JP2834243B2 - 電子線描画における帯電防止方法 - Google Patents
電子線描画における帯電防止方法Info
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- JP2834243B2 JP2834243B2 JP33345189A JP33345189A JP2834243B2 JP 2834243 B2 JP2834243 B2 JP 2834243B2 JP 33345189 A JP33345189 A JP 33345189A JP 33345189 A JP33345189 A JP 33345189A JP 2834243 B2 JP2834243 B2 JP 2834243B2
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- Japan
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- electron beam
- wafer
- dielectric breakdown
- insulating film
- semiconductor wafer
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子線描画に係り、更に詳細には、半導体ウ
エハ表面に電子描画を行う場合の帯電防止方法に関す
る。
エハ表面に電子描画を行う場合の帯電防止方法に関す
る。
電子線描画装置を用いて、半導体ウエハ（以下、ウエ
ハと略称する）の表面に大規模集積回路等を形成する場
合、ウエハ表面に酸化膜等の絶縁膜が被覆されている
と、アース等の配慮がなされていない場合には、電子線
描画工程時に絶縁膜を通過した電荷がウエハ内に蓄積さ
れる。このような帯電現象は、ウエハの電位に変化をき
たし電子線描画に悪影響を与え、描画パターンに位置ず
れを生じさせる原因となる。
ハと略称する）の表面に大規模集積回路等を形成する場
合、ウエハ表面に酸化膜等の絶縁膜が被覆されている
と、アース等の配慮がなされていない場合には、電子線
描画工程時に絶縁膜を通過した電荷がウエハ内に蓄積さ
れる。このような帯電現象は、ウエハの電位に変化をき
たし電子線描画に悪影響を与え、描画パターンに位置ず
れを生じさせる原因となる。
そのため、従来より帯電防止策として種々を技術が提
案されている。
案されている。
例えば、特開昭57−13741号公報に開示されるよう
に、ウエハの側面（周縁）の絶縁膜のみを回転研磨子等
で除去して、ウエハ側面の絶縁膜除去部分を配線を介し
てアースさせたり、 特開昭58−103135号公報に開示されるように、電子線
描画装置のステージ制御系にプラズマイオンを放射し
て、基板上に帯電した負電荷を中和したり、 特開昭61−46019号公報に開示されたりするように、
ウエハの側面部に、イオン注入した電荷導電片を圧接し
て、基板上に蓄積された電荷を除去したり、 特開昭63−90130号公報に開示されるように、電極ピ
ンと接地ピンをウエハの表面絶縁膜に弾性部材の力で押
し付け、電子線描画を行う前に、これらのピン間で放電
を行わせて、絶縁膜を局部的に破壊し、同時に前記ピン
をウエハ表面に刺し込んでウエハをアースさせたりし
て、 電子線描画時の電荷蓄積を消去したり、低下させてい
る。
に、ウエハの側面（周縁）の絶縁膜のみを回転研磨子等
で除去して、ウエハ側面の絶縁膜除去部分を配線を介し
てアースさせたり、 特開昭58−103135号公報に開示されるように、電子線
描画装置のステージ制御系にプラズマイオンを放射し
て、基板上に帯電した負電荷を中和したり、 特開昭61−46019号公報に開示されたりするように、
ウエハの側面部に、イオン注入した電荷導電片を圧接し
て、基板上に蓄積された電荷を除去したり、 特開昭63−90130号公報に開示されるように、電極ピ
ンと接地ピンをウエハの表面絶縁膜に弾性部材の力で押
し付け、電子線描画を行う前に、これらのピン間で放電
を行わせて、絶縁膜を局部的に破壊し、同時に前記ピン
をウエハ表面に刺し込んでウエハをアースさせたりし
て、 電子線描画時の電荷蓄積を消去したり、低下させてい
る。
ところで、前述した従来技術は、回転研磨子や、プラ
ズマイオン発生装置や、イオン注入の電荷導電片や、放
電及びアース用のピン等の特別な器具や装置を必要とす
る。さらに、前記従来技術のうち、導電片やピン等を圧
接したり、刺し込んだりする場合には、ウエハ表面が損
傷し、損傷部分にごみ等が付着し、さらに絶縁膜が厚い
時等にウエハと導電片，ピン等とが接触不良を起こし、
アース不良が生じることもあった。
ズマイオン発生装置や、イオン注入の電荷導電片や、放
電及びアース用のピン等の特別な器具や装置を必要とす
る。さらに、前記従来技術のうち、導電片やピン等を圧
接したり、刺し込んだりする場合には、ウエハ表面が損
傷し、損傷部分にごみ等が付着し、さらに絶縁膜が厚い
時等にウエハと導電片，ピン等とが接触不良を起こし、
アース不良が生じることもあった。
本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、特別な絶縁膜削除用の器具や電荷中
和装置等を必要とすることなく、しかもウエハ表面を傷
