JP6219747B2 - 荷電粒子線描画装置 - Google Patents

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Description

本発明は、荷電粒子線描画装置に関する。
荷電粒子線描画装置は、電子線等の荷電粒子線を用いて、半導体基板やマスクブランクス等の基板に半導体集積回路パターン等の微細パターンを描画する装置である。
例えば、特許文献1には、荷電粒子線描画装置の1つとして、可変成形型(可変面積型)荷電粒子線描画装置が開示されている。特許文献1に記載の可変成形型荷電粒子線描画装置の動作について説明する。電子銃から出た電子ビームは、照明レンズにより正方形の穴を持つ第1のアパーチャ全体を照明する。ここで、電子ビームをまず正方形に成型する。そして、第1のアパーチャを通過した第1のアパーチャ像の電子ビームは、投影レンズにより第2のアパーチャ上に投影される。かかる第2のアパーチャ上での第1のアパーチャ像の位置は、偏向器によって制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。そして、第2のアパーチャを通過した第2のアパーチャ像の電子ビームは、対物レンズにより焦点を合わせ、偏向器により偏向されて、移動可能に配置されたXYステージ上の試料の所望する位置に照射される。かかる場合に、照射される電子ビームは、設定された最大ショットサイズ以下のショットサイズでパターンの形状に沿って矩形成形されることになる。
ここで、描画の対象となるマスクブランクスは、一般的に、ガラス基板と、ガラス基板上に形成されたCr等からなる遮光膜層と、遮光膜層上に形成されたレジスト膜と、を含んで構成されている。このマスクブランクスは、荷電粒子線描画装置内において、クランプ機構等の部材を使ってステージに取り付けられ、電子線によって描画される。この電子線による描画の際に、マスクブランクスの側面に電子線の一部が照射されると、ガラス基板が帯電してしまう。ガラス基板が帯電すると、電子線の軌道にずれが生じてしまう。
そのため、特許文献2の荷電粒子ビーム描画装置では、基板の外周端よりも外形寸法が大きく形成され、基板の外周端よりも小さな寸法で中央部に開口部が形成された枠状部材を備えた基板カバーによって、基板側面への荷電粒子線の照射を遮蔽している。
特開2007−43078号公報 特開2008−58809号公報
ここで、特許文献2に記載の基板カバーは基板に装着され、基板交換の際、基板と共に装置内に搬送されてステージに取り付けられ、また描画終了後は、基板と共にステージから取り外されて装置外に取り出される。しかしながら、基板カバーは基板の外周端よりも大きな外形寸法を有しているため、ロボットアームなどの搬送装置によって搬送を行ったり、当該搬送装置によってステージへの取り付けを行ったりすることは、困難を伴い、生産性を低下させる。なお、基板カバーを基板に装着しない構造も考えられるが、その場合には、基板を先に搬送してステージに取り付けた後に基板カバーをその上に搬送してステージに取り付け、描画終了後は、基板カバーを先にステージから取り外した後に基板を取り外して室外へ搬送することになり、やはり基板よりも大きな基板カバーを搬送装置によ
って搬送しなければならず、同様の理由で生産性を低下させる。
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、生産性を高めることができる荷電粒子線描画装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、生産性を高めることができる基板カバーを提供することにある。
(1)本発明に係る荷電粒子線描画装置は、
荷電粒子線を照射して基板上にパターンを描画する荷電粒子線描画装置であって、
前記基板が配置されるステージと、
平面視において前記基板の外周部を覆う枠部を有する基板カバーと、
を含み、
前記枠部は、
前記ステージに配置される第1部分と、
前記ステージに着脱可能な第2部分と、
を含み
前記第2部分は、搬送部によって着脱され、前記ステージに装着されたときに接地される。
このような荷電粒子線描画装置では、基板カバーが平面視において基板の外周部を覆う枠部を有するため、荷電粒子線を照射して基板上にパターンを描画する際に、基板の側面に荷電粒子線が照射されることを防ぐことができる。そのため、このような荷電粒子線描画装置では、荷電粒子線の照射によって基板が帯電することを抑制することができる。
さらに、このような荷電粒子線描画装置では、枠部は、第1部分と、ステージに着脱可能な第2部分と、を含み、第2部分は搬送部によって着脱される。そのため、このような荷電粒子線描画装置では、例えば搬送部によって枠部の全体を着脱する場合と比べて、枠部の着脱が容易である。したがって、例えば枠部の着脱にかかる時間を短縮することができ、生産性を向上させることができる。
(2)本発明に係る荷電粒子線描画装置において、
前記第2部分には、前記基板に接触して前記基板と導通する第1導通ピンが設けられ、
前記基板は、前記第1導通ピンと導通して接地されてもよい。
このような荷電粒子線描画装置では、第1導通ピンによって基板が帯電することを抑制することができる。さらに、このような荷電粒子線描画装置では、搬送部によって基板カバーの枠部の第2部分を容易に着脱することができるため、第2部分を装置の外部に搬送して、第1導通ピンと基板とが擦れて第1導通ピンに付着したゴミを容易に取り除くことができる。したがって、このような荷電粒子線描画装置では、生産性をより向上させることができる。
(3)本発明に係る荷電粒子線描画装置において、
前記第2部分には、前記基板に接触して前記基板と導通する第2導通ピンが前記第2部分と絶縁して設けられ、
前記第2導通ピンは、前記基板が接地していることを検出するための検出部に接続されていてもよい。
このような荷電粒子線描画装置では、基板が接地していることを容易に確認することができる。
(4)本発明に係る荷電粒子線描画装置において、
前記基板は、前記第1導通ピンが接触する第1面と、前記第1面とは反対側の第2面と、を有し、
前記ステージには、前記基板を保持するクランプ部が設けられ、
前記クランプ部は、前記基板を前記第2面側から押圧し、
前記クランプ部は、複数設けられ、
前記第1導通ピンは、複数の前記クランプ部のうちの第1クランプ部との間の距離が他の前記クランプ部との間の距離よりも小さくなるように配置され、
前記第1クランプ部は、他の前記クランプ部よりも大きな押圧力を前記基板に付与してもよい。
