JP3123956B2 - 静電吸着装置及びそれを用いた電子線描画装置 - Google Patents
静電吸着装置及びそれを用いた電子線描画装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は静電吸着装置及びそ
れを用いた電子線描画装置、特に試料を真空雰囲気中で
静電吸着保持するのに適した静電吸着装置及びそれを用
いた電子線描画装置に関する。
れを用いた電子線描画装置、特に試料を真空雰囲気中で
静電吸着保持するのに適した静電吸着装置及びそれを用
いた電子線描画装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子線を利用した装置、例えば電子線描
画装置では、試料の描画時において加減速を伴う試料の
移動が行われている。このため、試料が所定の位置から
ずれないよう、試料保持を行う機能が必要となる。更
に、成膜等のプロセスを経たウエハは、数十μｍも凸形
もしくは凹形に反った形状になっている。したがって、
描画精度の面からこの反りを平坦面に矯正する必要があ
る。
画装置では、試料の描画時において加減速を伴う試料の
移動が行われている。このため、試料が所定の位置から
ずれないよう、試料保持を行う機能が必要となる。更
に、成膜等のプロセスを経たウエハは、数十μｍも凸形
もしくは凹形に反った形状になっている。したがって、
描画精度の面からこの反りを平坦面に矯正する必要があ
る。
【０００３】この要求に対し、同じパターン露光を目的
とする縮小投影露光装置（ステッパ）では、大気圧下で
試料保持を行うため、真空吸着により試料の矯正が可能
である。しかし、真空雰囲気内で描画を行う電子線描画
装置や、測長や外観検査を目的とした走査型電子顕微鏡
（ＳＥＭ）では、この方式は採用できない。そこで、静
電力を利用した静電吸着装置を用いている。この静電吸
着装置は、試料であるウエハと試料ホルダを構成する誘
電体の間に電圧を印加し、電荷を発生させることにより
吸着力を確保している。
とする縮小投影露光装置（ステッパ）では、大気圧下で
試料保持を行うため、真空吸着により試料の矯正が可能
である。しかし、真空雰囲気内で描画を行う電子線描画
装置や、測長や外観検査を目的とした走査型電子顕微鏡
（ＳＥＭ）では、この方式は採用できない。そこで、静
電力を利用した静電吸着装置を用いている。この静電吸
着装置は、試料であるウエハと試料ホルダを構成する誘
電体の間に電圧を印加し、電荷を発生させることにより
吸着力を確保している。
【０００４】しかし、吸着対象であるシリコンウエハに
は、酸化膜などの非常に硬い絶縁物が堆積している。こ
のため、この絶縁膜を除去もしくは破壊してウエハと導
通を取る必要がある。従来は、導電性ダイヤモンド針等
を用いてウエハ表面に傷を付け導通を取っていた。ま
た、特開平７−３０２７４６号に記載されるように、超
硬材のシャープエッジをウエハ側面に接触させ、導通を
取る機構を設けていた。
は、酸化膜などの非常に硬い絶縁物が堆積している。こ
のため、この絶縁膜を除去もしくは破壊してウエハと導
通を取る必要がある。従来は、導電性ダイヤモンド針等
を用いてウエハ表面に傷を付け導通を取っていた。ま
た、特開平７−３０２７４６号に記載されるように、超
硬材のシャープエッジをウエハ側面に接触させ、導通を
取る機構を設けていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単に鋭
利なものをウエハ側面に押し付けただけでは、ウエハと
の間に接触抵抗を生じてしまい、ウエハを流れる誘電体
のリーク電流により、ウエハを確実にアース電位にする
ことができない。このウエハの電位によって生じたウエ
ハ近傍の不要な電界により、偏向されてウエハ斜め方向
から照射される電子線は、軌道が曲げられてしまうとい
う大きな問題があった。
利なものをウエハ側面に押し付けただけでは、ウエハと
の間に接触抵抗を生じてしまい、ウエハを流れる誘電体
のリーク電流により、ウエハを確実にアース電位にする
ことができない。このウエハの電位によって生じたウエ
ハ近傍の不要な電界により、偏向されてウエハ斜め方向
から照射される電子線は、軌道が曲げられてしまうとい
う大きな問題があった。
【０００６】本発明の目的は、試料と導通治具の接触抵
抗とリーク電流によって発生する試料の電位を極力小さ
くして、その電位の電子線軌道に与える影響を低減する
のに適した静電吸着装置及びそれを用いた電子線描画装
置を提供することにある。
抗とリーク電流によって発生する試料の電位を極力小さ
