DE102007041160B4

DE102007041160B4 - Substratabdeckung, und Einrichtung und Verfahren zum Schreiben mit einem Strahl geladener Teilchen

Info

Publication number: DE102007041160B4
Application number: DE102007041160.1A
Authority: DE
Inventors: Yuichi Tachikawa
Original assignee: Nuflare Technology Inc
Current assignee: Nuflare Technology Inc
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2015-04-09
Anticipated expiration: 2027-08-31
Also published as: US20080054195A1; US7608528B2; JP2008058809A; DE102007041160A1

Abstract

Substratabdeckung (1), die auf ein Substrat aufsetzbar ist, das unter Verwendung eines Strahls aus geladenen Teilchen beschrieben werden soll, wobei vorgesehen sind: ein rahmenartiges Teil (12), das so ausgebildet ist, dass es auf ein Substrat aufsetzbar ist, das unter Verwendung eines Strahls aus geladenen Teilchen beschrieben werden soll, und eine Außenumfangsabmessung aufweist, die größer ist als die Außenumfangsabmessung des Substrats, sowie eine Innenumfangsabmessung, die eine Grenze zwischen dem rahmenartigen Teil und einem inneren Öffnungsabschnitt darstellt, die kleiner ist als die Außenumfangsabmessung des Substrats; und ein Kontaktpunktteil (16), das so ausgebildet ist, dass es an der Unterseite des rahmenartigen Teils vorgesehen ist, um elektrisch an das Substrat angeschlossen zu sein.

Description

Die vorliegende Anmeldung beruht auf der früheren japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-237927 , eingereicht am 1. September 2006 in Japan, und beansprucht deren Priorität, wobei deren Gesamtinhalt durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Substratabdeckung, eine Einrichtung zum Schreiben mit einem Strahl geladener Teilchen, und ein Verfahren zum Schreiben mit einem Strahl geladener Teilchen. Spezieller betrifft beispielsweise die vorliegende Erfindung ein Erdungssystem oder ”Massesystem” eines Substrats, in welches ein Muster unter Verwendung von Elektronenstrahlen eingeschrieben wird, eine Schreibeinrichtung, und ein Schreibverfahren.
Die Mikrolithographietechnik, welche für die Verkleinerung von Halbleiter-Bauelementen sorgt, ist äußerst wichtig, da nur mit diesem Prozess ein Muster bei Halbleiter-Herstellungsprozessen ausgebildet werden kann. In den vergangenen Jahren ist infolge einer Erhöhung der hohen Integration und der großen Kapazität umfangreicher integrierter Schaltungen (LSI) die Schaltungsleitungsbreite, die für Halbleiter-Elemente benötigt wird, immer schmäler geworden. Um ein gewünschtes Schaltungsmuster auf derartigen Halbleiter-Bauelementen auszubilden, ist ein Master-Muster (auch als Retikel oder Maske bezeichnet) mit hoher Präzision erforderlich. Da die Elektronenstrahltechnik zum Schreiben oder ”Zeichnen” eines Musters an sich eine hervorragende Auflösung aufweist, wird sie zur Herstellung derartig hochexakter Master-Muster verwendet.
12 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung von Betriebsabläufen einer herkömmlichen Schreibeinrichtung mit einem Elektronenstrahl variabler Form. Die Musterschreibeinrichtung mit einem Elektronenstrahl (EB) mit variabler Form arbeitet folgendermaßen: Wie in der Figur dargestellt, weist die Musterschreibeinrichtung zwei Blendenplatten auf. Eine erste oder ”obere” Blendenplatte 410 weist eine Öffnung oder ein ”Loch” 411 in Form eines Rechtecks auf, um die Form eines Elektronenstrahls 330 festzulegen. Die Form der rechteckigen Öffnung kann auch ein Quadrat sein, ein Rhombus, ein Rhomboid, usw. Eine zweite oder ”untere” Blendenplatte 420 weist eine Öffnung 421 mit variabler Form auf, um den Elektronenstrahl 330, der durch die Öffnung 411 der ersten Blendenplatte 410 hindurchgelangt ist, zu einem gewünschten Rechteck auszuformen. Der Elektronenstrahl 330, der eine Quelle 430 für geladene Teilchen verlassen hat, und durch die Öffnung 411 hindurchgegangen ist, wird durch eine Ablenkeinheit abgelenkt. Dann geht der Elektronenstrahl 330 durch ein Teil der Öffnung 421 mit variabler Form der zweiten Blendenplatte 420 hindurch, und bestrahlt ein Werkstück-Target 340, das auf einer Stufe angebracht ist, die ständig in einer vorbestimmten Richtung bewegt wird (beispielsweise der Richtung der X-Achse). Anders ausgedrückt, wird eine rechteckige Form, die sowohl durch die Öffnung 411 als auch die Öffnung 421 mit variabler Form hindurchgehen kann, in einen Musterschreibbereich auf dem Werkstück-Target 340 eingeschrieben, das auf der Stufe angebracht ist. Dieses Verfahren des Schreibens oder ”Ausbildens” einer vorgegebenen, variablen Form dadurch, dass man Strahlen sowohl durch die Öffnung 411 als auch die Öffnung 421 mit variabler Form hindurchgehen lässt, wird als System mit einem variabel geformten Strahl bezeichnet.
