(57)【要約】【課題】荷電粒子線露光装置において、陰極三重点の電界強度を緩和するとともに、電極の撓みの影響を低減可能な静電レンズ用電極ユニットを提供する。【解決手段】第一の電極１０１と第二の電極１０２とが空間部１０３を介して配置され、第一の電極１０１と第二１０２の電極との間に、誘電体からなる支持部材１０４を配置する。支持部材１０４は第一の領域１０４ａと第二の領域１０４ｂとを有し、第二の領域１０４ｂの内部に第一の領域１０４ａよりも比誘電率が小さい低誘電率部１０５を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間部を隔てて配置された第一の電極および第二の電極と、
前記第一の電極と前記第二の電極との間に設けられ、前記第一の電極と前記第二の電極とを電気的に分離し、誘電体からなる支持部材と、
を備え、
前記支持部材は、前記第一の電極と接する第一の領域と前記第二の電極と接する第二の領域とを有し、該第二の領域の内部に前記第一の領域よりも比誘電率が小さい低誘電率部を含むことを特徴とする静電レンズ用電極ユニット。
【請求項２】
前記低誘電率部は中空構造を有することを特徴とする請求項１に記載の静電レンズ用電極ユニット。
【請求項３】
前記第一の電極に印加される電位は、前記第二の電極に印加される電位に比べて低電位であることを特徴とする請求項１または２に記載の静電レンズ用電極ユニット。
【請求項４】
前記第二の領域の支持部材の比誘電率は、前記第一の領域の支持部材の比誘電率に比べて小さく、かつ前記低誘電率部の比誘電率よりも大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の静電レンズ用電極ユニット。
【請求項５】
前記第二の領域の前記空間部に面する側に凹部を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の静電レンズ用電極ユニット。
【請求項６】
前記第一の電極と前記第二の電極は、前記空間部に荷電粒子が通過する複数の貫通孔を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の静電レンズ用電極ユニット。
【請求項７】
静電レンズとして、請求項１から６のいずれか１項に記載の静電レンズ用電極ユニットを搭載したことを特徴とする荷電粒子線露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置に用いられる電子光学系を構成する静電レンズ用電極ユニットおよびそれを用いた荷電粒子線露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子ビーム露光技術は０．１μｍ以下の微細パターンの露光が可能であり、半導体デバイスの生産工程のフォトリソグラフィにおける有力候補である。
【０００３】
電子ビーム露光技術のうち、マスクを用いずに複数の電子ビームを同時に照射してパターンを描画するマルチビーム露光装置が種々提案されている。マルチビーム露光装置の内部に配置された電子レンズのアレイ数によりビーム数が決まり、ビーム数は露光装置のスループットを決定する大きな要因となる。そのため近年、マルチビーム露光装置には、より高い配列密度が求められている。マルチビーム露光装置には、電子ビームの光学特性を制御するための電子光学素子が用いられる。
【０００４】
特に電子レンズには電磁型と静電型があり、静電型は電磁型に比べて、コイルコアを設ける必要がなく構成が容易であり、小型化に有利となる。特にウエハに最終的な像を結像するための投影レンズ部分は、微細パターンを露光するために、１ｍｍ以下の短焦点のレンズが必要となり、静電型レンズの場合、レンズを構成する電極基板間に高電界を印加する必要がある。
【０００５】
荷電粒子線用静電レンズ（以下、単に「静電レンズ」と称する）は、電圧印加部を有し、荷電粒子線が通過するための貫通孔を有する複数の電極基板の基板間に、絶縁及び電極基板の間隔を規定するための支持部材が配置される。電極基板間には異なる電圧を印加し、数万Ｖ／ｍｍ程度の電界強度を生成、維持する必要があるため、支持部材には絶縁性（耐圧性）が求められる。
【０００６】
特に、陰極側電極と支持部材と真空領域の境界となる陰極三重点においては、電界が集中して電子放出し易くなるため、陰極三重点における電界強度を小さくすることが耐圧性の向上に必要となる。
