(57)【要約】【課題】開口の真円度が良好な静電レンズの製造方法を提供する。【解決手段】シリコン部材１０と、支持基板２０と、シリコン部材１０と支持基板２０との間に設けられる多孔質層３０と、を有する基板３を作製する工程と、ドライエッチングにより、少なくともシリコン部材１０を加工してシリコン部材１０を貫通する開口１１を形成する工程と、を有し、シリコン部材１０を貫通する開口１１を形成する工程において、開口１１を設ける領域に設けられる多孔質層３０の一部が除去されており、シリコン部材１０に形成される開口１１の多孔質層側の口部１１ａの真円度が１００ｎｍ未満であることを特徴とする、静電レンズ用電極の製造方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン部材と、支持基板と、前記シリコン部材と前記支持基板との間に設けられる多孔質層と、を有する基板を作製する工程と、
ドライエッチングにより、少なくとも前記シリコン部材を加工して前記シリコン部材を貫通する開口を形成する工程と、を有し、
前記シリコン部材を貫通する開口を形成する工程において、前記開口を設ける領域に設けられる前記多孔質層の一部が除去されており、
前記シリコン部材に形成される開口の前記多孔質層側の口部の真円度が１００ｎｍ未満であることを特徴とする、静電レンズ用電極の製造方法。
【請求項２】
シリコン部材と、支持基板と、前記シリコン部材と前記支持基板との間に設けられる多孔質層と、を有する基板を作製する工程と、
ドライエッチングにより、少なくとも前記シリコン部材を加工して前記シリコン部材を貫通する第一の開口を形成する工程と、
ドライエッチングにより、少なくとも前記支持基板を加工して前記支持基板を貫通する第二の開口を形成する工程と、を有し、
前記第一の開口を形成する工程において、前記第一の開口を設ける領域に設けられる前記多孔質層の一部が除去されており、
前記第二の開口を形成する工程において、前記第二の開口を設ける領域に設けられる前記多孔質層の一部が除去されており、
前記シリコン部材に形成される開口の前記多孔質層側の口部の真円度が１００ｎｍ未満であることを特徴とする、静電レンズ用電極の製造方法。
【請求項３】
前記基板を作製する工程が、前記支持基板の表面を処理して前記支持基板上に多孔質層を形成する工程と、
前記多孔質層を還元性雰囲気下かつ高温条件下で熱処理する工程と、
前記多孔質層上にシリコン部材を設ける工程と、からなることを特徴とする、請求項１又は２に記載の静電レンズ用電極の形成方法。
【請求項４】
前記多孔質を形成する工程が、ＨＦ溶液を用いた陽極化成工程であることを特徴とする、請求項３に記載の静電レンズ用電極の形成方法。
【請求項５】
前記多孔質層上にシリコン部材を設ける工程が、前記多孔質層の表面に前記シリコン部材を接触させる工程と、
前記シリコン部材と前記支持基板とを接合する工程と、からなることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の静電レンズ用電極の形成方法。
【請求項６】
前記多孔質層上に第一シリコン部材を設ける工程が、結晶成長法を用いて前記多孔質層の表面に第一シリコン部材を形成する工程であることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の静電レンズ用電極の形成方法。
【請求項７】
第一シリコン部材と、第二シリコン部材と、第一シリコン部材と第二シリコン部材との間に設けられる多孔質層と、を有する基板を作製する工程と、
ドライエッチングにより、少なくとも前記第一シリコン部材を加工して前記第一シリコン部材を貫通する開口を形成する工程と、
支持基板と前記第一シリコン部材とを接合する工程と、
前記多孔質層を破断させて、前記第一シリコン部材と前記第二シリコンとを分離する工程と、
前記第一シリコン部材の表面に設けられている多孔質層を除去する工程と、を有し、
前記第一シリコン部材を貫通する開口を形成する工程において、前記開口を設ける領域に設けられる前記多孔質層の一部が除去されており、
前記第一シリコン部材に形成される開口の前記多孔質層側の口部の真円度が１００ｎｍ未満であり、
前記支持基板が、所定の領域に開口を有しており、
