JP2011129674A - 荷電粒子ビーム描画装置、荷電粒子ビーム描画方法及び基板ホルダ - Google Patents

Abstract

【目的】パーティクルの発生を抑制しながらウェハ基板に基板ホルダを取り付けて搬送可能な描画装置を提供することを目的とする。
【構成】描画装置１００は、複数のプレート部材を有し、複数のプレート部材を用いて固定せずにウェハ基板を間に挟む基板ホルダ２０と、ウェハ基板を固定せずに挟んだままの状態の基板ホルダが搬入される描画室１０３と、描画室内に搬入された基板ホルダの下面を保持する、昇降可能な支持ピン１０６と、支持ピン１０６の上昇により基板ホルダの上面と接触して保持部の上昇を静止させ、下部からの保持部の押圧力と押圧力に対する反発力とによりウェハ基板を基板ホルダ内に固定する静止ブロック部材１０８と、支持ピン１０６と静止ブロック部材１０８とによって基板ホルダ内に固定されたウェハ基板に、電子ビームを用いてパターンを描画する描画部１５０と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、荷電粒子ビーム描画装置、荷電粒子ビーム描画方法及び基板ホルダに係り、例えば、電子ビームを用いてシリコンウェハ基板にパターンを描画する描画装置で使用するシリコンウェハ基板を覆うための基板ホルダおよびその固定（クランプ）手法に関する。

半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。ここで、電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、高精度の原画パターンの生産に用いられる。

図１４は、可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。可変成形型電子線（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画装置は、以下のように動作する。第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形例えば長方形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向され、第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１の一部を通過して、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０に照射される。すなわち、第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、Ｘ方向に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０の描画領域に描画される。第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式という。

ここで、例えば、正方形のガラス基板が用いられる露光用マスク基板にパターンを描画する電子ビーム描画装置では、搬送系や描画ステージが露光用マスク基板にサイズを合わせて構成されている。一方、形状が円形でサイズが露光用マスク基板とは異なるシリコンウェハ基板にパターンを描画する電子ビーム描画装置では、搬送系や描画ステージがシリコンウェハ基板にサイズを合わせて構成されている。よって、一方の装置で他方の試料にパターンを描画することは困難であった。

ここで、半導体ウェハを描画する電子線描画装置に関連して、基板ホルダがウェハの側面を複数のローラでクランプした状態で描画室まで搬送され、描画室でウェハ裏面を静電吸着する電子線描画装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−３５４４０５号公報

上述したように、マスク基板用の電子ビーム描画装置でシリコンウェハ基板を描画することや、シリコンウェハ基板用の電子ビーム描画装置でマスク基板を描画することは搬送系や描画ステージの構成上困難であった。そこで、両者を可能にすべく、描画装置に搬入する前に露光用マスク基板と同サイズのホルダにシリコンウェハ基板を固定してから描画装置に搬入することが考えられる。しかし、ビス等により固定してしまうと摺動によるパーティクルが発生し、シリコンウェハ基板上に付着してしまうといった問題があった。また、上述した特許文献１のようにローラ等でウェハの側面をクランプした際にもローラとウェハとの間での摺動によるパーティクルが発生し得るため、やはりシリコンウェハ基板上に付着し得るといった問題が残る。また、上述した特許文献１では基板ホルダ自体に可動するクランプ機構が必要となるため、構造が複雑でかつサイズが大型化してしまう。

そこで、本発明は、かかる問題を克服し、パーティクルの発生を抑制しながらウェハ基板に基板ホルダを取り付けて搬送可能な描画装置および方法、ならびに搬送可能な基板ホルダを提供することを目的とする。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
複数のプレート部材を有し、複数のプレート部材を用いて固定せずにウェハ基板を間に挟む基板ホルダと、
ウェハ基板を固定せずに挟んだままの状態の基板ホルダが搬入される描画室と、
描画室内に配置され、ウェハ基板を固定せずに挟んだ状態で描画室内に搬入された基板ホルダの下面を保持する、昇降可能な保持部と、
描画室内に配置され、保持部の上昇により基板ホルダの上面と接触して保持部の上昇を静止させ、下部からの保持部の押圧力と上部からの押圧力に対する反発力とによりウェハ基板を基板ホルダ内に固定するストッパ部材と、
描画室内で保持部とストッパ部材とによって基板ホルダ内に固定されたウェハ基板に、荷電粒子ビームを用いてパターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。

