(57)【要約】【課題】本発明は、接触子の押付け圧力を増すことなく、接触子と試料の接触抵抗が低減され、電子線の位置ずれが解消される試料保持装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、電子線の照射により描画が施されるウエハを含む試料を載置する試料ホルダと、試料ホルダに設けられ、試料を前記試料ホルダに吸着させる吸着部と、試料を接地するアースと、アースに設けられ、試料に接触する接触子とを備え、荷電粒子ビームの照射で露出した試料の生地に接触子を接触させ、生地への接触子の接触は、荷電粒子ビームの照射で露出する生地の露出状況を観察して判定される接触許可に基づいて行うことを特徴とする。【選択図】図３
2007019222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線の照射により描画が施されるウエハを含む試料を載置する試料ホルダと、前記試料ホルダに設けられ、前記試料を前記試料ホルダに吸着させる吸着部と、前記試料を接地するアースと、前記アースに設けられ、前記試料に接触する接触子とを備え、荷電粒子ビームの照射で露出した前記試料の生地に前記接触子を接触させるようにしたことを特徴とする試料保持装置。
【請求項２】
請求項１記載の試料保持装置において、
前記生地への前記接触子の接触は、前記荷電粒子ビームの照射で露出する生地の露出状況を観察して判定される接触許可に基づいて行うことを特徴とする試料保持装置。
【請求項３】
ウエハを含む試料へ電子線を照射して所望のパターンを描画する電子線描画装置において、
前記試料を接地するアースは試料に接触する接触子を有し、
前記接触子が接触するところに荷電粒子ビームの照射をして前記試料の生地を露出させる加工部を備えたことを特徴とする電子線描画装置。
【請求項４】
請求項３記載の電子線描画装置において、
前記試料の表面を観察するための検出部を設けたことを特徴とする電子線描画装置。
【請求項５】
請求項４記載の電子線描画装置において、
前記検出部の検知信号に基づいて前記接触子の接触可否を判定する演算部を備えることを特徴とする電子線描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子線描画装置で露光される被露光物の試料がアース接地される試料保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体の製造や薄膜磁気ヘッドを製造する工程のうちＬＳＩパターンを形成する工程の一つに電子線リソグラフィ工程がある。形成される回路パターンは年々、高集積化され、それに伴う微細化の要求に応え様々な装置が発表されている。
【０００３】
上記の精度要求のため、露光装置においては描画誤差の低減が求められており、露光面の電位による電子線の歪みや焦点ずれ、露光位置ずれなどの回路パターンの歪みを無くすことが要求されている。
【０００４】
電子線描画装置での描画は、例えば、特開２０００−１７３５２５号公報（特許文献１）に示すように描画される試料はアース接地が行われる。電子線の照射で生じる試料の電荷はアースを通じて逃がされる。
【０００５】
また、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｅ：Ｓｃｉ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．１４，１９４（１９８１）（非特許文献１）にてＭ．Ｍｉｙａｚａｋｉは、基板（試料）上の電位と電子線の軌道との関係について論じている。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１７３５２５号公報
【非特許文献１】Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｅ：Ｓｃｉ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．１４，１９４（１９８１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
試料上の電位がアース接地の電位より高いと、電子線は位置ずれする。そこで従来は、アースピン（接触子）の硬度を上げ、試料への押し付け力を強力にし、接触子と試料の接触抵抗を低減するようにしている。これにより、試料上の電位はアース接地の電位とほぼ同電位になるので、電子線の位置ずれは解消される。
【０００８】
しかし、試料の表面には数μｍの絶縁膜が存在するため、接触抵抗の低減には限界がある。また、接触子の押付け圧力を増すことにより、試料であるウエハを傷つけ発塵を発生させる恐れがある。さらに、接触子の押付け圧力を増すと、試料に歪みが生じて描画の位置ずれを来たす恐れがある。