つけることなく、確実に電子線描画時の帯電現象を解消
させ、高精度な電子線描画を保証することにある。
的とするところは、特別な絶縁膜削除用の器具や電荷中
和装置等を必要とすることなく、しかもウエハ表面を傷
つけることなく、確実に電子線描画時の帯電現象を解消
させ、高精度な電子線描画を保証することにある。
上記目的は、絶縁膜が被覆された半導体ウエハ表面に
電子ビームを照射して描画を行う電子線描画方式におい
て、 前記は導体ウエハ上の任意の箇所に電子ビームを照射
する第１のステップと、 前記第１のステップにより発生する前記半導体ウエハ
上の絶縁破壊箇所にアース用の部材を接触させる第２の
ステップを有することで達成される。
電子ビームを照射して描画を行う電子線描画方式におい
て、 前記は導体ウエハ上の任意の箇所に電子ビームを照射
する第１のステップと、 前記第１のステップにより発生する前記半導体ウエハ
上の絶縁破壊箇所にアース用の部材を接触させる第２の
ステップを有することで達成される。
電子線描画を行うに際し、ウエハ面上の任意箇所にて
絶縁膜に予め電子ビームを照射すると、局所的な帯電現
象が発生する。ウエハに被覆された絶縁膜のうち、ウエ
ハ周縁（側面）にある絶縁膜は、被覆構造が比較的不完
全となりその膜厚が他の部分より薄くなっている。
絶縁膜に予め電子ビームを照射すると、局所的な帯電現
象が発生する。ウエハに被覆された絶縁膜のうち、ウエ
ハ周縁（側面）にある絶縁膜は、被覆構造が比較的不完
全となりその膜厚が他の部分より薄くなっている。
従って、電子線描画に際して、予めウエハの絶縁膜に
局部的な帯電現像を発生させると、ウエハ周縁とこれに
隣接するウエハ保持具との間で放電が生じ、ウエハ周縁
に絶縁破壊が発生する。
局部的な帯電現像を発生させると、ウエハ周縁とこれに
隣接するウエハ保持具との間で放電が生じ、ウエハ周縁
に絶縁破壊が発生する。
そして、この絶縁破壊部を介してウエハとウエハ保持
具（アース用部材）が接触することで、ウエハがアース
され、その後に電子線描画を実行した場合には、ウエハ
表面が常に同電位に保たれて、良好な電子線描画を行い
得る。
具（アース用部材）が接触することで、ウエハがアース
され、その後に電子線描画を実行した場合には、ウエハ
表面が常に同電位に保たれて、良好な電子線描画を行い
得る。
本発明の実施例を図面により説明する。
第１図は、本発明の帯電防止の一例を示す説明図、第
２図は、第１図の縦断面図、第３図は、本発明の適用対
象となる電子線描画装置のシステム構成図、第４図は、
そのフローチャートを示す。
２図は、第１図の縦断面図、第３図は、本発明の適用対
象となる電子線描画装置のシステム構成図、第４図は、
そのフローチャートを示す。
まず、第３図により電子線描画装置の全体構成につい
て説明する。
て説明する。
第３図において、１は電子銃、２は絞り、３は収束用
の電子レンズ（第１レンズ）、４はブランキング電極、
５は絞り、６は収束用の電子レンズ（第２レンズ）、７
は偏向器、８はマーク検出用の反射電子検出器、９はウ
エハ、10はステージである。
の電子レンズ（第１レンズ）、４はブランキング電極、
５は絞り、６は収束用の電子レンズ（第２レンズ）、７
は偏向器、８はマーク検出用の反射電子検出器、９はウ
エハ、10はステージである。
電子銃１から出力される電子ビームは、第1,第２のレ
ンズ3,6及び絞り2,5により所望の形状に制御され、偏向
器７で所定の描画パターン信号に基づき偏向制御されて
ウエハ９表面に照射される。16は偏向制御系である。
ンズ3,6及び絞り2,5により所望の形状に制御され、偏向
器７で所定の描画パターン信号に基づき偏向制御されて
ウエハ９表面に照射される。16は偏向制御系である。
偏向器７で電子ビームが偏向される領域は、約3mmと
精度面からの制約がある。おのため、ウエハ９全面に所
定の描画パターンを形成するには、被描画領域ごとに、
レーザ測長器11,レーザ制御系13,サーボ制御系12を用い
てステージ10を移動させ、ウエハ上に配設されるマーク
を反射電子検出器８及びマーク検出系15を用いて検出し
て、高精度のウエハ位置決めを行う。
精度面からの制約がある。おのため、ウエハ９全面に所
定の描画パターンを形成するには、被描画領域ごとに、
レーザ測長器11,レーザ制御系13,サーボ制御系12を用い
てステージ10を移動させ、ウエハ上に配設されるマーク
を反射電子検出器８及びマーク検出系15を用いて検出し
て、高精度のウエハ位置決めを行う。
16は電子線描画装置のシステム全体をプログラム制御
するためのコンピュータ、17はブランカ制御系である。
するためのコンピュータ、17はブランカ制御系である。
次に本発明に係る帯電防止法の具体例について、第１
図，第２図により説明する。
図，第２図により説明する。
20は、ウエハ９を保持するためのカセット（ウエハ保
持具）で、ステージ10に搭載される。
持具）で、ステージ10に搭載される。
ウエハ９は、例えばシリコンよりなり、その表面に絶
面膜として酸化シリコン膜（以下、絶縁膜とする）9Aが
被覆される。絶縁膜9Aは、数μｍの膜厚としてある。
面膜として酸化シリコン膜（以下、絶縁膜とする）9Aが
被覆される。絶縁膜9Aは、数μｍの膜厚としてある。
