素化できる。
【００４１】
請求項１５記載の表面処理装置は、請求項１４記載の表面処理装置において、前記絶縁体は、アルミナ、シリカ及び石英からなる群の１つからなることを特徴とする。
【００４２】
請求項１５記載の表面処理装置によれば、絶縁体はアルミナ、シリカ及び石英からなる群の１つからなるので、絶縁体を構成する材料の入手が容易であり、もって表面処理装置のコストを削減することができる。
【００４３】
請求項１６記載の表面処理装置は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表面処理装置において、前記自己電界発生器は電気的にフロートしている導電体のみからなることを特徴とする。
【００４４】
請求項１６記載の表面処理装置によれば、自己電界発生器は電気的にフロートしている導電体のみからなるので、自己電界発生器は導電体に帯電した電荷をそのまま留めることができ、留められた電荷によって自己電界を発生することができ、エレクトロンビームのエネルギーを確実に低減できると共に、表面処理装置の構成を確実に簡素化できる。
【００４５】
請求項１７記載の表面処理装置は、請求項１６記載の表面処理装置において、前記導電体は、シリコン、アルミ、鉄、ステンレス、カーボン、ＳｉＣ及び銅からなる群の１つからなることを特徴とする。
【００４６】
請求項１７記載の表面処理装置によれば、導電体は、シリコン、アルミ、鉄、ステンレス、カーボン、ＳｉＣ及び銅からなる群の１つからなるので、導電体を構成する材料の入手が容易であり、もって表面処理装置のコストを削減することができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態に係る被処理体の表面処理装置について図面を参照しながら説明する。
【００４８】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る表面処理装置の概略構成を示す図である。この表面処理装置は、被処理体である半導体ウエハＷ等にエレクトロンビームを照射して、レジストの機械的強度を高めるキュア処理（表面処理）を行うものである。
【００４９】
図１において、表面処理装置１は、材質が、例えば、アルミニウム等からなり、その内部が気密に閉塞可能に構成された円筒状の真空チャンバ２（処理室）と、真空チャンバ２の内部に配設され且つ半導体ウエハＷの被処理面を図中上側に向けて当該半導体ウエハＷを略水平に載置する載置台３と、載置台３の下側に配設され、材質が例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）からなり、伸縮自在に構成されると共に、真空チャンバ２の内部を気密に維持する円筒状のベローズ４と、ベローズ４の外側に配設されたベローズカバー５と、真空チャンバ２の天井部に配設され、載置台３上に載置された半導体ウエハＷに対してエレクトロンビームを照射するエレクトロンビーム照射機構６とを備える。
【００５０】
エレクトロンビーム照射機構６は、複数配列されたエレクトロンビーム管（ＥＢ管）６ａと、該ＥＢ管６ａの１つ１つに対応して該ＥＢ管６ａの先端に配置された照射窓６ｂとから成り、表面処理装置１では、合計１９個のＥＢ管６ａが載置台３上に設けられた半導体ウエハＷと略同形状の円形の領域を占め且つ同心円状に配列されるように配設される。
【００５１】
また、エレクトロンビーム照射機構６より射出されたエレクトロンビームは、真空チャンバ２内の処理空間中の不活性分子と衝突拡散を繰り返して放射状の電子流となるが、本実施形態における「エレクトロンビーム」とはこのような電子流のことを意味する。
【００５２】
載置台３は、ポールネジ及び該ポールネジを回転させるモータ等からなる昇降装置７によって上下動自在に構成され、エレクトロンビームを照射する際、エレクトロンビーム照射機構６と半導体ウエハＷとの距離を昇降装置７によって調整する。
【００５３】
真空チャンバ２には、図示しないガス供給源に接続されたガス導入管８と、図示しない真空排気装置に接続された排気管９が設けられており、これらにより、真空チャンバ２内を、所定の真空度を呈する所定のガス雰囲気とすることができる。
【００５４】