くして、その電位の電子線軌道に与える影響を低減する
のに適した静電吸着装置及びそれを用いた電子線描画装
置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明では、一つの観点
によれば、試料を保持する誘電体と、前記試料を前記誘
電体に吸着保持するように前記試料との間に前記誘電体
を介して電圧を印加する吸着用電源と、前記試料に接触
させて該試料をアース電位に接続する導通治具を備えた
静電吸着装置において、前記試料と導通治具の接触抵抗
とリーク電流によって前記試料に発生する電位を相殺す
る電圧を前記導通治具に印加するオフセット用電源が備
えられている。
によれば、試料を保持する誘電体と、前記試料を前記誘
電体に吸着保持するように前記試料との間に前記誘電体
を介して電圧を印加する吸着用電源と、前記試料に接触
させて該試料をアース電位に接続する導通治具を備えた
静電吸着装置において、前記試料と導通治具の接触抵抗
とリーク電流によって前記試料に発生する電位を相殺す
る電圧を前記導通治具に印加するオフセット用電源が備
えられている。
【０００８】本発明では、もう一つの観点によれば、電
子線を発生させる手段と、その発生された電子線で試料
を照射してその試料に予め定められたパタ−ンを形成す
る手段と、前記試料を静電吸着する静電吸着装置とを含
む電子線描画装置において、前記静電吸着装置は、前述
した静電吸着装置が備えられている。
子線を発生させる手段と、その発生された電子線で試料
を照射してその試料に予め定められたパタ−ンを形成す
る手段と、前記試料を静電吸着する静電吸着装置とを含
む電子線描画装置において、前記静電吸着装置は、前述
した静電吸着装置が備えられている。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明にもとづく静電吸着
装置の一実施例を示す。同図において、試料であるウエ
ハ１を吸着保持する誘電体２には電極３が埋め込まれて
おり、該電極は吸着用直流電源４と接続されている。誘
電体２は導電性を持つベースパレット５上に設置されて
おり、ベースパレット５は電位が０となるように接地さ
れている。ウエハ１の側面には、調整ばね６の弾性力を
利用して、導通治具７の鋭利な刃先を押し付けている。
この導通治具７には、吸着用直流電源４と逆の極性を持
つオフセット用直流電源８が接続されており、導通治具
７の電位を調整することができる。この電位は、ウエハ
１上に設置された表面電位計９により非接触で測定され
た測定値によって、コントローラ１０が制御を行う。こ
こで、導通治具７は絶縁シート１１によりベースパレッ
ト５と電気的に絶縁されていなければならない。また、
導通治具７は電位を持つため、アース電位のカバー１２
によって覆う必要がある。
装置の一実施例を示す。同図において、試料であるウエ
ハ１を吸着保持する誘電体２には電極３が埋め込まれて
おり、該電極は吸着用直流電源４と接続されている。誘
電体２は導電性を持つベースパレット５上に設置されて
おり、ベースパレット５は電位が０となるように接地さ
れている。ウエハ１の側面には、調整ばね６の弾性力を
利用して、導通治具７の鋭利な刃先を押し付けている。
この導通治具７には、吸着用直流電源４と逆の極性を持
つオフセット用直流電源８が接続されており、導通治具
７の電位を調整することができる。この電位は、ウエハ
１上に設置された表面電位計９により非接触で測定され
た測定値によって、コントローラ１０が制御を行う。こ
こで、導通治具７は絶縁シート１１によりベースパレッ
ト５と電気的に絶縁されていなければならない。また、
導通治具７は電位を持つため、アース電位のカバー１２
によって覆う必要がある。
【００１０】以下、図１の実施例の動作について説明す
る。誘電体２の吸着面に置かれたウエハ１には側面から
導通治具７が押し当てられる。このとき、ウエハ１の周
囲にあるストッパ１３によって、ウエハ１は正規位置に
固定される。ここで、スイッチ１４を閉じて誘電体２に
電圧を印加し、ウエハ１を誘電体２の吸着面に吸着させ
る。
る。誘電体２の吸着面に置かれたウエハ１には側面から
導通治具７が押し当てられる。このとき、ウエハ１の周
囲にあるストッパ１３によって、ウエハ１は正規位置に
固定される。ここで、スイッチ１４を閉じて誘電体２に
電圧を印加し、ウエハ１を誘電体２の吸着面に吸着させ
る。
【００１１】ウエハ１にはリーク電流が流れるため、導
通治具７とウエハ１との接触抵抗により、ウエハ１には
電位が発生する。例えば、リーク電流＝２００μＡ、接
触抵抗＝５ｋΩとすると、ウエハ１には１Ｖの電位が発