前記支持基板と前記第一シリコン部材とを接合する工程において、前記第一シリコン部材に形成される開口の中心と、前記支持基板に形成される開口の中心と、が一致するように、前記支持基板の位置合わせが行われることを特徴とする、静電レンズ用電極の製造方法。
【請求項８】
前記基板を作製する工程が、前記第二シリコン部材の表面を処理して多孔質を形成する工程と、
前記多孔質層を還元性雰囲気下かつ高温条件下で熱処理する工程と、
前記多孔質層上に第一シリコン部材を設ける工程と、からなることを特徴とする、請求項７に記載の静電レンズ用電極の形成方法。
【請求項９】
前記多孔質を形成する工程が、ＨＦ溶液を用いた陽極化成工程であることを特徴とする、請求項８に記載の静電レンズ用電極の形成方法。
【請求項１０】
前記多孔質層上に第一シリコン部材を設ける工程が、前記多孔質層の表面に第一シリコン部材を接触させる工程と、
前記第一シリコン部材と前記第二シリコン部材とを接合する工程と、からなることを特徴とする、請求項７乃至９のいずれか一項に記載の静電レンズ用電極の形成方法。
【請求項１１】
前記多孔質層上に第一シリコン部材を設ける工程が、結晶成長法を用いて前記多孔質層の表面に第一シリコン部材を形成する工程であることを特徴とする、請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の静電レンズ用電極の形成方法。
【請求項１２】
シリコン部材と支持基板と、
前記シリコン基材を貫通する第一の開口と、前記支持基板を貫通する第二の開口と、を有する貫通孔と、を有し、
前記第一の開口の前記支持基板側の口部の真円度が１００ｎｍ未満であることを特徴とする、静電レンズ用電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビーム露光装置に用いられる静電レンズ用電極及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子線やイオンビームに代表される荷電粒子線を用いて、所定のパターン形状を感光基板に描画する荷電粒子線描画装置は、電子線露光装置への応用がなされている。
【０００３】
ところで荷電粒子線描画装置には、荷電粒子を収束させるために静電レンズが含まれている。ここで静電レンズとは、例えば、アインツェルレンズが挙げられるが、磁場レンズと比較して構造的に簡単であるので製作は容易である。静電レンズの一種であるアインツェルレンズは、３枚の電極基板から構成され、そのうち上下両端にそれぞれ設けられている電極基板には通常アース電位が、中間の電極基板に負又は正の電位が、それぞれ印加されている。ところで、アインツェルレンズに含まれる各電極基板には、円形状の開口が所定の位置・領域に設けられており、アインツェルレンズは、その開口を通過する電子ビームを収束させる作用を奏する。ただしアインツェルレンズに含まれる各電極基板において、基板に設けられている開口を作製する際には、開口の形状（円形状）が特に重要となる。各電極基板間において誤差（真円度に関する誤差）が生じると、この誤差に対して光学収差が敏感であるからである。特に、電極基板が有する開口が有する非点収差は、開口の真円度に特に敏感である。
【０００４】
特許文献１には、半導体の加工プロセスで用いられるドライエッチング法により、ＳＯＩ基板に開口を形成して静電レンズを形成する方法が開示されている。しかし、特許文献１にて提案されている方法では、エッチングストップ層であるＢＯＸ層の近傍に、チャージアップに起因する加工形状異常（ノッチング）が発生することで、特に、ＢＯＸ層側の開口の口部において真円度が悪くなることがある。その結果、電子ビームを静電レンズによって収束させたときに、非点収差やその他高次項の収差が生じるという問題があった。
【０００５】
上述した加工形状異常（ノッチング）を抑制する方法として、特許文献２では、ＳＯＩ基板のデバイス層に開口を形成する前に当該デバイス層の裏面側（ＢＯＸ層側）から導電層を形成する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−４９７０２号公報
