JP2018041954A

JP2018041954A - 導通接点針

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Publication number: JP2018041954A
Application number: JP2017127431A
Authority: JP
Inventors: 通広川口; Michihiro Kawaguchi; 公信明野; Masanobu Akeno; 片岡　憲一; Kenichi Kataoka; 憲一片岡; 智樹梅津; Tomoki Umezu
Original assignee: Toshiba Corp; Nuflare Technology Inc
Current assignee: Toshiba Corp; Nuflare Technology Inc
Priority date: 2016-09-05
Filing date: 2017-06-29
Publication date: 2018-03-15
Anticipated expiration: 2037-06-29
Also published as: KR102019549B1; KR20180027346A; TW201820044A; TWI684070B; JP6982992B2

Abstract

【目的】緻密な被破断膜を破断させて下層膜と導通することが可能な導通接点針を提供する。【構成】本発明の一態様の導通接点針１８は、導電膜上に被破断膜が形成された基板を被破断膜上から押圧して、被破断膜を破断させて導電膜と導通する導通接点針であって、針本体１３と、針本体の先端部に形成された複数の凸部１１と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、導通接点針に係り、例えば、電子ビームを基板に照射する場合における基板の帯電を防止するアースピン用の接点針に関する。

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（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｂｅａｍ）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。

例えば、石英ガラス基板上に順次Ｃｒ膜（遮光膜）、及びレジスト膜が形成されたマスクブランクスに、電子ビームにより回路パターンを描画し、現像、及び遮光膜のエッチングを経て、遮光膜パターン（マスクパターン）を形成することによって露光用のマスク基板が製造される。ここで、電子ビーム描画装置により、パターンを描画する際、電子ビームの照射によってレジスト膜の帯電が生じる。かかるレジスト膜の帯電により、その後の電子ビームの軌道が曲げられ、高精度な寸法のパターンを描画することが困難になってしまう。そのため、レジスト膜を破断させて、その下層のＣｒ膜といった導電膜にアースピンを差し込み、接地させることでレジスト膜の帯電を抑制することが行われる（例えば、特許文献１参照）。

昨今のパターンの微細化に伴い、マスクパターンの形成にあたって、遮光膜の耐エッチング性を向上させるべく、従来とは異なり、遮光膜上に緻密な絶縁膜の層を形成しておくことが検討されている。緻密な絶縁膜は、引張強度が大きいため、従来のアースピンでは、荷重を大きくしても緻密な絶縁膜を変形させるだけで破断させることができず、その下層の導電膜まで侵入することが困難になってきたといった問題があった。その結果、導電膜にアースピンを差し込んで接地させるといったことができずレジスト膜の帯電を十分に抑制することが困難になってしまうといった問題があった。一方、さらに荷重を大きくすると、今度は石英ガラス基板を破断させてしまい、パーティクルを発生させてしまうといった新たな問題につながってしまう。かかる問題は、マスク基板に限るものではなく、例えば、半導体基板に直接電子ビームを照射してパターンを描画する場合等にも同様に生じ得る。その他、接地させる場合だけではなく、半導体基板の絶縁膜下の導電層の抵抗値の測定を行う場合等にも絶縁膜を破断できず下層の導電層に到達できないといった問題が生じ得る。

特開２０１２−０１５３３１号公報

そこで、本発明の一態様は、緻密な被破断膜を破断させて下層膜と導通することが可能な導通接点針を提供する。

本発明の一態様の導通接点針は、
導電膜上に被破断膜が形成された基板を被破断膜上から押圧して、被破断膜を破断させて導電膜と導通する導通接点針であって、
針本体と、
針本体の先端部に形成された複数の凸部と、
を備えたことを特徴とする。