【０００７】
これに関連する技術として、例えば、陽極側電極に接する側の支持部材に対して、陰極側電極に接する側の支持部材をオーバーハングさせて、陰極三重点の電界強度を緩和する構造が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０３７８３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、静電レンズにおいては、陰極三重点における電界強度を小さくすることと同時に、電極基板間に生じる静電引力の問題がある。電位が印加される電極基板間に電界強度が発生し、電極基板間には静電引力が生じる。静電引力が生じると、荷電粒子線が通過する貫通孔周辺の電極基板部分は支持部材で支持されていないため、当該貫通孔周辺の電極基板部分に撓みが生じる。電極に撓みが生じると、電極間隔が変化するため、静電レンズの電子光学特性が変化してしまう。
【００１０】
特許文献１の技術では、陰極三重点における電界強度が緩和される。しかし、陰極側電極に接する支持部材に対して、陽極側電極に接する支持部材が電極の面方向外方へ引込んだ構造を有するため、静電引力による陽極側電極の撓みが陰極側電極に比べて増加するという問題があった（図８参照）。
【００１１】
本発明は、上記の事情に鑑み、荷電粒子線露光装置において、陰極三重点の電界強度を緩和するとともに、電極の撓みの影響を低減し、耐圧性能の向上と電子光学特性の変化を低減することが可能な静電レンズ用電極ユニットの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明に係る静電レンズ用電極ユニットは、空間部を隔てて配置された第一の電極および第二の電極と、
前記第一の電極と前記第二の電極との間に設けられ、前記第一の電極と前記第二の電極とを電気的に分離し、誘電体からなる支持部材と、
を備え、
前記支持部材は、前記第一の電極と接する第一の領域と前記第二の電極と接する第二の領域とを有し、該第二の領域の内部に前記第一の領域よりも比誘電率が小さい低誘電率部を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る静電レンズ用電極ユニットによれば、第一の電極と第二の電極との間の支持部材が、第一の電極と接する第一の領域と第二の電極と接する第二の領域とを有し、第二の領域の内部に、第一の領域よりも比誘電率が小さい低誘電率部を含んでいる。
【００１４】
したがって、第二の領域の内部に低誘電率部が存在することにより陰極三重点における電界強度を緩和することができ、第二の領域の一部により第二の電極を支持することができる。これにより、電極の撓みを低減し、耐圧性能の向上と電子光学特性の変化を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態の静電レンズ用電極ユニットを示す概略断面図である。
【図２】第１の実施形態において、陰極三重点における電界強度と電極の撓み量の特性を示す説明図である。
【図３】第１の実施形態において、陰極三重点における電界強度と電極の撓み量の関係を示す説明図である。
【図４】支持部材を示す上面図である。
【図５】第２の実施形態の静電レンズ用電極ユニットを示す概略断面図である。
【図６】第３の実施形態の静電レンズ用電極ユニットを示す概略断面図である。
【図７】第４の実施形態における電子線描画装置を示す概略図である。
【図８】従来構造の静電レンズ用電極ユニットの構成を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明に係る静電レンズ用電極ユニットの実施形態について説明する。
【００１７】
＜第１の実施形態＞
〔静電レンズ用電極ユニットの構成〕
図１から図４を参照して、本発明に係る静電レンズ用電極ユニットの第１の実施形態について説明する。図１は第１の実施形態の静電レンズ用電極ユニットを示す概略断面図である。なお、本発明は、図１のような２枚や３枚の電極からなる静電レンズ用電極ユニットに限られず、４枚以上の電極から構成される電極ユニットに対しても適用可能である。
【００１８】
図１（ａ）は、２枚の電極からなる静電レンズ用電極ユニット１００の構成を示す。図１（ａ）に示すように、第一の電極１０１と第二の電極１０２とが、空間部１０３を隔てて配置される。
