KR20230067628A - 집속 하전입자 빔 장치 - Google Patents

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미치노부 미즈무라
토시나리 아라이
타카노리 마쓰모토
타쿠로 타케시타
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브이 테크놀로지 씨오. 엘티디
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Abstract

피처리 기판을 지지하는 지지부와, 상기 피처리 기판의 피처리면의 임의 영역과 대응하도록 상대 이동 가능한, 차동 배기 장치를 구비한 집속 에너지 빔 컬럼을 구비하는 집속 에너지 빔 장치로서, 상기 지지부는, 상기 피처리 기판을 수평으로 배치한 상태에서 주연부만을 지지하고, 상기 지지부에 지지된 상기 피처리 기판의 아래쪽에, 상기 피처리 기판의 피처리 영역 전체에 걸쳐서 양압을 미쳐서, 상기 피처리 기판의 자중에 의한 휨을 저지하는 양압 챔버가 배치되고, 상기 양압 챔버 내에, 상기 피처리 기판의 하면에 비접촉인 상태를 유지해서 음압을 미쳐서 상기 차동 배기 장치의 흡인력을 상쇄시키고, 그 피처리 기판을 사이에 두고 상기 차동 배기 장치와 대향하는 상태를 유지해서 상기 차동 배기 장치에 추종하여 피처리 기판에 상대 이동 가능한 국소 음압 기구를 구비한다.

Description

집속 에너지 빔 장치
본 발명은, 차동 배기 장치를 구비하는 집속 에너지 빔 장치에 관한 것이다.
근년에, 액정 디스플레이(LCD: Liquid Crystal Display), 유기 EL 디스플레이 등의 박형 디스플레이(FPD： Flat Panel Display)의 제조에 사용되는 포토마스크에 있어서의 패턴의 수정이나, FPD나 반도체 장치의 배선 기판에 있어서의 배선 수정 등의 가공 처리 시에, 집속 이온빔을 이용한 가공 장치가 제안되고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이 가공 장치는, 처리를 실시할 포토마스크나 배선 기판을 얹어놓는(올려놓는) 테이블형의 지지대와, 국소 배기 장치를 구비하는 집속 이온빔 장치를 구비한다. 이 가공 장치에서는, 국소 배기 장치에서 국소적으로 진공 공간을 작성하고, 집속 이온빔에 의해 그 진공 공간 내에서 패턴이나 배선의 수정을 행한다. 이와 같은 가공 장치를 사용하면, 포토마스크나 배선 기판, 집속 이온빔 장치 등을 수용하는, 대형의 진공 챔버를 필요로 하지 않는다.
일본특허공개 특개2008－112958호 공보
그렇지만, 상술한 가공 장치에서는, 포토마스크나 배선 기판 등의 피처리 기판을, 지지대 위에 직접(바로) 겹쳐 배치하기 때문에, 피처리 기판의 하면에 지지대 측으로부터 이물이 부착하거나, 피처리 기판의 하면이 지지대에 의해 손상되거나 한다고 하는 문제점이 있다. 특히 포토마스크는, 회로 패턴 등을 피전사 대상에 전사할 때의 원판(原版)으로 되는 것이기 때문에, 하면에 이물이 부착하거나, 하면에 손상(흠집)이 발생하거나 한 경우, FPD의 제조(포토리소그래피 공정)에 있어서, 트러블(不具合)이 발생한다.
본 발명은, 상기한 과제를 감안해서 이루어진 것으로서, 피처리 기판의 하면에 이물이 부착하거나, 피처리 기판의 하면을 손상시키거나 하는 일이 없는, 집속 에너지 빔 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 양태(態樣)는, 피처리 기판을 지지하는 지지부와, 상기 피처리 기판의 피처리면의 임의 영역과 대응하도록 상대 이동 가능한, 차동 배기 장치를 구비한 집속 에너지 빔 컬럼을 구비하는 집속 에너지 빔 장치로서, 상기 지지부는, 상기 피처리 기판을 수평으로 배치한 상태에서 주연부(周緣部)만을 지지하고, 상기 지지부에 지지된 상기 피처리 기판의 아래쪽에, 상기 피처리 기판의 피처리 영역 전체에 걸쳐서 양압(陽壓)을 미치고, 상기 피처리 기판의 자중에 의한 휨(撓)을 저지하는 양압 챔버가 배치되고, 상기 양압 챔버 내에, 상기 피처리 기판의 하면에 비접촉인 상태를 유지해서 음압을 미쳐서 상기 차동 배기 장치의 흡인력을 상쇄시키고, 그(當該) 피처리 기판을 사이에 두고 상기 차동 배기 장치와 대향하는 상태를 유지해서 상기 차동 배기 장치에 추종하여 상기 피처리 기판에 상대 이동 가능한 국소 음압 기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 양태로서는, 상기 차동 배기 장치의 외측을 둘러싸도록, 상기 피처리면으로 가스를 내뿜는 제1 부상 패드가 마련되고, 상기 국소 음압 기구의 외측을 둘러싸도록, 상기 피처리 기판의 하면으로 가스를 내뿜는 제2 부상 패드가 마련되어 있는 것이 바람직하다.