また、複数の凸部の高さ寸法は、被破断膜の膜厚よりも大きく形成されると好適である。

また、被破断膜は、酸化クロム（ＣｒＯ_２）を有し、
複数の凸部の隣り合う凸部間の隙間は１．３μｍ以上に形成されると好適である。

また、導電膜として、クロム（Ｃｒ）膜とタングステン（Ｗ）膜とのうちの１つが用いられると好適である。

また、基板として、半導体基板と露光用マスク基板とのうちの１つが用いられると好適である。

本発明の一態様によれば、緻密な被破断膜を破断させて下層膜と導通することができる。よって、導電膜上に形成された他の膜の帯電を抑制できる。

実施の形態１における導通接点針の構成を示す構成図である。実施の形態１における導通接点針の先端側から見た図である。実施の形態１における導通接点針の導通状態の一例を示す断面図である。実施の形態１における導通接点針の先端部分の差し込み前後の状態の一例を示す断面図である。実施の形態１における凸部のサイズと数と応力との関係の一例を示す図である。実施の形態１における使用可能な凸部のサイズと数との関係の一例を示す図である。実施の形態１における凸部によって押圧された絶縁膜の状態と隣り合う凸部間の隙間サイズとの関係の一例を示す図である。実施の形態１における凸部の両端の辺にかかる応力差と隣り合う凸部間の隙間のサイズとの関係を示す図である。実施の形態１における凸部の配置状況の一例を示す図である。実施の形態１における凸部の先端面のエッジ部の面取り加工の発生応力に対する影響を説明するための図である。実施の形態１と比較例とにおける導通接点針で被破断膜上から押圧した場合の接触抵抗値の一例を示す図である。実施の形態１と比較例とにおける導通接点針で被破断膜上から押圧した場合の接触抵抗値の他の一例を示す図である。実施の形態１と比較例とにおける接触痕の一例を説明するための図である。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における基板カバーを示す上面図である。図１５の基板カバーが基板に装着された状態を示す上面図である。図１５の基板カバーの断面図である。実施の形態２における導通接点針の構成を示す構成図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における導通接点針の構成を示す構成図である。図２は、実施の形態１における導通接点針の先端側から見た図である。図１において、実施の形態１における導通接点針１８は、針本体１３と、針本体１３の先端部に形成された複数の凸部１１とを備えている。導通接点針１８は、図１及び図２に示すように、針本体１３が円柱状或いは四角柱状等で形成され、先端側（図１では下側）が先細りし、先細り部分のさらに先端部分が丸みを帯びた曲面、例えば、球状（ＳＲ形状）に形成される。先端側を先細りさせることで、押圧した際に膜中に侵入し易くできる。そして、かかる例えば球状に形成された先端部分の領域２０が先端側から掘り込まれ、図１及び図２に示すように、四角柱状で形成された複数の凸部１１（或いは凸部１１間に形成される複数の凹部）を形成する。先端部分が丸みを帯びた曲面に複数の凸部１１を形成することで、少なくとも曲面の先端に形成される凸部１１を確実に導電膜に接触させることができる。領域２０は、ホルム（ｈｏｌｍ）の式における見かけの接触面よりも大きな領域に設定する。これにより、見かけの接触面内には確実にホルム（ｈｏｌｍ）の式における真実接触面を形成する複数の凸部１１が配置される。

導通接点針１８は、導電性材料で構成される。例えば、導電性ダイヤモンド、或いは導電性ジルコニア等の超高硬度な導電性材料が用いられると好適である。なお、針本体１３の形状は、円柱状或いは四角柱状の他、三角柱状、五角柱状、六角柱状、或いはそれ以上の多角柱状であっても構わない。また、先細りする先端側は、円錐状、或いは、三角錐状、四角錐状、五角錐状、六角錐状、若しくはそれ以上の多角錐状であっても構わない。また、凸部１１の形状は、四角柱状の他、円柱状、三角柱状、五角柱状、六角柱状、或いはそれ以上の多角柱状であっても構わない。より好適には、四角柱以上の多角柱状或いは円柱状が望ましい。

針本体１３のサイズは、断面直径或いは断面１辺が０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度が好適である。望ましくは０．２ｍｍ〜０．４ｍｍが好適である。さらに望ましくは０．２ｍｍ〜０．３ｍｍが好適である。また、長手方向の長さは、１ｍｍ〜５ｍｍ程度が好適である。望ましくは１ｍｍ〜３ｍｍが好適である。さらに望ましくは１ｍｍ〜１．５ｍｍが好適である。先端部分の球状は、ＳＲ１０μｍ〜４０μｍが好適である。望ましくはＳＲ１５μｍ〜３０μｍが好適である。さらに望ましくはＳＲ１５μｍ〜２５μｍが好適である。なお、図１では、凸部１１の幅Ｗと或いは凸部１１間の隙間Ｌのサイズが同程度に示されているが、後述するように、隙間Ｌは、凸部１１の幅Ｗよりも大きく形成される。