【特許文献２】特許第３８０９７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし特許文献２にて提案されている方法では、ＳＯＩ基板のデバイス層に開口を形成する際に、膜厚が薄いデバイス層のみの状態でハンドリングすることになる。このため、デバイス層に開口を形成しようとすると、デバイス層となる薄膜のそり、破壊等が懸念され製造歩留まりが低下する問題があった。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するためになされるものであり、その目的は、開口の真円度が良好な静電レンズの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の静電レンズの製造方法は、第一シリコン部材と、第二シリコン部材と、前記第一シリコン部材と前記第二シリコン部材との間に設けられる多孔質層と、を有する基板を作製する工程と、
ドライエッチングにより、少なくとも前記第一シリコン部材を加工して前記第一シリコン部材を貫通する開口を形成する工程と、を有し、
前記第一シリコン部材を貫通する開口を形成する工程において、前記開口を設ける領域に設けられる前記多孔質層の一部が除去されており、
前記第一シリコン部材に形成される開口の前記多孔質層側の口部の真円度が１００ｎｍ未満であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に製造方法は、主として開口を設ける部材である第一シリコン部材と第二シリコン部材との間に、犠牲層としての役割を有する多孔質層が設けられている。このため、例えば、ドライエッチングによって第一シリコン部材に開口を形成する際に、第一シリコン部材を貫通して多孔質層の一部まで除去することで、ノッチングによる加工形状の異常が発生しなくなる。尚、多孔質層は開口の形成工程の後の工程で選択的に除去することが可能であるため、第一シリコン部材が有する開口の真円度（望ましくは、１００ｎｍ未満）を維持することができる。また本発明においては、高価なＳＯＩ基板を使用する必要がないので、ノッチング対策として行われる薄膜状態でのハンドリングも不要となる。このため、ハンドリングの際に膜破壊は起こらないので高性能な静電レンズを歩留まり良く安価に製造することができる。さらに本発明では、所望の基板に高真円度の開口を有する部材（例えば、第一シリコン部材）を転写することが可能であるため、製造プロセスを簡略化させることができるため、静電レンズを安価にて製造することができる。
【００１１】
以上より、本発明によれば、開口の真円度が良好な静電レンズの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の製造方法によって製造される静電レンズ電極の例を示す断面模式図である。
【図２】本発明の静電レンズ用電極の製造方法における第一の実施形態を示す断面模式図である。
【図３】実施例２にて作製される基板の作製プロセスを示す断面模式図である。
【図４】本発明の静電レンズ用電極の製造方法における第二の実施形態を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【００１４】
（静電レンズ電極）
まず本発明の製造方法によって製造される静電レンズ電極について説明する。図１は、本発明の製造方法によって製造される静電レンズ電極の例を示す断面模式図である。図１の静電レンズ１は、シリコン部材１０と、シリコン基材１０を支持する支持基板２０と、から構成される。図１の静電レンズ１において、シリコン部材１０にはシリコン部材１０を貫通する第一の開口である開口１１を有しており、支持基板２０には支持基板２０を貫通する第二の開口である開口２１を有している。また図１の静電レンズ１において、開口１１と開口２２とは連通しており、貫通孔２を形成している。
【００１５】
本発明の静電レンズ用電極において、第一の開口である開口１１の支持基板２０側の口部１１ａの真円度は１００ｎｍ未満である。このように、特に、第一の開口である開口１１の支持基板側の口部（１１ａ）の真円度を制御することにより静電レンズ電極１の収差をより小さくすることができる。
【００１６】
尚、本発明の製造方法によって製造される静電レンズ電極は、図１の静電レンズ１のように、シリコン部材１０及びシリコン基材１０を支持する支持基板２０のみからなる構成に限定されるものではない。例えば、シリコン部材１０と支持基板２０との間に介在層が設けられていてもよい。