Normalerweise wird ein Werkstück-Target, beispielsweise ein Maskensubstrat, an einer Stufe durch ein Teil eines Klemmmechanismus befestigt, beispielsweise auf der Stufe in einer Elektronenstrahlmuster-Schreibeinrichtung. Wenn ein Muster auf das Werkstück-Target eingeschrieben wird, beispielsweise ein Maskensubstrat, durch die Elektronenstrahl-Musterschreibeinrichtung, wird ein elektrisch leitfähiges Material, das eine Schicht bildet, die auf der Oberfläche des Werkstück-Targets vorhanden ist, beispielsweise ein Schattierungsfilm aus Chrom (Cr) aufgeladen. Wenn der Schreibvorgang in einem derartigen Zustand durchgeführt wird, tritt das Problem auf, dass die Flugbahn des Elektronenstrahls, der zum Schreiben aufgestrahlt wird, durch den Einfluss der elektrischen Aufladung abgebogen wird, wodurch es unmöglich wird, das Einschreiben an einer gewünschten Position durchzuführen. Es kann auch das Problem auftreten, dass der Elektronenstrahl unscharf wird. Daher wird normalerweise eine Erdung (oder eine Masseverbindung) bei der aufgeladenen Schicht hergestellt. Bei dem herkömmlichen Erdungssystem werden einige Kontaktpunkte auf dem Werkstück-Target zugeordnet, um das Werkstück-Target so zu verbinden oder ”anzuschließen”, dass es auf Massepotential entladen wird. Allerdings wird nicht nur die Schattierungsfilmschicht aufgeladen. Da die Seite des Werkstück-Targets durch einen Teil des Elektronenstrahls aufgeladen wird, wird auch ein Glassubstrat und dergleichen, das an der Oberfläche der Seite des Werkstück-Targets freiliegt, ebenfalls aufgeladen.
Das Werkstück-Target, beispielsweise ein Maskensubstrat, das durch die Elektronenstrahlmuster-Schreibeinrichtung beschrieben werden soll, ist ursprünglich eine unbeschriebene Maske, in die nichts eingeschrieben ist. Herkömmlich wird, wenn ein Muster auf ein derartiges Substrat eingeschrieben wird, eine Ausrichtungsmarkierung auf der Stufe vorgesehen, und wird das Ausrichten zum Einschreiben durch Bestimmung der Position des Maskensubstrats auf Grundlage der Ausrichtungsmarkierungsposition durchgeführt. Allerdings setzt dieses Verfahren voraus, dass die Relativposition zwischen dem Maskensubstrat und der Stufe sich nicht verschiebt. Daher kann, wenn sich das Maskensubstrat auf der Stufe verschiebt, ein sofortiges Kopieren nicht durchgeführt werden. Die Positionsverschiebung kann nur dadurch überprüft werden, dass ein fertig gestelltes Muster untersucht wird, nachdem das Maskensubstrat beschrieben wurde, und die Bearbeitungsvorgänge des Entwickelns, Ätzens, usw. durchgeführt wurden.
In Bezug auf ein Positionsausrichtungsverfahren für das Maskensubstrat bei den Elektronenstrahlmuster-Schreiben ist eine Vorgehensweise bekannt, bei welcher eine Ausrichtungsmarkierung vorher auf dem Maskensubstrat ausgebildet wird, und eine äußerst exakte Ausrichtung zwischen dem Schreiben der ersten Schicht und dem Schreiben der zweiten Schicht durchgeführt wird (vergleiche beispielsweise die japanische Veröffentlichung eines ungeprüften Patents Nr. 5-158218 ( JP-A-5-158218 )). Bei dieser Vorgehensweise ist allerdings das Problem vorhanden, dass infolge der Tatsache, dass die Ausrichtungsmarkierung auf dem Maskensubstrat vor dem Einschreiben des Musters ausgebildet werden muss, die Anzahl an Schritten erhöht wird, da die Schritte des Schreibens einer Ausrichtungsmarkierung auf das Maskensubstrat, dessen Entwicklung und Ätzung zusätzlich vorhanden sein müssen.
Wie voranstehend geschildert, ist es bei der Elektronenstrahlmuster-Schreibeinrichtung erwünscht, den Einfluss einer elektrischen Aufladung der Substratseite auf die Flugbahn des Elektronenstrahls auszuschalten, mit welchem das Substrat bestrahlt wird. Weiterhin ist es wünschenswert, eine sehr exakte Position des Substrats zu erfassen, selbst wenn auf diesem keine spezielle Markierung vorhanden ist.
Die US 4 189 230 A beschreibt einen Halbleiter Wafer-Halter zur Verwendung in Entlade- und anderen Verfahrensvorrichtungen, umfassend einen nicht magnetischen Rahmen, der eine Öffnung aufweist, die durch eine innere Wand zum Aufnehmen des Wafers begrenzt ist. Ein nicht magnetischer kreisförmiger Flansch erstreckt sich von dem Rahmenkörper über die innere Wand und bildet eine Bodenfläche, die sich teilweise in die Öffnung erstreckt. Die Bodenfläche wirkt als ein mechanischer Anschlag für die Oberseite eines Wafers, der in die Öffnung durch eine federvorgespannte Bodenplatte gedrückt wird.
Die JP 03194915 A beschreibt ein Elektronenstrahlitographieverfahren zum Aufbringen eines Musters durch Bestrahlen mittels eines Elektronenstrahls auf eine Fläche eines Halbleiter-Wafers, der mit einer Isolierschicht beschichtet ist. Mittels des Elektronenstrahls werden Teile eines isolierenden Films oder einer Photolackschicht auf einer Substratoberfläche entfernt, so dass die Substrathalterung an dieser Stelle elektrisch mit der Substratoberfläche verbunden wird, um eine unerwünschte elektrostatische Aufladung des Substrats abzuführen oder zu verhindern.
In der US 2006/0056131 A1 wird eine Substrathalterung beschrieben, bei der das Substrat an einer oder mehreren Stellen auf der Rückseite mittels Erdungskontakten geerdet wird, wodurch eine unerwünschte elektrostatische Aufladung des Substrats abgeführt werden kann, bzw. verhindert wird.
Die JP 02103046 A beschreibt eine Substrathalterung bei der eine Chromschicht auf dem Substrat von der Seite her elektrisch kontaktiert und geerdet wird, wodurch eine elektrostatische Aufladung des Substrats abgeführt werden kann.
Aus der US 6 822 730 B2 ist eine Substrathalterung bekannt, bei der das Substrat mit einer rahmenartigen Substratabdeckung an der Halterung befestigt wird, wobei die Außenumfangsabmessung des rahmenartigen Teils größer ist als die Außenumfangsabmessung des Substrats. Jedoch wird keine elektrische Kontaktierung des Substrats mit der Halterung oder einer Erdung beschrieben.
