DE102013108586A1

DE102013108586A1 - Probenhalter eines Elektronenstrahlbestrahlungsgeräts und diesen verwendendes Elektronenstrahlbestrahlungsverfahren

Info

Publication number: DE102013108586A1
Application number: DE102013108586.5A
Authority: DE
Inventors: Hirofumi Hayakawa; Akiyoshi Tsuda
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2012-08-15
Filing date: 2013-08-08
Publication date: 2014-02-20
Also published as: JP2014038928A; US20140048720A1; JP5351316B1; US8859993B2

Abstract

Es wird ein Probenhalter bereitgestellt, der zwischen einer elektrostatischen Haltevorrichtung und einer Probe, die kleiner ist als eine obere Oberfläche der elektrostatischen Haltevorrichtung, anzuordnen ist, wobei der Probenhalter enthält: eine Grundplatte, die in der gleichen Größe wie die obere Oberfläche der elektrostatischen Haltevorrichtung ausgebildet ist, einen Probenanordnungsbereich, der sich auf einer oberen Oberfläche der Grundplatte befindet und dazu bestimmt ist, die Probe darauf abzulegen, und einen Umfangsbereich, der der Teil der oberen Oberfläche der Grundplatte ist, der nicht der Probenanordnungsbereich ist und der ein nach außen hin freiliegendes leitfähiges Material aufweist.

Description

Technisches Gebiet
Die hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen einen Probenhalter für ein Elektronenstrahlbestrahlungsgerät, der zwischen einer Probe und einer elektrostatischen Haltevorrichtung angeordnet verwendet wird, und ein diesen verwendendes Elektronenstrahlbestrahlungsverfahren.
Stand der Technik
Ein Elektronenstrahlbestrahlungsgerät fixiert einen zu bestrahlenden Wafer und korrigiert seine Flachheit durch elektrostatische Anziehung und hält den Wafer mit einer elektrostatischen Haltevorrichtung.
Wenn allerdings ein Wafer mit einem Durchmesser, der kleiner ist als die elektrostatischen Haltevorrichtung, auf die elektrostatischen Haltevorrichtung gelegt und bestrahlt wird, tritt das folgende Problem auf. Und zwar sammeln sich bei einem nach außen freiliegenden Dielektrikum elektrische Ladungen in der Oberfläche der elektrostatischen Haltevorrichtung an, was ein Aufladungsphänomen verursacht. Dann beugt ein durch das Aufladungsphänomen erzeugtes elektrisches Feld einen Elektronenstrahl, so dass sich die Bestrahlungsgenauigkeit verschlechtert.
Um damit fertig zu werden, ist bei einem herkömmlichen Elektronenstrahlbestrahlungsgerät die elektrostatische Haltevorrichtung in Übereinstimmung mit der Größe eines zu bestrahlenden Wafers ausgebildet, um zu verhindern, dass ein Dielektrikum um den Wafer herum nach außen hin freiliegt.
Wenn allerdings beabsichtigt ist, Proben in unterschiedlichen Größen zu bestrahlen, erfordert das obige Verfahren, dass die elektrostatischen Haltevorrichtungen gewechselt werden, und erfordert somit, dass das Gerät in großem Umfang modifiziert wird.
Die herkömmliche Technik weist deshalb das Problem auf, dass sie nicht in der Lage ist, die Anforderungen für die Elektronenstrahlbestrahlungen von Proben mit unterschiedlichen Formen, beispielsweise bei Versuchsproduktionen, einfach zu erfüllen.

Patentdokument 1: JP 2008-21686 A
Patentdokument 2: JP 2004-140297 A
Patentdokument 3: JP 2010-282825 A

Zusammenfassung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Probenhalter bereitzustellen, der eine genaue Elektronenstrahlbestrahlung eines Wafers mit unterschiedlicher Form mit einer einzigen gemeinsamen elektrostatischen Haltevorrichtung ermöglicht, und ein diesen verwendendes Elektronenstrahlbestrahlungsverfahren.
Ein Gesichtspunkt der folgenden Offenbarung stellt einen Probenhalter bereit, der zwischen einer elektrostatischen Haltevorrichtung und einer Probe, die kleiner ist als eine obere Oberfläche der elektrostatischen Haltevorrichtung, anzuordnen ist, wobei der Probenhalter enthält: eine Grundplatte, die in der gleichen Größe wie die obere Oberfläche der elektrostatischen Haltevorrichtung ausgebildet ist, einen Probenanordnungsbereich, der sich auf einer oberen Oberfläche der Grundplatte befindet und dazu bestimmt ist, die Probe darauf abzulegen, und einen Umfangsbereich, der der Teil der oberen Oberfläche der Grundplatte ist, der nicht der Probenanordnungsbereich ist und der ein nach außen hin freiliegendes leitfähiges Material aufweist.