【００１７】
次に、本発明の静電レンズ用電極の製造方法について説明する。本発明の静電レンズ用電極の製造方法は、少なくとも下記工程（Ａ）及び（Ｂ）を有している。
（Ａ）シリコン部材と、支持基板と、シリコン部材と支持基板との間に設けられる多孔質層と、を有する基板を作製する工程
（Ｂ）ドライエッチングにより、少なくともシリコン部材を加工してこのシリコン部材を貫通する開口を形成する工程
【００１８】
本発明では、工程（Ａ）（基板を作製する工程）が下記（Ａ１）乃至（Ａ３）からなる工程であることが好ましい。
（Ａ１）支持基板の表面を処理して前記支持基板上に多孔質層を形成する工程
（Ａ２）多孔質層を還元性雰囲気下かつ高温条件下で熱処理する工程
（Ａ３）多孔質層上にシリコン部材を設ける工程
【００１９】
また本発明において、上記工程（Ａ１）は、ＨＦ溶液を用いた陽極化成工程であるのが好ましい。
【００２０】
また本発明では、工程（Ｂ）（シリコン部材を貫通する開口を形成する工程）において、開口を設ける領域に設けられる多孔質層の一部が除去されている。つまり、工程（Ｂ）においてシリコン部材に開口を設ける際に、シリコン部材だけでなく多孔質層の一部も部分的に除去される。ただし本発明において、工程（Ｂ）設けられる開口は、シリコン部材を貫通するものであるが、多孔質層を貫通するものではない。
【００２１】
また本発明において、シリコン部材に形成される開口の多孔質層側の口部の真円度が１００ｎｍ未満である。
【００２２】
図２は、本発明の静電レンズ用電極の製造方法における第一の実施形態を示す断面模式図である。本実施形態では、図２に示されるように、下記（１−１）乃至（１−６）に示される製造プロセスを経て静電レンズ用電極が製造される。
（１−１）多孔質層の形成工程（図２（ｂ））
（１−２）静電レンズ用電極の前駆体となる基板の作製工程（接合工程、図２（ｃ）））
（１−３）マスクパターンの形成工程（図２（ｄ））
（１−４）シリコン部材及び多孔質層の加工工程（図２（ｅ））
（１−５）支持基板の加工工程（図２（ｆ））
（１−６）（２回目の）多孔質層の加工工程（図２（ｇ））
【００２３】
以下、各工程について説明する。
【００２４】
（１−０）支持基板（図２（ａ））
図２（ａ）に示される支持基板２０は、単結晶シリコンウェハ等のシリコンからなる基板である。支持基板２０は、ハンドリングに支障がなければ、その厚さは特に限定されるものではない。
【００２５】
（１−１）多孔質層の形成工程（図２（ｂ））
次に、シリコンからなる支持基板２０の表面を加工して多孔質層３０を形成する（図２（ｂ））。支持基板２０の表面の具体的な加工方法として、シリコンからなる基板の表面処理方法、例えば、支持基板２０に電流を通電した状態で支持基板２０の表面をＨＦ溶液に浸漬する陽極化成法が採用される。
【００２６】
多孔質層３０には、直径数百オングストロ−ム程度の空隙・空孔が形成されているため、単結晶シリコンからなる部材である支持基板２０と比較すると多孔質層３０の密度は小さい。尚、多孔質層３０において層内の単結晶性は維持されているため、次の工程において多孔質層３０上へ単結晶シリコンからなる層をエピタキシャル成長させることも可能である。
【００２７】
本発明において、多孔質層３０に含まれる空隙・空孔の割合は、好ましくは、層全体に対して１０％乃至２０％である。また多孔質層３０の厚さは、後述するシリコン部材の加工工程においてドライエッチングを行う際にエッチングレートのばらつきを吸収する程度の厚さがあれば特に限定されない。具体的には、１０μｍ程度である。
【００２８】
（１−２）静電レンズ用電極の前駆体となる基板の作製工程（図２（ｃ）））
次に、多孔質層３０上にシリコン部材１０を設けて、静電レンズ用電極の前駆体となる基板を作製する（図２（ｃ））。
【００２９】
多孔質層３０上にシリコン部材１０を設ける方法としては、例えば、下記（１−２ａ）及び（１−２ｂ）に示される方法がある。
（１−２ａ）結晶成長法を用いて多孔質層３０の表面にシリコン部材１０（となる薄膜）を形成する方法
（１−２ｂ）多孔質層３０の表面にシリコン部材１０を接触させた後、シリコン部材１０と支持基板２０とを接合する方法
【００３０】