【００１９】
第一の電極１０１と第二の電極１０２との間には、第一の電極１０１と第二の電極１０２とを電気的に分離し、誘電体からなる支持部材１０４が設けられる。
【００２０】
支持部材１０４は、第一の電極１０１と接する第一の領域１０４ａと第二の電極１０２と接する第二の領域１０４ｂを有する。支持部材１０４の第二の領域１０４ｂの内部には、第一の領域１０４ａよりも比誘電率が小さい低誘電率部１０５を含んでいる。
【００２１】
図１（ｂ）は、３枚の電極からなる静電レンズ用電極ユニット１００を減速型アインツェルレンズとして構成している。
【００２２】
図１（ｂ）に示すように、静電レンズ用電極ユニット１００は、２枚の第二の電極１０２の中間部に、それぞれ空間部１０３を介して、第一の電極１０１を配置している。第一の電極１０１と第二の電極１０２の間には、第一の電極１０１と第二の電極１０２とを電気的に分離し、誘電体からなる２枚の支持部材１０４が設けられている。
【００２３】
第一の電極１０１および第二の電極１０２は、それぞれ電圧印加部１１０から電圧が印加された際に目的の電位に規定されればよい。
【００２４】
第一の電極１０１および第二の電極１０２は、それぞれ荷電粒子が通過する複数の貫通孔１０７を有する。
【００２５】
第一の電極１０１および第二の電極１０２は、例えば、円板状を呈している。第一の電極１０１及び第二の電極１０２の構成材料としては、例えば、シリコンウエハ等の半導体材料や、モリブデン、チタニウム等の金属、或いは導電性を確保するために材料表面に導電性膜を被覆した高抵抗部材等が挙げられるが、例示した材料に限定されない。
【００２６】
各電極１０１、１０２の厚さは、静電レンズの性能や製造時の取り扱い易さなどによって決定すればよく、厚みは各々異なっていてもよい。本実施形態の各電極１０１、１０２の厚さは、例えば、５０〜３００μｍ程度に設定される。
【００２７】
支持部材１０４は、当該支持部材１０４の厚みにより、第一の電極１０１と第二の電極１０２との間隔を規定する機能を有する。支持部材１０４の厚さは、静電レンズの性能や製造時の取り扱い易さ等によって決定すればよく、厚みは各々異なっていてもよい。本実施形態の支持部材１０４の厚さは、例えば、５０〜５００μｍ程度に設定される。
【００２８】
支持部材１０４の構成材料としては、電圧印加時に必要となる耐電圧性能を有する誘電体であればよく、例えば、ガラスやセラミック等が挙げられるが、例示した材料に限定されない。
【００２９】
支持部材１０４は、第一の電極１０１と接する第一の領域１０４ａと、第二の電極１０２と接する第二の領域１０４ｂとで構成される。第二の領域１０４ｂの内部には、支持部材１０４よりも比誘電率が小さい低誘電率部１０５を含んでいる。
【００３０】
支持部材１０４は、第二の領域１０４ｂにおいて、空間部１０３と低誘電率部１０５の両方に面する支持領域１０４ｃを有している。低誘電率部１０５の比誘電率は、支持部材１０４（低誘電率部１０５を除く）の材質が有する比誘電率より小さければよい。
【００３１】
なお、第一の電極１０１、支持部材１０４、および空間部１０３の境界部である陰極三重点１０６における電界強度が最も小さくなるのは、低誘電率部１０５が真空の中空構造の場合である。低誘電率部１０５は真空の中空構造に限定する必要はなく、例えば、ガスの充填された空洞、Ｌｏｗ−Ｋ材料、ポーラス状のガラス等で形成されていてもよい。また、中空構造を区画する各部材は、精密に位置決めされ、不図示の接着剤等で固定されている。
【００３２】
〔静電レンズ用電極ユニットの作用〕
次に、図１から図３、図８を参照して、本実施形態の静電レンズ用電極ユニット１００の作用を従来構造と比較しながら説明する。
【００３３】
上述のように構成された静電レンズ用電極ユニット１００に対し、第二の電極１０２よりも第一の電極１０１の方が低電位となるように、第一の電極１０１と第二の電極１０２に電圧印加部１１０から電圧を印加する。このときの陰極三重点１０６における電界強度は、支持部材１０４の形状や材質によって異なる。
【００３４】
図８は従来構造の静電レンズ用電極ユニットの構成を示す概略断面図である。
【００３５】
図８に示すように、従来構造の静電レンズ用電極ユニットは３枚の電極からなり、減速型のアインツェルレンズとして構成されている。