ウェハ基板を基板ホルダ内に固定する際に、摺動箇所が無いためパーティクルの発生を抑制或いは防止できる。また、構造が簡単なため、基板ホルダの外形寸法をマスク基板と同サイズにできる。

また、複数のプレート部材には、基板の上面側からウェハ基板に被せる上部プレート部材が含まれ、上部プレート部材は、中央部が開口して基板面の中央部を露出させると共にウェハ基板の外周部を覆うように構成されると好適である。

また、複数のプレート部材には、さらに、
中央部が貫通するように開口され、開口部にはみ出すように裏面に配置された複数の板バネを有する下部プレート部材と、
下部プレート部材の開口部よりも外径が小さい寸法で形成され、複数の板バネ上に配置され、ウェハ基板の裏面を支持する中間プレート部材と、
が含まれるように構成されると好適である。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
複数のプレート部材を有する基板ホルダの前記複数のプレート部材を用いて固定せずにウェハ基板を間に挟む工程と、
ウェハ基板を固定せずに挟んだままの状態の基板ホルダを描画室に搬入する工程と、
描画室内に配置された昇降可能な保持部によって、ウェハ基板を固定せずに挟んだ状態で描画室内に搬入された基板ホルダの下面を保持する工程と、
保持部の上昇により基板ホルダの上面と接触して保持部の上昇を静止させる、描画室内に配置されたストッパ部材を用いて、下部からの保持部の押圧力と上部からの押圧力に対するストッパ部材からの反発力とによりウェハ基板を基板ホルダ内に固定する工程と、
描画室内で保持部とストッパ部材とにより基板ホルダ内に固定されたウェハ基板に、荷電粒子ビームを用いてパターンを描画する工程と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の一態様の基板ホルダは、
中央部が貫通するように開口部が形成され、開口部にはみ出すように裏面に配置された複数の板バネを有する下部プレート部材と、
下部プレート部材の開口部よりも外径が小さい寸法で形成され、複数の板バネ上に配置され、ウェハ基板の裏面を支持する中間プレート部材と、
ウェハ基板の上面側からウェハ基板に被せて配置され、中央部が開口してウェハ基板面の中央部を露出させると共にウェハ基板の外周部を覆う上部プレート部材と、
を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、摺動箇所が無いためパーティクルの発生を抑制或いは防止できる。また、構造が簡単なため、基板ホルダの外形寸法をマスク基板と同サイズにできる。よって、同じ装置でマスク基板も搬送および描画するようにでき得る。

実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。 実施の形態１における基板ホルダの構成を示す断面概念図である。 図２の基板ホルダの上面概念図である。 図３の基板ホルダのＡＡ断面を示す断面概念図である。 実施の形態１における基板ホルダでウェハ基板の挟んだ後にクランプした際のウェハ基板の歪みの状況の一例を示す図である。 実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態１におけるウェハ基板を基板ホルダにセットするためのホルダセット機構の一例を示す図である。 実施の形態１におけるウェハ基板を挟んだ基板ホルダの搬送経路を示す概念図である。 実施の形態１におけるクランプ機構を説明するための概念図である。 実施の形態１における基板ホルダ２０がクランプされた状態での上面概念図である。 実施の形態２における基板ホルダの構成を示す断面概念図である。 図１１の基板ホルダの底面概念図である。 実施の形態２におけるクランプ機構を説明するための概念図である。 従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。

以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。図１において、描画装置１００は、荷電粒子ビーム描画装置の一例である。ここでは、特に、可変成形型の電子ビーム描画装置の一例を示している。描画装置１００は、描画部１５０、描画室１０３、制御回路１６０、搬出入口（Ｉ／Ｆ）１２０、ロードロック（Ｌ／Ｌ）チャンバ１３０、ロボット（Ｒ）チャンバ１４０、アライメント（ＡＬＮ）チャンバ１４６、及び真空ポンプ１７０を備えている。そして、描画装置１００は、電子ビーム２００を用いて、ウェハ基板１０に所望するパターンを描画する。描画対象となるウェハ基板１０として、例えば、６インチのシリコンウェハが含まれる。