Ein anderer Gesichtspunkt davon stellt ein Elektronenstrahlbestrahlungsverfahren unter Verwendung eines Probenhalters bereit, enthaltend: eine Grundplatte, die in der gleichen Größe wie die obere Oberfläche der elektrostatischen Haltevorrichtung ausgebildet ist, einen Probenanordnungsbereich, der sich auf einer oberen Oberfläche der Grundplatte befindet und dazu bestimmt ist, die Probe darauf abzulegen, und einen Umfangsbereich, der der Teil der oberen Oberfläche der Grundplatte ist, der nicht der Probenanordnungsbereich ist und der ein nach außen hin freiliegendes leitfähiges Material aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Ablegen der Probe auf dem Probenhalter, Anordnen des Probenhalters mit der darauf abgelegten Probe auf der elektrostatischen Haltevorrichtung und fixieren des Probenhalters auf der elektrostatischen Haltevorrichtung durch Anlegen einer Spannung an die elektrostatische Haltevorrichtung, und Ausführen einer Strukturlithographie durch Bestrahlen der auf der elektrostatischen Haltevorrichtung angeordneten Probe mit einem Elektronenstrahl.
Gemäß den obigen Gesichtspunkten liegt das leitfähige Material beim Probenhalter im Umfangsbereich um den Probenanordnungsbereich zum darauf Ablegen der Probe herum nach außen hin frei. Entsprechend können bei der Bestrahlung mit dem Elektronenstrahl erzeugte elektrische Ladungen mittels des elektrischen Materials nach außen hin angeführt werden, so dass ein Aufladungsphänomen verhindert werden kann. Dadurch kann eine Elektronenlithographie an einer Probe, die eine ebene Form aufweist, die kleiner ist als die elektrostatische Haltevorrichtung, akkurat ausgeführt werden.
Somit kann, nur durch Herstellen eines der Form einer zuerst vermessenen Probe entsprechenden Probenhalters, eine Elektronenstrahlbestrahlung an Proben unterschiedlicher Form ohne umfangreiche Arbeiten, wie etwa die Modifikation der elektrostatischen Haltevorrichtung eines Elektronenstrahlbestrahlungsgeräts, ausgeführt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 ist ein Blockschema eines Elektronenstrahlbestrahlungsgeräts.
2 ist eine Schemazeichnung, die ein Problem veranschaulicht, das verursacht wird, wenn eine Probe, die kleiner ist als eine elektrostatische Haltevorrichtung, mit einem Elektronenstrahl bestrahlt wird.
3A ist eine Draufsicht auf einen Probenhalter gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. 3B ist eine Unteransicht des Probenhalters gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
4A ist eine perspektivische Ansicht des Probenhalters gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. 4B ist eine Querschnittansicht des Probenhalters, genommen entlang der Linie A-A von 3B.
5A bis 5C sind Darstellungen, die ein Elektronenstrahlbestrahlungsverfahren veranschaulichen, das den Probenhalter gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet.
6A und 6B sind Darstellungen, die ein Elektronenstrahlbestrahlungsverfahren gemäß einer Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels veranschaulichen.
7A ist eine Querschnittansicht eines Probenhalters gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. 7B ist eine Querschnittansicht einer Probe, die beim Probenhalter von 7A verwendet wird. 7C ist eine Querschnittansicht, die veranschaulicht, wie die Probe mit dem in 7A dargestellten Probenhalter zu fixieren ist.
8A ist eine Draufsicht auf einen Probenhalter gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. 8B ist eine Querschnittansicht des Probenhalters, genommen entlang der Linie B-B von 8A.
9A und 9B sind Querschnittansichten, die ein den Probenhalter gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel verwendendes Elektronenstrahlbestrahlungsverfahren veranschaulicht.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
(Erstes Ausführungsbeispiel)
1 ist ein Blockschema eines Elektronenstrahlbestrahlungsgeräts.
Wie in 1 dargestellt, enthält ein Elektronenstrahlbestrahlungsgerät 100 einen Elektronenstrahlerzeugungsbereich 130, einen Maskenablenkbereich 140 und einen Substratablenkbereich 150.
Im Elektronenstrahlerzeugungsbereich 130 werden von einer Elektronenkanone 101 emittierte Elektronen durch eine erste Elektronenlinse 102 gebündelt und in einen Elektronenstrahl EB geformt, der eine vorgegebene Stromdichte aufweist. Der Elektronenstrahl EB läuft durch eine rechteckige Blende 103a einer Strahlformungsmaske 103 und wird dadurch so geformt, dass er einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
Danach wird der Elektronenstrahl EB einer Bündelungswirkung einer zweiten Elektronenlinse 105 des Maskenablenkbereichs 140 unterworfen und wird dann von einem ersten elektrostatischen Deflektor 104 und einem zweiten elektrostatischen Deflektor 106 abgelenkt, um ein Bild einer vorgegebenen Struktur S_i einer Bestrahlungsmaske 110 zu bilden. Eine dritte elektromagnetische Linse 108 und eine vierte Elektronenlinse 111, die über und unter der Bestrahlungsmaske 110 angeordnet sind, spielen eine Rolle dabei, dass der Elektronenstrahl EB ein Bild auf einem Wafer bildet.