また、ヒータ１０が、載置台３における半導体ウエハＷの載置面に配設されて半導体ウエハＷを所定の温度に加熱する。そして、半導体ウエハＷの搬入、搬出を行うための開口部１１が、真空チャンバ２の側壁部に配置されると共に、ゲートバルブ１２が当該開口部１１に配置され、半導体ウエハＷの搬入、搬出の際、当該ゲートバルブ１２を開閉して開口部１１から半導体ウエハＷの搬入、搬出を行う。
【００５５】
さらに、表面処理装置１では、エレクトロンビームのエネルギーを制御するため、載置台３及びエレクトロンビーム照射機構６の間に、自己電界発生装置（自己電界発生器）１３が配設されている。
【００５６】
自己電界発生装置１３は、照射窓６ｂの１つ１つに対向するように配置された帯電板１３ａの複数からなり、表面処理装置１では、上述したように、１９個のＥＢ管６ａが配設されているため、自己電界発生装置１３は１９個の帯電板１３ａを有する。ここで、載置台３及びエレクトロンビーム照射機構６の間の距離は、例えば、１００ｍｍであるが、各帯電板１３ａ及び照射窓６ｂの間の距離は、例えば、１０ｍｍである。
【００５７】
図２は、図１における帯電板１３ａの概略構成を示す図であり、（ａ）は図１中矢印方向視における帯電板１３ａの正面図であり、（ｂ）は図２（ａ）における線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図である。
【００５８】
図２において、帯電板１３ａは、平板状物であり、照射窓６ｂに対向する対向面においてエレクトロンビームを通過させる５つのスリット（電子通過孔）１３ｂを有する。この５つのスリット１３ｂにおける開口面積の合計の上記対向面の面積に対する比（開口率）は、例えば、５０％以上であり、好ましくは、８０％以上であるのがよい。
【００５９】
また、帯電板１３ａは、導電体からなる内部部材１３ｃと、該内部部材１３ｃを覆う絶縁体からなる外部部材１３ｄと、内部部材１３ｃを接地させる導線１３ｅとを有する。
【００６０】
帯電板１３ａでは、内部部材１３ｃの導電体はアルミからなる一方、外部部材１３ｄの絶縁体はアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）からなり、その厚みは、例えば、０．６μｍである。
【００６１】
表面処理装置１が半導体ウエハＷにキュア処理を施す際、ガス導入管８から真空チャンバ２内部へ導入された処理ガスからプラズマが生成されるが、このとき、該プラズマと帯電板１３ａとにより、該プラズマと内部部材１３ｃを両電極とし且つ外部部材１３ｄを両電極間における誘電体とするコンデンサが構成される。
【００６２】
そして、エレクトロンビーム照射機構６から半導体ウエハＷへエレクトロンビームが照射される際、エレクトロンビームの電子流によってコンデンサの誘電体たる外部部材１３ｄに電荷が蓄電され、該蓄電した電荷によって帯電板１３ａ近傍において自己電界が発生する。該自己電界はエレクトロンビーム照射機構６に向けて発生するため、エレクトロンビーム中の電子に対して減速する方向にクーロン力が発生し、該クーロン力によってエレクトロンビームのエネルギーを低減する。
【００６３】
このとき、外部部材１３ｄの表面に対するプラズマの正の電位は一定であり且つ内部部材１３ｃは導線１３ｅによって接地しているため、外部部材１３ｄに帯電する電荷の量は一定となる。
【００６４】
本第１の実施の形態に係る表面処理装置によれば、エレクトロンビーム照射機構６及び載置台３の間に配設され且つ導電体からなる内部部材１３ｃと、該内部部材１３ｃを覆う絶縁体からなる外部部材１３ｄとを有する自己電界発生装置１３を備えるので、真空チャンバ２内部のプラズマと内部部材１３ｃを両電極とし且つ外部部材１３ｄを両電極間における誘電体とするコンデンサを構成することができ、もって、誘電体に蓄電された電荷により自己電界発生装置１３は電圧の印加を必要とすることがなく自己電界を発生することができ、該発生した自己電界によってエレクトロンビーム中の電子に対してクーロン力が発生し、該クーロン力によってエレクトロンビームのエネルギーを低減することができる。その結果、エレクトロンビームのエネルギーを確実に低減できると共に、表面処理装置１の構成を確実に簡素化できる。
【００６５】