【００３６】
従来構造の静電レンズ用電極ユニットの第一の電極１０１と第二の電極１０２に電圧印加部１１０から電圧を印加すると、第一の電極１０１と第二の電極１０２間には静電引力が作用する。そのため、図８（ａ）に示すように、電極の支持部材１０４によって支持されていない部分には撓みが生じる。
【００３７】
図１（ｂ）や図８（ｂ）のような減速型アインツェルレンズ構成の場合、第一の電極１０１の両側には第二の電極１０２が配置されているため、静電引力が打ち消し合い、第一の電極１０１の撓みの影響は緩和される。
【００３８】
しかし、第二の電極１０２については静電引力を打ち消し合う構造ではないため、第一の電極１０１よりも大きな撓みが生じる。第二の電極１０２の撓み量は、主に支持部材１０４の形状や、第二の電極１０２の形状、材質によって異なる。
【００３９】
図８の従来構造では、第１の電極１０１と第二の電極１０２の間に配置されている支持部材１０４の、第二の電極１０２に接する側は電極の面方向外方へ引込んだ構造となっている。そのため、図８の従来構造は、引っ込んでいない構造に比べて、静電引力による第二の電極１０２の撓みが大きくなり、結果として静電レンズとしての電子光学特性の変化が大きくなると考えられる。
【００４０】
従来構造の問題を解決する対策として、支持部材１０４の第二の電極１０２に接する側を面方向外方へ引込めるのではなく、第一の電極１０１に接する側を張り出させることが考えられる。しかし、第一の電極１０１に接する側を張り出させると、荷電粒子線の通過する貫通孔の部分が絶縁部材と近づくことになる。貫通孔の部分が絶縁部材と近づくと、支持部材１０４が何らかの理由により帯電した場合、荷電粒子の軌道に影響を与える可能性があるため、この対策には限界がある。
【００４１】
また、第二の電極１０２を厚くすることにより、電極自体を撓みにくくする対策が考えられる。電極を厚くすると、静電レンズ自体が厚くなる。しかし、微細パターンをウエハに投影する静電レンズは通常１ｍｍ以下と短焦点であるため、静電レンズとウエハとの機械的な干渉等の原因で、焦点距離を短くすることができなくなる可能性があり、本対策にも限界がある。
【００４２】
そこで、本実施形態の静電レンズ電極ユニット１００では、支持部材１０４が第一の電極１０１と接する第一の領域１０４ａと第二の電極１０２と接する第二の領域１０４ｂとを有する（図１参照）。さらに第二の領域１０４ｂの内部には、第一の領域１０４ａよりも比誘電率が小さい低誘電率部１０５を含んでいる。すなわち、本実施形態の静電レンズ電極ユニット１００では、第二の領域１０４ｂの低誘電率部１０５の存在により陰極三重点１０６における電界強度が緩和されると共に、第二の領域１０４ｂの一部である支持領域１０４ｃにより第二の電極１０２が支持される。
【００４３】
支持部材１０４の形状に着目すると、陰極三重点１０６における電界強度や、第二の電極１０２の撓み量は、図８（ｂ）のような従来構造ではオーバーハング量Ｌに依存し、図１（ｂ）のような本実施形態では支持領域１０４ｃの幅ｄに依存する。
【００４４】
図２は、従来構造のオーバーハング量Ｌ、もしくは本実施形態における支持領域１０４ｃの幅ｄを変化させたときの陰極三重点１０６における電界強度と第二の電極１０２の撓み量の変化を示す説明図である。
【００４５】
図２に示すように、いずれの構造おいても、陰極三重点１０６における電界強度が小さくなるようにＬもしくはｄを変化させると、第二の電極１０２の撓み量は大きくなる。
【００４６】
次に、図３を参照して、陰極三重点における電界強度と電極の撓み量の関係を検討し、本実施形態の静電レンズ電極ユニット１００の効果を確認した。図３は本実施形態において、陰極三重点における電界強度と電極の撓み量の関係を示す説明図である。
【００４７】
図３に示すように、本実施形態の静電レンズ電極ユニット１００の構造は、陰極三重点１０６の電界強度が従来構造と同等である場合、第二の電極１０２の撓み量をより小さくすることが可能であることが判った。このように本実施形態の静電レンズ電極ユニット１００の構成を用いることで、電界強度の緩和効果を発揮しつつ、形状変化を低減し電子光学特性の悪化を抑制することが可能であることが確認された。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態の静電レンズ用電極ユニット１００によれば、第一の電極１０１と第二の電極１０２との間の支持部材１０４が、第一の電極１０１と接する第一の領域１０４ａと第二の電極１０２と接する第二の領域１０４ｂとを有する。第二の領域１０４ｂの内部には、第一の領域１０４ａよりも比誘電率が小さい低誘電率部１０５を含んでいる。したがって、第二の領域１０４ｂ内に低誘電率部１０５を含むことにより、陰極三重点１０６における電界強度を緩和することができる。