상기 양태로서는, 상기 차동 배기 장치는, 상기 피처리 기판의 상기 피처리면과 대향하는 헤드부를 구비하고, 상기 헤드부에 있어서의, 상기 피처리면과 대향하는 대향면에, 그 대향면의 중심부를 주회(周回)하도록 둘러싸서 흡기부가 마련되고,
상기 헤드부에 있어서의 상기 중심부에, 상기 피처리면에 대한 처리를 가능하게 하는 처리용 공간을 형성하는 개구부가 마련되고, 상기 흡기부에 진공 펌프가 연결되고, 상기 피처리면에 상기 대향면을 대향시킨 상태에서, 상기 흡기부로부터의 흡기 작용에 의해, 상기 처리용 공간을 고진공으로 하는 것이 바람직하다.
상기 양태로서는, 집속 에너지 빔 컬럼은, 상기 헤드부에 있어서의 상기 대향면과는 반대측에 배치되고, 상기 개구부에 연결해서 상기 처리용 공간에 연통 가능한 경통(鏡筒)을 구비하고, 상기 경통 내에 집속 에너지 빔계를 내장해서 집속 에너지 빔이 상기 개구부 내를 지나도록 출사하는 것이 바람직하다.
상기 양태로서는, 집속 에너지 빔계는, 집속 이온빔을 출사하는 집속 이온빔계인 것이 바람직하다.
상기 양태로서는, 상기 대향면에 있어서의 상기 흡기부보다도 상기 중심부에 가까운 위치에 성막용 가스를 공급하는 성막용 가스 공급부가 마련되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 피처리 기판의 하면에 이물이 부착하거나 피처리 기판의 하면이 손상되거나 하는 일이 없는, 집속 에너지 빔 장치를 실현할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 제1의 실시 형태에 관계된 집속 이온빔 장치의 단면 설명도이다.
도 2는, 본 발명의 제1의 실시 형태에 관계된 집속 이온빔 장치의 평면 설명도이다.
도 3은, 본 발명의 제1의 실시 형태에 관계된 집속 이온빔 장치에 있어서의 차동 배기 장치의 밑면도(底面圖)이다.
도 4는, 본 발명의 제2의 실시 형태에 관계된 집속 이온빔 장치의 단면 설명도이다.
도 5는, 본 발명의 제2의 실시 형태에 관계된 집속 이온빔 장치에 있어서의 차동 배기 장치 및 제1 부상 패드를 구비하는 집속 이온빔 컬럼의 평면도이다.
도 6은, 본 발명의 제2의 실시 형태에 관계된 집속 이온빔 장치에 있어서의 제2 부상 패드를 구비하는 국소 음압 기구의 평면도이다.
도 7은, 비교예 1을 나타내고, 피처리 기판의 주연부만을 지지부에 의해 보유지지(保持)한 예를 나타내는 단면 설명도이다.
도 8은, 비교예 2를 나타내고, 피처리 기판의 아래쪽에 양압 챔버를 구비하는 예를 나타내는 단면 설명도이다.
도 9는, 비교예 2를 나타내고, 피처리 기판의 아래쪽에 양압 챔버를 구비하고, 양압 챔버 내에는 국소 음압 기구를 구비하지 않는 예를 나타내는 단면 설명도이다.
