(57)【要約】      （修正有）【課題】電極基板間の積層位置合わせ精度を高めることが可能な静電型荷電粒子線レンズアレイ用電極基板を提供する。【解決手段】シリコンを基材とする複数の電極基板をスペーサにより互いに所定の間隔を保って積層する電極基板であって、電極基板１０ａ、１０ｂの基材１、１に、貫通孔１１、１１と、該貫通孔１１、１１を覆う透光部４、４を形成し、該透光部４、４上に、該透光部４、４を透過する光を遮光する遮光部７、７を形成することにより、電極基板１０ａ、１０ｂの貫通穴９、９の位置を高精度に位置合わせする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンを基材とする複数の電極基板が、スペーサにより互いに所定の間隔を保って積層される静電型の荷電粒子線レンズアレイの電極基板であって、
前記複数の電極基板は、それぞれ、荷電粒子線が通過する複数の貫通孔と、複数の透光部とを有し、
前記透光部は、透光性の材料からなり、
前記透光部上に、前記透光部を透過する光の少なくとも一部を遮光する材質で構成されるパターンを有する遮光部を備えたことを特徴とする荷電粒子線レンズアレイ用電極基板。
【請求項２】
前記透光部は、前記電極基板の基材に形成した貫通孔を覆って配置されていることを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子線レンズアレイ用電極基板。
【請求項３】
前記透光部は、前記電極基板の基材に形成した貫通孔に埋め込まれていることを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子線レンズアレイ用電極基板。
【請求項４】
複数の電極基板がスペーサにより互いに所定の間隔を保って配置された荷電粒子線レンズアレイを有する荷電粒子線露光装置であって、前記電極基板が、請求項１乃至請求項３記載の荷電粒子線レンズアレイ用電極基板であることを特徴とする荷電粒子線露光装置。
【請求項５】
シリコンを基材とする複数の電極基板が、スペーサにより互いに所定の間隔を保って積層される静電型の荷電粒子線レンズアレイの電極基板の製造方法であって、
前記複数の電極基板は、荷電粒子線が通過する複数の貫通孔と、複数の透光部とを有し、
前記透光部は、透光性の材料からなり、
前記透光部上に、前記透光部を透過する光の少なくとも一部を遮光する材質で構成されるパターンを有する遮光部を備え、
前記遮光部のパターンは、前記荷電粒子線が通過する複数の貫通孔を形成する貫通孔形成用のエッチングマスクと同時に形成することを特徴とする荷電粒子線レンズアレイ用電極の製造方法。
【請求項６】
前記荷電粒子線が通過する複数の貫通孔を形成するエッチング工程よりも前に、前記遮光部のパターンを覆う保護膜を形成しておくことを特徴とする請求項５に記載の荷電粒子線レンズアレイ用電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線を用いた露光装置の電子光学系に用いられる荷電粒子線レンズアレイ用電極基板とその製造方法、及び該電極基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの生産において、電子線露光技術は、微細パターン露光を可能とするリソグラフィの有力候補として脚光を浴びており、いくつかの方式が提案されている。この中でもマスクを用いずに複数本の電子線で同時にパターンを描画するマルチビームシステムは、物理的なマスク作製や交換をなくし実用化に向けて多くの利点を備えている。電子線をマルチ化する上で重要となるのが、これに使用する電子レンズのアレイ数である。電子線露光装置の内部に配置できる電子レンズのアレイ数によりビーム数が決まり、スループットを決定する大きな要因となる。
【０００３】
このため電子レンズの性能を高めながら、いかに小型化できるかが、マルチビーム型露光装置の性能向上の鍵の一つとなる。静電型の電子レンズは、磁界型と比べてコイルコア等を設ける必要がないため、構成が容易であり小型化に有利である。この静電型の電子レンズは、一般的に、アインツェル型と呼ばれ、電子ビームが通過するための貫通孔を形成した３枚の電極基板を、スペーサを介して積層したものである。この貫通孔の積層位置合わせ精度は、この静電型の電子レンズの光学性能に影響する重要なパラメータの一つである。
【０００４】
特許文献１では、複数の電極基板と絶縁体からなるスペーサを積層した荷電粒子線レンズアレイを開示している。この電極基板には、シリコン基板が用いられており、陽極接合によって電極基板がスペーサを介して積層されている。また、電極基板には、陽極接合用アライメントマークとして貫通孔が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６６５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術では、積層位置合わせマーク、即ち、貫通孔寸法が比較的小さい場合には、一方の貫通孔を通して他の基板の開孔を検出するのが困難で、位置合わせ作業に手間取るという問題があった。一方、この貫通孔寸法が比較的大きい場合には、一方の基板の貫通孔を通して、他の基板の貫通孔を検出するのは容易になるが、積層位置合わせ精度が低下してしまう。また、この積層位置合わせの検出光として、赤外線を用いた場合には、貫通孔のエッジが鮮明でないために、積層位置合わせ精度をより高めるのが困難であった。
