JPH067556Y2 - 荷電ビーム照射装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の要約 荷電ビーム照射装置において，被加工ウェハを載置する
ための回転その他の運動をする保持台を絶縁体または高
抵抗体でつくり，保持台の荷電ビーム照射面上に，導体
を点状または線状に配置し，この導体を接地する。これ
によりビーム集束コイルの磁束による渦電流の発生が抑
制され，渦電流によって発生する反作用磁界によるビー
ム偏向エラーが減少する。また渦電流による不要な発熱
も減少する。

考案の背景 この考案は荷電ビーム（電子ビーム，イオン・ビーム）
の照射装置に関し，とくに被加工ウェハを移動（円運
動，直線運動，その組合せなど）させながら所定の加工
（描画等を含む）を行なうタイプの荷電ビーム照射装置
に関する。

この種のタイプの荷電ビーム照射装置の例として出願人
が既に提案した電子ビーム描画装置がある（特願昭61-1
99103号，同61-199104号等）。この電子ビーム描画装置
は回転駆動される保持台（保持機構）上に電子ビーム・
レジストが塗布された被加工ウェハを載置し，上方から
このウェハ上の一点に電子ビームを照射することにより
円形パターンを描画するものである。

上記の電子ビーム描画装置で代表される荷電ビーム照射
装置における被加工ウェハの保持台としては高真空中
（10^-6〜10^-7Torr）においてアウトガス発生の問題のな
い金属，たとえばＳＵＳ（ステンレス・スチール）やＡ
ｌを用いたものが一般的である。

ところが，被加工ウェハを回転させたり，連続的に移動
させながら荷電ビームによる微細加工を行なう場合，保
持台が金属のような良導体であると荷電ビーム集束コイ
ルまたは偏向コイルからの磁束が保持台金属中に渦電流
を発生させ，これによる反作用磁界により本来の磁界分
布が影響を受け，荷電ビームの偏向エラーを生ずる。

他方，荷電ビームのチャージアップ現象を防止するた
め，保持台は導電性を持たなければならない。この矛盾
する問題点を解決する必要がある。

考案の概要 この考案は，渦電流発生による悪影響の防止と荷電ビー
ムによる帯電防止という矛盾する課題を解決するもので
ある。

この考案による荷電ビーム照射装置は，被加工ウェハを
保持し，かつ移動する保持台を絶縁体または高抵抗体に
より形成し，この保持台の荷電ビーム照射面上に，蓄積
電荷放出のための導体を点状または線状に分散して配置
したことを特徴とする。

この考案によると保持台を絶縁体または高抵抗体で形成
し，保持台の荷電ビーム照射面上に導体を線状または点
状に配置し，この導体を接地する構成としたので，電子
ビーム集束コイルまたは偏向コイルからの磁束中で保持
台を高速運動させた場合，照射面全体が金属で形成され
ているものに比べて発生する渦電流が抑制される。これ
により，渦電流による反作用磁界で荷電ビームが偏向を
受ける量が抑えられる。また保持機構に渦電流による不
要な発熱が殆んどないという効果を奏するとともに，荷
電ビーム照射によって蓄積される電荷を確実にアースに
流すこともできる。

実施例の説明 第１図はチャンバ等の真空室内に設けられたウェハ保持
台２と，この保持台２上に載置固定された被加工ウェハ
６と，ウェハ６上に照射すべき荷電ビームの集束レンズ
１との位置関係を示すものである。保持台２は回転駆動
装置（図示略）によって矢印方向に回転される。保持台
２は荷電ビーム照射によるウェハ６のチャージアップを
防ぐために金属等の良導体でつくられているものとしか
つ接地されている。荷電ビーム集束レンズ１は純鉄等の
磁性体８と励磁コイル７とから構成されている。励磁コ
イル７に適当な一定の直流電流を供給することにより磁
性体８のギャップに主磁束Ｂが発生するとともにこの収
束レンズ１の下部に漏洩磁束Ｂ_Ｒを発生する。集束レン
ズ１の上方に配置された荷電ビーム発生装置（図示略）
から発生した荷電ビームＢ_ｅは上記の主磁束Ｂによって
ウェハ６上の一点に集束される。上記の漏洩磁束Ｂ_Ｒも
また荷電ビームＢ_ｅの集束にいくばくかの影響を与える
ので，荷電ビームＢ_ｅの集束調整には漏洩磁束Ｂ_Ｒも考
慮されていることになる。