본 발명에 관계된 집속 에너지 빔 장치는, 출사되는 에너지 빔의 종류나 피처리 기판에의 처리 용도에 따라, 리페어 장치로서의 집속 이온빔 장치, 피처리 기판에의 직접 묘화 기능을 가지는 전자선 묘화 장치, 피처리 기판의 표면 상태의 관찰을 가능하게 하는 주사 전자현미경 등에 적용할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 관계된 집속 에너지 빔 장치의 상세를 도면에 기초하여 설명한다. 본 실시 형태는, 본 발명의 집속 에너지 빔 장치를, 집속 이온빔을 에너지 빔으로서 사용하는 집속 이온빔 장치에 적용한 실시 형태이다. 한편, 도면은 모식적인 것이며, 각 부재의 치수나 치수의 비율이나 수, 형상 등은 현실의 것과는 다른 점에 유의해야 한다. 또, 도면 상호 간에 있어서도 서로의 치수 관계나 비율이나 형상이 상이한 부분이 포함되어 있다.
[제1의 실시 형태](집속 이온빔 장치의 개략 구성)
도 1은, 제1의 실시 형태에 관계된 집속 이온빔 장치(1A)의 개략 구성을 나타내고 있다.
집속 이온빔 장치(1A)는, 차동 배기 장치(2)와, 집속 에너지 빔 컬럼으로서의 집속 이온빔 컬럼(이하, FIB 컬럼이라고도 함)(3)과, 지지부(4)와, 양압(陽壓) 챔버(5)와, 국소 음압(陰壓) 기구(6)를 구비한다.
(지지부)
도 1에 나타내는 바와 같이, 지지부(4)는, 피처리 기판(10)의 주연부(둘레 테두리부)를 얹어놓은 상태에서 피처리 기판(10)을 지지한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 지지부(4)는, 액자(틀) 형상으로 형성되어 있다. 한편, 지지부(4)는, 피처리 기판(10)의 주연부를 지지하는, 도시하지 않는 척 기구를 구비한다. 본 실시 형태에서는, 피처리 기판(10)으로서 대형의 포토마스크를 적용한다. 본 실시 형태에서는, 지지부(4)는, 위치 고정되어 있다.
(차동 배기 장치)
다음에, 도 1 및 도 3을 사용하여 차동 배기 장치(2)의 구성을 설명한다. 도 3은, 차동 배기 장치(2)의 밑면도(저면도)이다. 차동 배기 장치(2)는, 헤드부(20)를 구비한다.
헤드부(20)는, 피처리 기판(10)의 면적과 비교해서 매우 작은 면적의 원반 형상의 금속 플레이트에 의해서 구성되어 있다. 헤드부(20)는, X－Y방향으로 이동하는 것에 의해, 피처리 기판(10)의 임의 영역과 대향할 수 있도록 되어 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 헤드부(20)의 대향면(하면)에는, 동심원형(同心圓狀)으로 배치된 4개의 고리형(環狀) 홈(21, 22, 23, 24)이 형성되어 있다. 헤드부(20)에 있어서의, 이들 복수의 고리형 홈(21, 22, 23, 24) 중 가장 내측의 고리형 홈(21)의 내측 영역에, 피처리 기판(10)의 상면(피처리면)에 대한 처리(집속 이온빔 조사)를 가능하게 하는 처리용 공간을 형성하는 개구부(20A)가 마련되어 있다. 이 개구부(20A)에는, 후술하는 FIB 컬럼(3)이 연통하도록 연결된다. 한편, 이 설명에서는, 헤드부(20)의 중심을 둘러싸도록 형성된 홈을 「고리형(환상) 홈」이라고 칭하지만, 원형(圓形)의 루프모양 홈, 방형(方形)의 루프모양 홈, 또는 루프의 일부가 결손된(없어진) 예를 들어 C문자 형상의 홈, 간헐적으로 루프모양으로 늘어선 복수의 홈 등도 포함하는 것이라고 정의한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 가장 내측의 고리형 홈(21)은 성막용 가스 공급부를 구성하고, 연결 파이프(25)를 거쳐 디포짓 가스(deposit gas)(퇴적용 가스, CVD용 가스)를 공급하는 도시하지 않는 디포짓 가스 공급원에 접속되어 있다. 고리형 홈(22, 23, 24)은, 흡기부로서 기능하고, 연결 파이프(26)를 거쳐 도시하지 않는 진공 펌프에 접속되어 있다. 헤드부(20)는, 하면을 피처리 기판(10)의 상면(피처리면)과 대향시킨 상태에서, 고리형 홈(22, 23, 24)으로부터의 공기 흡인 작용에 의해, 개구부(20A)의 아래쪽 공간을 고진공도로 하는 기능을 구비한다. 한편, 고리형 홈(22, 23, 24)은, 연결 파이프(26)를 거치지 않고, 각각 다른 진공 펌프에 접속되어 있어도 된다.