（１−２ａ）に示される方法は、多孔質層３０上におけるシリコンのエピタキシャル成長を利用してシリコン部材１０（となる薄膜）を設ける方法である。ここでシリコンのエピタキシャル成長を促す方法として、プラズマＣＶＤ、減圧ＣＶＤ、光ＣＶＤ等のＣＶＤ法、液相成長法、分子線エピタキシャル成長法等の低温での結晶成長法が好ましい。尚、（１−２ａ）に示される方法でシリコン部材１０を設ける場合、シリコン部材１０を設ける前に多孔質層３０を還元性雰囲気下かつ高温条件下で熱処理するのが好ましい。
【００３１】
（１−２ｂ）に示される方法は、多孔質層３０が設けられている側においてシリコン部材１０と支持基板２０とを接合する方法である。この方法は、例えば、多孔質層３０が設けられている支持基板２０を熱処理して、多孔質層３０に含まれる空隙・空孔の一部を封孔した後、多孔質層３０の表面にシリコン部材１０を接触させ、シリコン部材１０と支持基板２０とを接合することになる。
【００３２】
（１−３）マスクパターンの形成工程（図２（ｄ））
次に、シリコン部材１０にレジストを塗布し、露光現像を行うことにより、マスクパターン４０を形成する（図２（ｄ））。尚、本工程にて形成されるマスクパターン４０は、図２（ｄ）に示されるように、所定の位置に開口４１を有している。
【００３３】
（１−４）第一シリコン部材及び多孔質層の加工工程（図２（ｅ））
次に、図２（ｄ）の開口４１が設けられている領域に設けられているシリコン部材１０を選択的に除去して開口１１（第一の開口）を形成する（図２（ｅ））。図２（ｅ）に示される開口１１を形成する方法として、ドライエッチングが用いられる。
【００３４】
ドライエッチングに使用するガスとしては、ハロゲン系ガスが使用される。ここでハロゲン系ガスとして、例えば、ＳＦ6ガス、ＣＦ4ガス等フッ素系ガス、Ｃｌ2ガス、ＳｉＣｌ4ガス等の塩素系ガス又はＨＢｒガス等の臭素系ガスが挙げられる。以上に列挙したハロゲン系ガスは、一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上を混合して用いてもよい。
【００３５】
またドライエッチングを行う際に使用される装置としては、ＩＣＰ、ＲＩＥ、マグネトロンＲＩＥ、ＥＣＲ、マイクロ波、ヘリコン波等の放電方式を用いたドライエッチング装置が挙げられる。
【００３６】
また本発明においては、本工程において開口１１を形成する際に、シリコン部材１０だけでなく多孔質層３０の一部も部分的に加工・除去する。多孔質層３０の一部も部分的に加工・除去することで、開口１１を、シリコン部材１０を貫通する開口として形成することができる。
【００３７】
ところで、多孔質層３０は、支持基板２の表面を加工してなる層であり、部材を構成するシリコンそのものは空隙は有するが化学的には変化していない。このため、ドライエッチングにおいても多孔質層３０はシリコン部材１０と同様の条件で加工することができる。また、多孔質層３０を構成する多孔質シリコンは導電性である。このため、ＳＯＩ基板が有する絶縁性層（ｂｏｘ層）の構成材料であるシリコン酸化物のようにドライエッチング時においてチャージが蓄積してシリコン界面において加工形状異常の原因となるノッチングが発生しない。従って、開口１１を加工精度の高い状態で形成することが可能となる。
【００３８】
露光装置システムにもよるが、投影レンズとしてアインツェルレンズを使用する場合、静電レンズ電極の開口に要求される真円度は１００ｎｍ以下が望ましい。ここで本発明の方法を利用すれば、シリコン部材１０と多孔質層３０との界面においてノッチングが発生するのを防止することができるので、開口１１を真円度１００ｎｍ以下の精度で形成することが可能となる。
【００３９】
（１−５）支持基板の加工工程（図２（ｆ））
次に、前工程にてシリコン部材１０に設けられた開口１１を静電レンズとして使用するために、マスクパターン４０を除去した後、支持基板２０の所定の領域を部分的に除去して開口２１を形成する（図１（ｆ））。尚、開口２１を形成する際に、支持基板２０だけでなく多孔質層３０の一部も部分的に加工・除去する（図２（ｆ））。これにより、開口２１を、支持基板２０を貫通する開口（第二の開口）として形成することができる。
【００４０】
（１−６）（２回目の）多孔質層の加工工程（図２（ｇ））