描画部１５０となる電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、及び偏向器２０８が配置されている。また、描画室１０３内には、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５が配置されている。パターンを描画する際には、ＸＹステージ１０５上に複数の支持ピン１０６（保持部の一例）が昇降可能に配置されている。また、基準面の高さを合わせるための複数の静止ブロック部材１０８がＸＹステージ１０５上に配置される。例えば、共に３つずつ配置される。また、搬出入口１２０内には、ウェハ基板１０を間に挟んだ基板ホルダ２０を搬送する搬送ロボット１２２が配置されている。ロボットチャンバ１４０内には、かかる基板ホルダ２０を搬送する搬送ロボット１４２が配置されている。

真空ポンプ１７０は、バルブ１７２を介してロボットチャンバ１４０、及びアライメントチャンバ１４６内の気体を排気する。これにより、ロボットチャンバ１４０、及びアライメントチャンバ１４６内は真空雰囲気に維持される。また、真空ポンプ１７０は、バルブ１７４を介して電子鏡筒１０２内及び描画室１０３内の気体を排気する。これにより、電子鏡筒１０２内及び描画室１０３内は真空雰囲気に維持される。また、真空ポンプ１７０は、バルブ１７６を介してロードロックチャンバ１３０内の気体を排気する。これにより、ロードロックチャンバ１３０内は必要に応じて真空雰囲気に制御される。また、搬出入口１２０とロードロックチャンバ１３０とロボットチャンバ１４０と描画室１０３とのそれぞれの境界には、ゲートバルブ１３２，１３４，１３６が配置される。

制御回路１６０は、搬出入口１２０、Ｌ／Ｌチャンバ１３０、ロボットチャンバ１４０、アライメントチャンバ１４６、描画室１０３及び描画部１５０内の各機器を制御および駆動させる。

ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成部分について記載している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれても構わない。また、搬送ロボット１２２，１４２は、エレベータ機構や回転機構など機械的な機構であれば構わない。

図２は、実施の形態１における基板ホルダの構成を示す断面概念図である。
図３は、図２の基板ホルダの上面概念図である。図２において、基板ホルダ２０は、複数のプレート部材を備えている。実施の形態１における基板ホルダ２０では、上部プレート部材２２と下部プレート部材２４とを備えている。そして、下部プレート部材２４上にウェハ基板１０が載置され、ウェハ基板１０の裏面が支持される。そして、上部プレート部材２２が上方からウェハ基板１０を覆うように重ねられる。基板ホルダ２０は、上部プレート部材２２と下部プレート部材２４と使って固定せずにウェハ基板１０を間に挟む構造となっている。すなわち、可動するクランプ機構等を備えていない。そのため、摺動箇所が無いためパーティクルの発生を抑制或いは防止できる。また、上部プレート部材２２は、中央部が開口して基板面の中央部を露出させると共にウェハ基板１０の外周部を覆う構造に形成される。ウェハ基板１０の外周部を覆う箇所は、重ねた際にウェハ基板１０上面に接触するように形成される。

また、上部プレート部材２２の外周上面の高さ位置２３は、その他の上面から１段低く設定されており、基板ホルダ２０でウェハ基板１０が上下から挟まれた際にウェハ基板１０の上面１１と同じ高さ位置になるように形成されている。これにより、描画の際のフォーカス高さ位置を調整しやすくできる。

また、構造が簡単なため、基板ホルダの外形寸法をマスク基板と同サイズにできる。すなわち、基板ホルダ２０の上方から見た外形寸法は、正方形のマスク基板と同サイズに形成されている。例えば、６インチのマスク基板であれば、縦横１５２ｍｍの正方形に形成される。但し、描画の際の帯電防止のためのアース機構３０の接続のための接点３２を露出させるため、正方形の一辺の一部に切り欠き部が形成される。また、基板ホルダ２０の厚さについては、上部プレート部材２２の外周上面の高さ位置２３がマスク基板の上面高さと同じになるように形成されると良い。

図４は、図３の基板ホルダのＡＡ断面を示す断面概念図である。図４において、上部プレート部材２２の内部には、描画の際の帯電防止のための複数のアース機構３０が配置される。ここでは、例えば２つのアース機構３０が配置される。アース機構３０ではアースピン先端に付いた導電性の板ばねが基板側に延びており、上部プレート部材２２をウェハ基板１０に重ねた際に、アースピンの先端部がウェハ基板１０に食い込むようになっている。ウェハ基板１０には、上面１１側にレジストが塗布されている。描画の際には接点３２が描画装置１００のＸＹステージ１０５に設けられたアース配線１０９に繋がれ、アースピンがレジストを通過し基板１０まで到達することでアース配線１０９を介してウェハ基板１０に帯電した電荷を地絡（アース）させることができる。