Die US 6 018 384 A beschreibt eine Substrathalterung auf einer Substrattransportplattform für Strukturierungsanlagen der Mikrolithographie. Auf der Substrathalterung sind benachbart zum Substrat Markierungen zur Überprüfung der Position des Substrats vorgesehen.
Aus der US 2004-0145751 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum exakten Messen der Position von einer Wafer-Halterung, die einen Wafer hält offenbart. Die Halterung ist so angeordnet, dass sie im Wesentlichen direkt das Objekt trägt. Wenigstens eine Seitenfläche von der Halterung ist eine verspiegelte Oberfläche. Eine Sensorvorrichtung ist vorgesehen, um mit der verspiegelten Oberfläche zusammenzuwirken und eine Position der Halterung zu erfassen.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Mechanismus, eines Verfahrens und einer Einrichtung zur Verringerung der elektrischen Ladungen, die an der Seite des Substrats vorhanden sind. Ein weiteres Ziel besteht in der Bereitstellung eines Mechanismus und eines Verfahrens zur Durchführung des Schreibens in eine äußerst exakte Position.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Substratabdeckung ein rahmenartiges Teil auf, das so ausgebildet ist, dass es auf ein Substrat aufgesetzt werden kann, das unter Verwendung eines Strahls aus geladenen Teilchen beschrieben werden soll, und eine Außenumfangsabmessung aufweist, die größer ist als ein Umfangsende des Substrats, und eine Innenumfangsabmessung, die eine Grenze zwischen dem rahmenartigen Teil und einem inneren Öffnungsabschnitt darstellt, die kleiner ist als das Umfangsende des Substrats, und ein Kontaktpunktteil aufweist, das an einer unteren Oberfläche des rahmenartigen Teils vorgesehen ist, um elektrisch an das Substrat angeschlossen zu werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Schreibeinrichtung mit einem Strahl geladener Teilchen eine Stufe auf, die so ausgebildet ist, dass auf ihr ein Substrat gehaltert ist, an welchem eine Substratabdeckung angebracht ist, welche ein gesamtes Umfangsteil des Substrats abdeckt, und einen Kontaktpunkt aufweist, der elektrisch mit dem Substrat verbunden ist, ein elektrisch leitfähiges Teil, das so ausgebildet ist, dass es elektrisch an den Kontaktpunkt angeschlossen wird, und das aufgeladene Substrat an Massepotential legt, in einem Zustand, bei welchem das Substrat auf der Stufe angeordnet ist, und eine Schreibeinheit, die so ausgebildet ist, dass sie ein vorbestimmtes Muster auf das Substrat schreibt, unter Verwendung eines Strahls aus geladenen Teilchen, in einem Zustand, in welchem das Substrat an Massepotential gelegt ist, durch Einsatz des elektrisch leitfähigen Teils.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Schreibverfahren mit einem Strahl geladener Teilchen das Transportieren eines Substrats, an welchem eine Substratabdeckung angebracht ist, auf welchem eine vorbestimmte Markierung angebracht ist, in eine Musterschreibeinrichtung, die Überprüfung der Position des Substrats unter Verwendung der vorbestimmten Markierung, die auf der Substratabdeckung vorgesehen ist, und Einschreiben eines vorbestimmten Musters auf das Substrat, dessen Position überprüft wurde, unter Verwendung eines Strahls aus geladenen Teilchen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Schreibverfahren mit einem Strahl ausgeladenen Teilchen das Transportieren eines Substrats, an welchem eine Substratabdeckung angebracht ist, welche ein gesamtes Umfangsteil des Substrats abdeckt, in eine Musterschreibeinrichtung, und Einschreiben eines vorbestimmten Musters auf das Substrat, an welchem die Substratabdeckung angebracht ist, unter Verwendung eines Strahls aus geladenen Teilchen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
1 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Substratabdeckung und eines Substrats gemäß Ausführungsform 1;
2 eine Querschnittsansicht der Anordnung von 1;
3 ein Beispiel für einen Bereich des Substrats;
4 eine schematische Darstellung, die ein Erdungssystem gemäß Ausführungsform 1 erläutert;
5 ein Beispiel für eine Markierung gemäß Ausführungsform 1;
6 eine schematische Darstellung, die den Aufbau einer Musterschreibeinrichtung gemäß Ausführungsform 1 erläutert;
7A eine schematische Darstellung, die ein Gehäuse zeigt, das durch einen Klemmmechanismus gehaltert wird; und 7B eine schematische Darstellung, welche die Anordnung gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
8 ein Flussdiagramm von Hauptschritten des Schreibverfahrens gemäß Ausführungsform 1;
9 eine schematische Darstellung, die den Aufbau der Substratabdeckung und des Substrats gemäß Ausführungsform 2 erläutert;
10 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Substratabdeckung gemäß Ausführungsform 3;
11 eine schematische Darstellung eines Zustands, in welchem ein Substrat, an welchem eine Substratabdeckung angebracht ist, in eine Musterschreibeinrichtung gemäß Ausführungsform 4 transportiert wird; und
12 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Betriebsabläufe einer herkömmlichen Schreibeinrichtung mit einem Elektronenstrahl mit variabler Form.
Anhand der nachstehenden Ausführungsformen wird eine Anordnung, die einen Elektronenstrahl verwendet, als ein Beispiel für einen Strahl mit geladenen Teilchen beschrieben. Der Strahl aus geladenen Teilchen ist nicht auf einen Elektronenstrahl beschränkt, und es kann ein Strahl eingesetzt werden, der andere geladene Teilchen verwendet, beispielsweise ein Ionenstrahl.