このような荷電粒子線描画装置では、例えば複数のクランプ部の押圧力が等しい場合と比べて、基板に加わる力を均等化することができ、基板が撓むことを抑制することができる。
(5)本発明に係る荷電粒子線描画装置において、
前記第2部分には、前記第2部分を振動させる加振部が設けられていてもよい。
このような荷電粒子線描画装置では、ステージにおいて基板を固定する部材(例えばクランプ部)と基板との間の残留応力を低減することができる。したがって、このような荷電粒子線描画装置では、ステージにおいて、基板の位置ずれが起こることを抑制することができる。
(6)本発明に係る荷電粒子線描画装置において、
前記加振部は、偏芯錘と、前記偏芯錘を回転させるモーターと、を有してもよい。
このような荷電粒子線描画装置では、枠部の第2部分を振動させることができる。
(7)本発明に係る荷電粒子線描画装置において、
前記加振部は、圧電素子を有してもよい。
このような荷電粒子線描画装置では、枠部の第2部分を振動させることができる。さらに、このような荷電粒子線描画装置では、例えば加振部にモーターを用いた場合と比べて、発生する磁場を小さくすることができる。
第1実施形態に係る荷電粒子線描画装置の構成を模式的に示す図。 第1実施形態に係る荷電粒子線描画装置のステージおよび基板カバーを模式的に示す平面図。 第1実施形態に係る荷電粒子線描画装置のステージおよび基板カバーを模式的に示す平面図。 第1実施形態に係る荷電粒子線描画装置のクランプ部を模式的に示す断面図。 第1実施形態に係る荷電粒子線描画装置の基板カバーの枠部の第2部分を模式的に示す平面図。 第1実施形態に係る荷電粒子線描画装置の基板カバーの枠部の第2部分を模式的に示す側面図。 第1実施形態に係る荷電粒子線描画装置のステージおよび基板カバーを模式的に示す断面図。 第1実施形態に係る荷電粒子線描画装置のステージおよび基板カバーを模式的に示す断面図。 第1実施形態に係る荷電粒子線描画装置の位置決め部材および位置決め用の溝を模式的に示す断面図。 第1実施形態に係る荷電粒子線描画装置の構成を模式的に示す図。 第1実施形態に係る荷電粒子線描画装置の構成を模式的に示す図。 第1実施形態の変形例に係る荷電粒子線描画装置のステージおよび基板カバーを模式的に示す断面図。 第1実施形態の変形例に係る荷電粒子線描画装置のステージおよび基板カバーを模式的に示す断面図。 第1実施形態の変形例に係る荷電粒子線描画装置の構成を模式的に示す図。 第2実施形態に係る荷電粒子線描画装置のステージおよび基板カバーを模式的に示す平面図。 第2実施形態に係る荷電粒子線描画装置のステージおよび基板カバーを模式的に示す平面図。 第2実施形態に係る荷電粒子線描画装置の基板カバーの枠部の第2部分を模式的に示す平面図。 第2実施形態に係る荷電粒子線描画装置の基板カバーの枠部の第2部分を模式的に示す側面図。 第2実施形態に係る荷電粒子線描画装置の基板カバーの加振部を模式的に示す斜視図。 第2実施形態に係る荷電粒子線描画装置の構成を模式的に示す図。 第3実施形態に係る荷電粒子線描画装置の加振部を模式的に示す斜視図。 第4実施形態に係る荷電粒子線描画装置の基板カバーの枠部の第2部分を模式的に示す平面図。 第4実施形態に係る荷電粒子線描画装置の基板カバーの枠部の第2部分を模式的に示す側面図。
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
1. 第1実施形態
1.1. 荷電粒子線描画装置の構成
まず、第1実施形態に係る荷電粒子線描画装置100について図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る荷電粒子線描画装置100の構成を模式的に示す図である。なお、図1では、便宜上、ステージ10および基板カバー20を簡略化して図示している。
荷電粒子線描画装置100は、荷電粒子線を照射して基板2上にパターンを描画する装置である。ここで、荷電粒子線とは、電荷を帯びた粒子をいい、例えば、電子線やイオンビームを含む。また、基板2は、マスクブランクスや、シリコン基板等の半導体基板などを含む。
荷電粒子線描画装置100は、図1に示すように、ステージ10と、基板カバー20と、鏡筒(光学系)100Aと、制御部100Bと、を含む。以下では、荷電粒子線描画装置100が、電子線Lを照射して基板2上にパターンを描画する例について説明する。
鏡筒(光学系)100Aは、電子銃(荷電粒子線源)102と、ブランカー104と、照射レンズ106と、第1スリット108と、成形偏向器110と、成形レンズ112と、第2スリット114と、縮小レンズ116と、対物レンズ118と、位置決め偏向器120と、を含む。
電子銃(荷電粒子線源)102は、電子線Lを発生させる。ここでは、荷電粒子線源の一例として、電子線Lを発生させる電子銃を示したが、荷電粒子線源は、イオン化した原子等の電荷を帯びた粒子を発生させることができれば、特に限定されない。この電子銃102から放出される電子線Lは、高い電流密度を有している。
ブランカー104は、ブランカー制御回路130からのブランキング信号を受けて電子線Lを偏向して、電子線Lが第1スリット108の第1開口部109を通過する時間を調整する。すなわち、ブランカー104は、ショット照射量を調整することができる。ブランカー104を通過した電子線Lは、照射レンズ106を介して、第1スリット108に照射される。
第1スリット108は、第1開口部109を有し、第2スリット114は、第2開口部115を有する。開口部109,115は、電子線Lを成形するための貫通孔である。開口部109,115の平面形状は、例えば、正方形である。なお、開口部109,115の平面形状は、特に限定されず、長方形、円形、楕円形、多角形等であってもよい。
成形偏向器110は、第1スリット108と第2スリット114の間に配置されている。成形偏向器110は、成形偏向器駆動回路132からの駆動信号を受けて、第1開口部109を通過した電子線Lを偏向させる。成形偏向器110によって偏向された電子線Lは、成形レンズ112を介して、第2スリット114に照射される。
成形レンズ112は、第1スリット108の第1開口部109によって形成された開口像を、第2スリット114の第2開口部115上に結像する。当該開口像の第2スリット114上での位置は、成形偏向器110により変えることができる。