図５は、実施の形態１における基板ホルダでウェハ基板の挟んだ後にクランプした際のウェハ基板の歪みの状況の一例を示す図である。ウェハ基板１０には元々歪みが生じているため、上面が平坦ではない。そのため、そのまま描画してしまうと位置ずれが生じるため、表面を平坦に矯正する必要がある。そのため、ウェハ基板１０の外周部をどの程度の半径方向幅で押さえたら良いかを測定した。図５では、６インチウェハについて直径１２０ｍｍの露出面を残して、外周部を押さえた場合の歪みの状況を示している。その結果、歪みを３μｍ以下にできた。このようにウェハ中心部に若干の歪みが残るものの十分使用に耐えるだけの平坦化が可能であった。そこで、実施の形態１では、例えば、６インチウェハ用に、上部プレート部材２２に中央部が直径１２０ｍｍの貫通する開口部を形成した。但し、開口部のサイズはこれに限るものではなく、歪みの状況等、使用可能な範囲で変更可能であることは言うまでもない。

図６は、実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。図６において、実施の形態１における描画方法は、ウェハ挟み工程（Ｓ１０２）、Ｉ／Ｆセット工程（Ｓ１０４）、搬送工程（Ｓ１０６）、ステージ載置工程（Ｓ１０８）、クランプ工程（Ｓ１１０）、及び描画工程（Ｓ１１２）という一連の工程を実施する。

ウェハ挟み工程（Ｓ１０２）として、基板ホルダ２０の複数のプレート部材を用いて固定せずにウェハ基板１０を間に挟む。

図７は、実施の形態１におけるウェハ基板を基板ホルダにセットするためのホルダセット機構の一例を示す図である。かかる基板ホルダ２０へのウェハ基板１０のセットは、描画装置１００の外部で行なう。図７（ａ）において、ホルダセット機構の基台５６には、複数の支持ピン５４が配置され、複数の支持ピン５４上に下部プレート部材２４が載置される。また、昇降可能な軸５２には昇降板５１が配置され、昇降板５１に複数の支持台５０が配置される。そして、軸５２が基台５６に対して相対的に上昇した位置で複数の支持台５０に上部プレート部材２２が載置される。また、昇降板５１には支持台５０の内側であってウェハ基板１０の外形より内側の位置に複数の支持ピン５８が配置され、複数の支持ピン５８上にウェハ基板１０が載置される。その際、ウェハ基板１０の高さ位置が上部プレート部材２２の下面より低く隙間が空くように支持台５０と支持ピン５８の高さが調整されている。また、ウェハ基板１０が載置される際には、ウェハ基板１０が下部プレート部材２４よりも隙間を持って高くなる位置に軸５２を上昇させておく。支持ピン５８は、下部プレート部材２４に設けられた貫通孔２７を通って下部プレート部材２４より高くなる位置に進む。また、下部プレート部材２４が載置される際には、支持ピン５８が支持ピン５４より低い位置になるように軸５２を下降させておけばよい。それぞれの搬入位置において、例えば、搬送ロボットによって同不順で水平方向に下部プレート部材２４、上部プレート部材２２、及びウェハ基板１０がホルダセット機構内に搬入され、それぞれの位置に載置すればよい。

そして、軸５２を基台５６に対して相対的に下降させることで、図７（ｂ）に示すように、下部プレート部材２４上にウェハ基板１０が載置され、ウェハ基板１０の裏面が支持された状態で上部プレート部材２２が上方からウェハ基板１０を覆うように重ねられる。この状態では、クランプされていないのでウェハ基板１０は基板ホルダ２０によって間に挟まれただけで固定されていない。なお、支持台５０は、軸５２を下降させても下部プレート部材２４と接触しないように、下部プレート部材２４に設けられた切り欠き２９を通る位置に設置されるとよい。

Ｉ／Ｆセット工程（Ｓ１０４）として、ウェハ挟み工程（Ｓ１０２）で基板ホルダ２０にウェハ基板１０をセットした状態で、搬出入口１２０にウェハ基板１０を固定せずに挟んだままの状態の基板ホルダ２０を配置する。