Ausführungsform 1
11 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau einer Substratabdeckung und eines Substrats gemäß Ausführungsform 1 zeigt. 2 ist eine Querschnittsansicht der Anordnung von 1. In den 1 und 2 weist eine Substratabdeckung 10 einen Rahmen 12 (ein Beispiel für ein rahmenartiges Teil) auf, eine Markierung 14 zur Überprüfung der Position, und einen Erdungsstift 16, der als ein Kontaktpunktteil verwendet wird. Der Rahmen 12 ist als plattenförmiges Teil ausgebildet, und die Abmessung seines Außenumfangs ist größer als das Umfangsende eines Substrats 101, und die Abmessung seines Innenumfangs (also der Grenze zwischen dem Rahmen 12 und dessen inneren Öffnungsabschnitt) ist kleiner als das Umfangsende des Substrats 101. Anders ausgedrückt ist, wie in 1 gezeigt, wenn die Substratabdeckung 10 auf dem Substrat 101 angeordnet ist, sie so ausgebildet, dass die gesamte Umfangslinie des Substrats 101, dargestellt durch eine gestrichelte Linie, sich mit dem Rahmen 12 überlappen kann. Drei Erdungsstifte 16 sind elektrisch an das Substrat 101 angeschlossen. Zwei Markierungen 14 sind auf dem Rahmen 12 an Diagonalpositionen vorgesehen. Eine Substratabdeckung, die vollständig aus einem leitfähigen Material besteht, eine Substratabdeckung, die vollständig aus einem Isoliermaterial besteht, und deren Oberfläche mit einem leitfähigen Material beschichtet ist, oder dergleichen, sind geeignet als die Substratabdeckung 10. Als das leitfähige Material ist beispielsweise ein Metallmaterial geeignet, beispielsweise Kupfer (Cu), Titan (Ti), oder eine Legierung aus diesen. Als Isoliermaterial ist beispielsweise ein Keramikmaterial geeignet.
3 zeigt ein Beispiel für einen Bereich des Substrats. In der Figur enthält das Substrat 101 einen Schreibbereich 32 in seinem zentralen Teil, und ein Substratumfangs-Isolierteil 34 außerhalb des Schreibbereichs. Das Substratumfangs-Isolierteil 34 ist so von der Substratabdeckung 10 abgedeckt, dass sich diese beiden Teile gegenseitig überlappen.
4 ist eine schematische Darstellung, die ein Erdungssystem zum Verbinden eines Substrats mit Massepotential gemäß Ausführungsform 1 erläutert. Wie aus der Figur hervorgeht, weist das Substrat 101, in welches geschrieben werden soll, einen Film 24 aus Chrom (Cr) aus einem leitfähigen Material auf, das eine Schattierungsfilmschicht bildet, die auf einem Glassubstrat 26 vorgesehen ist, das als unbeschriebene Maske dient, sowie darauf einen Resistfilm 22. Ein gewünschtes Resistmuster kann dadurch ausgebildet werden, dass ein Elektronenstrahl auf den Resistfilm 22 einwirkt. Beim Einschreiben mit dem Elektronenstrahl ist der Erdungsstift 16 an den geladenen Chromfilm 24 angeschlossen, und geht durch den Resistfilm 22 hindurch. Daher ist es vorzuziehen, dass die Spitze des Erdungsstifts 16 spitz ist. So kann beispielsweise eine kegelförmige Spitze des Erdungsstifts 16 in den Resistfilm 22 eingeführt werden. Wenn das Substrat 101, an welchem die Substratabdeckung 10 angebracht ist, bei der Musterschreibeinrichtung eingesetzt wird, die nachstehend genauer erläutert wird, und Elektronenstrahlen nach unten auf das Substrat einwirken, kann infolge der Tatsache, dass das obere Teil des Umfangs des Substrats 101 von dem Rahmen 12 abgedeckt ist, der abgedeckte Bereich gegenüber dem Elektronenstrahl abgeschirmt werden. Durch Anbringen der Substratabdeckung 10 wird es daher ermöglicht, zu verhindern, dass die Seite des Substrats 101 aufgeladen wird. In Bezug auf den Erdungsstift 16 kann ein leitfähiges Teil getrennt an ihn angeschlossen werden, um den Erdungsstift 16 an Massepotential anzuschließen oder ”zu verbinden”. Dies führt dazu, dass der Erdungsstift 16 die elektrisch aufgeladene Leitungsschicht des Substrats 101 an Massepotential anschließen kann. Der Erdungsstift 16 dient als ein Beispiel für ein Kontaktpunktteil. Dadurch, dass die Substratabdeckung 10 mit dem Erdungssystem versehen wird, wird ermöglicht, das Erdungssystem zusammen mit dem Substrat 101 aus der Musterschreibeinrichtung zu entnehmen.
5 zeigt ein Beispiel für die Markierung 14, gemäß Ausführungsform 1. Eine Markierung in Form eines Kreuzes, wie in 5 gezeigt, ist beispielsweise als Markierung 14 geeignet. Die Zentrumsposition der Markierung 14 kann durch Abtasten von Elektronenstrahlen der vertikalen und horizontalen Linien der Markierung 14 festgelegt werden, wenn das Substrat in die Musterschreibeinrichtung eingesetzt wird. Es ist vorzuziehen, dass die Markierung aus einem Metallmaterial besteht, und die Markierung kann so ausgebildet sein, dass sie konvex oder konkav ist.