図３は、実施の形態１における導通接点針の導通状態の一例を示す断面図である。図３の例では、半導体装置を製造するための露光用マスク基板の断面を一例として示している。電子ビームが照射される露光用マスク基板３００（描画前のマスクブランクス）では、ガラス基板３０２上に導電膜３０４が形成され、導電膜３０４上に絶縁膜３０６が形成され、絶縁膜３０６上にレジスト膜３０８が形成される。導電膜３０４の材料として、例えば、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、及び窒化クロム（ＣｒＮｘ）等を用いると好適できる。レジスト膜３０８上からの描画後、現像、及びエッチングを経て残った絶縁膜３０６が遮光膜になって、かかる絶縁膜３０６のマスクパターンが形成される。上述したように、昨今のパターンの微細化に伴い、マスクパターンの形成にあたって、導電膜３０４（遮光膜）の耐エッチング性を向上させるべく、従来とは異なり、導電膜３０４上に緻密な絶縁膜３０６の層を形成する。緻密な絶縁膜３０６の材料として、例えば、酸化クロム（ＣｒＯ_２）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、或いは酸化シリコン（ＳｉＯｘ）等を用いると好適できる。緻密な絶縁膜３０６は、引張強度が大きい。そのため、従来のアースピンでは、レジスト膜を破断させることができても緻密な絶縁膜３０６を破断させることが困難であった。かかる点については、アースピンへの荷重を大きくしても、緻密な絶縁膜３０６を変形させるだけで破断させることができず、その下層の導電膜３０４まで侵入することが困難であった。その結果、導電膜３０４にアースピンを差し込み、接地させることができずレジスト膜３０８の帯電を十分に抑制することが困難になってしまうといった問題があった。これに対して、実施の形態１では、針本体１３の先細り部分の先端部分に複数の凸部１１を形成することによって、導電膜３０４上に被破断膜となる緻密な絶縁膜３０６とレジスト膜３０８とが形成された露光用マスク基板３００（描画前のマスクブランクス）（基板の一例）を被破断膜上から押圧して、被破断膜を破断させて導電膜３０４と導通することができる。ここでは、緻密な絶縁膜３０６とレジスト膜３０８との積層膜が、導電膜３０４に通じるための被破断膜となる。なお、図３では、導通接点針１８の先端部分の複数の凸部１１の図示は省略している。次に、導通接点針１８の先端部分の複数の凸部１１の形状およびサイズ等の仕様について説明する。

図４は、実施の形態１における導通接点針の先端部分の差し込み前後の状態の一例を示す断面図である。図４（ａ）では、導通接点針１８の先端部分の複数の凸部１１を図３と同様の露光用マスク基板３００（描画前のマスクブランクス）に差し込む前の状態を示している。露光用マスク基板３００（描画前のマスクブランクス）において、導電膜３０４は、例えば、１０〜３０ｎｍの膜厚で形成される。そして、絶縁膜３０６は、例えば、２０〜４０ｎｍの膜厚で形成される。そして、レジスト膜３０８は、例えば、８０〜２００ｎｍの膜厚で形成される。かかる露光用マスク基板３００（描画前のマスクブランクス）に対して、導通接点針１８を押圧して、複数の凸部１１をレジスト膜３０８の上方から差し込むと、図４（ｂ）に示すように、複数の凸部１１は、レジスト膜３０８を破断させて侵入した後、下層の絶縁膜３０６を破断させる。そして、下層の導電膜３０４に到達する。その場合に、隣り合う凸部１１間の隙間には、破断したレジスト膜３０８と絶縁膜３０６が埋め込まれていく。よって、複数の凸部１１の高さ寸法Ｄは、レジスト膜３０８と絶縁膜３０６との膜厚の合計（被破断膜の膜厚）よりも大きく形成される。例えば、レジスト膜３０８と絶縁膜３０６との膜厚の合計が２００ｎｍ（０．２μｍ）であれば、複数の凸部１１の高さ寸法Ｄは、０．２μｍよりも大きくなるように形成する。なお、図４（ｂ）に示すように、隣り合う凸部１１間の隙間には、凸部１１が侵入したことによって押し遣られた膜部分も一緒に埋め込まれるので、複数の凸部１１の高さ寸法Ｄは、かかる押し遣られた膜部分が逃げ込むことができる隙間分を確保することが有効である。よって、レジスト膜３０８と絶縁膜３０６との膜厚の合計よりも若干大きく形成する方が好適である。例えば、レジスト膜３０８と絶縁膜３０６との膜厚の合計の１．５倍以上にするとさらに好適である。例えば、レジスト膜３０８と絶縁膜３０６との膜厚の合計が２００ｎｍ（０．２μｍ）であれば、複数の凸部１１の高さ寸法Ｄは、０．２μｍ以上必要となり、０．３μｍ以上にするとさらに好適である。例えば、レジスト膜３０８のポアソン比が０．３〜０．４となる材料を用い、レジスト膜３０８と絶縁膜３０６との膜厚の合計が２００ｎｍ（０．２μｍ）の場合に、複数の凸部１１の高さ寸法Ｄは、０．３μｍあれば十分な導通効果（抵抗値）を得ることができることが実験により確認されている。なお、必要な凸部１１の高さ寸法Ｄ＝（レジスト膜厚＋絶縁膜厚）＋（レジスト膜厚×ポアゾン比）で求めることができる。