絶縁膜9Aは、従来の技術の項でも述べたように、電子
線描画時の電子ビームにより電荷をウエハ面上に蓄積
（帯電）させて、パターンずれ等電子線描画精度に悪影
響を及ぼす原因となるため、本実施例では、次のように
して帯電防止策を講じている。
線描画時の電子ビームにより電荷をウエハ面上に蓄積
（帯電）させて、パターンずれ等電子線描画精度に悪影
響を及ぼす原因となるため、本実施例では、次のように
して帯電防止策を講じている。
すなわち、電子線描画に際してステージを移動制御し
て、ウエハ面のうち、ウエハの製品として不用となる箇
所が電子ビームの照射位置にくるように位置決めを行
う。ここで不要箇所とは、ウエハ９を切り取った時に不
要となる箇所で、ウエハの面のうちウエハ周縁近くの部
位がこれにあたる。
て、ウエハ面のうち、ウエハの製品として不用となる箇
所が電子ビームの照射位置にくるように位置決めを行
う。ここで不要箇所とは、ウエハ９を切り取った時に不
要となる箇所で、ウエハの面のうちウエハ周縁近くの部
位がこれにあたる。
次いで、前記ウエハ不要箇所に電子ビームB1を照射さ
せる。なお、第１図では、B1が絶縁破壊に使用する電子
ビーム、B2が電子線描画に使用する電子ビームとして図
示してある。
せる。なお、第１図では、B1が絶縁破壊に使用する電子
ビーム、B2が電子線描画に使用する電子ビームとして図
示してある。
ウエハ周縁の絶縁膜は、他の部分の膜厚よりも薄くな
る傾向があり、電子ビームB1の照射により絶縁膜9Aに局
部駅な帯電が生じると、ウエハ周縁の絶縁膜とカセット
間で放電が発生し、ウエハ周縁の絶縁膜の一部が絶縁破
壊する。
る傾向があり、電子ビームB1の照射により絶縁膜9Aに局
部駅な帯電が生じると、ウエハ周縁の絶縁膜とカセット
間で放電が発生し、ウエハ周縁の絶縁膜の一部が絶縁破
壊する。
この絶縁破壊箇所にて、ウエハ９とカセット20とを接
触させれば、アースが可能となる。アース状態で電子線
描画を行えば、ウエハ表面は常に同電位に保てるので、
パターンずれのない高精度の電子線描画を実行できる。
触させれば、アースが可能となる。アース状態で電子線
描画を行えば、ウエハ表面は常に同電位に保てるので、
パターンずれのない高精度の電子線描画を実行できる。
なお、電子線描画に使用する電子ビームB2は、通常は
30kvで、電流密度が１μＡ程度であるが、その前に実行
される絶縁破壊の電子ビームB1の電流密度をこれよりも
高くしておけば（例えば10倍程度）、絶縁破壊を速やか
に実行することができる。実験結果によれば、数μｍの
酸化膜9Aがある場合、１秒以下で絶縁破壊が発生する。
30kvで、電流密度が１μＡ程度であるが、その前に実行
される絶縁破壊の電子ビームB1の電流密度をこれよりも
高くしておけば（例えば10倍程度）、絶縁破壊を速やか
に実行することができる。実験結果によれば、数μｍの
酸化膜9Aがある場合、１秒以下で絶縁破壊が発生する。
また、絶縁破壊における電子ビーム照射の制御として
は、時間管理により行うか、或いはカセット20とアース
の間に電流計を接続し、絶縁破壊を電流計測で検知し
て、ビーム照射を終了させれば、合理的である。
は、時間管理により行うか、或いはカセット20とアース
の間に電流計を接続し、絶縁破壊を電流計測で検知し
て、ビーム照射を終了させれば、合理的である。
第４図は、電子線描画の作業工程を示すフローチャー
トで、ステップS1〜S5までが前記絶縁破壊工程を示し、
ステップS6〜S9までが電子線描画工程を示している。
トで、ステップS1〜S5までが前記絶縁破壊工程を示し、
ステップS6〜S9までが電子線描画工程を示している。
本発明によれば、電子線描画に使用する電子ビームを
用いて、描画の工程前にウエハの不要箇所に絶縁破壊を
発生させるといった方法により、ウエハをアースさせる
ので、特別な器具や装置を用いることなく、電子線描画
における帯電防止を図り得る。また、このような絶縁破
壊に要する時間は、極めて短時間で確実に行うことがで
き、しかも、ウエハ表面に傷をつけることなく実行でき
る。
用いて、描画の工程前にウエハの不要箇所に絶縁破壊を
発生させるといった方法により、ウエハをアースさせる
ので、特別な器具や装置を用いることなく、電子線描画
における帯電防止を図り得る。また、このような絶縁破
壊に要する時間は、極めて短時間で確実に行うことがで
き、しかも、ウエハ表面に傷をつけることなく実行でき
る。
第１図は、本発明の帯電防止の一例を示す説明図、第２
図は、第１図の縦断面図、第３図は、本発明の適用対象
となる電子線描画装置のシステム構成図、第４図は、そ
のフローチャートである。 B1……絶縁破壊用電子ビーム、B2……電子線描画用電子
ビーム、９……半導体ウエハ、9A……絶縁膜、20……ウ
エハ保持具（カセット）。
図は、第１図の縦断面図、第３図は、本発明の適用対象
となる電子線描画装置のシステム構成図、第４図は、そ
のフローチャートである。 B1……絶縁破壊用電子ビーム、B2……電子線描画用電子
ビーム、９……半導体ウエハ、9A……絶縁膜、20……ウ