次に、開口１１及び開口２１を形成することで露出した多孔質層３０ａを除去する（図２（ｇ））。これにより、開口１１と開口２１とが連通してなる貫通孔２が形成されている静電レンズ電極が完成する（図２（ｇ））。
【００４１】
多孔質層３０ａを除去する方法として、例えば、シリコンのエッチング液を用いた化学エッチングが挙げられる。ここで化学エッチングを用いて多孔質層３０ａを除去する場合、多孔質層３０ａの化学エッチング速度は他の部材（シリコン部材１０、支持基板２０）のエッチング速度に比べて著しく速いことが知られている。よってＨＦ等のシリコンのエッチング液を用いると選択的に多孔質層３０ａの除去が可能である。
【００４２】
以上説明した製造プロセスに則って静電レンズ電極を製造することにより、静電レンズ電極を構成する開口を、ノッチングによる加工形状異常がない状態で作成することができる。従って、本発明によれば、真円度が良好な開口を有する静電レンズ電極を歩留まりよく、かつ安価に製造することができる。また上述した製造プロセスに則って製造した静電レンズ電極を、例えば、電子ビームの光学軸に沿って３枚並べ、電圧を印加することにより収差が小さいアインツェルレンズを実現することができる。
【実施例１】
【００４３】
図２に示される製造プロセスに従い、静電レンズ用電極を作製した。
【００４４】
（１−０）支持基板
本実施例では、図２（ａ）に示される支持基板２０として、直径４インチの単結晶Ｓｉウエハを用意した。尚、この単結晶Ｓｉウエハは、Ｐ型の比抵抗が０．０１Ω・ｃｍ乃至０．０２Ω・ｃｍであり、厚さは５２５μｍである。
【００４５】
（１−１）多孔質層の形成工程（図２（ｂ））
ＨＦ（４９％）：Ｈ2Ｏ＝１０：０の溶液をシリコンエッチング液として準備した後、このシリコンエッチング液が収容されているエッチング槽に単結晶Ｓｉウエハ（支持基板２０）を所定の位置にセッティングした。具体的には、単結晶Ｓｉウエハを陽極にセットした。尚、この陽極の対の電極となる陰極としてＰｔ電極もセットした。次に、陽極と陰極と間に、電流密度８ｍＡ／ｃｍ2の電流を１０分間程度通電させることにより、支持基板２０のＰｔ電極に対向している側の表面に多孔質層３０を形成した（図２（ｂ））。このとき多孔質層３０の膜厚は１０μｍであった。
【００４６】
（１−２）静電レンズ用電極の前駆体となる基板の作製工程（図２（ｃ）））
次に、低温条件下におけるプラズマＣＶＤ法により、多孔質層３０上に、シリコン結晶を成長させることにより、薄膜状のシリコン部材１０を形成した。このときシリコン部材１０の膜厚は５μｍであった。また本工程において、使用された原料ガスはＳｉＨ4であり、高周波電力は１１０Ｗであり、温度は８００℃であり、圧力は２Ｐａであった。
【００４７】
以上により、シリコン部材１０と、支持基板２０と、シリコン部材１０と、支持基板２０との間に設けられる多孔質層３０と、を有する基板３を作製した（図２（ｃ））。
【００４８】
（１−３）マスクパターンの形成工程（図２（ｄ））
次に、シリコン部材１０上にレジスト（商品名：ＡＺ１５００）を塗布した後、露光及び現像を行うことでマスクパターン４０を形成した。尚、このマスクパターン４０には、直径５０μｍの開口４１を有していた（図２（ｄ））。また本工程で使用されるレジストは、ＡＺ１５００等のレジスト材料として通常使用されるものでよい。
【００４９】
（１−４）第一シリコン部材及び多孔質層の加工工程（図２（ｅ））
次に、Ｃｌ2／Ｏ2系のガスを用いたＩＣＰ法により、マスクパターン４０が有する開口４１から露出しているシリコン部材１０及び多孔質層３０を部分的に除去してシリコン部材１０を貫通する開口１１（第一の開口）を形成した（図２（ｅ））。尚、開口１１を形成する際に、エッチングの面内均一性を確保するためにオーバーエッチングを行い、多孔質層３０も３μｍ程度エッチングした。ところで、多孔質層３０は内部に空隙を有すると共に導電性を有する。このため、犠牲層として作用するだけでなく本工程におけるドライエッチングにおいてチャージが蓄積しないのでノッチングが発生しない。これより開口１１を高精度で形成することができる。
【００５０】
（１−５）支持基板の加工工程（図２（ｆ））