図５は、実施の形態１における凸部のサイズと数と応力との関係の一例を示す図である。図５において、縦軸は、各層に発生する応力を示し、横軸は凸部のサイズを示す。ここでは、例えば０．２２５Ｎ（２３ｇｆ）の荷重で導通接点針１８を押圧した場合を示している。また、図５では、凸部１１が２５個（Ｂ）、５０個（Ｄ）、及び１００個（Ｆ）、それぞれ形成された場合にＣｒＯ_２（絶縁膜３０６）に働く各応力の分布、及び凸部１１が２５個（Ａ）、５０個（Ｃ）、及び１００個（Ｅ）、それぞれ形成された場合にクォーツ（Ｑｚ：ガラス基板３０２）に働く各応力の分布、が示されている。ここでの個数は、絶縁膜３０６及びクォーツを押圧する凸部１１の個数を示す。

実施の形態１において、導通接点針１８が導電膜３０４と導通するためには、ＣｒＯ_２（絶縁膜３０６）を破断させる必要がある。よって、ＣｒＯ_２の破断応力（図５では、約３０００ＭＰａ）よりも凸部１１の先端の応力が大きくなるサイズと数の凸部１１が必要となる。一方、導通接点針１８がガラス基板３０２を破断させてしまうとパーティクルが発生するため望ましくない。よって、クォーツの破断応力（図５では、約１４０００ＭＰａ）よりも凸部１１の先端の応力が小さくなるサイズと数の凸部１１が必要となる。したがって、凸部１１のサイズと数は、対象となる基板の材料によってその使用可能な範囲が決定される。なお、複数の凸部１１によって、絶縁膜３０６を破断させる場合、凸部１１の頂面（先端側端面）全面で膜を破断させるわけではなく、凸部１１の頂面（先端側端面）を形成する周囲の辺に生じる応力集中によって破断させる。言い換えれば、せん断応力＝荷重／（凸部１１の頂面周囲の辺の長さの合計×個数）で近似できる。よって、図５で示す応力分布は、矩形の頂面（先端側端面）の周囲の辺に生じる集中応力の値で示している。複数の凸部の無い従来のアースピンでは、集中応力が生じる辺が不足している、或いは存在しないため、アースピンを押圧する荷重を増加しても結局アースピンの先端に絶縁膜３０６を破断させるだけの集中応力が生じない。その結果、絶縁膜３０６を変形させるだけで破断させるには至らない。これに対して、実施の形態１では、複数の凸部１１によって、絶縁膜３０６を破断させるだけの集中応力を発生させることができる。その結果、絶縁膜３０６を破断させて、下層の導電膜３０４に到達できる。

図６は、実施の形態１における使用可能な凸部のサイズと数との関係の一例を示す図である。図６では、縦軸に凸部１１の頂面（先端側端面）を形成する周囲の辺のサイズ（正方形の１辺）を示し、横軸に凸部１１の膜への接触個数を示している。図６では、図５の説明で使用可能とした範囲を示し、ＣｒＯ_２の破断応力境界とクォーツの破断応力境界の２線の間の領域のサイズと個数（本数）が凸部の使用範囲となる。例えば、凸部１１の膜への接触個数を４０個に設定する場合、凸部１１の頂面（先端側端面）を形成する周囲の辺のサイズ（正方形の１辺）は０．３μｍ〜０．４７μｍのサイズで形成可能である。例えば、凸部１１の膜への接触個数を６０個に設定する場合、凸部１１の頂面（先端側端面）を形成する周囲の辺のサイズ（正方形の１辺）は０．２２μｍ〜０．４２μｍのサイズで形成可能である。逆に、凸部１１の頂面（先端側端面）を形成する周囲の辺のサイズ（正方形の１辺）を０．３μｍに設定すると、凸部１１の膜への接触個数を４０〜１０５個の範囲で形成可能となる。複数の凸部１１を製造する場合、現実的には、凸部１１の頂面（先端側端面）を形成する周囲の辺のサイズ（正方形の１辺）は０．０５μｍ以上が望ましい。より望ましくは、０．２μｍ〜０．５μｍのサイズが好適である。さらに望ましくは、０．３μｍ〜０．４μｍのサイズが好適である。凸部１１の膜への接触個数は２５個以上が望ましい。より望ましくは、３０〜６５個が好適である。導通接点針１８を製造する場合には、実際には絶縁膜３０６に接触しない凸部１１も含めて、かかる条件範囲で決まる接触個数以上の凸部１１を形成すればよい。これにより、絶縁膜３０６の破断に必要な個数の凸部１１を確保できる。