6 ist eine schematische Darstellung, die eine Konstruktion einer Musterschreibeinrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt. In der Figur weist eine Musterschreibeinrichtung 100, die als ein Beispiel für die Schreibeinrichtung mit einem Strahl aus geladenen Teilchen bildet, eine Musterschreibeinheit 150 und eine Schreibsteuerschaltung 160 auf. Die Musterschreibeinheit 150 weist einen Elektronenlinsenlauf 102 und eine Schreibkammer 103 auf. Der Elektronenlinsenlauf 102 weist eine Elektronenkanonen-Baugruppe 201 auf, eine Beleuchtungslinse 202, eine erste Blendenplatte 203, eine Projektorlinse 204, eine Ablenkeinheit 205, eine zweite Blendenplatte 206, eine Objektivlinse 207, und eine Ablenkeinheit 208. In der Schreibkammer 103 ist eine XY-Stufe 105 vorgesehen. Das Substrat 101, das ein Werkstück-Target darstellt, wird durch Halterungsstifte 106 auf der XY-Stufe 105 gehaltert. Das Substrat 101, das bereits mit der Substratabdeckung 10 außerhalb der Einrichtung abgedeckt wurde, wird in die Musterschreibeinrichtung 100 befördert, und auf die XY-Stufe 105 aufgesetzt. Im vorliegenden Fall wird das Substrat 101 einfach durch drei Halterungsstifte 106 gehaltert. Weiterhin wird ein Federteil 212 (ein Beispiel für ein elektrisch leitfähiges Teil), das aus einem leitfähigen Material besteht, auf die XY-Stufe 105 aufgesetzt, und wird elektrisch mit dem Erdungsstift 16 der Substratabdeckung 10 verbunden. Das Potential der elektrischen Ladungen, die sich von dem Substrat 101 zum Erdungsstift 16 bewegt haben, wird an Masse gelegt, über das Federteil 212 und die XY-Stufe 105. In 6 wird eine flache Feder als das Federteil 212 eingesetzt. Durch Einsatz des Federteils kann der Aufprall, der dadurch hervorgerufen wird, dass die Substratabdeckung 10 mit dem Federteil 212 zusammenstößt, und die Axialdruckbelastung von dem Federteil 212, hervorgerufen durch einen Positionsfehler, durch das Federteil 212 abgefangen werden, das sich entsprechend biegt. Dies führt dazu, dass ermöglicht wird, zu verhindern, dass sich die Substratabdeckung 10 von dem Substrat 101 löst. Weiterhin kann eine schlechte elektrische Verbindung dadurch verhindert werden, dass das Federteil 212 angeschlossen wird, während es durch eine Druckkraft zusammengedrückt wird. Um zu verhindern, dass sich die Substratabdeckung 10 von dem Substrat 101 löst, ist es vorzuziehen, dass die Federkonstante ausreichend klein ist, um eine schlechte elektrische Verbindung zu verhindern. Während in 6 nur die Konstruktionselemente dargestellt sind, die zur Erläuterung der Ausführungsform 1 erforderlich sind, wird darauf hingewiesen, dass andere Konstruktionselemente, die üblicherweise für die Musterschreibeinrichtung 100 benötigt werden, ebenfalls vorhanden sein können.
Es ist wünschenswert, die Positionen der drei Erdungsstifte 16 der Substratabdeckung 10 so vorzusehen, dass sie gleich jenen der Halterungsstifte 106 sind, oder in deren Nähe. Eine Biegung des Substrats 101 kann dadurch gesteuert werden, dass die Positionen der Erdungsstifte 16, die in Kontakt mit dem Substrat 101 stehen, ebenso sind wie jene der Halterungsstifte 106, oder in deren Nähe, welche das Substrat von der Rückseite aus haltern, verglichen mit einem Fall, bei welchem sie an unterschiedlichen Positionen angeordnet sind.
Normalerweise wird das Substrat 101, beispielsweise ein Maskensubstrat, auf der Stufe unter Verwendung eines Teils, wie beispielsweise eines Klemmmechanismus, in der Musterschreibeinrichtung 100 befestigt. Die 7A und 7B sind schematische Darstellungen zum Vergleichen jenes Falls, bei welchem ein Haltern durch einen Klemmmechanismus erfolgt, mit der Konstruktion gemäß Ausführungsform 1. Bei dem in 7A gezeigten Klemmmechanismus ist es zum Klemmen des Substrats 301 erforderlich, ein Bauteil 300 vorzusehen, das eine bestimmte Höhe oberhalb des Substrats 301 hat. Das Substrat 301 wird zwischen dem Bauteil 300 und Federhalterungsteilen 306 eingeklemmt, die sich von einer Stufe 305 aus nach oben erstrecken. Das Substrat kann beispielsweise dadurch eingeklemmt werden, dass das Bauteil 300 oder die Stufe 305 nach oben und unten bewegt wird. Allerdings ist es vorzuziehen, wie in 6 gezeigt, infolge der Tatsache, dass die Elektronenlinse, wie beispielsweise die Objektivlinse 207, zum Einstellen der Brennweite eines Elektronenstrahls 200 nahe an der Oberseite des Substrats 101 angeordnet ist, die Dicke (Höhe) jenes Teils, das oberhalb des Substrats 301 angeordnet ist, so gering (niedrig) wie möglich auszubilden. Weiterhin ist es vorzuziehen, dass die Anordnung so klein und einfach wie möglich ausgebildet ist, da sie in einem engen Raum angeordnet ist. Dann wird bei der Konstruktion gemäß Ausführungsform 1, wie in 7B gezeigt, infolge der Tatsache, dass das Substrat 101 einfach durch den Halterungsstift 106 gehaltert ist, und die Substratabdeckung 10, die aus einem dünnen, tafelförmigen Rahmen besteht, nur aufgesetzt ist, ermöglicht, dass die Höhe des oberhalb des Substrats 101 angeordneten Teils gering ist. Die erforderliche Höhe t₁ oberhalb des Substrats 101 kann daher kleiner sein als die Höhe t₂, die für das Bauteil 300 des Klemmmechanismus oberhalb des Substrats 301 benötigt wird.
Weiterhin kann die erforderliche Breite w₁ von dem Rand des Substrats 101 zum Rand der Substratabdeckung 10 kürzer sein als die erforderliche Breite w₂ von dem Rand des Substrats 301 zum Rand des Bauteils 300 des Klemmmechanismus. Weiterhin ist im Falle des Einsatzes der Substratabdeckung 10, da es ausreicht, nur das mit der Substratabdeckung 10 abgedeckte Substrat auf den Halterungsstift 106 als vollständige Anordnung aufzulegen, keine komplizierte Konstruktion zum Bewegen des Substrats nach oben und unten, wie der Klemmmechanismus, erforderlich. Obwohl das Substrat 101 einfach durch die Konstruktion der Ausführungsform 1 gehaltert wird, ist hierbei erforderlich, dass die Kontaktoberfläche zwischen dem Halterungsstift 106 und dem Substrat 101 einen Reibungskoeffizienten aufweist, der dazu ausreicht, die Bewegungsbeschleunigung der XY-Stufe 105 auszuhalten.