荷電粒子線描画装置100では、第1スリット108、成形偏向器110、成形レンズ112、第2スリット114によって、電子線Lを成形して、ショット形状(描画面(図示の例では基板2の上面2a)に照射される電子線Lの断面形状)およびショットサイズ(描画面に照射される電子線Lの断面積)を制御することができる。すなわち、荷電粒子線描画装置100は、可変成形型荷電粒子線描画装置である。
縮小レンズ116は、第2スリット114の第2開口部115を通過した電子線Lを縮小する。
対物レンズ118は、縮小レンズ116から射出された電子線Lの焦点を合わせる。
位置決め偏向器120は、位置決め偏向器駆動回路134からの駆動信号を受けて、基板2に対する電子線Lの照射位置を変えることができる。
ステージ10は、描画室30に設けられている。描画室30は、例えば、減圧状態に保たれている。ステージ10には、基板2が配置される。ステージ10は、基板2を所定の位置に移動させることができる。ステージ10に載置された基板2上には、基板カバー20が配置されている。ステージ10および基板カバー20の詳細については後述する「1.2. ステージおよび基板カバー」で説明する。
制御部100Bは、ブランカー制御回路130と、成形偏向器駆動回路132と、位置決め偏向器駆動回路134と、ステージ駆動回路136と、データ転送回路138と、制御装置140と、記憶部150と、を含む。
制御装置140は、記憶部150に記憶されているパターンデータをデータ転送回路138に転送する。制御装置140は、例えば、CPU(Central Processing Unit)が記憶部等に記憶された制御プログラムを実行することによりコンピューターとして機能し、上述した処理や各種制御を行う。
記憶部150は、制御装置140のワーク領域となるもので、その機能はRAMなどにより実現できる。記憶部150は、制御装置140が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。記憶部150は、例えば、パターンデータを記憶している。また、記憶部150は、制御装置140の作業領域として用いられ、制御装置140が各種プログラムに従って実行した算出結果等を一時的に記憶するためにも使用される。
データ転送回路138は、パターンデータを最大ビーム寸法以下のビーム図形に分割し、ビーム図形データを、成形偏向器駆動回路132および位置決め偏向器駆動回路134に送る。データ転送回路138からのビーム図形データに基づいて、成形偏向器駆動回路132は成形偏向器110を駆動し、位置決め偏向器駆動回路134は位置決め偏向器120を駆動する。
また、データ転送回路138は、パターンデータから照射時間データを算出し、照射時間データをブランカー制御回路130に供給する。ブランカー制御回路130は、データ転送回路138からの照射時間データに基づいて、電子線Lの照射のON−OFFを制御するブランキング信号をブランカー104に供給する。
このように、荷電粒子線描画装置100では、パターンデータに基づいて、成形偏向器110により電子線Lの断面が単位パターン形状に形成され、その単位パターンはブランカー104により照射時間が制御され、基板2上に照射されて所望の形状のパターン描画が行われる。
さらに、基板2の異なる領域への描画の際には、制御装置140からステージ駆動回路136に制御信号が供給されて、ステージ10は所定の距離だけ移動する。なお、ステージ10の移動距離は、レーザー測長器(図示せず)により監視されており、このレーザー波長器からの測長結果に基づきステージ10の位置は正確に制御される。
1.2. ステージおよび基板カバー
次に、荷電粒子線描画装置100のステージ10および基板カバー20について図面を参照しながら説明する。図2および図3は、ステージ10および基板カバー20を模式的に示す平面図である。なお、図2は、基板カバー20の枠部22の第2部分22bをステージ10に取り付けた状態を図示し、図3は、基板カバー20の枠部22の第2部分22bをステージ10から取り外した状態を図示している。
ステージ10は、図2および図3に示すように、基部11と、ミラー12と、クランプ部14と、位置決め用の溝16と、端子18a,18bと、を有している。
基部11は、例えば、銅(Cu)やチタン(Ti)等の導電性の材料からなる。基部11は、装置本体(図示せず)のグランドに接続されている。
ミラー12は、基部11上に設けられている。ミラー12は、ステージ10の位置をレーザー測長器(図示せず)で測定するためのミラーである。ミラー12は、レーザー測長器からのレーザー光を反射させる。
クランプ部14は、ステージ10の基部11に設けられている。クランプ部14は、基板2を保持する。図4は、クランプ部14を模式的に示す断面図であり、図3のIV−IV線断面図である。
クランプ部14は、図4に示すように、上部材141と、下部材142と、板部材143と、押圧部144と、を含んで構成されている。クランプ部14は、上部材141と下部材142との間で基板2を挟んで固定する。上部材141は、基部11に固定されており、基板2の上面(第1面)2aの位置を規制する。下部材142は、板部材143上に設けられている。下部材142は、板部材143の下に設けられた押圧部144によって基板2の下面(第1面とは反対側の第2面)2bに押圧されている。押圧部144は、例えば、バネである。押圧部144は、基部11に設けられた凹部の底面11aに設けられている。基部11の前記凹部は、図3に示すように、基板2を挿入する方向(図3では右側)にステージ端まで延びている。
クランプ部14に基板2をクランプする際には、まず、板部材143を下げて下部材142および押圧部144を下げる。そして、基板2を所定の位置にセットして、板部材143を下げている力を解放する。これにより、押圧部144の力によって上部材141と下部材142が基板2をクランプする。
クランプ部14は、複数設けられている。図示の例では、3つのクランプ部14(第1クランプ部14a、第2クランプ部14b、第3クランプ部14c)が設けられている。
ここで、図2に示すように、枠部22の第2部分22bがステージ10に取り付けられると、第1導通ピン24aは、平面視において(電子線Lの上流側から見て)、複数のクランプ部14(第1クランプ部14a、第2クランプ部14b、第3クランプ部14c)のうちの第1クランプ部14aとの間の距離が他のクランプ部14b,14cとの間の距離よりも小さくなるように配置される。また、同様に、枠部22の第2部分22bがステージ10に取り付けられると、第2導通ピン24bは、平面視において、第1クランプ部14aとの間の距離が他のクランプ部14b、14cとの間の距離よりも小さくなるように配置される。第1導通ピン24aおよび第2導通ピン24bは、第1クランプ部14aの近傍に配置されることが望ましい。