また、帯電板１３ａは内部部材１３ｃを接地させる導線１３ｅを有するので、上記コンデンサにおける電極の電位を一定に保つことができ、もって、上記誘電体に蓄電される電荷の量を一定に保ち、エレクトロンビームのエネルギーを安定的に低減することができる。
【００６６】
一般に、ガス中においてエレクトロンビームを射出すると、電子流は拡散するため、半導体ウエハＷに照射されるエレクトロンビームの量が減少し、半導体ウエハＷのキュア処理等における表面処理の効率が低下するが、上述した表面処理装置１では、帯電板１３ａがスリット１３ｂを有するので、該スリット１３ｂ内において発生する自己電界によって当該スリット１３ｂを通過する電子流を収束することができ、もって半導体ウエハＷのキュア処理等における表面処理の効率を向上することができる。
【００６７】
また、帯電板１３ａはスリットを有する板状物のみで構成されるので、自己電界発生装置１３の形成が容易であり、もって表面処理装置１の構成をより簡素化できる。
【００６８】
帯電板１３ａの照射窓６ｂに対する対向面におけるスリット１３ｂの開口率は５０％以上であるので、エレクトロンビームの照射量を物理的に制御することができ、もって半導体ウエハに到達するエレクトロンビームのエネルギーを低減することができる。
【００６９】
また、上述した表面処理装置１では、帯電板１３ａが照射窓６ｂから１０ｍｍの距離において配設されるが、外部部材１３ｄに帯電される電荷が所定の位置において発生する電界の強さは、所定の位置から外部部材１３ｄまでの距離の２乗に反比例するので、エレクトロンビームのエネルギーを効率良く低減するためには、帯電板１３ａを照射窓６ｂに近づけて配設するのが好ましい。
【００７０】
上述した表面処理装置１では、エレクトロンビームのエネルギーを制御するための機構として、自己電界発生装置１３のみが配設されるが、この他、例えば、載置台３内部において直流電源に接続された内部電極が配設されてもよく、これにより、内部電極に印加された直流電圧によって電界が発生し、該電界によって、自己電界発生装置１３の効果と併せてエレクトロンビームのエネルギーをより効果的に低減することができる。
【００７１】
上述した表面処理装置１では、内部部材１３ｃの導電体はアルミからなり、外部部材１３ｄの絶縁体はアルミナからなるが、当該導電体はシリコン、銅等から成ってもよく、また、当該絶縁体はシリカ（ＳｉＯ２）から成ってもよく、これにより、導電体及び絶縁体を構成する材料の入手が容易となり、もって表面処理装置１のコストを削減することができ、さらに、絶縁体が導電体を構成する材料の酸化物であるのがよく、これにより、絶縁体を容易に作成することができ、もって表面処理装置１のコストをより削減することができる。
【００７２】
また、上述した表面処理装置１では、自己電界発生装置１３が平板状物の帯電板１３ａで構成されたが、自己電界発生装置１３は網目状物の帯電板で構成されてもよく、これにより、当該自己電界発生装置１３を通過するエレクトロンビームの分布を均一化することができる。
【００７３】
さらに、上述した表面処理装置１では、自己電界発生装置１３は、照射窓６ｂの１つ１つに対向するように配置された帯電板１３ａの複数から構成されたが、１９個の照射窓６ｂが対向する領域を含む１つの帯電板で構成されてもよく、これにより、自己電界発生装置１３の構成をより簡素化できる。
【００７４】
また、上述した表面処理装置１では、内部部材１３ｃの電位はグランド（基準電位）となるが、導線１３ｅがコンデンサを有していてもよく、これにより、内部部材１３ｃの電位を任意に変更でき、もって外部部材１３ｄに蓄電される電荷の量を適宜変更することができ、キュア処理の条件変更にも容易に対応することができる。
【００７５】
さらに、内部部材１３ｃは電気的にフロートしていてもよく、これにより、上記導線１３ｅを必要とせず、もって自己電界発生装置１３の構造をより確実に簡素化できる。
【００７６】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る表面処理装置について詳述する。
【００７７】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る表面処理装置の概略構成を示す図である。
【００７８】