헤드부(20)는, 이와 같이 고진공도로 조정된 개구부(20A)의 아래쪽 공간으로, 가장 내측의 고리형 홈(21)으로부터 퇴적용 가스를 공급해서, 개구부(20A)와 대향하는 피처리 기판(10)의 영역에 CVD 성막을 행하는 것을 가능하게 하고 있다.
(집속 이온빔 컬럼： FIB 컬럼)
FIB 컬럼(3)은, 헤드부(20)에 있어서의 피처리 기판(10)과 대향하는 면과는 반대측의 면측(상면측)에 배치되고, 헤드부(20)의 개구부(20A)에 선단부가 매몰되도록 끼워넣어진(감입된) 상태에서 연결되어 있다.
FIB 컬럼(3)은, 헤드부(20)의 개구부(20A)에 연통하는 경통(31)과, 경통(31) 내에 내장된 집속 이온빔 광학계(32)를 구비한다. 경통(31)의 상부에는, 연결 파이프(33)를 거쳐 도시하지 않는 진공 펌프가 연결되어 있다. FIB 컬럼(3)의 선단부로부터는, 개구부(20A) 내를 지나도록 이온빔(Ib)을 피처리 기판(10)을 향하여 출사하도록 되어 있다.
집속 이온빔 광학계(32)는, 이온빔(Ib)을 발생시키는 이온원, 발생된 이온빔(Ib)을 집속시키는 콘덴서(집광) 렌즈, 이온빔(Ib)을 주사하는 편향기, 이온빔(Ib)을 집속시키는 대물 정전(靜電) 렌즈 등을 구비한다.
CVD의 디포지션용 가스로서는, W(CO)6을 사용할 수가 있다. 기판 근방의 W(CO)6에 집속 이온빔이 조사되면, W과 CO로 분해되어 W이 기판 상에 디포지션된다.
FIB 컬럼(3)의 상단부에는, 도시하지 않는 승강 수단이 마련되어 있다. 한편, 이 승강 수단은, 도시하지 않는 X－Y 갠트리 스테이지에 연결되어 있다. 이 때문에, FIB 컬럼(3) 및 차동 배기 장치(2)는, 승강 수단에 의한 승강 동작이나, X－Y 갠트리 스테이지에 의한 X－Y방향으로의 이동이 가능하다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 지지부(4)에 지지된 피처리 기판(10)에 대해서, 차동 배기 장치(2) 및 FIB 컬럼(3)이, 이동하도록 되어 있다. 한편, 본 실시 형태에서는, 차동 배기 장치(2) 및 FIB 컬럼(3)이 이동하는 구성으로 했지만, 차동 배기 장치(2) 및 FIB 컬럼(3)이 위치 고정되고, 피처리 기판(10)이 이동하는 구성으로 해도 된다.
(양압 챔버)
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 양압 챔버(5)는, 상부가 개구되는 직방체의 용기모양(容器狀)의 형상을 가진다. 본 실시 형태에서는, 양압 챔버(5)의 밑부에 공기 도입로(5A)가 마련되어 있다. 양압 챔버(5)는, 공기 도입로(5A)를 거쳐 도시하지 않는 토출 펌프로부터 공기가 도입되어, 챔버 내가 양압을 유지하도록 설정되어 있다. 양압 챔버(5)의 상단 테두리(上端緣)는, 지지부(4)의 내측을 따르도록 배치되어 있다. 따라서, 양압 챔버(5)의 개구되는 상면은 피처리 기판(10)의 주연부를 제외하고 피처리 기판(10)의 하면의 대략 전체면(全面)에 양압을 미치도록 설정되어 있다. 한편, 본 실시 형태에서는, 양압 챔버(5) 내의 압력이, 피처리 기판(10)의 자중에 의한 휨을 저지해서 평탄한 상태를 유지하도록, 설정되어 있다.