第1クランプ部14aの押圧部144は、他のクランプ部14b,14cの押圧部144よりも大きな押圧力を基板2の下面2bに付与する。具体的には、第1クランプ部14aの押圧部144は、第1導通ピン24aが基板2の上面2aを押圧する力および第2導通ピン24bが基板2の上面2aを押圧する力の分だけ、他のクランプ部14b,14cの押圧部144よりも押圧力が大きい。これにより、基板2に加わる力を均等化することができ、基板2が撓むことを抑制することができる。
位置決め用の溝16は、図2および図3に示すように、基部11に設けられている。位置決め用の溝16は、枠部22の第2部分22bを位置決めするための溝である。位置決め用の溝16に、枠部22の第2部分22bに設けられた位置決め部材26が配置されることにより、枠部22の第2部分22bを位置決めすることができる。図示の例では、位置決め用の溝16は、2つ設けられている。
端子18aおよび端子18bは、基部11に設けられている。端子18aは、図2に示
すように、枠部22の第2部分22bをステージ10に取り付けた際に、枠部22の第2部分22bに設けられた第1導通ピン24aと接触する。端子18bは、枠部22の第2部分22bをステージ10に取り付けた際に、枠部22の第2部分22bに設けられた第2導通ピン24bと接触する。端子18bは、配線19aを介して、検出部(抵抗測定器)19に電気的に接続されている。
基板カバー20は、図2に示すように、枠部22と、第1導通ピン24aと、第2導通ピン24bと、位置決め部材26と、を有する。
枠部22は、図2に示すように、平面視において、基板2の外周部を覆う。枠部22は、板状の部材により構成され、基板2の外周部は基板2の外周部よりも大きく、中央部には開口部が形成されている。また、開口部の大きさは、基板2の外周部よりも小さい。そのため、図2に示すように、基板2の上方に基板カバー20を重ねた場合に、基板2の外周部の全部が枠部22と重なる。枠部22は、例えば、導電性材料からなる。なお、枠部22は、絶縁性材料の表面を導電性材料でコーティングしたものであってもよい。導電性材料としては、例えば、銅(Cu)、チタン(Ti)、またはその合金などの金属材料を用いることができる。絶縁性材料としては、例えば、セラミック材料等を用いることができる。
枠部22は、第1部分22aと、第2部分22bと、を有している。枠部22の第1部分22aと、枠部22の第2部分22bとは、ステージ10上で一体となって、枠状となり平面視で基板2の外周部を覆う。図2に示すように、平面視において、枠部22の外周縁の形状は四角形であり、当該四角形を1つの辺に平行であって当該四角形の中心からずれた位置を通る仮想直線で分けることで、枠部22は第1部分22aと第2部分22bとに分けられる。平面視において第1部分22aの面積は、例えば、第2部分22bの面積よりも大きい。
なお、図示はしないが、平面視において、枠部22の外周縁の形状は四角形であり、当該四角形を1つの辺に平行であって当該四角形の中心を通る仮想直線で分けることで、枠部22を第1部分22aと第2部分22bとに分けてもよい。すなわち、平面視において第1部分22aの面積は、第2部分22bの面積と等しい。また、ここでは、枠部22が2つの部分22a、22bを有する場合について説明したが、枠部22は、2つ以上の部分を有していてもよい。
枠部22の第1部分22aは、ステージ10に配置されている。枠部22の第1部分22aは、基板2を囲むように基部11上に取り付けられている。具体的には、図4に示すように、基部11に取り付けられたフレームに固定されている。
図5は、枠部22の第2部分22bを模式的に示す平面図である。図6は、枠部22の第2部分22bを模式的に示す側面図である。枠部22の第2部分22bは、ステージ10に着脱可能である。すなわち、枠部22の第2部分22bは、ステージ10に対して取り付けや取り外しを行うことができる。枠部22の第2部分22bは、搬送部40(図11参照)によってステージ10に着脱される。
第1導通ピン24aおよび第2導通ピン24bは、枠部22の第2部分22bに設けられている。なお、導通ピン24a,24bは、枠部22の第1部分22aには設けられていない。第1導通ピン24aおよび第2導通ピン24bは、導電性の材料からなる。第1導通ピン24aおよび第2導通ピン24bの材質は、例えば、金属である。
図7は、ステージ10および基板カバー20を模式的に示す断面図であり、図2のVI
I−VII線断面図である。
第1導通ピン24aは、図7に示すように枠部22の第2部分22bがステージ10に取り付けられると、基板2の上面2aに接触して基板2と導通する。ここで、基板2は、図7に示すように、ガラス基板3と、ガラス基板3上に形成された遮光膜層4と、遮光膜層4上に形成されたレジスト層5と、を有している。遮光膜層4は、例えば、クロム(Cr)である。図示の例では、基板2の外周部には、レジスト層5が形成されておらず、遮光膜層4が露出している。
枠部22の第2部分22bがステージ10に取り付けられると、図7に示すように、第1導通ピン24aの先端部は、露出している遮光膜層4に接触する。また、第1導通ピン24aの後端部は、端子18aに接触する。第1導通ピン24aは、導電部材23aを介して、枠部22の第2部分22bに接続されている。端子18aは、導電部材23bを介して、基部11に設けられている。そのため、第1導通ピン24aは、枠部22の第2部分22bがステージ10に取り付けられると、基板カバー20および基部11と電気的に接続される。基部11は、装置本体のグランドに接続されているため、第1導通ピン24aに接触した遮光膜層4は、接地される。このように、枠部22の第2部分22bがステージ10に取り付けられると、基板2(遮光膜層4)は、第1導通ピン24aと導通して接地される。
なお、上記実施例では、第1導通ピン24aを端子18aを介して接地することにより枠部22の第2部分22bを接地するようにしたが、後述するように、枠部22の第2部分22bは位置決め部材26を介して基部11に接続することにより接地できるため、端子18aを介しての接地は必須ではなく、端子18a、導電部材23bを省略してもよい。
図8は、ステージ10および基板カバー20を模式的に示す断面図であり、図2のVIII−VIII線断面図である。
第2導通ピン24bは、図8に示すように枠部22の第2部分22bがステージ10に取り付けられると、基板2の上面2aに接触して基板2と導通する。