Der Elektronenstrahl EB läuft durch die Bestrahlungsmaske 110 und der Querschnitt des Elektronenstrahls EB wird somit in die der Struktur S_i ähnelnden Form geformt.
Der durch die Bestrahlungsmaske 110 gelaufene Elektronenstrahl EB wird durch einen dritten elektrostatischen Deflektor 112 und einen vierten elektrostatischen Deflektor 113 zu einer optischen Achse C zurückgelenkt und durch eine fünfte elektromagnetische Linse 114 in der Größe reduziert. Die durch die elektrostatischen Deflektoren 104, 106, 112, 113 des Maskenablenkbereichs 140 verursachte Ablenkaberration des Elektronenstrahls EB wird durch eine erste Korrekturspule 107 und eine zweite Korrekturspule 109 korrigiert.
Danach läuft der Elektronenstrahl EB durch eine Blende 115a einer Abschirmung 115 und wird dann durch einen Subdeflektor 119 und einen Hauptdeflektor 120 auf eine vorgegebene Position auf einem Wafer 50 abgelenkt. Eine dritte Korrekturspule 117 und eine vierte Korrekturspule 118 korrigieren die durch die Deflektoren 119, 120 verursachte Ablenkaberration des Strahls. Eine erste elektromagnetische Linse 116 und eine zweite elektromagnetische Linse 121 spielen eine Rolle dabei, dass der Elektronenstrahl EB ein Bild auf dem Wafer 50 bildet.
Eine Bühne 70 fixiert den Wafer 50 darauf mit einer später zu beschreibenden elektrostatischen Haltevorrichtung und bewegt den Wafer 50 mit einem nicht dargestellten Antriebsmechanismus an eine vorgegebene Position.
2 ist eine Darstellung, die ein Problem veranschaulicht, das verursacht wird, wenn eine Probe, die kleiner ist als eine elektrostatische Haltevorrichtung, mit einem Elektronenstrahl bestrahlt wird.
Wie in 2 dargestellt, enthält eine elektrostatische Haltevorrichtung 74: ein aus einem isolierenden Material, wie etwa Keramik, gefertigtes Basiselement 71, eine in einer oberen Oberfläche des Basiselements 71 ausgebildete Elektrode 72 und eine die obere Oberfläche des Basiselements 71 und die Elektrode 72 abdeckende dielektrische Schicht 73. Eine Oberfläche der dielektrischen Schicht 73 ist eben ausgebildet und der zu bestrahlende Wafer (Probe) 50 ist auf der dielektrischen Schicht 73 abgelegt.
Durch Anlegen einer vorgegebenen Spannung, beispielsweise 2 kV, an die Elektrode 72 wird im Wafer 50 eine elektrostatische Polarisation durch die dielektrische Schicht 73 verursacht und auf den Wafer 50 und die Elektrode 72 wirkt eine elektrostatische Anziehungskraft, wodurch der Wafer 50 auf der elektrostatischen Haltevorrichtung 74 fixiert wird.
Solch eine elektrostatische Anziehungskraft korrigiert das Verziehen des Wafers 50 und macht die Position des Wafers 50 in der Richtung seiner Dicke über alle Teile des Wafers 50 hinweg gleichmäßig, was eine genaue Bestrahlung ermöglicht.
Wenn allerdings der Wafer 50, der kleiner ist als die elektrostatische Haltevorrichtung 74, wie in 2 dargestellt auf die elektrostatische Haltevorrichtung 74 gelegt wird, liegt die dielektrische Schicht 73 um den Wafer 50 herum nach außen frei. Obgleich der Elektronenstrahl EB nur auf vorgegebene Positionen auf der Oberfläche des Wafers 50 gestrahlt wird, werden mit dieser Bestrahlung Sekundärelektronen 91 erzeugt und einige der Sekundärelektronen 91 werden teilweise zur dielektrischen Schicht 73 hingezogen. Dies verursacht das problem, das um den Wafer 50 herum ein Aufladungsphänomen auftritt und sich die Genauigkeit der Bestrahlungsposition des Elektronenstrahls EB verschlechtert.
Um diesem Problem zu begegnen, wird der Wafer 50 bei diesem Ausführungsbeispiel mit einem dazwischen befindlichen Probenhalter, der im Folgenden zu beschreiben ist, auf die elektrostatische Haltevorrichtung 74 gelegt.