【００４９】
また、第二の領域１０４ｂの内部に低誘電率部１０５が存在することにより、第一の電極１０１に接する第一の領域１０４ａに対して、第二の電極１０２に接する第二の領域１０４ｂが電極の面方向外方へ引込んだ構造とならない。すなわち、本実施形態の静電レンズ用電極ユニット１００によれば、第二の領域１０４ｂの一部である支持領域１０４ｃが第二の電極１０２を支えて当該第二の電極１０２の撓みを低減し、耐圧性能の向上と電子光学特性の変化を低減することが可能となる。
【００５０】
＜第２の実施形態＞
図５を参照して、本発明に係る静電レンズ用電極ユニットの第２の実施形態について説明する。図５は第２の実施形態の静電レンズ用電極ユニットを示す概略断面図である。
【００５１】
図５に示すように、本実施形態の静電レンズ用電極ユニット２００は３枚の電極からなり、減速型アインツェルレンズとして構成している。
【００５２】
本実施形態の静電レンズ用電極ユニット２００は、支持部材１０４の第一の領域１０４ａと第二の領域１０４ｂとが異なる材料で構成されている点が第１の実施形態と異なる。具体的には、支持部材１０４の第二の領域１０４ｂの比誘電率ε２は、第一の領域１０４ａの比誘電率ε１よりも小さく、かつ低誘電率部１０５の比誘電率ε３よりも大きい関係を有している。第二の領域１０４ｂの比誘電率ε２は、少なくとも、空間部１０３と低誘電率部１０５との両方に面する支持領域１０４ｃの部分において、上記の関係を有すればよく、第二の領域１０４ｂの全体が上記の関係を有する必要はない。
【００５３】
本実施形態の静電レンズ用電極ユニット２００は、基本的に第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。特に本実施形態の静電レンズ用電極ユニット２００は、第二の領域１０４ｂの比誘電率ε２が、第一の領域１０４ａの比誘電率ε１よりも小さく、かつ低誘電率部１０５の比誘電率ε３よりも大きい関係を有する。したがって、本実施形態の静電レンズ用電極ユニット２００よれば、陰極三重点１０６における電界強度を第１の実施形態よりもさらに小さくすることが可能となる。
【００５４】
＜第３の実施形態＞
図６を参照して、本発明に係る静電レンズ用電極ユニットの第３の実施形態について説明する。図６は第３の実施形態の静電レンズ用電極ユニットを示す概略断面図である。
【００５５】
図６に示すように、本実施形態の静電レンズ用電極ユニット３００は３枚の電極からなり、減速型アインツェルレンズとして構成している。
【００５６】
本実施形態の静電レンズ用電極ユニット３００は、支持領域１０４ｃの空間部１０３に面する部分が、第一の領域１０４ａの空間部１０３に面する部分に対して、凹部１２０を有する点が異なる。支持領域１０４ｃは、空間部１０３と低誘電率部１０５との両方に面する領域である。
【００５７】
支持領域１０４ｃの空間部１０３に面する部分に形成された凹部１２０は、第一の領域１０４ａの空間部１０３に面する部分に対して、電極の面方向外方へ引っ込んでいる。凹部１２０の段差量はオーバーハング量Ｌに相当する。支持領域１０４ｃは第二の領域１０４ｂの一部であり、第二の領域１０４ｂの内部には、第一の領域１０４ａよりも比誘電率が小さい低誘電率部１０５を含んでいる。したがって、本実施形態におけるオーバーハング量Ｌは、図８の従来構造よりも小さい値で実現することが可能となる。
【００５８】
本実施形態の静電レンズ用電極ユニット３００は、基本的に第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００５９】
特に本実施形態の静電レンズ用電極ユニット３００は、支持領域１０４ｃの空間部１０３に面する部分が、第一の領域１０４ａの空間部１０３に面する部分に対して、凹部を有する。したがって、本実施形態の静電レンズ用電極ユニット３００よれば、陰極三重点１０６における電界強度が従来構造と同等の場合、凹部１２０の段差量に相当するオーバーハング量Ｌは、図８の従来構造よりも小さい値で実現することが可能となる。そのため、電極の撓みの影響を低減することが可能となる。