【０００９】
本発明は、上記の問題に対処し、接触子の押付け圧力を増すことなく、接触子と試料の接触抵抗が低減され、電子線の位置ずれが解消される試料保持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】
【００１０】
本発明は、電子線の照射により描画が施されるウエハを含む試料を載置する試料ホルダと、前記試料ホルダに設けられ、前記試料を前記試料ホルダに吸着させる吸着部と、前記試料を接地するアースと、前記アースに設けられ、前記試料に接触する接触子とを備え、荷電粒子ビームの照射で露出した前記試料の生地に前記接触子を接触させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、接触子の押付け圧力を増すことなく、接触子と試料の接触抵抗が低減され、電子線の位置ずれが解消される試料保持装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施例について図１〜５を引用して説明する。
【００１３】
まず、電子線描画装置の概要について、図１に沿って述べる。
【００１４】
カラムに設けられた電子銃１１から放出された電子線１２は、絞り１３と成形偏向器１４とによって矩形に成形され、電子レンズ１５と偏向器１６とによりウエハの基板である試料１７上の任意の位置に結像される。
【００１５】
試料１７は、静電チャック１８を備えた試料ホルダ１９上に吸着保持されるとともに、その吸着力により試料の平坦化が行われる。試料の平坦化により、試料の凹凸やパターン形成面の歪みがなくなって高精度の描画が出来る。
【００１６】
試料ホルダ１９の静電チャック１８には、図２に示す通り、試料を吸着保持する誘電体２２と、誘電体２２に電圧を印加するための電極２３とが設けられている。電極２３には電源２１が接続される。
【００１７】
また、試料１７には接地用のアース２４が接続される。アース２４は接触子であるアースピンを有し、この接触子を試料１７に接触する。
【００１８】
誘電体２２に電圧を印加すると、誘電体２２内に発生した分極電荷により試料１７をアース電位に保ちながら誘電体２２上に、試料１７は静電吸着される。
【００１９】
また、試料ホルダ１９は、ＸＹステージ２０上に固定されている。これにより、電子線の偏向量が数ｍｍ程度でも、ＸＹステージ２０により試料１７は移動が可能となり、試料の全面に亘りパターンを描画できる。
【００２０】
試料１７は、アース２４により接地されている。アース２４の接触子と試料１７との接触が接触抵抗Ｒが存在すると、試料１７は大地と同じ０Ｖの電位にならない。
【００２１】
接触抵抗Ｒが存在するとき発生する電位Ｖは、誘電体２２に電圧を印加した際に流れるリーク電流Ｉを用いて、オームの法則により、次の(１)式のように表わされる。
【００２２】
Ｖ＝Ｉ×Ｒ・・・(１)
この電位によって、電子銃１１より放出された負の電荷を持つ電子線１２の軌道が乱され、電子線ビーム位置のずれにより描画精度が低下する。この電子線ビーム位置のずれ量ΔＬは、図４に示すように偏向距離Ｌ、電子銃１１の加速電圧をＵとすると、(２)式で表わされる。
【００２３】
ΔＬ／Ｌ＝−Ｖ／(４×Ｕ)・・・(２)
(２)式より、例えばＬ＝２．５ｍｍ，Ｕ＝５０ｋＶであるとすると、試料１７上に１Ｖの電位が発生した場合には、１２．５ｎｍの位置ずれが発生することになる。
【００２４】
そこで、前記位置ずれを抑えるべく、本発明の実施例では、接触子の接触個所に荷電粒子ビームを照射して試料の表面の絶縁膜を除去し、露出した試料の生地に接触子を接触させるようにした。これにより、接触子の押付け圧力を増すことなく、試料を大地と同じ０Ｖの電位にすることができ、位置ずれの発生を抑えることができた。
【００２５】
図２、図３を引用して詳しく述べる。
【００２６】
図２に示すとおり、実際のプロセスウエハの基板である試料１７の表面に数μｍの絶縁膜４１が存在する。
【００２７】
アース２４の接触子を接触するところは、絶縁膜４１を除去する。図３に示すように接触子を接触させるウエハ面側のいずれかの場所に加工部であるビーム発生装置４２を設置する。加工部の設置場所は電子線描画のための電子線１２が当たらない位置で、かつ接触子の接触を行おうとする場所へ荷電粒子ビーム４３を照射させることの出来る位置とする。
【００２８】
この加工部であるビーム発生装置４２から発生させられる荷電粒子ビーム４３の種類は電子線、イオンビームなど実際に照射することにより、被照射物（絶縁膜４１）が発熱および破壊するものであれば適用可能である。
【００２９】