3A ist eine Draufsicht auf einen Probenhalter gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. 3B ist eine Unteransicht des Probenhalters gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. 4A ist eine perspektivische Ansicht des in 3A und 3B dargestellten Probenhalters. 4B ist eine Querschnittansicht des Probenhalters, genommen entlang der Linie A-A von 3B.
Wie in 4A dargestellt, enthält ein Probenhalter 10 gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Grundplatte 11, die so ausgebildet ist, dass sie im Wesentlichen die gleiche Form wie die elektrostatische Haltevorrichtung 74 des Elektronenstrahlbestrahlungsgeräts 100 besitzt. Die Grundplatte 11 ist aus einem isolierenden Material, wie etwa Aluminiumoxidkeramik, gefertigt.
Wie in der Querschnittansicht von 4B dargestellt, ist in einem auf der oberen Oberfläche der Grundplatte 11 angeordneten und zum darauf Aufbringen des Wafers 50 vorgesehenen Probenanordnungsbereich R₁ eine aus einem leitfähigen Material gefertigte erste Elektrode 12a ausgebildet. Auf der ersten Elektrode 12a ist mittels Kleben oder dergleichen eine aus einem dielektrischen Material gefertigte dielektrische Platte (Isolationselement) 15 befestigt.
Die erste Elektrode 12a ist geringfügig kleiner als der Probenanordnungsbereich R₁ ausgebildet und ist von einem in einem Umfangsbereich R₂ ausgebildeten antistatischen Film 13 isoliert. Wie in 4A dargestellt, ist die dielektrische Platte 15 so ausgebildet, dass sie im Wesentlichen die gleiche Form wie der darauf aufzubringende Wafer 50 aufweist. Als dielektrische Platte 15 kann ein dielektrisches Material, wie etwa ein Saphirsubstrat, verwendet werden.
Wie in 4B dargestellt, ist in der Grundplatte 11 ein Durchgangsloch 11a ausgebildet. Durch einen auf der inneren Umfangsoberfläche des Durchgangslochs 11a ausgebildeten leitfähigen Film ist die erste Elektrode 12a elektrisch mit einer auf der Unterseite der Grundplatte 11 ausgebildeten Stromzuführkontaktfläche 12c verbunden.
Zudem, wie in 3A und 4b dargestellt, deckt der antistatische Film 13 die Seitenfläche der Grundplatte 11 und des Umfangsbereichs R₂, der auf der oberen Oberfläche der Grundplatte 11 und außerhalb des Probenanordnungsbereichs R₁ angeordnet ist. Der antistatische Film 13 ist aus einem leitfähigen Material gefertigt und ist elektrisch von der ersten Elektrode 12a isoliert.
Wie in 3B und 4B dargestellt, ist auf der Bodenfläche der Grundplatte 11 eine zweite Elektrode 14 ausgebildet. Die zweite Elektrode 14 deckt einen großen Teil der Bodenfläche der Grundplatte 11 ab, ist aber vom antistatischen Film 13 und von der Stromzuführkontaktfläche 12c isoliert. Dadurch ist die zweite Elektrode 14 elektrisch von der ersten Elektrode 12a und vom antistatischen Film 13 isoliert.
Hier können die erste Elektrode 12a, der antistatische Film 13, die Stromzuführkontaktfläche 12c und die zweite Elektrode 14 gebildet werden durch Ausbilden eines aus einem leitfähigen Material, wie etwa einem Titannitridfilm (TiN), gefertigten Films auf der gesamten Oberfläche der Grundplatte 11 und dann Entfernen vorgegebener Bereich durch ein Ätzverfahren oder dergleichen.
Ferner, wie in 3A dargestellt, ist um den Probenanordnungsbereich der Grundplatte 11 herum ein zum Positionieren des Wafers 50 geeigneter und Stifte 17 und einen Hebelmechanismus 16 enthaltender Positionierungsmechanismus vorgesehen. Der Hebelmechanismus 16 dreht sich um eine Welle 16b in einer Richtung, die durch einen Pfeil angezeigt wird, und ein Hebel 16a presst den Wafer 50 mit einer Vorspannungskraft einer Feder. Dadurch wird der Wafer 50 durch die Stifte 17 und den Hebelmechanismus 16 eingezwängt und an einer vorgegebenen Position positioniert.
Im Folgenden wird die Funktion des Probenhalters 10 zusammen mit einem den Probenhalter 10 verwendenden Elektronenstrahlbestrahlungsverfahren beschrieben.
5A bis 5C sind Darstellungen, die das den Probenhalter verwendende Elektronenstrahlbestrahlungsverfahren veranschaulichen.
Zuerst, wie in 5A dargestellt, wird der Probenhalter 10 gemäß diesem Ausführungsbeispiel auf eine Bühne 60 zum darauf Aufbringen des Wafers gelegt. Die Bühne 60 ist in einem Bereich der Stromzuführkontaktfläche 12c des Probenhalters 10 mit einem Elektrodenanschluss 61 versehen. Der Elektrodenanschluss 61 und die Stromzuführkontaktfläche 12c sind elektrisch miteinander verbunden.