枠部22の第2部分22bがステージ10に取り付けられると、図8に示すように、第2導通ピン24bの先端部は、露出している遮光膜層4に接触する。また、第2導通ピン24bの後端部は、端子18bに接触する。第2導通ピン24bは、絶縁部材25aを介して、枠部22の第2部分22bに接続されている。端子18bは、絶縁部材25bを介して、基部11に設けられている。端子18bは、配線19aを介して、検出部19(図2参照)に接続されている。そのため、第2導通ピン24bは、基板カバー20および基部11と絶縁されており、端子18bおよび配線19aを介して検出部19に接続される。これにより、検出部(抵抗測定器)19によって基板2が接地していることを検出することができる。
具体的には、第1導通ピン24aが遮光膜層4と導通して基板2(遮光膜層4)が接地されている場合には、検出部19で検出される抵抗は小さくなる。また、第1導通ピン24aが遮光膜層4と導通しておらず基板2(遮光膜層4)が接地されていない場合には、検出部19で検出される抵抗は大きくなる。そのため、検出部19によって基板2(遮光膜層4)が接地されていることを確認することができる。
なお、第2導通ピン24bと検出部19との間には、図示はしないが、第2導通ピン24bと検出部19との接続と、第2導通ピン24bと装置のグランドとの接続と、を切り
替えるためのスイッチが設けられていてもよい。これにより、基板2が接地していることを確認した後に、第2導通ピン24bを第1導通ピン24aと同様に基板2(遮光膜層4)を接地させるために用いることができる。
図9は、位置決め部材26および位置決め用の溝16を模式的に示す断面図であり、図2のIX−IX線断面図である。図9では、枠部22の第2部分22bを、ステージ10に取り付けた状態を図示している。
位置決め部材26は、枠部22の第2部分22bに設けられている。位置決め部材26の形状は、例えば、半球状である。図9に示すように、位置決め部材26がステージ10に設けられた位置決め用の溝16に配置されることで、枠部22の第2部分22bは、第1部分22aと一体となるようにステージ10に取り付けられる。位置決め部材26は、複数(図示の例では3つ)設けられている。位置決め部材26を導電性材料で作製した場合、枠部22の第2部分22bは位置決め部材26を介しても接地可能である。
図10は、荷電粒子線描画装置100の構成を模式的に示す図である。図10では、基板2を搬送部40によって描画室30のステージ10に取り付けている状態を図示している。なお、図10では、便宜上、ステージ10を簡略化して図示している。
荷電粒子線描画装置100は、図10に示すように、描画室30と、搬送室31と、エアロックチャンバー32と、アライメント室36と、交換室38と、を有している。
描画室30には、ステージ10が設けられている。ステージ10には、基板カバー20の枠部22の第2部分22bが予め配置されている。描画室30の上方には、荷電粒子線描画装置100の鏡筒100A(図1参照)が設けられている。描画室30において、鏡筒100Aから基板2に電子線Lが照射され、基板2にパターンが描画される。描画室30と搬送室31との間には、ゲートバルブ(図示せず)が設けられている。
搬送室31は、描画室30に隣接している。搬送室31には、搬送部40が設けられている。搬送部40は、例えば、ロボットアームである。搬送部40によって、基板2や枠部22の第2部分22bが搬送される。
エアロックチャンバー32は、搬送室31の描画室30側とは反対側に隣接している。すなわち、エアロックチャンバー32と描画室30との間に搬送室31が位置している。エアロックチャンバー32を介して、基板2や枠部22の第2部分22bについて、装置と外部との間で搬出入を行うことができる。エアロックチャンバー32と搬送室31との間には、ゲートバルブ(図示せず)が設けられている。
アライメント室36は、基板2の位置決めを行うための空間である。アライメント室36は、搬送室31に隣接している。
交換室38は、枠部22の第2部分22bを収容するための空間である。交換室38は、搬送室31に隣接している。アライメント室36と交換室38との間に搬送室31が位置している。
以下に、基板2を外部から描画室30に搬送してステージ10に取り付ける方法について説明する。
基板2は、外部からエアロックチャンバー32に導入される。その後、エアロックチャンバー32内が真空排気され、エアロックチャンバー32と搬送室31との間のゲートバ
ルブが開かれる。基板2は、搬送部(ロボットアーム)40によってエアロックチャンバー32からアライメント室36に搬送される。基板2は、アライメント室36で位置決めされる。基板2がアライメント室36で位置決めされた後、搬送室31と描画室30との間のゲートバルブが開かれる。基板2は、搬送部(ロボットアーム)40によってアライメント室36から描画室30に搬送される。基板2は、クランプ部14(図2〜4参照)によってステージ10に固定される。
なお、基板2をステージ10から取り外して外部に搬送する際には、上記の基板2を外部から描画室30に搬送してステージ10に取り付ける手順を逆に行う。
図11は、荷電粒子線描画装置100の構成を模式的に示す図である。図11では、枠部22の第2部分22bを搬送部40によって描画室30のステージ10に取り付けている状態を図示している。なお、図11では、便宜上、ステージ10を簡略化して図示している。
枠部22の第2部分22bは、外部からエアロックチャンバー32に導入される。その後、エアロックチャンバー32内が真空排気され、エアロックチャンバー32と搬送室31との間のゲートバルブが開かれる。枠部22の第2部分22bは、搬送部(ロボットアーム)40によってエアロックチャンバー32から交換室38に搬送される。なお、第2部分22bの外部から交換室38への搬送は、基板2をステージ10に取り付ける前に行ってもよい。すなわち、枠部22の第2部分22bは、基板2がステージ10に取り付けられる前に、予め交換室38に収容されていてもよい。また、第2部分22bの外部から交換室38への搬送は、基板2をステージ10に取り付けた後に行ってもよい。
枠部22の第2部分22bは、搬送室31と描画室30との間のゲートバルブが開かれた後、搬送部(ロボットアーム)40によって交換室38から描画室30に搬送される。そして、枠部22の第2部分22bは、基板カバー20の枠部22の第1部分22aと一体となるように搬送部40によってステージ10に取り付けられる。具体的には、第2部分22bの位置決め部材26がステージ10の位置決め用の溝16に配置されるように、搬送部40によって枠部22の第2部分22bをステージ10に配置する。