ただし、電子線描画装置の場合、照射される空間４０は真空中であるので真空悪化を避ける必要があるが、その他の半導体描画装置、たとえばステッパやスキャナに代表される真空ではなくとも描画できる装置においては、この限りではない。
【００３０】
このビーム発生装置４２より荷電粒子ビーム４３をウエハの絶縁膜４１へ照射することにより、絶縁膜４１は局所的に発熱、破壊され、ベアウエハ面５２（生地）を露出させることが出来る。
【００３１】
この荷電粒子ビーム４３で破壊され空間へ放出された絶縁膜破片５１は、接触子であるアースピンで力学的に押し付け破壊されたものと比べ極めて小さな原子、分子、イオンレベルの微細片である。このため、絶縁膜の微細片がたとえ飛散することになってもウエハの歩留まり低下になる可能性は非常に小さい。以上から露出されたベアウエハ面５２（生地）へアースを直接接触させることが出来るようになり、接触抵抗Ｒをほぼ０Ωまで下げることが出来るようになる。
【００３２】
上述した実施例では、描画を行うＸＹステージ２０上で荷電粒子ビームの照射を行うよう記載してあるが、装置内の部品配置の関係上、ＸＹステージ２０上では照射が不可能な場合がある。この場合には、ウエハである試料１７上の絶縁膜４１を除去してから描画するまで、再び絶縁膜４１が形成されなければ、どの段階に荷電粒子ビームの照射を行っても良く、ウエハ搬送を行うロードロック室や、電子線描画装置以外に荷電粒子ビーム照射装置を設置しても可能である。
【００３３】
次に荷電粒子ビーム照射による接触子の接触個所の加工深度について、図３を引用して説明する。
【００３４】
あらかじめ絶縁膜１４の厚さを測定しておく。絶縁膜１４の厚さ誤差を考慮して、その厚さより深めに加工深度を設定し必ずベアウエハ面５２（生地）が表面に露出するよう荷電粒子ビームの照射による加工を行う。
【００３５】
試料毎に一様の深度になるように加工しても良いが、図３に示すとおり、ＴＥＭやＳＥＭの原理を応用して加工する。
【００３６】
加工部であるビーム発生装置４２から照射される荷電粒子ビーム４３で、試料１７の被照射物（絶縁膜４１）から放出される絶縁膜破片５１や散乱電子５４などを検出部である検出器５３にて検出して表面形状を観察しつつ、演算器５５にてベアウエハ面５２（生地）が現れたところで加工を終了するシーケンスを組んでも構わない。
【００３７】
また、検出部が観察して得た検出信号を基にベアウエハ面５２（生地）の露出状況を演算器５５で演算して接触子の接触ができる良否を判定し、接触許可に基づいて接触子の接触を行ようにすることも出来る。
【００３８】
その他に検出できるものとして、Ｘ線を検出する方法も考えられる。被加工物から放出される絶縁膜破片５１のＸ線スペクトルを検出器５３にて観察し、Ｘ線スペクトルが絶縁膜のスペクトル形状から基板素材のスペクトルに変化することを演算器５５にて判定し、ベアウエハ面５２（生地）が露出したことを判断することができる。
【００３９】
本実施例では電子線描画装置における電子線１２と静電チャック１８の関係にて生じる試料１７の表面電位の影響を解決する方法として示したが、絶縁膜４１に起因する試料１７のアースに関しては、同様に適用することが出来るため、適用装置はこの限りではない。
【００４０】
上記実施例によれば、荷電粒子ビームの照射で露出させた生地に接触子を直接接触させることが出来るようになり、接触抵抗Ｒをほぼ０Ωまで下げることが出来た。
【００４１】
接触子の押付け圧力を増すことがないので、試料であるウエハを傷つけ発塵を発生させることがなく、スループットの低下を招かない。また試料が接触子で強く押圧さらないので、試料に歪みが生じず描画の位置ずれを来たす恐れがない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施例に係わるもので、電子線描画装置の概略を示す図。
【図２】本発明の実施例に係わるもので、静電チャック、試料、アース、ビーム発生装置の配置関係を示す図。
【図３】本発明の実施例に係わるもので、荷電粒子ビームによる生地に露出させる加工状況を示す断面図。
【図４】本発明の実施例に係わるもので、試料の電位と量電子線ビーム位置のずれ量を説明するための説明図。
【符号の説明】
【００４３】
１１…電子銃、１２…電子線、１３…絞り、１４…成形偏光器、１５…電子レンズ、１６…偏向器、１７…基板、１８…静電チャック、１９…基板ホルダ、２０…ＸＹステージ、２１…電源、２２…誘電体部、２３…電極、２４…アース、４０…空間、４１…絶縁膜、４２…ビーム発生装置、４３…ビーム、５１…絶縁膜破片、５２…ベアウエハ面（生地）、５３…検出器、５４…散乱電子、５５…演算器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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