生していることになる。ここで、電子線の偏向量を５μ
ｍとした場合、この発生した１Ｖの電位によって電子線
がウエハ１に引き付けられてしまい、１０ｎｍ程度のず
れが生じることが実験により確認されている。このずれ
量とウエハ１の電位は比例関係にあるため、電位が５０
０ｍＶ以下では問題にならないが、それを越えた値では
描画精度に影響を及ぼすことになる。したがって、その
電位を表面電位計９により測定し、この電位が減少する
ように、導通治具７に逆電圧を印加する。つまり、ウエ
ハ１に１Ｖの電位が生じた場合、オフセット用直流電源
８を−１Ｖに調整すれば、ウエハ１を０Ｖ（接地電位）
にすることができる。
通治具７とウエハ１との接触抵抗により、ウエハ１には
電位が発生する。例えば、リーク電流＝２００μＡ、接
触抵抗＝５ｋΩとすると、ウエハ１には１Ｖの電位が発
生していることになる。ここで、電子線の偏向量を５μ
ｍとした場合、この発生した１Ｖの電位によって電子線
がウエハ１に引き付けられてしまい、１０ｎｍ程度のず
れが生じることが実験により確認されている。このずれ
量とウエハ１の電位は比例関係にあるため、電位が５０
０ｍＶ以下では問題にならないが、それを越えた値では
描画精度に影響を及ぼすことになる。したがって、その
電位を表面電位計９により測定し、この電位が減少する
ように、導通治具７に逆電圧を印加する。つまり、ウエ
ハ１に１Ｖの電位が生じた場合、オフセット用直流電源
８を−１Ｖに調整すれば、ウエハ１を０Ｖ（接地電位）
にすることができる。
【００１２】図２は本発明にもとづく静電吸着装置のも
う一つの実施例を示す。同図において、ウエハ１の裏面
には、調整ばね６の弾性力を利用して、鋭利な針の形状
を持った導通治具７を押し付けている。また、ウエハ１
が上に浮き上がらないように、押さえ治具１５でウエハ
１をその上から押し付けている。この押さえ治具１５は
ウエハ１に傷が付かないよう曲面形状となっている。導
通治具７には吸着用直流電源４と逆の極性を持つオフセ
ット用直流電源８が接続されており、導通治具７の電位
を調整することができる。この電位は、静電吸着回路内
に組み込まれた電流計１６の測定値、すなわちリーク電
流の値によって、コントローラ１０が制御を行う。ここ
で、ウエハ１に発生する電位はオームの法則からリーク
電流に比例すると考えられ、このリーク電流はウエハの
裏面の状態によって異なる。したがって、リーク電流と
ウエハ１の電位の関係を予め求めておき、この電位をオ
フセットとして導通治具に印加すれば、裏面の異なるウ
エハにおいても対処することが可能となる。誘電体２の
構造及び本実施例の基本の動作は図１の実施例と同様で
ある。
う一つの実施例を示す。同図において、ウエハ１の裏面
には、調整ばね６の弾性力を利用して、鋭利な針の形状
を持った導通治具７を押し付けている。また、ウエハ１
が上に浮き上がらないように、押さえ治具１５でウエハ
１をその上から押し付けている。この押さえ治具１５は
ウエハ１に傷が付かないよう曲面形状となっている。導
通治具７には吸着用直流電源４と逆の極性を持つオフセ
ット用直流電源８が接続されており、導通治具７の電位
を調整することができる。この電位は、静電吸着回路内
に組み込まれた電流計１６の測定値、すなわちリーク電
流の値によって、コントローラ１０が制御を行う。ここ
で、ウエハ１に発生する電位はオームの法則からリーク
電流に比例すると考えられ、このリーク電流はウエハの
裏面の状態によって異なる。したがって、リーク電流と
ウエハ１の電位の関係を予め求めておき、この電位をオ
フセットとして導通治具に印加すれば、裏面の異なるウ
エハにおいても対処することが可能となる。誘電体２の
構造及び本実施例の基本の動作は図１の実施例と同様で
ある。
【００１３】図３は本発明にもとづく静電吸着装置の更
にもう一つの実施例を示す。同図において、ウエハ１を
吸着保持する誘電体２には板状の電極２３ａ、２３ｂが
２個埋め込まれており、一方の電極２３ａには正の電圧
を、他方の電極２３ｂには負の電圧を印加するよう、各
々直流電源２４ａ、２４ｂに接続されている。このうち
一方の直流電源２４ｂにおいては、ウエハ１上に設置さ
れた表面電位計９の非接触状態での測定値によって、コ
ントローラ１０が印加電圧の制御を行う。これにより、
導通治具をウエハに接触することなしに、ウエハ１をア
ース電位にすることができる。
にもう一つの実施例を示す。同図において、ウエハ１を
吸着保持する誘電体２には板状の電極２３ａ、２３ｂが
２個埋め込まれており、一方の電極２３ａには正の電圧
を、他方の電極２３ｂには負の電圧を印加するよう、各