このようにして基板2および枠部22の第2部分22bがステージ10に配置された後、基板2に対する描画作業が開始される。そして、描画が終了し基板2を取り出す際には、取り付けの際とは逆の手順で、先に枠部22の第2部分22bが搬送部40によってステージ10から取り外され、その取り外されてできたスペースを介して基板2が搬送部40によってステージ10から取り外されて室外へ搬送される。
荷電粒子線描画装置100は、例えば、以下の特徴を有する。
荷電粒子線描画装置100では、基板カバー20は、平面視において、ステージ10に配置された基板2の外周部を覆う枠部22を有している。そのため、荷電粒子線描画装置100では、電子線Lによる描画の際に、基板2(ガラス基板3)の側面に電子線Lが照射されることを防ぐことができる。そのため、基板2が帯電することを抑制することができる。したがって、荷電粒子線描画装置100では、電子線Lを照射して基板2上にパターンを描画する際に、電子線Lの軌道にずれが生じてしまうことを抑制することができる。
荷電粒子線描画装置100では、枠部22は、ステージ10に配置される第1部分22aと、ステージ10に着脱可能な第2部分22bと、を有し、第2部分22bは、搬送部40によって着脱される。そのため、荷電粒子線描画装置100では、例えば搬送部40
によって枠部22の全体を着脱する場合と比べて、枠部22の着脱が容易である。したがって、荷電粒子線描画装置100では、例えば基板カバー20の枠部22の着脱にかかる時間を短縮することができ、生産性を向上させることができる。
荷電粒子線描画装置100では、枠部22の第2部分22bには、基板2に接触して基板2と導通する第1導通ピン24aが設けられ、基板2は、第1導通ピン24aと導通して接地される。そのため、荷電粒子線描画装置100では、基板2(遮光膜層4)が帯電することを抑制することができる。したがって、荷電粒子線描画装置100では、電子線Lを照射して基板2上にパターンを描画する際に、電子線Lの軌道にずれが生じてしまうことを抑制することができる。
さらに、荷電粒子線描画装置100では、搬送部40によって基板カバー20の枠部22の第2部分22bをステージ10から容易に着脱することができるため、枠部22の第2部分22bを装置の外部に搬送して、第1導通ピン24aと基板2とが擦れて第1導通ピン24aに付着したゴミを容易に取り除くことができる。したがって、荷電粒子線描画装置100では、生産性をより向上させることができる。また、荷電粒子線描画装置100では、例えば枠部22の全体を交換室38に収容する場合と比べて、交換室38に多くの枠部22の第2部分22bを収容することができる。
荷電粒子線描画装置100では、枠部22の第2部分22bには、基板2に接触して基板2と導通する第2導通ピン24bが設けられ、第2導通ピン24bは、基板2が接地していることを検出するための検出部19に接続されている。そのため、荷電粒子線描画装置100では、基板2が接地していることを容易に確認することができる。また、荷電粒子線描画装置100では、枠部22の第2部分22bに第2導通ピン24bが設けられているため、上記の第1導通ピン24aの場合と同様に、第2導通ピン24bと基板2とが擦れて第2導通ピン24bに付着したゴミを容易に取り除くことができる。
荷電粒子線描画装置100では、ステージ10には、基板2を保持するクランプ部14が設けられ、クランプ部14は、基板2を下面2b側から押圧し、クランプ部14は、複数設けられ、第1及び第2導通ピン24a,24bは、複数のクランプ部14a,14b,14cのうちの第1クランプ部14aとの間の距離が他のクランプ部14b,14cとの間の距離よりも小さくなるように配置され、第1クランプ部14aは、第1及び第2導通ピン24a,24bの押圧力を考慮して他のクランプ部14b,14cよりも大きな押圧力を基板2に付与する。そのため、荷電粒子線描画装置100では、例えば、複数のクランプ部14a,14b,14cの押圧力が等しい場合と比べて、基板2に加わる力を均等化することができ、基板2が撓むことを抑制することができる。
1.3. 変形例
次に、第1実施形態の荷電粒子線描画装置の変形例について説明する。図12および図13は、本変形例に係る荷電粒子線描画装置のステージ10および基板カバー20を模式的に示す断面図である。なお、図12は、図7に対応し、図13は、図8に対応している。なお、図12および図13では、上述した第1実施形態に係る荷電粒子線描画装置100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付している。
本変形例に係る荷電粒子線描画装置では、図12および図13に示す基板カバー20の構成が上述した第1実施形態に係る荷電粒子線描画装置100の構成と異なっており、その他の点は同様である。そのため、以下では、荷電粒子線描画装置100との相違点について説明する。
図12および図13に示すように、基板2の外周部には、レジスト層5が形成されてい
る。すなわち、基板2は、ガラス基板3の全面に遮光膜層4およびレジスト層5が形成されている。そのため、遮光膜層4と導通をとるためには、第1導通ピン24aおよび第2導通ピン24bは、レジスト層5を突き破って遮光膜層4に接触しなければならない。
そのため、本変形例では、図12および図13に示すように、第1導通ピン24aの先端部および第2導通ピン24bの先端部は、尖鋭な形状である。これにより、第1導通ピン24aの先端部および第2導通ピン24bの先端部は、レジスト層5を突き破って遮光膜層4に接触することができる。
本変形例に係る荷電粒子線描画装置では、レジスト層5を突き破って導通ピン24a,24bを刺すため、その後基板2の交換の際、枠部22の第2部分22bを取り外したときにレジスト層5の一部が導通ピン24a,24bに付着することによりゴミが発生する場合がある。本変形例に係る荷電粒子線描画装置では、荷電粒子線描画装置100と同様に、搬送部40によって枠部22の第2部分22bをステージ10から容易に着脱することができるため、レジスト層5の一部が導通ピン24a,24bに付着することにより発生するゴミを容易に取り除くことができる。
なお、導通ピン24a,24bの先端部の形状はこれに限定されず、用途に応じて様々な形状をとることができる。例えば、図示はしないが、導通ピン24a,24bの先端部は、丸みを帯びた形状(例えば半球状)であってもよい。これにより、基板2の外周部において遮光膜層4が露出している場合(図7および図8参照)に、導通ピン24a,24bが遮光膜層4を突き破ることを防ぐことができる。