次に、搬送工程（Ｓ１０６）として、ウェハ基板１０を固定せずに挟んだままの状態の基板ホルダ２０を描画室１０３まで搬送する。
図８は、実施の形態１におけるウェハ基板を挟んだ基板ホルダの搬送経路を示す概念図である。搬出入口１２０に配置する。搬出入口１２０に配置された基板ホルダ２０は、ゲートバルブ１３２を開けた後、搬送ロボット１２２によりＬ／Ｌチャンバ１３０内の支持部材上に搬送される。そして、ゲートバルブ１３２を閉めた後、真空ポンプ１７０で真空雰囲気にされる。次に、Ｌ／Ｌチャンバ１３０内の支持部材上に配置された基板ホルダ２０は、ゲートバルブ１３４を開けた後、搬送ロボット１４２によりロボットチャンバ１４０を介してアライメントチャンバ１４６内のステージに搬送される。そして、基板ホルダ２０は、アライメントされる。次に、アライメントチャンバ１４６内のステージ上に配置された基板ホルダ２０は、ゲートバルブ１３６を開けた後、搬送ロボット１４２によりロボットチャンバ１４０を介して描画室１０３内に搬入される。このようにして、ウェハ基板１０を固定せずに挟んだままの状態の基板ホルダ２０は描画室１０３に搬入される。搬送中も基板ホルダ２０はウェハ基板１０を固定せずに挟んだままの状態なので摺動せずパーティクルを発生させないようにできる。

次に、ステージ載置工程（Ｓ１０８）として、描画室１０３内に搬入された基板ホルダ２０はＸＹステージ１０５に搬送され、支持ピン１０６（保持部）上に載置される。
図９は、実施の形態１におけるクランプ機構を説明するための概念図である。
図１０は、実施の形態１における基板ホルダ２０がクランプされた状態での上面概念図である。基板ホルダ２０が支持ピン１０６上に載置される際には、図９（ａ）に示すように、支持ピン１０６は、静止ブロック部材１０８に対して相対的に下降している。そして、３つの支持ピン１０６によって基板ホルダ２０の下部プレート部材２４の裏面が３点支持される。

そして、クランプ工程（Ｓ１１０）として、支持ピン１０６を上昇させ、静止ブロック部材１０８（ストッパ部材）との間で基板ホルダ２０を挟み込むことでクランプしてウェハ基板１０を基板ホルダ２０内に固定する。具体的には、図９（ｂ）に示すように、支持ピン１０６の上昇により静止ブロック部材１０８が基板ホルダ２０の上面と接触して支持ピン１０６の上昇を静止させる。そして、下部からの支持ピン１０６の押圧力と上部からのかかる押圧力に対する静止ブロック部材１０８からの反発力とによりウェハ基板１０を基板ホルダ２０内に固定する。そして、図１０に示すように、３箇所で静止ブロック部材１０８ａ〜ｃによってクランプする。以上のようにクランプすることで、摺動箇所が無いためパーティクルの発生を抑制或いは防止できる。また、クランプ後は、接点３２がアース配線１０９に繋がれ、ウェハ基板１０に帯電した電荷を地絡（アース）させることができる。

そして、描画工程（Ｓ１１２）として、描画部１５０は、描画室１０３内で支持ピン１０６と静止ブロック部材１０８とによって基板ホルダ２０内に固定されたウェハ基板１０に、電子ビーム２００を用いてパターンを描画する。具体的には、以下の動作を行なう。照射部の一例となる電子銃２０１から放出された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の穴を持つ第１のアパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１のアパーチャ２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ２０６上に投影される。かかる第２のアパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像の位置は、偏向器２０５によって偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。その結果、電子ビーム２００は成形される。このように、電子ビーム２００は可変成形される。そして、第２のアパーチャ２０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、偏向器２０８により偏向される。その結果、例えば連続移動するＸＹステージ１０５上のウェハ基板１０の所望する位置に照射される。

以上のように、実施の形態１によれば、摺動箇所が無いためパーティクルの発生を抑制或いは防止できる。また、構造が簡単なため、基板ホルダ２０の外形寸法をマスク基板と同サイズにできる。よって、基板ホルダ２０だけではなく、同じ描画装置１００で特別なホルダを使用することなくマスク基板も搬送および描画するようにでき得る。