エハ保持具（カセット）。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−193030（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−31527（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−13741（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−143430（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−74521（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−64477（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−166714（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−30416（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−103135（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−86727（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−237132（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/027
Claims (3)
- 【請求項１】絶縁膜が被覆された半導体ウエハ表面に電
子ビームを照射して描画を行う電子線描画方式におい
て、 前記半導体ウエハ上の任意の箇所に電子ビームを照射す
る第１のステップと、 前記第１のステップにより発生する前記半導体ウエハ上
の絶縁破壊箇所にアース用の部材を接触させる第２のス
テップを有することを特徴とする電子線描画における帯
電防止方法。 - 【請求項２】第１請求項において、前記絶縁破壊のため
の電子ビームは、電子線描画時に使用する電子ビームよ
りも電流密度を高くする電子線描画における帯電防止方
法。 - 【請求項３】第１請求項又は第２請求項において、前記
絶縁破壊のための電子ビーム照射は、時間管理により行
うか、或いは半導体ウエハ保持具とアースの間の電流計
を接続して、電流計測で絶縁破壊を検知した時にビーム
照射を終了させる電子線描画における帯電防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33345189A JP2834243B2 (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 電子線描画における帯電防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33345189A JP2834243B2 (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 電子線描画における帯電防止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03194915A JPH03194915A (ja) | 1991-08-26 |
| JP2834243B2 true JP2834243B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=18266239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33345189A Expired - Lifetime JP2834243B2 (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 電子線描画における帯電防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2834243B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008058809A (ja) * | 2006-09-01 | 2008-03-13 | Nuflare Technology Inc | 基板カバー、荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法 |
| JP5103050B2 (ja) | 2007-04-06 | 2012-12-19 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電子線応用装置 |
| JP2010074046A (ja) * | 2008-09-22 | 2010-04-02 | Nuflare Technology Inc | 荷電粒子ビーム描画方法および荷電粒子ビーム描画装置 |
-
1989
- 1989-12-22 JP JP33345189A patent/JP2834243B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03194915A (ja) | 1991-08-26 |
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