Als nächstes wird der Wafer 50 auf der dielektrischen Platte 15 des Probenhalters 10 angeordnet. Dann wird über den Elektrodenanschluss 61 und die Stromzuführkontaktfläche 12c eine vorgegebene Spannung (beispielsweise 2 kV) an die erste Elektrode 12a des Probenhalters 10 angelegt.
Dadurch wird durch die dielektrische Platte 15 eine elektrostatische Polarisation im Wafer 50 verursacht und an der ersten Elektrode 12a und am Wafer 50 wirkt eine elektrostatische Anziehungskraft. Somit wird der Wafer 50 gegen die dielektrische Platte 15 gepresst, so dass das Verziehen des Wafers 50 in der Richtung seiner Dicke korrigiert und der Wafer 50 auf dem Probenhalter 10 fixiert wird.
Danach wird, wie in 5B dargestellt, der Probenhalter beispielsweise unter Verwendung einer Fördervorrichtung von der Bühne 60 abgelöst. Dabei bleibt die auf den Wafer 50 wirkende elektrostatische Anziehungskraft bestehen, wobei die elektrischen Ladungen in der ersten Elektrode 12a des Probenhalters 10 erhalten bleiben. Somit kann der Probenhalter 10 befördert werden, während der Wafer 50 stabil auf dem Probenhalter 10 gehalten wird.
Anschließend wird, wie in 5C dargestellt, der Probenhalter 10 auf der elektrostatischen Haltevorrichtung 74 des Elektronenstrahlbestrahlungsgeräts 100 angeordnet. Dadurch wird die Oberseite der dielektrischen Schicht 73 der elektrostatischen Haltevorrichtung 74 mit dem Wafer 50 und dem antistatischen Film 13 abgedeckt.
Als nächstes wird an die Elektrode 72 der elektrostatischen Haltevorrichtung 74 eine vorgegebene Spannung angelegt. Dadurch wirkt auf die zweite Elektrode 14 des Probenhalters 10 und die Elektrode 72 der elektrostatischen Haltevorrichtung 74 eine elektrostatische Anziehungskraft und ein Verziehen des Probenhalters 10 wird korrigiert. Da der Wafer 50 auf den Probenhalter mit den in der ersten Elektrode 12a verbleibenden Elektronen angezogen wird, verbessert die Korrektur des Verziehens des Probenhalters 10 die Flachheit des Wafers 50 weiterhin.
Anschließend wird der im Umfangsbereich R₂ des Probenhalters 10 ausgebildete antistatische Film 13 geerdet.
Danach wird die Bühne 70 angetrieben, um den Wafer 50 an eine vorgegebene Position zu bewegen, und dann bestrahlt das Elektronenstrahlbestrahlungsgerät 100 zur Strukturlithographie eine Oberfläche der Probe mit dem Elektronenstrahl.
Gemäß dem Elektronenstrahlbestrahlungsverfahren dieses Ausführungsbeispiels ist die dielektrische Schicht 73 der elektrostatischen Haltevorrichtung 74 mit dem antistatischen Film 13 des Probenhalters 10 abgedeckt. Dementsprechend können die durch die Bestrahlung mit dem Elektronenstrahl erzeugten Sekundärelektronen mittels des antistatischen Films 13 nach außen abgeführt werden, so dass ein Aufladungsphänomen um den Wafer 50 herum verhindert werden kann.
Somit macht es dieses Ausführungsbeispiel möglich, an einem Wafer 50, der kleiner ist als die elektrostatische Haltevorrichtung 74, eine Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl ohne umfänglicher Arbeiten, wie etwa der Modifikation der elektrostatischen Haltevorrichtung 74, genau auszuführen.
Man beachte, dass beim Elektronenstrahlbestrahlungsverfahren dieses Ausführungsbeispiels die Anziehung des Probenhalters 10 durch die elektrostatische Haltevorrichtung 74 und die Anziehung des Wafers 50 durch den Probenhalter 10 gleichzeitig ausgeführt werden kann, wie in der folgenden Modifikation beschrieben wird.
(Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels)
6A und 6B sind Darstellungen, die ein Elektronenstrahlbestrahlungsverfahren gemäß einer Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels veranschaulichen.
Wie in 6A gezeigt, wird der Wafer 50 bei dieser Modifikation zuerst auf die dielektrische Platte 15 des Probenhalters 10 gelegt. Bei diesem Schritt wird der Probenhalter 10 mit dem darauf gelegten Wafer 50 auf eine elektrostatische Haltevorrichtung 75 befördert, ohne eine Spannung an die erste Elektrode 12a anzulegen.