々直流電源２４ａ、２４ｂに接続されている。このうち
一方の直流電源２４ｂにおいては、ウエハ１上に設置さ
れた表面電位計９の非接触状態での測定値によって、コ
ントローラ１０が印加電圧の制御を行う。これにより、
導通治具をウエハに接触することなしに、ウエハ１をア
ース電位にすることができる。
【００１４】図４は本発明にもとづく静電吸着装置の別
の更にもう一つの実施例を示す。同図において、ウエハ
１の裏面には鋭利な針の形状を持った導通治具７を、そ
して表面には押さえ治具１５を押し付けている。導通治
具７にはオフセット用直流電源８が接続されており、導
通治具７の電位を調整することができる。ここで、ウエ
ハ１の裏面に押し付けた接触子２５とこれに接続した電
圧計２６によりウエハ１の電位を測定し、導通治具７の
電位を制御する。この電圧計２６の入力インピ−ダンス
を大きくすることにより高精度の電位測定が可能とな
る。また、表面電位計と比較して描画中の測定も行える
ため、リアルタイムでのウエハ電位発生の抑制が可能と
なる。
の更にもう一つの実施例を示す。同図において、ウエハ
１の裏面には鋭利な針の形状を持った導通治具７を、そ
して表面には押さえ治具１５を押し付けている。導通治
具７にはオフセット用直流電源８が接続されており、導
通治具７の電位を調整することができる。ここで、ウエ
ハ１の裏面に押し付けた接触子２５とこれに接続した電
圧計２６によりウエハ１の電位を測定し、導通治具７の
電位を制御する。この電圧計２６の入力インピ−ダンス
を大きくすることにより高精度の電位測定が可能とな
る。また、表面電位計と比較して描画中の測定も行える
ため、リアルタイムでのウエハ電位発生の抑制が可能と
なる。
【００１５】図５は本発明の静電吸着装置を搭載した電
子線描画装置の一実施例を示す。同図において、電子銃
１７から放出された電子線１８はアパーチャ１９及びレ
ンズ２０によって成形されてウエハ１を照射し、板状の
偏向器２１によって電子線の軌道を制御している。ま
た、ステージ２２上にはベースパレット５および誘電体
２が設置されており、これに静電吸着保持されたウエハ
１の描画位置はステージ２２の移動によって制御され
る。これによって、ウエハ１には所望のパタ−ンを形成
することができる。
子線描画装置の一実施例を示す。同図において、電子銃
１７から放出された電子線１８はアパーチャ１９及びレ
ンズ２０によって成形されてウエハ１を照射し、板状の
偏向器２１によって電子線の軌道を制御している。ま
た、ステージ２２上にはベースパレット５および誘電体
２が設置されており、これに静電吸着保持されたウエハ
１の描画位置はステージ２２の移動によって制御され
る。これによって、ウエハ１には所望のパタ−ンを形成
することができる。
【００１６】ベースパレット５に取り付けられた導通治
具７には図１に示されるオフセット用直流電源が結線さ
れており、ウエハ１の電位を低減することが可能であ
る。これにより、従来の装置に比べて、ウエハ１の電位
の電子線軌道に与える影響が小さくなり、描画精度を向
上させることができる。
具７には図１に示されるオフセット用直流電源が結線さ
れており、ウエハ１の電位を低減することが可能であ
る。これにより、従来の装置に比べて、ウエハ１の電位
の電子線軌道に与える影響が小さくなり、描画精度を向
上させることができる。
【００１７】図５に実施例においては、ウエハ１の静電
吸着装置としては、図１に示される静電吸着装置はもち
ろん、それ以外に、既述した図２、３及び５に示される
いずれの静電吸着装置が用いられてもよい。
吸着装置としては、図１に示される静電吸着装置はもち
ろん、それ以外に、既述した図２、３及び５に示される
いずれの静電吸着装置が用いられてもよい。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、試料と導通治具の接触
抵抗とリーク電流によって発生する試料の電位を極力小
さくして、その電位の電子線軌道に与える影響を低減す
るのに適した静電吸着装置及びそれを用いた電子線描画
装置が提供される。
抵抗とリーク電流によって発生する試料の電位を極力小
さくして、その電位の電子線軌道に与える影響を低減す
るのに適した静電吸着装置及びそれを用いた電子線描画
装置が提供される。
【図１】本発明にもとづく静電吸着装置の一実施例の概
略図である。
略図である。
【図２】本発明にもとづく静電吸着装置のもう一つの実
施例の概略図である。
施例の概略図である。
【図３】本発明にもとづく静電吸着装置の更にもう一つ
の実施例の概略図である。
の実施例の概略図である。