図７は、実施の形態１における凸部によって押圧された絶縁膜の状態と隣り合う凸部間の隙間サイズとの関係の一例を示す図である。図７（ａ）では、隣り合う凸部１１間の隙間のサイズ（距離）Ｌ１が十分な大きさで形成された場合における隣り合う複数の凸部１１によって押圧された絶縁膜３０６の断面状態を示す。図７（ｂ）では、隣り合う凸部１１間の隙間のサイズ（距離）Ｌ２が十分な大きさよりも狭く形成された場合における隣り合う複数の凸部１１によって押圧された絶縁膜３０６の断面状態を示す。Ｌ１＞Ｌ２となる。凸部１１が絶縁膜３０６を押圧する場合、実際に絶縁膜３０６を破断するのは、凸部１１の頂面（先端側端面）を形成する周囲の辺の作用による。よって、かかる辺に集中応力を生じさせる必要がある。ここで、図７（ｂ）に示すように、隣り合う凸部１１間の隙間のサイズ（距離）Ｌが狭い場合、例えば、左端に位置する凸部１１の左側の辺ａ１と、右端に位置する凸部１１の右側の辺ｂ３と、には集中応力が生じる。その結果、かかる２辺ａ１，ｂ３では、絶縁膜３０６を少なくとも変形させる（ひずませる）ことができる。しかし、２辺ａ１，ｂ３で変形させられた絶縁膜３０６は、２辺ａ１，ｂ３の間では平坦のままの状態を維持してしまう。言い換えれば、中央の凸部１１では、絶縁膜３０６は変形しない。すなわち、中央の凸部１１の辺ａ２，ｂ２には、集中応力が生じていない。同様に、左端に位置する凸部１１の右側の辺ｂ１と、右端に位置する凸部１１の左側の辺ａ３でも絶縁膜３０６は変形しない。言い換えれば、辺ｂ１，ａ３には、集中応力が生じていない。よって、このまま荷重を大きくしても、辺ｂ１，ａ２，ｂ２，ａ３では、絶縁膜３０６を破断することが困難になる。その結果、少なくとも中央の凸部１１は下層の導電膜３０４に接触できない。これでは、真実接触面を構成する凸部１１の個数が不足し、帯電防止に必要な接触抵抗値を得られなくなってしまう。一方、図７（ａ）に示すように、隣り合う凸部１１間の隙間のサイズ（距離）Ｌ１が十分な大きさに確保されると、絶縁膜３０６に接触する隣り合う凸部１１のすべての辺で絶縁膜３０６を少なくとも変形させる（ひずませる）ことができる。すなわち、隣り合う凸部１１のすべての辺ａ１，ｂ１，ａ３，ｂ３で集中応力を生じさせることができる。そして、かかる各辺の応力がそれぞれ絶縁膜３０６のせん断応力（引っ張り応力）を超えれば、それぞれ絶縁膜３０６を破断できる。その結果、隣り合う凸部１１を下層の導電膜３０４に接触させることができる。よって、真実接触面を構成する凸部１１の個数を確保でき、帯電防止に必要な接触抵抗値を得ることができる。したがって、隣り合う凸部１１のすべての辺ａ１，ｂ１，ａ３，ｂ３で絶縁膜３０６のせん断応力（引っ張り応力）を超える応力が得られるような隣り合う凸部１１間の隙間のサイズ（距離）Ｌ１で複数の凸部１１を形成すればよい。

図８は、実施の形態１における凸部の両端の辺にかかる応力差と隣り合う凸部間の隙間のサイズとの関係を示す図である。隣り合う凸部１１が共に絶縁膜３０６を確実に破断させるには、各凸部１１の両端の辺（例えば、図７（ａ）の辺ａ１，ｂ１）に絶縁膜３０６を変形させる（ひずませる）応力が生じ、かつ、両端の辺（例えば、図７（ａ）の辺ａ１，ｂ１）に生じる応力差が０になる状態が最も望ましい。応力差を０にするためには、図８の例では、隣り合う凸部１１間の隙間のサイズ（距離）Ｌが１．８μｍ必要であることがわかる。ただし、実験の結果、隣り合う凸部１１間の隙間のサイズ（距離）Ｌが１．３μｍ以上あれば、応力差が０でなくても、隣り合う凸部１１が共に絶縁膜３０６を破断できることがわかっている。

図９は、実施の形態１における凸部の配置状況の一例を示す図である。針本体１３の先細り部分の先端部に、例えば、凸部１１と隙間とを１：１のサイズで格子状に複数の凸部１１を形成した場合を図９（ｂ）に示す。かかる場合、導通作業を実施後は凸部１１間にコンタミが付着してしまった。これに対して、針本体１３の先細り部分の先端部に、例えば、凸部１１間の隙間Ｌを凸部１１のサイズＷに対して十分大きくなるように千鳥格子状に複数の凸部１１を形成した場合を図９（ａ）に示す。かかる場合、導通作業を実施後のコンタミの付着は見られなかった。この結果から、隣り合う凸部１１間の隙間寸法Ｌが狭すぎると絶縁膜３０６の破断が困難になるばかりでなく、レジスト膜３０８を破断させた際のコンタミが付着してしまうといった問題が生じることがわかった。よって、隣り合う凸部１１間の隙間寸法Ｌが凸部の幅Ｗと同程度になる梨地加工等で複数の凸部を製造する場合についても隙間が狭くなってしまい、同様の問題が生じることになる。かかる点からも凸部１１間の隙間Ｌを所定長さ以上確保することが効果的であることがわかる。