8 ist ein Flussdiagramm, welches Hauptschritte des Schreibverfahrens gemäß Ausführungsform 1 zeigt. Gemäß der Figur wird eine Gruppe von Schritten ausgeführt, beispielsweise ein Einbringungsschritt (S102), ein Positionsüberprüfungsschritt (S104), und ein Schreibschritt (S106).
In Schritt S102, dem Einbringungsschritt, wird das Substrat 101, an welchem die Substratabdeckung 10 angebracht ist, in die Musterschreibeinrichtung 100 transportiert. Da die Substratabdeckung 10 nicht zum inneren Aufbau der Musterschreibeinrichtung 100 gehört, weist sie den Vorteil auf, dass sie nach außerhalb der Einrichtung befördert werden kann, und einfach gewartet werden kann.
In Schritt S104, einem Positionsüberprüfungsschritt, tastet der Elektronenstrahl 200 die Markierung 14 ab, misst die Position der Markierung, und prüft die Position des Substrats 100 unter Einsatz des Ergebnisses der Messung. Da die Substratabdeckung 10 auf dem Substrat 101 angeordnet ist, bewegt sich selbst dann, wenn sich das Substrat 101 auf der XY-Stufe 105 verschiebt, die Substratabdeckung 10 zusammen mit dem Substrat 101. Daher wird ermöglicht, eine Abweichung der Relativposition zwischen der Markierung und dem Substrat zu verhindern, die bei dem herkömmlichen Fall auftreten kann, bei welchem die Markierung auf der Stufe vorhanden ist. Durch Verwendung der Markierung 14, die auf der Substratabdeckung 10 vorgesehen ist, die mit dem Substrat 101 vereinigt ist, kann daher infolge der Tatsache, dass sich die Relativposition in Bezug auf die Markierung nicht ändert, selbst wenn sich das Substrat 101 gegenüber der XY-Stufe 105 verschiebt, eine exakte Position des Substrats 101 festgelegt werden. Daher wird ermöglicht, zu überprüfen, ob eine Positionsverschiebung des Substrats 101 vorhanden ist oder nicht. Da das Vorhandensein der Positionsverschiebung des Substrats 101 zum Zeitpunkt des Schreibens überprüft werden kann, kann das Ausschalten eines Substrats, das einen Musterfehler aufweist, selbst während der Bearbeitung durchgeführt werden, im Vergleich zum herkömmlichen Fall, bei welchem die Positionsverschiebung nur nach den Bearbeitungsvorgängen des Entwickelns, Ätzens, usw. überprüft werden kann. Hierdurch können nutzlose Schritte eingespart werden. Obwohl eine Markierung als die Markierung 14 ausreichend sein kann, ist es vorzuziehen, zwei oder mehr Markierungen vorzusehen, um exakt die Position des Substrats 101 zu erfassen. Es ist besonders vorteilhaft, die Markierungen diagonal vorzusehen, wie in 1 gezeigt ist.
In Schritt S101, einem Schreibschritt, wird nach Prüfung der Position des Substrats 101 ein gewünschtes Muster geschrieben, durch Anlegen des Elektronenstrahls 200 an den Schreibbereich 32 des Substrats 101. Der Ablauf des Schreibschritts im Einzelnen wird nachstehend genauer erläutert.
Der Elektronenstrahl 200, der ein Beispiel für einen Strahl aus geladenen Teilchen darstellt, und von der Elektronenkanonen-Baugruppe 201 ausgesandt wird, wird durch die Beleuchtungslinse 202 gesammelt, damit er die gesamte erste Blendenplatte 203 bestrahlt, die beispielsweise eine rechteckförmige Öffnung aufweist. Die Form dieser rechteckigen Öffnung kann auch ein Quadrat sein, ein Rhombus, ein Rhomboid, usw. Zu diesem Zeitpunkt wird der Elektronenstrahl 200 in Form eines Rechtecks ausgebildet. Dann wird, nach dem Durchgang durch die erste Blendenplatte 203, der Elektronenstrahl 200 eines ersten Blendenbildes durch die Projektorlinse 204 so geführt, dass er die zweite Blendenplatte 206 erreicht. Die Position des ersten Blendenbildes auf der zweiten Blendenplatte 206 wird durch die Ablenkeinheit 205 gesteuert, wodurch die Form und die Abmessungen des Strahls geändert werden können. Nach Durchgang durch die zweite Blendenplatte 206 erfolgt bei dem Elektronenstrahl 200 des zweiten Blendenbildes eine Brennweiteneinstellung durch die Objektivlinse 207, und eine Ablenkung durch die Ablenkeinheit 208, so dass er eine gewünschte Position auf dem Werkstück-Target 101 erreicht, das auf der XY-Stufe 105 angeordnet ist, die bewegbar ausgebildet ist. Das Innere des Elektronenlinsenlaufes 102 und der Schreibkammer 103, in welcher die XY-Stufe angeordnet ist, wird durch eine Vakuumpumpe (nicht gezeigt) evakuiert, und so gesteuert, dass dort eine Vakuumatmosphäre herrscht, deren Druck niedriger ist als Atmosphärendruck.
Wie voranstehend geschildert, kann durch Anlegen des Elektronenstrahls 200 an das Substrat 101 in dem Zustand, bei welchem das gesamte Umfangsteil des Substrats 101 durch die Substratabdeckung 10 abgedeckt ist, der Elektronenstrahl, der sonst die Seite des Substrats 101 erreichen würde, durch die Substratabdeckung 10 abgeschirmt werden. Daher kann eine elektrische Aufladung der Seite des Substrats 101 verhindert werden. Daher kann eine Abweichung der Strahlflugbahn verhindert werden, die durch elektrische Aufladung an der Seite des Substrats hervorgerufen würde. Da die Substratabdeckung an dem Substrat angebracht ist, und sich zusammen mit dem Substrat bewegt, kann daher die Genauigkeit der Positionierung des Substrats überprüft werden. Dies führt dazu, dass ein schlechtes Substrat, bei welchem eine Verschiebung hervorgerufen wurde, zu einem frühen Zeitpunkt ausgeschaltet werden kann.