【図４】本発明にもとづく静電吸着装置の別の更にもう
一つの実施例の概略図である。
一つの実施例の概略図である。
【図５】本発明にもとづく電子線描画装置の一実施例の
概略図である。
概略図である。
１…ウエハ、２…誘電体、３…電極、４…吸着用直流電
源、５…ベースパレット、６…調整ばね、７…導通治
具、８…オフセット用直流電源、９…表面電位計、１０
…コントローラ、１１…絶縁シート、１２…アース電位
カバー、１３…ストッパ、１４…スイッチ、１５…押さ
え治具、１６…電流計、１７…電子銃、１８…電子ビー
ム、１９…アパーチャ、２０…レンズ、２１…偏向板、
２２…ステージ、２３ａ、２３ｂ…電極、２４ａ、２４
ｂ…直流電源、２５…接触子、２６…電圧計。
源、５…ベースパレット、６…調整ばね、７…導通治
具、８…オフセット用直流電源、９…表面電位計、１０
…コントローラ、１１…絶縁シート、１２…アース電位
カバー、１３…ストッパ、１４…スイッチ、１５…押さ
え治具、１６…電流計、１７…電子銃、１８…電子ビー
ム、１９…アパーチャ、２０…レンズ、２１…偏向板、
２２…ステージ、２３ａ、２３ｂ…電極、２４ａ、２４
ｂ…直流電源、２５…接触子、２６…電圧計。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松島 勝 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社 日立製作所 中央研究所内 (56)参考文献 特開 平７−211770（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−302746（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−250615（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−246366（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 B23Q 3/15 H01J 37/20 H01J 37/305
Claims (6)
- 【請求項１】試料を保持する誘電体と、前記試料を前記
誘電体に吸着保持するように前記試料との間に前記誘電
体を介して電圧を印加する吸着用電源と、前記試料に接
触させて該試料をアース電位に接続する導通治具を備え
た静電吸着装置において、 前記試料と導通治具の接触抵
抗とリーク電流によって前記試料に発生する電位を相殺
する電圧を前記導通治具に印加するオフセット用電源を
設けたことを特徴とする静電吸着装置。 - 【請求項２】請求項１において、オフセット用電源は、
前記導通治具に前記吸着用電源と逆極性の電圧を印加す
ることを特徴とする静電吸着装置。 - 【請求項３】請求項２において、更に、前記試料の電位
を測定する手段と、その測定された電位にもとづいて前
記オフセット用電源の電圧を制御するコントローラを設
けたことを特徴とする静電吸着装置。 - 【請求項４】請求項３において、前記コントローラは、
前記試料の電位が±５００ｍＶ以下となるように前記オ
フセット用電源を制御することを特徴とする静電吸着装
置。 - 【請求項５】請求項２において、更に、前記試料を流れ
る電流を測定する手段と、その測定された電流にもとづ
いて前記オフセット用電源の電圧を制御するコントロー
ラを設けたことを特徴とする静電吸着装置。 - 【請求項６】電子線を発生させる手段と、その発生され
た電子線で試料を照射してその試料に予め定められたパ
タ−ンを形成する手段と、前記試料を静電吸着する静電
吸着装置とを含む電子線描画装置において、前記静電吸
着装置は請求項１〜５のいずれか１つに記載された静電
吸着装置からなることを特徴とする電子線描画装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09271187A JP3123956B2 (ja) | 1997-10-03 | 1997-10-03 | 静電吸着装置及びそれを用いた電子線描画装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09271187A JP3123956B2 (ja) | 1997-10-03 | 1997-10-03 | 静電吸着装置及びそれを用いた電子線描画装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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