(국소 음압 기구)
도 1에 나타내는 바와 같이, 양압 챔버(5) 내에는, 국소 음압 기구(6)가 X－Y방향으로 이동 자유롭게(자유롭게 이동하도록) 마련되어 있다. 국소 음압 기구(6)는, 상술한 차동 배기 장치(2)에 있어서의 헤드부(20)와 동등한 직경을 가지는 원반 형상을 가진다. 국소 음압 기구(6)의 상면에는, 다수의 흡기구(도 6에 나타내는 제2의 실시 형태에 있어서의 국소 음압 기구(6)의 흡기구(6A)를 참조)가 균등하게 배치되어 있다. 국소 음압 기구(6)에는, 도시하지 않는 가요성(可撓性)을 가지는 배관이 연결되고, 이 배관을 거쳐 진공배기(진공화)되도록 되어 있다. 이 국소 음압 기구(6)의 상면에 의한 피처리 기판(10)에 대한 흡인력은, 차동 배기 장치(2) 및 FIB 컬럼(3)측으로부터의 흡인에 기인하는 피처리 기판(10)에 대한 흡인력과 동등하게 되도록 설정되어 있다. 즉, 국소 음압 기구(6)의 피처리 기판(10)에 대한 흡인력은, 차동 배기 장치(2)측의 피처리 기판(10)에 대한 흡인력을 상쇄하도록 설정되어 있다.
양압 챔버(5) 내에는, 국소 음압 기구(6)를 X－Y방향으로 자유롭게 이동시키는 것이 가능한 도시하지 않는 이동 기구가 마련되어 있다. 그리고, 국소 음압 기구(6)는, 피처리 기판(10)을 사이에 두고 차동 배기 장치(2)와 대향하는 위치를 유지하도록, 차동 배기 장치(2) 및 FIB 컬럼(3)의 이동에 추종하도록 설정되어 있다. 한편, 본 실시 형태에서는, 국소 음압 기구(6)를 상하 방향으로 이동시켜서 위치맞춤을 가능하게 하는 도시하지 않는 승강 수단을 구비한다.
(제1의 실시 형태의 집속 이온빔 장치의 작용·동작)
이하, 본 실시 형태에 관계된 집속 이온빔 장치(1A)에 있어서의 작용·동작에 대하여 설명한다. 우선, 피처리 기판(10)을 반송하여, 피처리 기판(10)의 주연부에 위치하도록 위치맞춤한다. 이 때, 양압 챔버(5)에 공기 도입로(5A)로부터 공기 도입을 행해서, 피처리 기판(10)을 양압 챔버(5)의 상단 테두리에 배치시켰을 때에, 피처리 기판(10)이 휘지 않고 수평을 유지할 수 있도록, 양압 챔버(5)로의 공기 도입 상태가 적정하게 되도록 설정한다. 그리고, 피처리 기판(10)을 지지부(4)에 얹어놓고(올려놓고), 피처리 기판(10)의 주연부를 지지부(4)에 지지한다.
차동 배기 장치(2) 및 FIB 컬럼(3)을 피처리 기판(10)에 있어서의 처리를 실시하는 영역과 대향하도록 이동시킨다. 이 때, 국소 음압 기구(6)는, 국소 음압 기구(6)의 상면이, 피처리 기판(10)을 사이에 두고 차동 배기 장치(2) 및 FIB 컬럼(3)과 대향하도록, 도시하지 않는 이동 기구에 의해 이동한다.
그 후, 차동 배기 장치(2) 및 FIB 컬럼(3)을, 피처리 기판(10)과의 거리가 적정하게 되도록 이동시킨다. 이것과 동시에 국소 음압 기구(6)를, 피처리 기판(10)과의 거리가 적정하게 되도록 도시하지 않는 승강 수단에 의해 상승시킨다. 이 때, 차동 배기 장치(2) 및 FIB 컬럼(3)도 국소 음압 기구(6)도, 피처리 기판(10)과는 비접촉인(접촉하지 않는) 상태이다.
다음에, 차동 배기 장치(2) 및 FIB 컬럼(3)측의 흡인과, 국소 음압 기구(6)측의 흡인을 동일 정도, 또는 차동 배기 장치(2) 및 국소 음압 기구(6)의 흡인에 의해서 발생하는 피처리 기판(10)의 위쪽 또는 아래쪽으로의 휨을 억제할 수 있는 흡인력으로 동시에 행하는 것에 의해, 피처리 기판(10)이 위쪽 또는 아래쪽으로 휘는 것을 저지한다.
그리고, FIB 컬럼(3)으로부터 이온빔(Ib)을 조사해서, 피처리 기판(10)에 있어서의 FIB 컬럼(3)이 대향하는 영역의 표면 관찰, 표면의 패턴 수정 등의 처리를 행한다.
상기 처리가 끝나면, 차동 배기 장치(2) 및 FIB 컬럼(3)을 도시하지 않는 승강 수단에 의해 상승시켜서, 피처리 기판(10)으로부터 소정의 거리만큼 이간시킨다. 동시에, 국소 음압 기구(6)도 도시하지 않는 승강 수단에 의해 하강시켜서, 피처리 기판(10)으로부터 소정의 거리만큼 이간시킨다.