図14は、本変形例に係る荷電粒子線描画装置の構成を模式的に示す図である。図14は、図11に対応している。
本変形例に係る荷電粒子線描画装置では、図14に示すように、導通ピン24a,24bの先端部の形状が異なる複数の枠部22の第2部分22b−1,22b−2,22b−3,22b−4を交換室38に収容している。そのため、本変形例に係る荷電粒子線描画装置では、基板2の層構造等に応じて最適な導通ピン24a,24bを選択可能であり、導通ピン24a,24bの交換も容易である。
2. 第2実施形態
次に、第2実施形態に係る荷電粒子線描画装置について図面を参照しながら説明する。図15および図16は、第2実施形態に係る荷電粒子線描画装置200のステージ10および基板カバー20を模式的に示す平面図である。なお、図15は、枠部22の第2部分22bをステージ10に取り付けた状態を図示し、図16は、枠部22の第2部分22bをステージ10から取り外した状態を図示している。
図17は、枠部22の第2部分22bを模式的に示す平面図である。図18は、枠部22の第2部分22bを模式的に示す側面図である。なお、便宜上、図15、図17および図18では、加振部210を簡略化して図示している。また、図15〜図18では、上述した第1実施形態に係る荷電粒子線描画装置100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付している。
第2実施形態に係る荷電粒子線描画装置では、図15〜図18に示すステージ10および基板カバー20の構成が上述した荷電粒子線描画装置100の構成と異なっており、その他の点は同様である。そのため、以下では、荷電粒子線描画装置100との相違点について説明する。
荷電粒子線描画装置200では、図15〜図18に示すように、枠部22の第2部分22bには、第2部分22bを振動させる加振部210が設けられており、さらに下面には外部から電源の供給を受ける図示しない端子が設けられている。また、基部11には、枠部22の第2部分22bに設けられた端子と接触する位置に、加振部210に電流または電圧を供給するための電源端子220,222が設けられている。枠部22の第2部分22bがステージ10に取り付けられることにより、電源端子220および電源端子222から加振部210に電流が供給され、加振部210が振動する。なお、図示の例では、枠部22の第2部分22bには、導通ピンは設けられていない。
図19は、荷電粒子線描画装置200の基板カバー20の加振部210を模式的に示す斜視図である。
加振部210は、図19に示すように、偏芯錘212と、偏芯錘212を回転させるモーター214と、を含んで構成されている。モーター214が偏芯錘212を回転させることで、枠部22の第2部分22bを振動させることができる。
次に、加振部210を備えた枠部22の第2部分22bの使用方法について説明する。図20は、荷電粒子線描画装置200の構成を模式的に示す図である。図20は、図11に対応している。
図20に示すように、加振部210を備えた枠部22の第2部分22b−1、および導通ピン24a,24bを備えた枠部22の第2部分22b−2(例えば図5および図6参照)は、外部から交換室38に搬送される。
基板2がステージ10に取り付けられた後、交換室38に収容されていた加振部210を備えた第2部分22b−1は、搬送部(ロボットアーム)40によって交換室38から描画室30に搬送される。そして、加振部210を備えた第2部分22b−1は、枠部22の第1部分22aと一体となるように搬送部40によってステージ10に取り付けられる。このとき、基部11に設けられた電源端子220,222(図16参照)から加振部210に電源が供給されて、第2部分22b−1が振動する。この振動は、クランプ部14(より具体的にはクランプ部14の上部材141および下部材142、図4参照)に伝わり、クランプ部14と基板2との間の残留応力を低減させることができる。
次に、搬送部40によって、第2部分22b−1はステージ10から取り外されて、描画室30から交換室38に搬送される。その後、搬送部40によって、導通ピン24a,24bを備えた第2部分22b−2は、交換室38から描画室30に搬送され、ステージ10に取り付けられる。
このように荷電粒子線描画装置200では、電子線Lを照射して基板2にパターンを描画する際には導通ピン24a,24bを備えた枠部22の第2部分22b−2を用いるため、モーター214から発生する磁場が電子線Lに与える影響を無くすことができる。
荷電粒子線描画装置200は、例えば、以下の特徴を有する。
荷電粒子線描画装置200では、枠部22の第2部分22bには、第2部分22bを振動させる加振部210が設けられている。そのため、荷電粒子線描画装置200では、クランプ部14と基板2との間の残留応力を低減することができる。したがって、ステージ10において、基板2に位置ずれが生じてしまうことを抑制することができる。これにより、荷電粒子線描画装置200では、基板2に位置ずれが生じることを抑制することができ、生産性を向上させることができる。
荷電粒子線描画装置200では、加振部210は、偏芯錘212と、偏芯錘212を回転させるモーター214と、を有する。これにより、第2部分22bを振動させることができる。
3. 第3実施形態
次に、第3実施形態に係る荷電粒子線描画装置について図面を参照しながら説明する。図21は、第3実施形態に係る荷電粒子線描画装置の加振部210を模式的に示す図である。なお、図21では、便宜上、ケース236を透視して図示している。
第3実施形態に係る荷電粒子線描画装置では、図21に示す加振部210の構成が上述した荷電粒子線描画装置200の構成と異なっており、その他の点は荷電粒子線描画装置200の構成と同様である。そのため、以下では、荷電粒子線描画装置200との相違点について説明する。
荷電粒子線描画装置200では、図19に示すように、加振部210は、モーター214が偏芯錘212を回転させることにより、枠部22の第2部分22bを振動させていた。
これに対して、第3実施形態に係る荷電粒子線描画装置では、図21に示すように、加振部210は、圧電素子230と、錘232と、板バネ234と、ケース236と、を有しており、圧電素子230の振動によって第2部分22bを振動させる。