【００６０】
＜第４の実施形態＞
図７を参照して、本発明に係る静電レンズ用電極ユニットの第４の実施形態について説明する。図７は第４の実施形態における電子線描画装置を示す概略図である。
【００６１】
本実施形態における電子線描画装置４００としては、例えば、マルチビーム露光装置が挙げられる。
【００６２】
図７に示すように、電子源１から放射された電子ビームは、レンズ制御回路２１により静電型のコリメータレンズ２のレンズパワーを調整して、平行化された電子ビーム１ａとなる。この電子ビーム１ａは遮蔽部材１０を照射する。遮蔽部材１０は複数の開口部を有する。
【００６３】
遮蔽部材１０の開口部を通過した電子ビーム１ｂは、アパーチャアレイ１１に照射される。遮蔽部材１０の開口部は、アパーチャアレイ１１の成形開口を内包するように設置される。そのため、アパーチャアレイ１１の成形開口を通過することにより、電子ビーム１ｃが形状制御されて成形される。
【００６４】
アパーチャアレイ１１を通過した複数の電子ビームは、レンズ制御回路２１にて、第一集束レンズ３のレンズパワーを調整することにより、ブランカーアレイ４の配置位置に結像される。
【００６５】
ブランカーアレイ４は、個別の偏向電極を持ったデバイスである。ブランカーアレイ４は、ブランカーアレイ制御回路２２にて生成されるブランキング信号に基づき、個別にビームのオン／オフ制御を行う。ビームがオンの状態の個所は偏向電極に電圧を印加せず、電子ビームは偏向されずに通過する。ビームがオフの状態の個所は、偏向電極に電圧を印加して電子ビームを偏向する。
【００６６】
ブランカーアレイ４によって偏向された電子ビーム１ｄは、後段にあるストップアパーチャアレイ５によって遮断され、ビームがオフの状態となる。ストップアパーチャアレイ５を通過した電子ビームは、第二集束レンズアレイ６によって結像され、さらに第三集束レンズ８によって集束されてウエハ９上に結像される。
【００６７】
ウエハ９上の電子ビームのスキャンは偏向器７で行うことができる。偏向器７は対向電極によって形成される。偏向器７は、Ｘ，Ｙ方向について２段の偏向を行うために４段の対向電極で構成される（図７中では、図示の便宜のため、４段偏向器を１ユニットとして表記している）。偏向器７は、偏向器制御回路２３の信号に従って駆動される。
【００６８】
パターン描画中におけるウエハ９は、ステージ駆動制御回路２４の信号に従い、Ｘ方向にステージ１２によって連続的に移動し、レーザ測長機による実時間での測長結果を基準としてウエハ９面上の電子ビームが偏向器７によってＹ方向に偏向される。同時にブランカーアレイ４によって描画パターンに応じて、ビームのオン／オフが個別になされる。これにより、ウエハ面上に所望のパターンを高速に描画することができる。
【００６９】
本実施形態の荷電粒子線露光装置４００では、第一集束レンズ３や、第二集束レンズアレイ６、第三集束レンズ８として、第１から第３の実施形態の静電レンズ用電極ユニット１００、２００または３００を適用する。第１から第３の実施形態の静電レンズ用電極ユニット１００、２００または３００を搭載することにより、荷電粒子線露光装置４００としての信頼性と性能を高めることが可能となる。
【００７０】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態とは異なる種々の態様で実施することができる。
【実施例】
【００７１】
以下、実施例を挙げて、本発明に係る静電レンズ用電極ユニットをさらに詳しく説明する。
【００７２】
＜実施例１＞
図１（ｂ）および図４を参照して、実施例１の静電レンズ用電極ユニットについて説明する。本実施例では、図１（ｂ）の静電レンズ用電極ユニット１００を作製する。
【００７３】
図１（ｂ）に示すように、１枚の第一の電極１０１、２枚の第二の電極１０２は、厚さ２００μｍ、直径１００ｍｍの両面研磨単結晶の円板状のシリコンウエハである。
【００７４】
各電極１０１、１０２の中央部の１辺が３ｍｍの正方形エリアに、荷電粒子が通過する複数の貫通孔１０７を有している。貫通孔１０７は穴径３０μｍ、ピッチ６０μｍの正方配列で、フォトリソグラフィとドライエッチングにより形成した。