Als nächstes wird, wie in 6B gezeigt, der Probenhalter 10 auf der elektrostatischen Haltevorrichtung 75 abgelegt. Die elektrostatische Haltevorrichtung 75 dieser Modifikation ist in einem der Stromzuführkontaktfläche 12c des Probenhalters 10 entsprechenden Bereich mit dem Elektrodenanschluss 61 versehen. Der Elektrodenanschluss 61 und die Stromzuführkontaktfläche 12c sind miteinander in elektrischen Kontakt gebracht worden.
Anschließend, wird an die Elektrode 72 der elektrostatischen Haltevorrichtung 75 eine Spannung von beispielsweise 1,2 kV angelegt und über den Elektrodenanschluss 61 und die Stromzuführkontaktfläche 12c wird an die erste Elektrode 12a des Probenhalters 10 eine Spannung von beispielsweise 0,8 kV angelegt.
Dadurch wird das Verziehen des Probenhalters 10 und des Wafers 50 korrigiert und die Flachheit des Wafers 50 verbessert.
Danach wird der antistatische Film 13 des Probenhalters 10 geerdet. Zur Lithographie wird dann der Elektronenstrahl auf einen vorgegebenen Bereich des Wafers 50 gestrahlt.
Mit der obigen Modifikation können ebenfalls gleiche Effekte wie jene des unter Bezugnahme auf die 5A bis 5C beschriebenen Elektronenstrahlbestrahlungsverfahrens erreicht werden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
7A ist eine Querschnittansicht eines Probenhalters gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. 7B ist eine Querschnittansicht einer beim zweiten Ausführungsbeispiel verwendeten Probe. 7C ist eine Querschnittansicht, die veranschaulicht, wie die Probe mit dem in 7A dargestellten Probenhalter zu fixieren ist.
Wie in 7A gezeigt, ist der Probenhalter 20 dieses Ausführungsbeispiels dem in den 3A bis 4B dargestellten Probenhalter 10 gleich, mit der Ausnahme, dass auf der ersten Elektrode 12a keine dielektrische Platte 15 (siehe 4B) angeordnet ist. Man beachte, das Komponenten des Probenhalters 20, die den gleichen Aufbau wie jene des Probenhalters 10 aufweisen, gleiche Bezugszeichen gegeben wurden und die detaillierte Beschreibung davon ausgespart wird.
Wie in 7b gezeigt, ist bei diesem Ausführungsbeispiel anstelle der dielektrischen Platte 15 ein dielektrischer Film 51 auf der Rückseite des Wafers 50 ausgebildet. Der dielektrische Film 51 wird durch Auftragen eines Kunstharzes, wie etwa eines Polyimid-Kunstharzes, auf der Rückseite des Wafers 50 mit einem Spin-Coating-Verfahren oder dergleichen ausgebildet.
Wie in 7C gezeigt, wird der Wafer 50 mit der Fläche des Wafers 50, auf der der dielektrische Film 51 ausgebildet ist, nach unten weisend auf den Probenhalter 20 gelegt. Dann wird durch über die Stromzuführkontaktfläche 12c eine vorgegebene Spannung an die erste Elektrode 12a angelegt, um durch den dielektrischen Film 51 eine elektrostatische Polarisation im Wafer 50 zu veranlassen. Dadurch wird der Wafer 50 vom Probenhalter 20 angezogen.
Danach wird der Probenhalter 20 mit dem unter Bezugnahme auf die 5B und 5C beschriebenen Verfahren von der elektrostatischen Haltevorrichtung 74 angezogen, wodurch eine Elektronenbestrahlung ausgeführt werden kann.
Dieses Ausführungsbeispiel macht es ebenfalls möglich, ohne umfangreiche Arbeiten, wie etwa die Modifikation der elektrostatischen Haltevorrichtung 74, eine akkurate Elektronenstrahlbestrahlung auf einem Wafer 50 auszuführen, der kleiner ist als die elektrostatische Haltevorrichtung 74.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
8A ist eine Draufsicht auf einen Probenhalter gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. 8B ist eine Querschnittansicht des Probenhalters, genommen entlang der Linie B-B von 8A.
Wie in 8A gezeigt, unterscheidet sich der Probenhalter 30 dieses Ausführungsbeispiels vom unter Bezugnahme auf die 3A bis 4B beschriebenen Probenhalter 10 dadurch, dass eine Grundplatte 31 aus einem leitfähigen material gefertigt ist, wie etwa einem Siliziumsubstrat. Die Grundplatte 31 ist in der gleichen Form wie die zu verwendende elektrostatische Haltevorrichtung 74 ausgebildet und sein Umfangsbereich liegt nach außen hin frei. Zudem ist ein Probenanordnungsbereich zum darauf Ablegen des Wafers 50 mit einem zweiten dielektrischen Film 34 abgedeckt.
Die im Umfangsbereich der Grundplatte vorgesehenen Stifte 17 und der Hebelmechanismus 16 sind gleich den Stiften 17 und dem Hebelmechanismus 16 des unter Bezugnahme auf die 3A bis 4B beschriebenen Probenhalters 10.