本第２の実施の形態は、その構成、作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【００７９】
図３において、本第２の実施の形態に係る表面処理装置２０には、エレクトロンビームのエネルギーを制御するため、載置台３及びエレクトロンビーム照射機構６の間に、自己電界発生装置２１が配設されている。
【００８０】
この自己電界発生装置２１は、その形状及び配設された位置が表面処理装置１における自己電界発生装置１３と同じであるが、各帯電板２１ａの構成が異なり、帯電板２１ａは絶縁体、例えば、アルミナのみからなる。
【００８１】
表面処理装置２０においてエレクトロンビーム照射機構６から半導体ウエハＷへエレクトロンビームが照射される際、帯電板２１ａはグランドから絶縁されているため、エレクトロンビームの電子流によって電荷が帯電板２１ａに蓄電され、該蓄電した電荷によって帯電板２１ａ近傍において自己電界が発生する。該自己電界はエレクトロンビーム照射機構６に向けて発生するため、エレクトロンビーム中の電子に対して減速する方向にクーロン力が発生し、該クーロン力によってエレクトロンビームのエネルギーを低減する。
【００８２】
本第２の実施の形態に係る表面処理装置によれば、エレクトロンビーム照射機構６及び載置台３の間に配設され且つ絶縁体のみからなる帯電板２１ａを有する表面処理装置２０を備えるので、帯電板２１ａは電荷を蓄電できる容量を持ち、該容量に見合うだけ帯電板２１ａに蓄電された電荷によって表面処理装置２０は自己電界を発生することができ、もって、エレクトロンビームのエネルギーを確実に低減できると共に、表面処理装置２０の構成を確実に簡素化できる。
【００８３】
上述した表面処理装置２０では、帯電板２１ａの絶縁体はアルミナからなるが、当該絶縁体はシリカ（ＳｉＯ２）から成ってもよく、これにより、絶縁体を構成する材料の入手が容易となり、もって表面処理装置２０のコストを削減することができる。
【００８４】
また、上述した本第２の実施の形態では、帯電板２１ａが絶縁体のみからなる例について説明したが、帯電板２１ａは、少なくともエレクトロンビーム照射機構６に対向する対向面が絶縁体で構成されればよく、例えば、帯電板２１ａにおける対向面以外の部分は、導電体等で構成されてもよい。これにより、表面処理装置２０は、帯電板２１ａにおける対向面に電荷を蓄電してエレクトロンビーム照射機構６に向けて自己電界を発生することができ、もって、表面処理装置２０は、エレクトロンビームのエネルギーを確実に低減できると共に、その構成を確実に簡素化できる。
【００８５】
さらに、本発明の第３の実施の形態に係る表面処理装置について詳述する。
【００８６】
本第３の実施の形態は、その構成、作用が上述した第２の実施の形態と殆ど同じであるので、図面を省略し且つ重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【００８７】
本第３の実施の形態に係る表面処理装置は、上述した表面処理装置２０における自己電界発生装置２１と各帯電板の構成においてのみ異なる自己電界発生装置を有し、当該自己電界発生装置における各帯電板は電気的にフロート（絶縁）された導電体、例えば、アルミのみからなる。
【００８８】
本第３の実施の形態に係る表面処理装置においてエレクトロンビーム照射機構６から半導体ウエハＷへエレクトロンビームが照射される際、帯電板はフロートされているため、エレクトロンビームの電子流によって導電体に帯電した電荷がグランドへ流出することなく導電体に留まり、該留められた電荷によって帯電板近傍において自己電界が発生する。該自己電界はエレクトロンビーム照射機構６に向けて発生するため、エレクトロンビーム中の電子に対して減速する方向にクーロン力が発生し、該クーロン力によってエレクトロンビームのエネルギーを低減する。
【００８９】
本第３の実施の形態に係る表面処理装置によれば、エレクトロンビーム照射機構６及び載置台３の間に配設され且つ電気的にフロートされた導電体のみからなる帯電板を有する表面処理装置を備えるので、導電体に帯電した電荷がグランドへ流出することなく当該帯電板に留まり、該留められた電荷によって表面処理装置は自己電界を発生することができ、もって、エレクトロンビームのエネルギーを確実に低減できると共に、表面処理装置の構成を確実に簡素化できる。