次に、支持基板２０の表面にレジスト（商品名：ＡＺ１５００）を塗布した後、露光及び現像を行うことでマスクパターン（不図示）を形成した。尚、このマスクパターンには、直径３００μｍの開口を有しており、この開口の中心は開口１１の中心と一致するようにした。次に、Ｃｌ2／Ｏ2系のガスを用いたＩＣＰ法により、上記マスクパターンが有する開口から露出している支持基板２０及び多孔質層３０を部分的に除去して支持基板２０を貫通する開口２１を形成した（図２（ｆ））。尚、開口２１を形成する際に、エッチングの面内均一性を確保するためにオーバーエッチングを行い、多孔質層３０も３μｍ程度エッチングした。
【００５１】
（１−６）（２回目の）多孔質層の加工工程（図１（ｇ））
次に、基板３を、３０％ＨＦ・１０％Ｈ2Ｏ2溶液に浸漬して、開口２１から露出している多孔質層３０ａを除去することにより、開口１１及び開口２１を連通する貫通孔２を形成した（図２（ｇ））。最後に支持基板２０の表面に設けたマスクパターン（不図示）を除去することにより、静電レンズ用電極を得た。
【００５２】
一般的に電子ビームの光軸に近い電極ほど、光学収差に及ぼす影響は大きい。このため、本実施例においては、開口口径が小さい開口の方が、開口口径が大きい開口よりもビーム収差に及ぼす影響は大きい。また加工厚が厚くなるほど開口形状は一般的に悪化する傾向にある。
【００５３】
以上を考慮して、本実施例では、シリコン部材１０に、支持基板２０が有する開口２１よりも開口口径が小さい開口１１を設けた。その結果、シリコン部材１０が有する開口１１の多孔質層３０側の口部１１ａの真円度が２０ｎｍであった。また本実施例では、シリコン部材１０を、ＣＶＤ成膜により多孔質層３０上から形成しているため、膜厚の面内均一性が±５％以下という電極厚さのばらつきの小さい状態でシリコン部材１０を形成することができた。従って、高真円度の開口を有する静電レンズ電極を作製することができた。
【実施例２】
【００５４】
実施例１（１−２）において、以下に示す方法により、静電レンズ用電極の前駆体となる基板を作製したことを除いては、実施例１と同様の方法により静電レンズ電極を作製した。図３は、実施例２にて作製される基板の作製プロセスを示す断面模式図である。
【００５５】
（静電レンズ用電極の前駆体となる基板の作製工程）
まず、実施例１（１−１）と同様の方法により、直径４インチ厚さ１５０μｍ単結晶Ｓｉウエハの表面を加工して、表面に多孔質層３０が設けられているシリコン部材１０を作製した。次に、９４０℃の水素雰囲気下にてアニールを行い、多孔質層３０の表面を封孔した（図３（ａ））。次に、支持基板２０の表面を酸化させることにより酸化膜３２を形成した（図３（ｂ））。次に、多孔質層３０と酸化膜３２とが互いに接触するようにシリコン部材１０と支持基板２０とを貼り合わせた（図３（ｃ））後、張り合わせた基板を熱処理炉に入れて加熱することで、シリコン部材１０と支持基板２０とを固着させた。
【００５６】
これにより、シリコン部材１０と、支持基板２０と、シリコン部材１０と支持基板２０との間に設けられた多孔質層３０と酸化膜３２とからなる積層体３３と、を有する基板３ａを作製した。
【００５７】
上記工程にて作製された基板３ａは、静電レンズ用電極の一部材として使用するシリコン部材１０側には、酸化膜が形成されていない。このためチャージアップによるビーム軌道ズレを防止することができる。一方、支持基板２０側には酸化膜３２が設けられている。この酸化膜３２は、支持基板２に開口（開口２１）を設ける際に酸化膜３２の近傍でノッチングが発生する。ただし、開口２１については、静電レンズとして要求されている高真円度を必要としないので問題はない。尚、このとき開口１１が高精度である一方で、開口２１の精度は悪くなるので、光学収差への影響を小さくする目的で開口２１の大きさは開口１１より大きくすることが望ましい。
【実施例３】
【００５８】
図４に示される製造プロセスに従って、静電レンズ用電極を作製した。
【００５９】
（３−１）第二シリコン部材（図４（ａ））
まずシリコン部材１０（第一シリコン部材）とは別個にシリコンからなる部材を第二シリコン部材５０として用意した。次に、実施例１（１−０）と同様の方法により、第二シリコン部材５０上に多孔質層３０を形成した。尚、本実施例においては、後の工程において第一シリコン部材１０との分離を容易に行えるようにするために多孔質層３０に含まれる空隙・空孔の割合を高くした。