다음에, 차동 배기 장치(2) 및 FIB 컬럼(3)을 그 다음에 처리를 행할 영역으로, 도시하지 않는 X－Y 갠트리 스테이지에 의해 이동시킨다. 이것에 수반하여, 국소 음압 기구(6)를, 차동 배기 장치(2) 및 FIB 컬럼(3)과 대향하는 위치까지 추종하도록 이동시킨다. 그 후, 상기한 공정과 마찬가지 공정을 반복하는 것에 의해, 피처리 기판(10)의 주연부를 제외한 영역 전체에, 상기와 마찬가지 처리를 실시할 수가 있다.
이와 같은 수정 처리가 종료한 피처리 기판(10)은, 도시하지 않는 반송 수단에 의해, 주연부만을 지지한 상태에서 회수된다.
(비교예 1)
여기서, 상기 제1의 실시 형태에 대한 비교예 1에 대하여, 도 7을 사용하여 설명한다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 지지부(4) 위에 피처리 기판(10)을 단지 배치했을 뿐인 경우에는, 피처리 기판(10)의 자중에 의해 큰 휨이 발생한다. 반도체 장치나 비교적 소형의 표시면을 가지는 FPD에서는, 휨을 고려하지 않아도 되는 경우도 있다. 그렇지만, 근년에 들어서는, FPD의 대형화에 수반하여, 포토마스크도 대형화되고 있으며, 수 미터의 종횡 치수를 가지는 경우도 있기 때문에, 이 휨의 문제는 무시할 수가 없다.
(비교예 2)
도 8 및 도 9는, 비교예 2를 나타내고 있다. 이 비교예 2에 있어서는, 상기 제1의 실시 형태와 마찬가지의 지지부(4)와, 양압 챔버(5)를 구비하고 있다. 도 8은, 양압 챔버(5)의 작용에 의해, 피처리 기판(10)의 수평을 유지해서 평탄성을 유지한 상태이다. 이와 같은 상태에 있어서는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 차동 배기 장치(2) 및 FIB 컬럼(3)에 의해 처리(관찰, 수정 등)를 행한 경우, 차동 배기 장치(2) 및 FIB 컬럼(3)측의 흡인력에 의해, 피처리 기판(10)이 국소적으로 솟아오른 상태로 되어 버린다.
(제1의 실시 형태의 효과)
상술한 바와 같이, 제1의 실시 형태에 관계된 집속 이온빔 장치(1A)에 의하면, 피처리 기판(10)을 테이블형의 스테이지에 배치하는 것을 회피할 수 있기 때문에, 피처리 기판(10)에 있어서의 주연부를 제외한 유효한 영역의 하면에 파티클 등의 이물이 부착하거나, 피처리 기판(10)의 하면이 스테이지 등에 의해 손상되거나 하는 것을 방지할 수 있다.
[제2의 실시 형태]
도 4 내지 도 6을 사용하여, 본 발명의 제2의 실시 형태에 관계된 집속 이온빔 장치(1B)에 대하여 설명한다. 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 이 집속 이온빔 장치(1B)에서는, 차동 배기 장치(2)의 외측에, 차동 배기 장치(2)를 둘러싸도록 제1 부상 패드(7)가 주회해서 일체로 마련되어 있다. 이 제1 부상 패드(7)는, 불활성 가스로서의 질소 가스(N2)를 공급하는 토출 펌프에 도시하지 않는 연결 파이프를 거쳐 접속되어 있다. 이 제1 부상 패드(7)는, 편평한 고리형(환상)의 파이프 형상이고, 하면에 복수의 슬릿형 또는 원 형상의 개구가 형성되고, 이 개구로부터 불활성 가스를 토출하도록 되어 있다. 제1 부상 패드(7)로부터 토출되는 불활성 가스는, 피처리 기판(10)의 상면을 바이어스(付勢)한다.