【００９０】
上述した本第３の実施の形態に係る表面処理装置では、帯電板の導電体はアルミからなるが、当該導電体はシリコン、鉄、ステンレス、カーボン、ＳｉＣ及び銅のいずれから成ってもよく、これにより、絶縁体を構成する材料の入手が容易となり、もって表面処理装置のコストを削減することができる。
【００９１】
また、上述した本第３の実施の形態では、帯電板が電気的にフロートされた導電体のみからなる例について説明したが、帯電板は、少なくともエレクトロンビーム照射機構６に対向する対向面が電気的にフロートされた導電体で構成されればよく、例えば、帯電板における対向面以外の部分は、絶縁体等で構成されてもよい。これにより、表面処理装置は、帯電板における対向面に電荷を蓄電してエレクトロンビーム照射機構６に向けて自己電界を発生することができ、もって、表面処理装置は、エレクトロンビームのエネルギーを確実に低減できると共に、その構成を確実に簡素化できる。
【００９２】
上述した第１〜第３の実施の形態に係る自己電界発生装置が発生する自己電界の強さは、当該自己電界発生装置における帯電板と照射窓６ｂとの間の距離によって制御されるが、帯電板が誘電体を有する場合、該誘電体の誘電率によっても制御できる。
【００９３】
また、エレクトロンビームのエネルギーの低減率は、自己電界の強さによっても制御されるが、帯電板が有するスリットのアスペクト比によっても制御できる。この場合、アスペクト比が高い程、エレクトロンビームのエネルギーの低減率は大きくなる。さらに、エレクトロンビームのエネルギーの低減率は、帯電板の開口率によっても制御でき、この場合も、開口率が小さい程、エレクトロンビームのエネルギーの低減率は大きくなる。
【００９４】
上述した第１〜第３の実施の形態に係る表面処理装置では、半導体ウエハＷに対してキュア処理を行うが、該キュア処理においては、レジストの硬化だけでなく、半導体ウエハＷ上に塗布されたＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）膜の硬化を行ってもよく、これにより、ＳＯＧ膜からなる絶縁膜を平滑化することができる。
【００９５】
さらに、上述した第１〜第３の実施の形態に係る表面処理装置では、半導体ウエハＷの表面処理に限らず、半導体ウエハＷ以外の液晶表示装置用のガラス基板等の表面処理が行われてもよい。
【００９６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１記載の表面処理装置によれば、エレクトロンビーム照射機構及び載置台の間に配設され且つ自己電界を発生する自己電界発生器を有するので、エレクトロンビーム中の電子に対してクーロン力が発生し、該クーロン力によってエレクトロンビームのエネルギーを低減することができる。
【００９７】
請求項２記載の表面処理装置によれば、自己電界発生器は、少なくともエレクトロンビーム照射機構に対向する対向面が電気的にフロートしている部材で構成されるので、当該部材に電荷が帯電し、該帯電した電荷によって自己電界を発生することができ、自己電界発生器は電圧の印加を必要とすることがなく、もって表面処理装置の構成を簡素化できる。
【００９８】
請求項３記載の表面処理装置によれば、自己電界発生器は電子通過孔を有するので、該電子通過孔において発生する自己電界によってエレクトロンビームを収束することができ、もってキュア処理等の表面処理の効率を向上することができる。
【００９９】
請求項４記載の表面処理装置によれば、対向面における電子通過孔の開口率は５０％以上であるので、エレクトロンビームの照射量を物理的に制御することができ、もって被処理体に到達するエレクトロンビームのエネルギーを低減することができる。
【０１００】
請求項５記載の表面処理装置によれば、対向面における電子通過孔の開口率が８０％以上であるので、被処理体に到達するエレクトロンビームのエネルギーを表面処理の効率を低下させない程度に低減することができる。
【０１０１】
請求項６記載の表面処理装置によれば、自己電界発生器は板状物であり且つ電子通過孔はスリットであるので、自己電界発生器の形成が容易であり、もって表面処理装置の構成をより簡素化できる。