Bei dem voranstehend geschilderten Positionsüberprüfungsschritt kann die Position der Markierung nicht nur vor dem Beginn des Schreibens gemessen werden, sondern auch nach dem Schreiben. Da das Schreiben bei jeder vorbestimmten Einheit durchgeführt wird (beispielsweise bei einem Schreibstreifen), ist es darüber hinaus vorzuziehen, die Markierungsposition bei jeder dieser Schreibeinheiten zu messen, um die Position zu prüfen.
Ausführungsform 2
9 zeigt schematisch den Aufbau der Substratabdeckung und des Substrats gemäß Ausführungsform 2. Bei der Ausführungsform 2 ist die Position der Höhe der Markierung 14 der Substratabdeckung 10 so gewählt, dass sie gleich jener der vorderen Oberfläche des Substrats 101 ist, also gleich der Höhe der Oberfläche des Resistfilms 22. In 9 ist ein nach unten vorstehendes, dickes Teil am äußeren Teil des Rahmens 12 vorgesehen, und wird die Position der Höhe der Markierung 14 unter Verwendung dieses dicken Teils eingestellt. Dadurch, dass die Position der Höhe der Markierung 14 ebenso gewählt wird wie jene der Oberfläche des Substrats 101, wird ermöglicht, die Position des Substrats 101 exakter zu erfassen, auf Grundlage des Werts der gemessenen Markierungsposition.
Das dicke Teil am äußeren Teil des Rahmens 12 kann über den gesamten Umfang des Rahmens 12 vorgesehen sein, oder nur an der Position der Markierung 14. Weiterhin können das dicke Teil und der Rahmen 12 vereinigt ausgebildet sein, oder miteinander verbunden werden, nachdem sie getrennt hergestellt wurden. Im Übrigen ist die Konstruktion ebenso wie bei der Ausführungsform 1.
Ausführungsform 3
10 zeigt schematisch den Aufbau der Substratabdeckung gemäß Ausführungsform 3. Bei den Ausführungsformen 1 und 2 ist eine Anordnung vorgesehen, bei welcher der Erdungsstift 16 und das Hauptteil des Rahmens 12 elektrisch verbunden sind. Bei der Ausführungsform 3 sind Isolierteile 18 jeweils an den drei Positionen der Erdungsstifte 16 des Rahmens 12 vorhanden, und ist jeder Erdungsstift 16 in dem betreffenden Isolierteil 18 so angeordnet, dass der Erdungsstift 16 gegenüber dem Hauptteil des Rahmens 12 isoliert ist. Der Erdungsstift 16 und der Rahmen 12 sind getrennt an Massepotential angeschlossen. Diese Anordnung ermöglicht, festzustellen, ob der elektrisch aufgeladene Hauptkörper des Rahmens 12 an Massepotential gelegt wurde, oder die aufgeladene Cr-Schicht an Massepotential gelegt wurde, über den Erdungsstift 16. Dieses Verfahren ermöglicht, jedes elektrische Potential einzeln zu steuern. In Bezug auf das Federteil 212 ist es, wenn es in der Musterschreibeinrichtung 100 vorgesehen wird, ausreichend, die Federteile 212 für die Erdungsstifte 16 und für den Hauptkörper des Rahmens 12 vorzusehen. Im übrigen ist die Konstruktion ebenso wie bei der Ausführungsform 1.
Ausführungsform 4
11 zeigt schematisch einen Zustand, bei welchem das Substrat, in welchem die Substratabdeckung angebracht ist, in die Musterschreibeinrichtung gemäß Ausführungsform 4 eingebracht ist. Bei den voranstehend geschilderten Ausführungsformen 1 bis 3 wird dann, wenn das Substrat 101 mit der daran angebrachten Substratabdeckung 10 in der Musterschreibeinrichtung 100 angeordnet wird, eine Masseverbindung durch das Federteil 212 hergestellt, das als ein flaches Federteil ausgebildet ist. Bei der Ausführungsform 4 wird, wie in 11 gezeigt, eine Masseverbindung durch ein Federteil 214 hergestellt, das als Spiralfederteil ausgebildet ist. Daher ist es zulässig, zur Herstellung einer Masseverbindung ein anderes Federteil als das flache Federteil einzusetzen. Im Übrigen ist die Konstruktion ebenso wie bei der Ausführungsform 1.
Die Ausführungsformen wurden unter Bezugnahme auf konkrete Beispiele beschrieben. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise wird bei jeder der voranstehend geschilderten Ausführungsformen ein Federteil, beispielsweise das Federteil 212 oder das Federteil 214, zur Herstellung eines Masseanschlusses eingesetzt, jedoch gibt es insoweit keine Einschränkungen. Es kann jedes Teil eingesetzt werden, welches eine Masseverbindung herstellen kann.
Zwar wurden Teile oder Einheiten, die nicht unbedingt zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung erforderlich sind, beispielsweise in Bezug auf die Konstruktion der Einrichtung und in Bezug auf die Steuerverfahren, nicht beschrieben, jedoch ist es möglich, alle diese Einzelheiten geeignet auszuwählen und einzusetzen, wenn dies erforderlich ist. Beispielsweise erfolgte zwar keine Beschreibung der Ausbildung der Steuereinheit zum Steuern der Musterschreibeinrichtung 100, jedoch wird darauf hingewiesen, dass erforderliche Ausbildungen der Steuereinheit geeignet ausgewählt und eingesetzt werden können.
Weiterhin sind jede Substratabdeckung, Schreibeinrichtung für einen Strahl mit geladenen Teilchen, und jedes Schreibverfahren mit einem Strahl geladener Teilchen, welche Elemente der vorliegenden Erfindung enthalten, und von Fachleuten auf diesem Gebiet geeignet abgeändert werden können, vom Wesen und Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst.