도 4 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 관계된 집속 이온빔 장치(1B)에서는, 국소 음압 기구(6)의 외측에, 국소 음압 기구(6)를 둘러싸도록 제2 부상 패드(8)가 주회해서 일체로 마련되어 있다. 이 제2 부상 패드(8)는, 공기를 공급하는 도시하지 않는 토출 펌프에 도시하지 않는 연결 파이프를 거쳐 접속되어 있다. 이 제2 부상 패드(8)도 제1 부상 패드(7)와 마찬가지 크기의 편평한 고리형(환상)의 파이프 형상이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 제2 부상 패드(8)의 상면에는, 국소 음압 기구(6)의 상면에 형성된 흡기구(6A)와 마찬가지 배기구(8A)가 형성되어 있다. 이 배기구(8A)로부터 불어 내보내는(분출하는) 공기는, 피처리 기판(10)의 하면을 바이어스한다. 본 실시 형태에 관계된 집속 이온빔 장치(1B)의 다른 구성은, 상기한 제1의 실시 형태에 관계된 집속 이온빔 장치(1A)와 대략 마찬가지이다.
제1 부상 패드(7)는, 피처리 기판(10)의 상면을 향하여 불활성 가스를 내뿜어(분사하여) 가스 커튼을 형성한다. 이 때문에, 제1 부상 패드(7)는, 차동 배기 장치(2) 및 FIB 컬럼(3)을 피처리 기판(10)으로부터 떨어지는 방향으로 바이어스(부세)한다. 또, 불활성 가스를 사용함으로써, 경통(31) 내를 불활성 가스로 퍼지 가능하게 하여, 환경이 개선된다. 또, 제1 부상 패드(7)는, 불활성 가스의 내뿜기(분사)에 의해, 차동 배기 장치(2) 및 FIB 컬럼(3)을 피처리 기판(10)으로부터 떨어지는 방향으로 바이어스해서 차동 배기 장치(2) 및 FIB 컬럼(3)을 부상시키는 효과가 있다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는, 차동 배기에 의한 진공압을 상쇄시키는 효과가 있다.
특히, 제1 부상 패드(7)는, 차동 배기 장치(2) 및 FIB 컬럼(3)과 피처리 기판(10)의 접촉을 저지하는 작용을 가진다. 마찬가지로, 제2 부상 패드(8)는, 토출시키는 공기에 의해 국소 음압 기구(6)와 이 제2 부상 패드(8)가, 피처리 기판(10)에 대해서 접촉하는 것을 저지하는 작용을 가진다. 이들 제1 부상 패드(7) 및 제2 부상 패드(8)에 있어서는, 피처리 기판(10)에 대해서 기체를 토출시키고 있기 때문에, 피처리 기판(10)에 의해 이와 같은 기체의 토출을 저지하려고 해도 그 반발력이 매우 커진다. 이 때문에, 이들 제1 부상 패드(7) 및 제2 부상 패드(8)를 구비하는 것에 의해, 차동 배기 장치(2) 및 FIB 컬럼(3)과, 국소 음압 기구(6)가 피처리 기판(10)에의 접촉을 회피하는 능력을 높일 수가 있다.
[그밖의 실시 형태]
이상으로, 본 발명의 제1 및 제2의 실시 형태에 대하여 설명했지만, 이들 실시 형태의 개시의 일부를 이루는 논술 및 도면은 본 발명을 한정하는 것이라고 이해해서는 안된다. 이 개시로부터 당업자에게는 다양한 대체 실시 형태, 실시예 및 운용 기술이 명확해질 것이다.
예를 들어, 상기한 실시 형태에 관계된 집속 이온빔 장치(1A, 1B)는, 에너지 빔으로서 집속 이온빔을 적용했지만, 본 발명은, 에너지 빔으로서 레이저광을 사용하는 레이저 CVD나 레이저 에칭을 행하는 리페어 장치 등에 적용하는 것도 물론 가능하다.
상기한 실시 형태에 관계된 집속 이온빔 장치(1A, 1B)는, 리페어 장치에 적용해서 설명했지만, 이것 외에도, 피처리 기판에의 직접 묘화 기능을 가지는 전자선 묘화 장치, 피처리 기판의 표면 상태의 관찰을 가능하게 하는 주사 전자현미경 등에 적용 가능하다.
상기한 실시 형태에 관계된 집속 이온빔 장치(1A, 1B)에서는, 헤드부(20)로서, 원반 형상의 금속 플레이트를 사용했지만, 차동 배기 기능을 실현하는 구조라면, 이것에 한정되는 것은 아니다.
상기한 실시 형태에 관계된 집속 이온빔 장치(1A, 1B)에서는, 지지부(4)나 양압 챔버(5)를 위치 고정했지만, 반대로 지지부(4)나 양압 챔버(5)를 피처리 기판(10)에 대해서 이동시키는 구성으로 해도 된다.