Wie in 8B dargestellt, ist im Probenanordnungsbereich R₁ auf der oberen Oberfläche der Grundplatte 31 des Probenhalters 30 ein erster dielektrischer Film 32 ausgebildet und auf dem ersten dielektrischen Film 32 ist eine erste Elektrode 33 ausgebildet.
Der erste dielektrische Film 32 ist in der gleichen Form wie der abzulegende Wafer 50 ausgebildet. Andererseits besitzt die erste Elektrode 33 einen Durchmesser, der kleiner ist als jener des ersten dielektrischen Films 32 und des zweiten dielektrischen Films 34, und ist so ausgebildet, dass er vom Seitenbereich des Probenanordnungsbereichs R₁ nach außen hin nicht frei liegt.
Allerdings sind Bereiche des ersten dielektrischen Films 32 und der ersten Elektrode 33 Erweiterungsbereiche 32a, 33a, die vom Probenanordnungsbereich R₁ hervorragen. Der Erweiterungsbereich 33a der ersten Elektrode 33 liegt nach außen hin frei, wodurch ein externer Elektrodenanschluss an die erste Elektrode 33 angeschlossen werden kann.
Der erste dielektrische Film 32 und die erste Elektrode 33 sind im Probenanordnungsbereich R₁ mit dem zweiten dielektrischen Film 34 abgedeckt. Der zweite dielektrische Film 34 ist in der gleichen Form wie der abzulegende Wafer 50 ausgebildet.
Der erste dielektrische Film 32, die erste Elektrode 33 und der zweite dielektrische Film 34 können durch aufeinander folgendes Anbringen von in einer vorgegebenen Form ausgebildeten Kunstharzfilmen oder Metallfolien auf der Grundplatte 31 ausgebildet werden. Anstelle dessen können sie durch wiederholte Filmbildungsprozesse und Ätzprozess unter Verwendung einer Maske gefertigt werden.
Im Folgenden wird ein den Probenhalter 30 dieses Ausführungsbeispiels verwendendes Elektronenstrahlbestrahlungsverfahren beschrieben.
9A und 9B sind Querschnittansichten, die ein den Probenhalter 30 verwendendes Elektronenstrahlbestrahlungsverfahren veranschaulicht.
Zuerst wird, wie in 9a veranschaulicht, der Wafer 50 auf den Probenhalter 30 gelegt. Als nächstes wird durch Anlegen einer vorgegebenen Spannung (beispielsweise 2 kV) an die erste Elektrode 33 über den Erweiterungsbereich 33a der Wafer 50 vom Probenhalter 30 angezogen und fixiert. Dadurch wird ein Verziehen des Wafers 50 korrigiert.
Wie in 9B veranschaulicht, wird anschließend der Probenhalter 30 mit dem darauf fixierten Wafer 50 auf der elektrostatische Haltevorrichtung 74 angeordnet und es wird eine Spannung an die Elektrode 72 der elektrostatischen Haltevorrichtung 74 angelegt. Dadurch wird der Probenhalter 30 von der elektrostatischen Haltevorrichtung 74 angezogen und ein verziehen des Wafers 50 wird zusammen mit einem Verziehen des Probenhalters 30 korrigiert, wobei die Flachheit des Wafers 50 weiter verbessert wird.
Hierbei ist die dielektrische Schicht 73 in der oberen Oberfläche der elektrostatischen Haltevorrichtung 74 mit der aus Silizium gefertigten Grundplatte 31 abgedeckt.
Danach wird die Silizium-Grundplatte 31 geerdet und dann wird der Elektronenstrahl zur Bestrahlung auf einen vorgegebenen Bereich des Wafers 50 gestrahlt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der dielektrische Film 73 in der Oberfläche der elektrostatischen Haltevorrichtung 74 mit der aus Silizium gefertigten Grundplatte 31 abgedeckt. Dementsprechend können die durch die Bestrahlung mit dem Elektronenstrahl erzeugten Sekundärelektronen mittels des antistatischen Films 13 nach außen abgeführt werden, so dass ein Aufladungsphänomen um den Wafer 50 herum verhindert werden kann.
Somit kann die Bestrahlung des Wafers 50 akkurat ausgeführt werden.
Man beachte, dass, obgleich in der obigen Beschreibung das Beispiel gezeigt ist, bei dem die Grundplatte 31 des Probenhalters 30 aus Silizium gefertigt ist, dieses Ausführungsbeispiel nicht darauf beschränkt ist. Alternativ kann die Grundplatte 31 aus einem anderen leitfähigen Material oder Halbleiter als Silizium gefertigt sein.