実施の形態２．
実施の形態１では、支持ピン１０６の押圧力がそのままウェハ基板１０にも伝わってしまう。そのため、場合によっては必要以上の力がウェハ基板１０に作用することもあり得る。そこで、実施の形態２では、かかる必要以上の力がウェハ基板１０に作用しないように構成した基板ホルダ２０について説明する。描画装置の構成は図１と同様である。また描画方法の各工程のフローも図６と同様である。以下、特に説明する内容以外は実施の形態１と同様である。

図１１は、実施の形態２における基板ホルダの構成を示す断面概念図である。
図１２は、図１１の基板ホルダの底面概念図である。実施の形態２における基板ホルダ２０は、図１１に示すように、上部プレート部材２２と中間プレート部材２８と下部プレート部材２５とを備えている。上部プレート部材２２は、実施の形態１と同様である。下部プレート部材２５は、中央部が貫通するように開口され、開口された開口部２１にはみ出すように複数の板バネ２６が裏面に配置される。下部プレート部材２５の裏面は、板バネ２６が配置される領域が板バネ２６の厚さ分だけ掘り込まれ、板バネ２６がネジ等でかかる掘り込まれた領域に固定されると好適である。これにより、板バネ２６が下部プレート部材２５の裏面側に出っ張ることを防止できる。また、開口部２１のサイズはウェハ基板１０のサイズより大きくする。下部プレート部材２５には、ウェハ基板１０をセットする際に支持台５０が接触しないように通過する切り欠き２９が形成される。

そして、中間プレート部材２８は、下部プレート部材２５の開口部２１よりも外径が小さい寸法で形成される。そして、中間プレート部材２８は、複数の板バネ２６上に配置される。そして、中間プレート部材２８上にウェハ基板１０が載置され、ウェハ基板１０の裏面が支持される。中間プレート部材２８には、ウェハ基板１０をセットする際に支持ピン５８が通る複数の貫通孔２７が設けられる。

そして、上部プレート部材２２が上方からウェハ基板１０を覆うように重ねられる。基板ホルダ２０は、上部プレート部材２２と中間プレート部材２８と下部プレート部材２５とを使って固定せずにウェハ基板１０を間に挟む構造となっている。すなわち、可動するクランプ機構等を備えていない。そのため、実施の形態２における基板ホルダ２０は、実施の形態１と同様、摺動箇所が無いためパーティクルの発生を抑制或いは防止できる。

図１３は、実施の形態２におけるクランプ機構を説明するための概念図である。ステージ載置工程（Ｓ１０８）において、基板ホルダ２０が支持ピン１０６上に載置される際には、図１３（ａ）に示すように、支持ピン１０６は、静止ブロック部材１０８に対して相対的に下降している。そして、３つの支持ピン１０６によって基板ホルダ２０の下部プレート部材２５の裏面が３点支持される。このように、支持ピン１０６は中間プレート部材２８に接触していない。中間プレート部材２８はあくまで複数の板バネ２６によって支持される。

そして、クランプ工程（Ｓ１１０）として、支持ピン１０６を上昇させ、静止ブロック部材１０８（ストッパ部材）との間で基板ホルダ２０を挟み込むことでクランプしてウェハ基板１０を基板ホルダ２０内に固定する。具体的には、図１３（ｂ）に示すように、支持ピン１０６の上昇により静止ブロック部材１０８が基板ホルダ２０の上面と接触して支持ピン１０６の上昇を静止させる。そして、下部からの支持ピン１０６の押圧力と上部からのかかる押圧力に対する静止ブロック部材１０８からの反発力とによりウェハ基板１０を基板ホルダ２０内に固定する。ここで、実施の形態２では、ウェハ基板１０にかかる静止ブロック部材１０８からの反発力は、板バネ２６によって吸収されるので必要以上の力がウェハ基板１０に作用することを防止できる。

以上のように、実施の形態２によれば、実施の形態１の効果の他に、さらに、必要以上の力がウェハ基板１０に作用することを防止できる。

以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。

また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、描画装置１００を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての荷電粒子ビーム描画装置、荷電粒子ビーム描画方法及び基板ホルダは、本発明の範囲に包含される。