Fachleuten auf diesem Gebiet werden leicht zusätzliche Vorteile und Abänderungen einfallen. Daher ist die Erfindung in Bezug auf ihre weiteren Aspekte nicht auf die speziellen Einzelheiten und repräsentativen Ausführungsformen beschränkt, die hier dargestellt und beschrieben wurden. Daher lassen sich verschiedene Abänderungen vornehmen, ohne vom Wesen oder Umfang des allgemeinen, erfindungsgemäßen Konzepts abzuweichen, die sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergeben, und von den beigefügten Patentansprüchen umfasst sein sollen.

Claims

Substratabdeckung (1), die auf ein Substrat aufsetzbar ist, das unter Verwendung eines Strahls aus geladenen Teilchen beschrieben werden soll, wobei vorgesehen sind: ein rahmenartiges Teil (12), das so ausgebildet ist, dass es auf ein Substrat aufsetzbar ist, das unter Verwendung eines Strahls aus geladenen Teilchen beschrieben werden soll, und eine Außenumfangsabmessung aufweist, die größer ist als die Außenumfangsabmessung des Substrats, sowie eine Innenumfangsabmessung, die eine Grenze zwischen dem rahmenartigen Teil und einem inneren Öffnungsabschnitt darstellt, die kleiner ist als die Außenumfangsabmessung des Substrats; und ein Kontaktpunktteil (16), das so ausgebildet ist, dass es an der Unterseite des rahmenartigen Teils vorgesehen ist, um elektrisch an das Substrat angeschlossen zu sein.
Substratabdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Substratabdeckung eine vorbestimmte Markierung (14) aufweist, die auf dem rahmenartigen Teil vorgesehen ist.
Substratabdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem leitfähigen Material besteht.
Substratabdeckung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das leitfähige Material ein Metallmaterial ist.
Substratabdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem isolierenden Material besteht, und ihre Oberfläche mit leitfähigem Material beschichtet ist.
Substratabdeckung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliermaterial ein Keramikmaterial ist.
Schreibeinrichtung zum Schreiben mit einem Strahl aus geladenen Teilchen zum Schreiben eines Musters auf ein Substrat, wobei vorgesehen sind: eine Stufe (105), die so ausgebildet ist, dass sie auf sich ein Substrat haltert, an welchem eine Substratabdeckung angebracht ist, die ein rahmenartiges Teil (12) beinhaltet, das eine Außenumfangsabmessung, die größer ist als die Außenumfangsabmessung des Substrats, sowie eine Innenumfangsabmessung, die eine Grenze zwischen dem rahmenartigen Teil und einem inneren Öffnungsabschnitt darstellt, die kleiner ist als die Außenumfangsabmessung des Substrats ist, aufweist, welche das gesamte Umfangsteil des Substrats abdeckt, und einen Kontaktpunkt aufweist, der elektrisch mit dem Substrat verbunden ist und deran der Unterseite des rahmenartigen Teils vorgesehen ist; ein elektrisch leitfähiges Teil (212), das so ausgebildet ist, elektrisch mit dem Kontaktpunkt verbunden zu sein, und das aufgeladene Substrat an Massepotential zu legen, in einem Zustand, bei welchem das Substrat auf der Stufe angeordnet ist; und eine Schreibeinheit (150), die so ausgebildet ist, ein vorbestimmtes Muster auf das Substrat zu schreiben, unter Verwendung eines Strahls aus geladenen Teilchen, in einem Zustand, in welchem das Substrat an Massepotential gelegt ist, durch Einsatz des elektrisch leitfähigen Teils.
Schreibeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorbestimmte Markierung auf einer oberen Oberfläche des rahmenartigen Teils vorgesehen ist.
Verfahren zum Schreiben mit einem Strahl aus geladenen Teilchen mit folgenden Schritten: Transportieren eines Substrats, an welchem eine Substratabdeckung angebracht ist, die ein rahmenartiges Teil (12) aufweist, das eine Außenumfangsabmessung, die größer ist als die Außenumfangsabmessung des Substrats, sowie eine Innenumfangsabmessung, die eine Grenze zwischen dem rahmenartigen Teil und einem inneren Öffnungsabschnitt darstellt, die kleiner ist als die Außenumfangsabmessung des Substrats ist, aufweist, und ein Kontaktpunktteil (16) aufweist, das so ausgebildet ist, dass es an der Unterseite des rahmenartigen Teils vorgesehen ist, um elektrisch während des Schreibens an das Substrat angeschlossen zu sein, auf welcher eine vorbestimmte Markierung vorgesehen ist, in eine Musterschreibeinrichtung; Überprüfung der Position des Substrats durch Verwendung der vorbestimmten Markierung, die auf der Substratabdeckung vorgesehen ist; und Schreiben eines vorbestimmten Musters auf das Substrat, dessen Position überprüft wurde, unter Verwendung des Strahls aus geladenen Teilchen.
Verfahren zum Schreiben mit einem Strahl geladener Teilchen, mit folgenden Schritten: Transportieren eines Substrats, an welchem eine Substratabdeckung angebracht ist, die ein rahmenartiges Teil (12) aufweist, das eine Außenumfangsabmessung, die größer ist als die Außenumfangsabmessung des Substrats, sowie eine Innenumfangsabmessung, die eine Grenze zwischen dem rahmenartigen Teil und einem inneren Öffnungsabschnitt darstellt, die kleiner ist als die Außenumfangsabmessung des Substrats ist, aufweist, und ein Kontaktpunktteil (16) aufweist, das so ausgebildet ist, dass es an der Unterseite des rahmenartigen Teils vorgesehen ist, um elektrisch während des Schreibens an das Substrat angeschlossen zu sein und welche das gesamte Umfangsteil des Substrats abdeckt, in eine Musterschreibeinrichtung; und Schreiben eines vorbestimmten Musters auf das Substrat, an welchem die Substratabdeckung angebracht ist, unter Einsatz des Strahls aus geladenen Teilchen.