図１０は、実施の形態１における凸部の先端面のエッジ部の面取り加工の発生応力に対する影響を説明するための図である。図１０の例では、絶縁膜３０６（ＣｒＯｘ）層に対する応力として、凸部１１の頂面（先端側端面）を形成する周囲の辺のサイズ（正方形の１辺）を０．３５μｍに設定し、−０．１７５μｍ変位させた場合を一例として示している。凸部１１の先端面の面取り加工として、Ｒ０．０２５μｍからＲ寸法を大きくするのに伴い発生応力が比例して小さくなり、Ｒ０．０５μｍ付近で変曲点を迎え、その後、Ｒ寸法を大きくするのに伴い発生応力が収束していく。よって、凸部１１の先端面のエッジ部は、鋭角（シャープ）であるほど好適であり、さらに望ましくは変曲点（Ｒ０．０５μｍ）よりも小さいとなお好適である。

図１１は、実施の形態１と比較例とにおける導通接点針で被破断膜上から押圧した場合の接触抵抗値の一例を示す図である。図１１（ａ）では、先端に複数の凸部１１が無い従来のアースピン（比較例）を基板の被破断膜（絶縁膜３０６及びレジスト膜３０８の積層膜）上から押圧した場合における基板表面の接触抵抗との関係の一例を示している。接触抵抗値の単位はアドレスユニット（Ａ．Ｕ．）で示している。図１１（ｂ）では、先端に複数の凸部１１が配置された実施の形態１における導通接点針（アースピン）を基板の被破断膜（絶縁膜３０６及びレジスト膜３０８の積層膜）上から押圧した場合における、荷重と基板表面の接触抵抗との関係の一例を示している。接触抵抗値の単位はアドレスユニット（Ａ．Ｕ．）で示している。実施の形態１と比較例とでそれぞれＮ１〜Ｎ５の５つのサンプルを用いて測定した。ここでは、パーティクルを発生させないようにクォーツ（ガラス基板３０２）を破断させない荷重の範囲で測定した結果を示している。
図１１（ａ）に示すように、複数の凸部１１が無い従来のアースピンでは、荷重を大きくしてもほとんど接触抵抗値が変わらないことがわかる。これは、アースピンが絶縁膜３０６の下層に配置される導電膜３０４と接触できていないことを示す。これに対して、実施の形態１では、図１１（ｂ）に示すように、荷重をかけることで、接触抵抗値が大きく下がることがわかる。図１１（ｂ）の例では、０．２Ｎ以上でいずれのサンプルでもほぼ収束しており、かかる荷重以上で実施の形態１のアースピンがＮ１〜Ｎ５のいずれのサンプルでも絶縁膜３０６の下層に配置される導電膜３０４に十分接触できていることがわかる。かかる点は、被破断膜のうち特に破断しにくい緻密な絶縁膜３０６を破断することができていることを示す。以上からもクォーツ（ガラス基板３０２）を破断させない荷重の範囲で絶縁膜３０６を破断させるには、実施の形態１の形状が有効であることがわかる。

図１２は、実施の形態１と比較例とにおける導通接点針で被破断膜上から押圧した場合の接触抵抗値の他の一例を示す図である。図１２では、クォーツ（ガラス基板３０２）を破断させる荷重かどうかに関係なく、荷重をかけて得られた基板表面の接触抵抗の測定結果の一例を示す。図１２では、先端に複数の凸部１１が無い従来のアースピン（比較例）を基板の被破断膜（絶縁膜３０６及びレジスト膜３０８の積層膜）上から押圧した場合における基板表面の接触抵抗と、先端に複数の凸部１１が配置された実施の形態１における導通接点針（アースピン）を基板の被破断膜（絶縁膜３０６及びレジスト膜３０８の積層膜）上から押圧した場合における基板表面の接触抵抗との測定結果の一例を示す。ここでは、比較例のアースピンと実施の形態１のアースピンとについて、それぞれ複数のサンプル品を作成し、その効果を測定した。先端に複数の凸部１１が無い従来のアースピン（比較例）では、サンプルの中には荷重を大きくかけたことで絶縁膜３０６を何等かの影響で破断させて、その下層に辿り着き接触抵抗値が低くなったものも存在したが、荷重を大きくしても接触抵抗値の許容閾値Ｋｔｈよりも高いものも多くあり、接触抵抗値がばらついてしまった。これに対して、先端に複数の凸部１１が配置された実施の形態１では、いずれも接触抵抗値が許容閾値Ｋｔｈよりも低く抑えられ、ばらつきが小さかった。かかる点からも実施の形態１のアースピンではいずれのサンプルでも絶縁膜３０６の下層に配置される導電膜３０４に十分接触できていることがわかる。