Ferner müssen der erste dielektrische Film 32, die erste Elektrode 33 und der zweite dielektrische Film 34 nicht notwendigerweise vorgesehen sein, wenn die Genauigkeit der Elektronenstrahlbestrahlung gering sein kann und das verziehen des Wafers 50 nicht korrigiert werden muss. In diesem Fall kann ein Aufladungsphänomen um den Wafer 50 herum auch lediglich durch Ablegen des Wafers 50 direkt auf der Grundplatte 31 verhindert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 200821686 A [0006]
JP 2004140297 A [0006]
JP 2010282825 A [0006]

Claims

Probenhalter, der zwischen einer elektrostatischen Haltevorrichtung und einer Probe, die kleiner ist als eine obere Oberfläche der elektrostatischen Haltevorrichtung, anzuordnen ist, umfassend: eine Grundplatte, die in der gleichen Größe wie die obere Oberfläche der elektrostatischen Haltevorrichtung ausgebildet ist, einen Probenanordnungsbereich, der sich auf einer oberen Oberfläche der Grundplatte befindet und dazu bestimmt ist, die Probe darauf abzulegen, und einen Umfangsbereich, der der Teil der oberen Oberfläche der Grundplatte ist, der nicht der Probenanordnungsbereich ist und der ein nach außen hin freiliegendes leitfähiges Material aufweist.
Probenhalter nach Anspruch 1, bei dem der Probenanordnungsbereich eine erste Elektrode enthält, die vom nach außen hin freiliegenden leitfähigen Material im Umfangsbereich elektrisch isoliert ist.
Probenhalter nach Anspruch 2, bei dem der Probenanordnungsbereich ein Isolationselement enthält, das die erste Elektrode abdeckt.
Probenhalter nach Anspruch 3, bei dem die Probe aus einem Leiter oder einem Halbleiter gefertigt ist und die erste Elektrode dadurch eine elektrostatische Anziehungskraft zwischen sich selbst und der Probe erzeugt, dass in der Probe eine elektrostatische Polarisation verursacht wird.
Probenhalter nach Anspruch 4, bei dem die Grundplatte aus einem Leiter oder einem Halbleiter gefertigt ist und die erste Elektrode auf einem auf der Grundplatte ausgebildeten isolierenden Film ausgebildet ist.
Probenhalter nach Anspruch 4, bei dem die Grundplatte aus einem isolierenden Material gefertigt ist und die erste Elektrode auf der Grundplatte ausgebildet ist.
Probenhalter nach Anspruch 6, bei dem der Umfangsbereich mit einem aus einem leitfähigen Material gefertigten antistatischen Film abgedeckt und isoliert von der ersten Elektrode ausgebildet ist.
Probenhalter nach Anspruch 6, bei dem der Probenhalter eine zweite Elektrode enthält, die auf der Rückseite der Grundplatte angeordnet und von der ersten Elektrode elektrisch isoliert ist.
Probenhalter nach Anspruch 1, bei dem der Probenhalter ein Positionierungselement enthält, das um den Probenanordnungsbereich herum angeordnet ist und dazu geeignet ist, die Probe auf dem Probenanordnungsbereich zu positionieren.
Elektronenstrahlbestrahlungsverfahren unter Verwendung eines Probenhalters, enthaltend: eine Grundplatte, die in der gleichen Größe wie die obere Oberfläche einer elektrostatischen Haltevorrichtung ausgebildet ist, einen Probenanordnungsbereich, der sich auf einer oberen Oberfläche der Grundplatte befindet und dazu bestimmt ist, die Probe darauf abzulegen, und einen Umfangsbereich, der der Teil der oberen Oberfläche der Grundplatte ist, der nicht der Probenanordnungsbereich ist und der ein nach außen hin freiliegendes leitfähiges Material aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Ablegen der Probe auf dem Probenhalter, Anordnen des Probenhalters mit der darauf abgelegten Probe auf der elektrostatischen Haltevorrichtung und Fixieren des Probenhalters auf der elektrostatischen Haltevorrichtung durch Anlegen einer Spannung an die elektrostatische Haltevorrichtung, und Ausführen einer Strukturlithographie durch Bestrahlen der auf der elektrostatischen Haltevorrichtung angeordneten Probe mit einem Elektronenstrahl.
Elektronenstrahlbestrahlungsverfahren nach Anspruch 10, bei dem der Probenhalter ferner eine erste Elektrode enthält, die vom nach außen hin freiliegenden leitfähigen Material im Umfangsbereich elektrisch isoliert ist, und wobei das Verfahren nach dem Schritt des Ablegens der Probe auf dem Probenhalter die folgenden Schritte enthält: Anlegen einer Spannung an die erste Elektrode und dadurch Erzeugen einer elektrostatischen Anziehungskraft zwischen der ersten Elektrode und der Probe, und Befördern des Probenhalters auf die elektrostatische Haltevorrichtung, während der Anziehungszustand zwischen der ersten Elektrode und der Probe mit dazwischen verbleibenden elektrischen Ladungen beibehalten wird.