具体的には、枠部22の第2部分22bがステージ10に取り付けられると、圧電素子230には、電源端子220,222(図16参照)から電圧が印加され、圧電素子230は振動(伸縮)する。この圧電素子230の振動が錘232および板バネ234に伝わり、第2部分22bが振動する。ケース236は、圧電素子230、錘232、板バネ234を収容している。
第3実施形態に係る荷電粒子線描画装置では、加振部210は、圧電素子230を有している。そのため、第3実施形態に係る荷電粒子線描画装置では、荷電粒子線描画装置200と同様に、クランプ部14と基板2との間の残留応力を低減することができる。
4. 第4実施形態
次に、第4実施形態に係る荷電粒子線描画装置について図面を参照しながら説明する。図22は、第4実施形態に係る荷電粒子線描画装置の枠部22の第2部分22bを模式的に示す平面図である。図23は、第4実施形態に係る荷電粒子線描画装置の枠部22の第2部分22bを模式的に示す側面図である。なお、便宜上、図22および図23では、加振部210を簡略化して図示している。また、図22および図23では、上述した荷電粒子線描画装置100,200,300の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付している。
第4実施形態に係る荷電粒子線描画装置では、図22および図23に示すステージ10および基板カバー20の構成が上述した荷電粒子線描画装置200の構成と異なっており、その他の点は同様である。そのため、以下では、荷電粒子線描画装置200との相違点について説明する。
荷電粒子線描画装置200では、図17および図18に示すように、枠部22の第2部分22bには、加振部210が設けられており、導通ピン24a,24bが設けられていなかった。
これに対して、第4実施形態に係る荷電粒子線描画装置では、図22および図23に示すように、枠部22の第2部分22bには、加振部210および導通ピン24a,24bが設けられている。これにより、第2部分22bの加振と、導通ピン24a,24bによる基板2の接地と、を1つの第2部分22bで行うことができる。
なお、第4実施形態に係る荷電粒子線描画装置では、加振部210として、図21に示す圧電素子230を含む加振部210を用いることが望ましい。これにより、例えば加振部にモーターを用いた場合と比べて、発生する磁場を小さくすることができる。そのため、第4実施形態に係る荷電粒子線描画装置では、磁場によって電子線Lの軌道にずれが生じてしまうことを抑制することができる。
上述した実施形態は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および変形例を適宜組み合わせることも可能である。
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
2…基板、2a…第1面、2b…下面、3…ガラス基板、4…遮光膜層、5…レジスト層、10…ステージ、11…基部、11a…底面、12…ミラー、14…クランプ部、14a…第1クランプ部、14b…第2クランプ部、14c…第3クランプ部、16…溝、18a,18b…端子、19…検出部、19a…配線、20…基板カバー、22…枠部、22a…第1部分、22b…第2部分、23a,23b…導電部材、24a…第1導通ピン、24b…第2導通ピン、25a,25b…絶縁部材、26…位置決め部材、30…描画室、31…搬送室、32…エアロックチャンバー、36…アライメント室、38…交換室40…搬送部、100…荷電粒子線描画装置、100A…鏡筒、100B…制御部、102…電子銃、104…ブランカー、106…照射レンズ、108…第1スリット、109…第1開口部、110…成形偏向器、112…成形レンズ、114…第2スリット、115…第2開口部、116…縮小レンズ、118…対物レンズ、120…位置決め偏向器、130…ブランカー制御回路、132…成形偏向器駆動回路、134…位置決め偏向器駆動回路、136…ステージ駆動回路、138…データ転送回路、140…制御装置、141…上部材、142…下部材、143…板部材、144…押圧部、150…記憶部、200…荷電粒子線描画装置、210…加振部、212…偏芯錘、214…モーター、220,222…電源端子、230…圧電素子、232…錘、234…板バネ、236…ケース、300…荷電粒子線描画装置

Claims (7)

  1. 荷電粒子線を照射して基板上にパターンを描画する荷電粒子線描画装置であって、
    前記基板が配置されるステージと、
    平面視において前記基板の外周部を覆う枠部を有する基板カバーと、
    を含み、
    前記枠部は、
    前記ステージに配置される第1部分と、
    前記ステージに着脱可能な第2部分と、
    を含み、
    前記第2部分は、搬送部によって着脱され、前記ステージに装着されたときに接地される、荷電粒子線描画装置。
  2. 請求項1において、
    前記第2部分には、前記基板に接触して前記基板と導通する第1導通ピンが設けられ、
    前記基板は、前記第1導通ピンと導通して接地される、荷電粒子線描画装置。
  3. 請求項2において、
    前記第2部分には、前記基板に接触して前記基板と導通する第2導通ピンが前記第2部分と絶縁して設けられ、
    前記第2導通ピンは、前記基板が接地していることを検出するための検出部に接続されている、荷電粒子線描画装置。
  4. 請求項2において、
    前記基板は、前記第1導通ピンが接触する第1面と、前記第1面とは反対側の第2面と、を有し、
    前記ステージには、前記基板を保持するクランプ部が設けられ、
    前記クランプ部は、前記基板を前記第2面側から押圧し、
    前記クランプ部は、複数設けられ、
    前記第1導通ピンは、複数の前記クランプ部のうちの第1クランプ部との間の距離が他の前記クランプ部との間の距離よりも小さくなるように配置され、
    前記第1クランプ部は、他の前記クランプ部よりも大きな押圧力を前記基板に付与する、荷電粒子線描画装置。
  5. 請求項1ないし4のいずれか1項において、
    前記第2部分には、前記第2部分を振動させる加振部が設けられている、荷電粒子線描画装置。
  6. 請求項5において、
    前記加振部は、偏芯錘と、前記偏芯錘を回転させるモーターと、を有する、荷電粒子線描画装置。
  7. 請求項5において、
    前記加振部は、圧電素子を有する、荷電粒子線描画装置。
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