図１３は、実施の形態１と比較例とにおける接触痕の一例を説明するための図である。図１３（ａ）では、先端に複数の凸部１１が無い従来のアースピン（比較例）を用いて、クォーツ（ガラス基板３０２）を破断させない荷重の範囲で基板を押圧した場合の接触痕の一例を示す。図１３（ｂ）では、先端に複数の凸部１１が配置された実施の形態１を用いて、クォーツ（ガラス基板３０２）を破断させない荷重の範囲で基板を押圧した場合の接触痕の一例を示す。比較例では、図１３（ａ）に示すように、基板の表面の膜を変形させるだけで、アースピンが導電膜３０４に到達していない。これに対して、実施の形態１を用いた実験では、図１３（ｂ）に示すように、アースピンの凸部がクォーツ（ガラス基板３０２）まで変形させて、凸部１１の痕を生成するケースを確認している。このように、実施の形態１では、アースピンを導電膜３０４に到達させることができる。

以上のように被破断膜の破断及び導電膜３０４との導通に優れた実施の形態１の導通接点針（アースピン）を搭載する装置の一例について以下に説明する。実施の形態１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。また、荷電粒子ビーム装置の一例として、可変成形型の描画装置について説明する。

図１４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、描画機構１５０と制御部１６０を備えている。描画装置１００は、荷電粒子ビーム描画装置の一例である。特に、可変成形型（ＶＳＢ型）の描画装置の一例である。描画機構１５０は、電子鏡筒１０２と描画室１０３を備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１の成形アパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２の成形アパーチャ２０６、対物レンズ２０７、及び偏向器２０８が配置されている。描画室１０３内には、少なくともＸＹ方向に移動可能なＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、レジストが塗布された基板１０１が配置される。ここでは、例えば、上述した露光用マスク基板３００（描画前のマスクブランクス）が配置される。露光用マスク基板３００（描画前のマスクブランクス）では、ガラス基板３０２上にクロム（Ｃｒ）等の遮光膜（導電膜３０４）、酸化クロム等の絶縁膜３０６、及びレジスト膜３０８の順で各膜が積層されている。基板１０１として、露光用マスク基板３００（描画前のマスクブランクス）の代わりに、シリコンウェハ等の半導体装置を製造するための半導体基板が配置されても構わない。かかる半導体基板においても、導電膜３０４、緻密な絶縁膜３０６、及びレジスト膜３０８の順で各膜が積層されている。基板１０１は、基板カバー１０が装着された状態でＸＹステージ１０５上に配置される。基板カバー１０を介して基板１０１は描画装置１００のグランドに接続され、グランド電位に維持される。

制御部１６０は、制御計算機ユニット１１０、制御回路１２０、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０を有している。制御計算機ユニット１１０、制御回路１２０、及び記憶装置１４０は、図示しないバスを介して互いに接続されている。制御回路１２０は、描画機構１５０に接続され、描画機構１５０の各構成を駆動制御する。

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ことは言うまでもない。導通接点針１８が基板１０１の被破断膜上から押圧して、被破断膜を破断させて導電膜と導通すると共に、導通接点針１８にグランド電位が印加された状態で、描画機構１５０（照射機構）は、基板１０１に電子ビームを照射する。ここでは、描画機構１５０は、電子ビームを用いて基板１０１にパターンを描画する。描画機構１５０の動作を、以下、具体的に説明する。

電子銃２０１（放出部）から放出された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形の穴を持つ第１の成形アパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形に成形する。そして、第１の成形アパーチャ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の成形アパーチャ２０６上に投影される。偏向器２０５によって、かかる第２の成形アパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像は偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させる（可変成形を行なう）ことができる。かかる可変成形はショット毎に行なわれ、通常ショット毎に異なるビーム形状と寸法に成形される。そして、第２の成形アパーチャ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によって偏向され、連続的に移動するＸＹステージ１０５に配置された試料１０１の所望する位置に照射される。

図１５は、実施の形態１における基板カバーを示す上面図である。図１６は、図１５の基板カバーが基板に装着された状態を示す上面図である。図１７は、図１５の基板カバーの断面図である。基板カバー１０は、３つの接点サポート部材１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）及びフレーム１６（枠状部材の一例）を備えている。接点サポート部材１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）は、３点指示で基板カバー１０を支持する位置にフレーム１６の上面側から取り付けされている。そして、接点サポート部材１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）は、フレーム１６の内周端よりも内側に張り出すように取り付けられている。内側に張り出すだけではなく、さらに外周端よりも外側に張り出すように取り付けられてもよい。接点サポート部材１２は、フレーム１６に、例えば、ねじ止め或いは溶接等で固定されている。各接点サポート部材１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）の裏面側には、フレーム１６の内周端よりも内側の位置に接点部となる導通接点針１８（ここではアースピン）が先端を裏面側に向けて配置される。