１０ ウェハ基板
１１ 上面
２０ 基板ホルダ
２１ 開口部
２２ 上部プレート部材
２３ 高さ位置
２４，２５ 下部プレート部材
２６ 板バネ
２７ 貫通孔
２８ 中間プレート部材
２９ 切り欠き
３０ アース機構
３２ 接点
５０ 支持台
５１ 昇降板
５２ 軸
５４，５８，１０６ 支持ピン
５６ 基台
１００ 描画装置
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１０８ 静止ブロック部材
１０９ アース配線
１２０ 搬出入口
１２２，１４２ 搬送ロボット
１３０ ロードロックチャンバ
１３２，１３４，１３６ ゲートバルブ
１４０ ロボットチャンバ
１４６ アライメントチャンバ
１５０ 描画部
１６０ 制御回路
１７０ 真空ポンプ
１７２，１７４，１７６ バルブ
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３，４１０ 第１のアパーチャ
２０４ 投影レンズ
２０５，２０８ 偏向器
２０６，４２０ 第２のアパーチャ
２０７ 対物レンズ
３３０ 電子線
３４０ 試料
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース

Claims (5)

1. 複数のプレート部材を有し、前記複数のプレート部材を用いて固定せずにウェハ基板を間に挟む基板ホルダと、
   前記ウェハ基板を固定せずに挟んだままの状態の前記基板ホルダが搬入される描画室と、
   前記描画室内に配置され、前記ウェハ基板を固定せずに挟んだ状態で前記描画室内に搬入された前記基板ホルダの下面を保持する、昇降可能な保持部と、
   前記描画室内に配置され、前記保持部の上昇により前記基板ホルダの上面と接触して前記保持部の上昇を静止させ、下部からの前記保持部の押圧力と上部からの前記押圧力に対する反発力とにより前記ウェハ基板を前記基板ホルダ内に固定するストッパ部材と、
   前記描画室内で前記保持部と前記ストッパ部材とによって前記基板ホルダ内に固定された前記ウェハ基板に、荷電粒子ビームを用いてパターンを描画する描画部と、
   を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
2. 前記複数のプレート部材には、前記基板の上面側から前記ウェハ基板に被せる上部プレート部材が含まれ、前記上部プレート部材は、中央部が開口して前記基板面の中央部を露出させると共に前記ウェハ基板の外周部を覆うことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。
3. 前記複数のプレート部材には、さらに、
   中央部が貫通するように開口され、前記開口部にはみ出すように裏面に配置された複数の板バネを有する下部プレート部材と、
   前記下部プレート部材の前記開口部よりも外径が小さい寸法で形成され、前記複数の板バネ上に配置され、前記ウェハ基板の裏面を支持する中間プレート部材と、
   が含まれることを特徴とする請求項２記載の荷電粒子ビーム描画装置。
4. 複数のプレート部材を有する基板ホルダの前記複数のプレート部材を用いて固定せずにウェハ基板を間に挟む工程と、
   前記ウェハ基板を固定せずに挟んだままの状態の前記基板ホルダを描画室に搬入する工程と、
   前記描画室内に配置された昇降可能な保持部によって、前記ウェハ基板を固定せずに挟んだ状態で前記描画室内に搬入された前記基板ホルダの下面を保持する工程と、
   前記保持部の上昇により前記基板ホルダの上面と接触して前記保持部の上昇を静止させる、前記描画室内に配置されたストッパ部材を用いて、下部からの前記保持部の押圧力と上部からの前記押圧力に対する前記ストッパ部材からの反発力とにより前記ウェハ基板を前記基板ホルダ内に固定する工程と、
   前記描画室内で前記保持部と前記ストッパ部材とにより前記基板ホルダ内に固定された前記ウェハ基板に、荷電粒子ビームを用いてパターンを描画する工程と、
   を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
5. 中央部が貫通するように開口部が形成され、前記開口部にはみ出すように裏面に配置された複数の板バネを有する下部プレート部材と、
   前記下部プレート部材の前記開口部よりも外径が小さい寸法で形成され、前記複数の板バネ上に配置され、ウェハ基板の裏面を支持する中間プレート部材と、
   前記ウェハ基板の上面側から前記ウェハ基板に被せて配置され、中央部が開口して前記ウェハ基板面の中央部を露出させると共に前記ウェハ基板の外周部を覆う上部プレート部材と、
   を備えたことを特徴とする基板ホルダ。

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