상기한 실시 형태에 관계된 집속 이온빔 장치(1A, 1B)에 있어서, 차동 배기 장치(2)에 형성하는 고리형 홈의 수는, 4개에 한정되는 것은 아니고, 적어도 배기와 불어 내보냄(분출)을 행하는 2개 이상을 구비하면 되고, 고리형 홈이 아니라 다수의 개구부를 균일하게 배치하는 구조로 해도 된다.
1A, 1B: 집속 이온빔 장치
2: 차동 배기 장치
3: 집속 이온빔 컬럼(FIB)
4: 지지부
5: 양압 챔버
5A: 공기 도입로
6: 국소 음압 기구
6A: 흡기구
7: 제1 부상 패드
8: 제2 부상 패드
8A: 배기구
10: 피처리 기판
20: 헤드부
20A: 개구부
21, 22, 23, 24: 고리형 홈(흡기부)
25, 26: 연결 파이프
31: 경통
32: 집속 이온빔 광학계
33: 연결 파이프

Claims (8)

  1. 피처리 기판을 지지하는 지지부와,
    상기 피처리 기판의 피처리면의 임의 영역과 대응하도록 상대 이동 가능한, 차동 배기 장치를 구비한 집속 에너지 빔 컬럼
    을 구비하는 집속 에너지 빔 장치로서,
    상기 지지부는, 상기 피처리 기판을 수평으로 배치한 상태에서 주연부(周緣部)만을 지지하고,
    상기 지지부에 지지된 상기 피처리 기판의 아래쪽에, 상기 피처리 기판의 피처리 영역 전체에 걸쳐서 양압(陽壓)을 미치고, 상기 피처리 기판의 자중에 의한 휨(撓)을 저지하는 양압 챔버가 배치되고,
    상기 양압 챔버 내에, 상기 피처리 기판의 하면에 비접촉인 상태를 유지해서 음압(陰壓)을 미쳐서 상기 차동 배기 장치의 흡인력을 상쇄시키고, 그(當該) 피처리 기판을 사이에 두고 상기 차동 배기 장치와 대향하는 상태를 유지해서 상기 차동 배기 장치에 추종하여 상기 피처리 기판에 상대 이동 가능한 국소 음압 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 집속 에너지 빔 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차동 배기 장치의 외측을 둘러싸도록, 상기 피처리면으로 가스를 내뿜는 제1 부상 패드가 마련되고,
    상기 국소 음압 기구의 외측을 둘러싸도록, 상기 피처리 기판의 하면으로 가스를 내뿜는 제2 부상 패드가 마련되어 있는 집속 에너지 빔 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 차동 배기 장치는, 상기 피처리 기판의 상기 피처리면과 대향하는 헤드부를 구비하고,
    　상기 헤드부에 있어서의, 상기 피처리면과 대향하는 대향면에, 그 대향면의 중심부를 주회(周回)하도록 둘러싸서 흡기부가 마련되고,
    상기 헤드부에 있어서의 상기 중심부에, 상기 피처리면에 대한 처리를 가능하게 하는 처리용 공간을 형성하는 개구부가 마련되고,
    상기 흡기부에 진공 펌프가 연결되고, 상기 피처리면에 상기 대향면을 대향시킨 상태에서, 상기 흡기부로부터의 흡기 작용에 의해, 상기 처리용 공간을 고진공으로 하는 집속 에너지 빔 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    집속 에너지 빔 컬럼은, 상기 헤드부에 있어서의 상기 대향면과는 반대측에 배치되고, 상기 개구부에 연결해서 상기 처리용 공간에 연통 가능한 경통(鏡筒)을 구비하고, 상기 경통 내에 집속 에너지 빔계를 내장해서 집속 에너지 빔이 상기 개구부 내를 지나도록 출사하는 집속 에너지 빔 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    집속 에너지 빔계는, 집속 이온빔을 출사하는 집속 이온빔계인 집속 에너지 빔 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 대향면에 있어서의 상기 흡기부보다도 상기 중심부에 가까운 위치에 성막용 가스를 공급하는 성막용 가스 공급부가 마련되어 있는 집속 에너지 빔 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 대향면에 있어서의 상기 흡기부보다도 상기 중심부에 가까운 위치에 성막용 가스를 공급하는 성막용 가스 공급부가 마련되어 있는 집속 에너지 빔 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 대향면에 있어서의 상기 흡기부보다도 상기 중심부에 가까운 위치에 성막용 가스를 공급하는 성막용 가스 공급부가 마련되어 있는 집속 에너지 빔 장치.
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