ところが保持台２は上記のように良導体で構成されてお
りかつ回転されるので，保持台２上に達する漏洩磁束Ｂ
_Ｒによってフレミング右手の法則にしたがって保持台２
に渦電流Ｉが発生する。この様子が第２図に示されてい
る。ここでＶは保持台２の移動方向を示している。

保持台２に発生する渦電流Ｉによって第３図(A)(B)に示
すように反作用磁界（磁束Ｂ_ａ）が発生する。この反作
用磁界によって主磁束Ｂおよび漏洩磁束Ｂ_Ｒの磁場が乱
されるので荷電ビームの集束にエラーが発生したり偏向
されたりする。荷電ビームＢ_ｅが負の電荷をもつ電子ビ
ームの場合には（電子ビームＢ_ｅによる電流をｉで示
す），第３図(A)に示すように，電子ビームは発生する
反作用磁界Ｂ_ａによってフレミング左手の法則にしたが
って力Ｆを受け，第３図(B)において紙面の手前方向に
偏向される。

この考案ではこのような問題を解決するために，第４図
および第５図に示されているように，保持台２を絶縁体
（または高抵抗体）４で形成しかつ保持台２の内部に多
数の線状導体３を保持台２の面（電子ビーム照射面，す
なわちエェハ６の載置面）に垂直な方向（荷電ビーム照
射方向）に埋込む構成としている。保持台２の電子ビー
ム照射面には多数の線状導体３の端面が点状に現われ，
これらの点が規則的または不規則に散在している。保持
台２の下面には金属板または金属膜５が設けられ，すべ
ての線状導体３がこの金属板５に電気的に接続されてい
る。そして，ブラシ等の接触機構によって保持台２が回
転しているときも含めて常に金属板５はアースされてい
る。

保持台２が絶縁体で形成され，その電子ビーム照射面に
は導体３が点状に分散して配置されているので，励磁コ
イル７からの漏洩磁束Ｂ_Ｒによって保持台２の照射面に
渦電流は殆んど発生しない。また，保持台２に埋設され
た線状導体３は金属板５を通してアースされているため
に荷電ビームのチャージアップ現象も防止することがで
きる。

このような保持台２は次のやり方によって作成すること
ができる。

(1)第６図に示すようにマシナブル・セラミックス14を
保持台２の形状に加工し，その後，面に垂直方向に多数
の貫通穴15をあける（第６図においては保持台２内の穴
の様子が７つだけ破線で示されている）。この多数の貫
通穴15の中に導電性セラミック粉末を入れ焼結する。そ
して，保持台２の下面全体に金属膜をめっきにより形成
する。

(2)第７図(A)に示すような多数の銅線13を立植した金属
円板５上で，絶縁性または高抵抗のセラミック16を第７
図(B)に示すように保持台２の形状に焼結する。その
後，第７図(C)に示すように上面の研摩を行ない余分な
銅線を削りセラミック盤面との高さを合わせて保持台と
する。

上述した実施例では保持台２の面に垂直方向に線状導体
を埋込みその端面を荷電ビーム照射面に露出させている
が，絶縁性または高抵抗の円板の上面（荷電ビーム照射
面）に格子状または網状の導体を配置し，かつこの導体
の網を接地する構成としてもよい。または，比較的短い
線状導体を不規則にまたは規則的に上記円板上面に埋設
してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は保持台と荷電ビーム集束レンズとの関係を示す
斜視図であって集束レンズについては断面が示されてい
る。 第２図は保持台の回転によってフレミング右手則にした
がって保持台に渦電流が発生する様子を示す斜視図であ
る。 第３図は渦電流による反作用磁界で主磁束等が乱され電
子ビームがフレミング左手則にしたがって偏向される様
子を示すもので，第３図(A)は斜視図，第３図(B)は同図
(A)のIII−III線にそう断面図である。 第４図はこの考案の実施例を示すもので，保持台の平面
図，第５図は第４図のＶ−Ｖ線にそう断面図である。 第６図は，この考案による保持台の製造工程を説明する
ための斜視図，第７図(A),(B),(C)は保持台の他の製造
工程を説明するための斜視図である。 ２…保持台，３…線状導体， ４…絶縁体，５…金属板， 13…銅線， 14…マシナブル・セラミックス。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】被加工ウェハを保持し，かつ移動する保持
   台を絶縁体または高抵抗体により形成し，この保持台の
   荷電ビーム照射面上に，蓄積電荷放出のための導体を点
   状または線状に分散して配置したことを特徴とする荷電
   ビーム照射装置。