【０１０２】
請求項７記載の表面処理装置によれば、自己電界発生器は網目状物であるので、当該自己電界発生器を通過するエレクトロンビームの分布を均一化することができる。
【０１０３】
請求項８記載の表面処理装置によれば、自己電界発生器は、導電体からなる内部部材と、該内部部材を覆う絶縁体からなる外部部材とを備えるので、外部部材を誘電体とするコンデンサを構成することができ、もって誘電体に蓄電された電荷によって自己電界を発生することができ、エレクトロンビームのエネルギーを確実に低減できると共に、表面処理装置の構成を確実に簡素化できる。
【０１０４】
請求項９記載の表面処理装置によれば、自己電界発生器は、内部部材を接地させる導線を有するので、上記コンデンサにおける電極の電位を一定に保つことができ、もって、上記誘電体に蓄電される電荷の量を一定に保ち、エレクトロンビームのエネルギーを安定的に低減することができる。
【０１０５】
請求項１０記載の表面処理装置によれば、導線はコンデンサを有するので、上記誘電体に蓄電される電荷の量を適宜変更することができ、もって、キュア処理の条件変更にも容易に対応することができる。
【０１０６】
請求項１１記載の表面処理装置によれば、内部部材は電気的にフロートしているので、上記導線を必要とせず、もって自己電界発生器の構造をより確実に簡素化できる。
【０１０７】
請求項１２記載の表面処理装置によれば、導電体はシリコン、アルミ、鉄、ステンレス、カーボン、ＳｉＣ及び銅からなる群の１つからなるので、導電体を構成する材料の入手が容易であり、もって表面処理装置のコストを削減することができる。
【０１０８】
請求項１３記載の表面処理装置によれば、絶縁体は導電体を構成する材料の酸化物であるので、絶縁体を容易に作成することができ、もって表面処理装置のコストをより削減することができる。
【０１０９】
請求項１４記載の表面処理装置によれば、自己電界発生器は絶縁体のみからなるので、自己電界発生器は電荷を蓄電できる容量を持つことができ、もって蓄電された電荷によって自己電界を発生することができ、エレクトロンビームのエネルギーを確実に低減できると共に、表面処理装置の構成を確実に簡素化できる。
【０１１０】
請求項１５記載の表面処理装置によれば、絶縁体はアルミナ、シリカ及び石英からなる群の１つからなるので、絶縁体を構成する材料の入手が容易であり、もって表面処理装置のコストを削減することができる。
【０１１１】
請求項１６記載の表面処理装置によれば、自己電界発生器は電気的にフロートしている導電体のみからなるので、自己電界発生器は導電体に帯電した電荷をそのまま留めることができ、留められた電荷によって自己電界を発生することができ、エレクトロンビームのエネルギーを確実に低減できると共に、表面処理装置の構成を確実に簡素化できる。
【０１１２】
請求項１７記載の表面処理装置によれば、導電体は、シリコン、アルミ、鉄、ステンレス、カーボン、ＳｉＣ及び銅からなる群の１つからなるので、導電体を構成する材料の入手が容易であり、もって表面処理装置のコストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る表面処理装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１における帯電板の概略構成を示す図であり、（ａ）は図１中矢印方向視における帯電板の正面図であり、（ｂ）は図２（ａ）における線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る表面処理装置の概略構成を示す図である。
【図４】従来のキュア処理に用いられるエレクトロンビーム照射装置の説明図である。
【符号の説明】
Ｗ  半導体ウエハ
１，２０  表面処理装置
２  真空チャンバ
３  載置台
６  エレクトロンビーム照射機構
６ａ  ＥＢ管
６ｂ  照射窓
１３，２１  自己電界発生装置
１３ａ，２１ａ  帯電板
１３ｂ  スリット
１３ｃ  内部部材
１３ｄ  外部部材
１３ｅ  導線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004335667.tif 000006