【００７５】
２枚の支持部材１０４は、厚さ４００μｍ、直径１００ｍｍの円板状のケイ酸ガラスで、中央部に１辺が６ｍｍの正方形の貫通窓２０１を有している。支持部材１０４の上面図の一例を図４に示す。
【００７６】
図４に示すように、円板状のケイ酸ガラス２００の片面に、貫通窓２０１の側壁部２０２の肉幅が３０μｍとなるように、中央部の１辺が６．０６ｍｍの正方形部の周囲に、溝加工によって幅３００μｍ、深さ２００μｍの溝部２０３を形成する。その後、中央部に１辺が６ｍｍの正方形の貫通窓２０１をサンドブラスト加工することで支持部材１０４を形成した。この溝部２０３は静電レンズ組み立て完了後に、低誘電率部１０５となり、貫通窓の側壁部２０２は支持領域１０４ｃとなる。
【００７７】
なお、組み立て後に静電レンズ用電極ニュットを真空容器内に導入した際に、低誘電率部１０５の空間が真空となるよう、円板の最外部まで溝部２０３の加工を施し、外部空間に対して孤立しないようにしている。
【００７８】
これらの加工を行った１枚の第一の電極１０１、２枚の第二の電極１０２、２枚の支持部材１０４を、第二の電極１０２、支持部材１０４、第一の電極１０１、支持部材１０４、および第二の電極１０２の順に接着した。接着には耐熱性のあるシリコン系の接着剤を用いた。これらの部材の接着に際して、各円板の中心軸が一致し、かつ平行となるように接着した。このとき、支持部材１０４は、溝部２０３を形成した面が、第二の電極１０２と向かい合うように配置されている。
【００７９】
このように構成した静電レンズ用電極ユニットに対し、電圧印加部１１０により、第一の電極１０１に低電圧（−４ｋＶ）、第二の電極１０２に基準電位（０Ｖ）を印加することで、静電レンズとして機能する。
【００８０】
図３に示すように、本実施例の静電レンズ用電極ユニットと従来構造との陰極三重点１０６の電界強度の緩和が同程度である場合に、本実施例の静電レンズ用電極ユニットの第二の電極１０２の撓み量は従来構造よりも軽減されることが確認された。
【００８１】
＜実施例２＞
図５を参照して、実施例２の静電レンズ用電極ユニットについて説明する。本実施例では、図５の静電レンズ用電極ユニット２００を作製する。
【００８２】
本実施例では、支持部材１０４を、厚さ２２０μｍのケイ酸ガラス（比誘電率４．２）と厚さ１８０μｍのシリコンナイトライド（比誘電率７）を貼り合せ、ケイ酸ガラス部に実施例１と同様の加工を施した２層構造とした以外は、実施例１と同様である。
【００８３】
本実施例の静電レンズ用電極ユニット２００により、比誘電率の大きなシリコンナイトライド部の電界強度は緩和され、支持部材１０４が全てケイ酸ガラスで形成されている場合に比べて、陰極三重点１０６における電界強度がより小さくなることを確認した。
【００８４】
＜実施例３＞
図６を参照して、実施例３の静電レンズ用電極ユニットについて説明する。本実施例では、図６の静電レンズ用電極ユニット３００を作製する。
【００８５】
本実施例では、支持部材１０４を、下記二つのケイ酸ガラスを貼り合せ、第一のケイ酸ガラスに実施例１と同様の加工を施した２層構造とした以外は実施例１と同様である。貫通窓の大きさの異なるケイ酸ガラスの２層構造により、ケイ酸ガラス間の貫通窓に５０μｍのオーバーハング量Ｌが生じることになる。
第一のケイ酸ガラス：厚さ２２０μｍ、中央部に１辺が６．１ｍｍの正方形の貫通窓を有するケイ酸ガラス。
第二のケイ酸ガラス：厚さ１８０μｍ、中央部に１辺が６ｍｍの正方形の貫通窓を有するケイ酸ガラス。
【００８６】
本実施例の静電レンズ用電極ユニット３００によれば、従来構造と比較した場合に、それぞれの陰極三重点１０６の電界強度の緩和と第二の電極１０２の撓み量との関係についても、図３と同様の結果が得られることを確認した。
【符号の説明】
【００８７】
１００：静電レンズ用電極ユニット、１０１：第一の電極、１０２：第二の電極、１０３：空間部、１０４：支持部材、１０４ａ：第一の領域、１０４ｂ：第二の領域、１０４ｃ：支持領域、１０５：低誘電率部、１０６：陰極三重点、１０７：荷電粒子の通過する貫通孔、１１０：電圧印加部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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