【００６０】
具体的には、まずＨＦ（４９％）とエタノールとを、ＨＦ（４９％）：エタノール＝１０：２の割合で混合することでエッチング液を調製した。尚、本実施例にて使用されるエッチング液に含まれるエタノールは、陽極化成中の反応により基体表面に発生する気泡を効率よく除去するために用いられる。次に、実施例１と同様にエッチング槽の所定の位置に第二シリコン部材５０をセッティングした後、陽極と陰極と間に、電流密度８ｍＡ／ｃｍ2の電流を１０分間、さらに電流密度２５ｍＡ／ｃｍ2の電流を２分間通電させた。これにより、第二シリコン部材５０のＰｔ電極に対向している側の表面に多孔質層３０を形成した（図４（ａ））。このとき多孔質層３０の膜厚は１０μｍであり、多孔質層３０内に含まれる空隙・空孔の割合は７０％乃至８０％の割合であった。
【００６１】
（３−２）静電レンズ用電極の前駆体となる基板の作製工程（図４（ｂ）））
次に、実施例１（１−１）と同様の方法により、多孔質層３０上に第一シリコン部材１０を形成した。
【００６２】
以上により、第一シリコン部材１０と、第二シリコン部材５０と、第一シリコン部材１０と、第二シリコン部材５０との間に設けられる多孔質層３０と、を有する基板３ｂを作製した（図４（ｂ））。
【００６３】
（３−３）第一シリコン部材及び多孔質層の加工工程（図４（ｃ））
次に、実施例１（１−２）乃至（１−３）と同様の方法により、第一シリコン部材１０に開口１１を形成した（図４（ｃ））。尚、開口１１の口径は３０μｍであった。
【００６４】
（３−４）支持基板と第一シリコン部材１との接着工程（図４（ｄ））
次に、所定の場所に穴（開口２１）が空いてある支持基板２０を、以下に説明する方法により、第一シリコン部材１０と接着した。
【００６５】
まず所定の場所に、直径１００μｍの穴（開口２１）が空いてある支持基板２０を用意した。次に、印刷法により、第一シリコン部材１０の表面に、接着材を塗布した後、第一シリコン部材１０と支持基板２０とを貼り合わせた（図４（ｄ））。
【００６６】
尚、支持基板２０は、直径４インチの円盤状のガラス基板であり、張り合わせの際に、開口２１の中心を、第一シリコン部材１０に設けられている開口１１の中心と一致するように位置合わせをした。また開口２１は、サンドブラストにて形成したが、ドリル等の機械的加工、ＨＦエッチング等の化学的加工でもよい。また支持基板２０として、ガラス基板に換えてシリコン、セラミック、金属等からなる基板を用いてもよい。さらに、開口２１は、開口１１よりも大きいことが望ましい。また第一シリコン部材１０と支持基板２０とを貼り合わせる方法として、接着材以外の方法、例えば、陽極接合、常温接合等を利用してもよい。
【００６７】
（３−５）分離工程
次に、支持基板３０と第二シリコン部材５０との間にせん断力をかけて、多孔質層３を破断させることにより、第一シリコン部材１０を第二シリコン部材５０から分離させた（図４（ｅ））。
【００６８】
尚、本工程においては、上述した方法、即ち、多孔質層３０にせん断力を加えて多孔質層３０を破断して分離する機械的方法を利用することができる。ただし、これ以外にも化学的方法として、多孔質層を選択除去できるＨＦ系の溶液を用いた多孔質層３０の選択的除去（エッチング除去）が利用可能である。
【００６９】
（３−６）多孔質層の除去工程
最後に第一シリコン部材１０上に、残存する多孔質層３０を、実施例１（１−６）と同様の方法により除去することにより、開口２１と開口１１とが連通してなる貫通孔２を有する静電レンズ電極を得た（図４（ｆ））。
【００７０】
以上により、高精度に加工できた第一のシリコン部材１をガラス基板へ転写して組立て工程を簡略化でき静電レンズ電極として安価に製造できた。
【符号の説明】
【００７１】
１：静電レンズ用電極、２：貫通孔、３（３ａ、３ｂ）：基板、１０：シリコン部材（第一シリコン部材）、１１（２１）：開口、２０：支持基板、３０（３０ａ）：多孔質層、３２：酸化膜、４０：マスクパターン、５０：第二シリコン部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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