フレーム１６は、板材により構成され、外周寸法が基板１０１の外周端よりも大きく、内側の中央部に形成された開口部の寸法が基板１０１の外周端よりも小さく形成されている。すなわち、図１６に示すように基板１０１の上部に基板カバー１０を上方から重ねた場合に、点線で示す基板１０１の外周部の全周がフレーム１６に重なるように形成されている。このように、基板カバー１０は、基板１０１の外周部全体を上方からカバーする。そして、基板カバー１０を基板１０１に取り付けた際に、３つの導通接点針１８が基板１０１上に形成されている膜内に食い込み、同じく基板１０１上に形成されている導電膜と導通する。

基板カバー１０は、全体が導電性材料で形成されているもの、或いは全体が絶縁材料で形成され、その表面に導電性材料がコーティングされているもの等が好適である。導電性材料としては、金属材料、例えば銅（Ｃｕ）やチタン（Ｔｉ）およびその合金等が好適であり、絶縁材料としては、例えばアルミナ等のセラミックス材料等が好適である。

そして、基板カバー１０を基板１０１に装着することによって、３つの導通接点針１８が緻密で破断しにくい絶縁膜を破断して、下層の導電膜と導通する。導通接点針１８は、基板カバー１０を介してグランド電位に接続される。かかる構成により、基板１０１表面に電子ビーム２００が衝突或いは散乱することによって生じた帯電を抑制できる。その結果、電子ビーム２００の軌道が曲げられることを抑制し、高精度な寸法のパターンを描画できる。

以上のように、実施の形態１によれば、緻密な被破断膜を破断させて下層膜と導通することができる。よって、導電膜３０４上に形成された他の膜の帯電を抑制できる。

実施の形態２．
実施の形態１では、針本体１３の先細りさせた先端側の端を例えば球状に形成している場合を示したがこれに限るものではない。以下、特に説明する点以外の内容は実施の形態１と同様である。

図１８は、実施の形態２における導通接点針の構成を示す構成図である。図１８において、導通接点針１８の針本体１３の先細りさせた先端側の端が平面であってもよい。そして、かかる平面が先端側から掘り込まれ、例えば四角柱状で形成された複数の凸部１１（或いは凸部１１間に形成される複数の凹部）を形成してもよい。その他の点は、図１と同様である。かかる構成でも、緻密な被破断膜を破断させて下層膜と導通することができる。なお、図１８に形成されている凸部１１は先端側の面全てに形成されていても良いし、面の一部に形成されていても良い。実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

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。導通接点針１８を差し込む基板は、露光用マスク基板３００に限るものではなく、例えば、半導体基板に直接電子ビームを照射してパターンを描画する際に半導体基板に差し込む場合にも適用できる。その他、グランド接続させる場合だけではなく、半導体基板の絶縁膜下の導電層の抵抗値の測定を行う場合等にも適用できる。

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導通接点針は、本発明の範囲に包含される。

１０基板カバー
１１凸部
１２接点サポート部材
１３針本体
１６フレーム
１８導通接点針
１００描画装置
１０１基板
１０２電子鏡筒
１０３描画室
１０５ＸＹステージ
１１０制御計算機ユニット
１２０制御回路
１４０記憶装置
１５０描画部
１６０制御部
２００電子ビーム
２０１電子銃
２０２照明レンズ
２０３第１の成形アパーチャ
２０４投影レンズ
２０５偏向器
２０６第２の成形アパーチャ
２０７対物レンズ
２０８偏向器
３００露光用ガラス基板
３０２ガラス基板
３０４導電膜
３０６絶縁膜
３０８レジスト膜

Claims

導電膜上に被破断膜が形成された基板を前記被破断膜上から押圧して、前記被破断膜を破断させて前記導電膜と導通する導通接点針であって、
針本体と、
前記針本体の先端部に形成された複数の凸部と、
を備えたことを特徴とする導通接点針。
前記複数の凸部の高さ寸法は、前記被破断膜の膜厚よりも大きく形成されることを特徴とする請求項１記載の導通接点針。
前記被破断膜は、酸化クロム（ＣｒＯ_２）を有し、
前記複数の凸部の隣り合う凸部間の隙間は１．３μｍ以上に形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の導通接点針。
前記導電膜として、クロム（Ｃｒ）膜とタングステン（Ｗ）膜とのうちの１つが用いられることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の導通接点針。
前記基板として、半導体基板と露光用マスク基板とのうちの１つが用いられることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の導通接点針。
前記複数の凸部は、頂面を形成する辺を有することを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の導通接点針。