【０００７】
上記のように、荷電粒子線レンズアレイの電極基板の積層位置合わせにおいて、高精度化が望まれていた。
【０００８】
本発明は、上記課題を鑑みて、荷電粒子線レンズアレイの高精度化のための電極基板を提案し、電極基板間の積層位置合わせ精度を高めることが可能な荷電粒子線レンズアレイ用電極基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、シリコンを基材とする複数の電極基板が、スペーサにより互いに所定の間隔を保って積層される静電型の荷電粒子線レンズアレイの電極基板であって、
前記複数の電極基板は、それぞれ、荷電粒子線が通過する複数の貫通孔と、複数の透光部とを有し、
前記透光部は、透光性の材料からなり、
前記透光部上に、前記透光部を透過する光の少なくとも一部を遮光する材質で構成されるパターンを有する遮光部を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、複数の電極基板がスペーサにより互いに所定の間隔を保って配置された荷電粒子線レンズアレイを有する荷電粒子線露光装置であって、前記電極基板が、上記本発明の荷電粒子線レンズアレイ用電極基板であることを特徴とする。
【００１１】
さらに本発明は、シリコンを基材とする複数の電極基板が、スペーサにより互いに所定の間隔を保って積層される静電型の荷電粒子線レンズアレイの電極基板の製造方法であって、
前記複数の電極基板は、荷電粒子線が通過する複数の貫通孔と、複数の透光部とを有し、
前記透光部は、透光性の材料からなり、
前記透光部上に、前記透光部を透過する光の少なくとも一部を遮光する材質で構成されるパターンを有する遮光部を備え、
前記遮光部のパターンは、前記荷電粒子線が通過する複数の貫通孔を形成する貫通孔形成用エッチングマスクパターンと同時に形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の荷電粒子線レンズアレイ用電極基板は、積層位置合わせマークが明瞭に識別できるため、係る電極基板をスペーサを介して複数積層する際の積層位置合わせ精度の向上を図ることができる。よって、本発明の電極基板を用いた荷電粒子線レンズアレイを光学系に用いることで、より高精度の荷電粒子線露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の電極基板の一実施形態を用いた荷電粒子線レンズアレイの断面模式図である。
【図２】図１に示した荷電粒子線レンズアレイの電極基板を示した平面模式図である。
【図３】本発明の荷電粒子線レンズアレイ用電極基板の他の実施形態を示した断面模式図である。
【図４】本発明の荷電粒子線レンズアレイ用電極基板の他の実施形態を示した断面模式図である。
【図５】本発明の荷電粒子線露光装置の一実施形態の構成を模式的に示す図である。
【図６】図１に示した荷電粒子線レンズアレイの電極基板の製造工程を示す断面模式図である。
【図７】図３に示した電極基板の製造工程を示す断面模式図である。
【図８】図４に示した電極基板の製造工程を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の好ましい実施形態を挙げて、本発明の構成と作用・効果を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の荷電粒子線レンズアレイ用電極基板１０ａ，１０ｂが、スペーサ２０により互いに所定の間隔を保って積層される静電型の荷電粒子線レンズアレイの断面を模式的に示した図であり、図２は、電極基板１０ａの平面図である。
【００１６】
電極基板１０ａ，１０ｂは、それぞれ、シリコンを基材１とし、荷電粒子線が通過する複数の貫通孔９と、複数の透光部４とを有している。また、図１の実施形態では、電極基板１０ａ，１０ｂのいずれもが、透光部４が、基材１に形成された貫通孔１１を覆って形成されている。
【００１７】
複数の貫通孔９は、半導体製造に用いられる高精度露光技術と、高精度シリコン深堀ドライエッチング技術によって、高真円度に形成されている。
【００１８】
基材１の厚さは、例えば、１５０μｍである。また、貫通孔９の直径は、例えば１００μｍで、これらのピッチは例えば、２００μｍである。また、貫通孔９の真円度は、例えば、３０ｎｍである。尚、これらの値は、一例であり、本発明は、これらの値に限定されるものではない。
【００１９】
前記透光部４は透光性の材料からなり、該透光部上には、該透光部４を透過する光の少なくとも一部を遮光する材質で構成されるパターンを有する遮光部７が積層位置合わせマークとして形成されている。透光部４の材料は、例えば、酸化シリコンであり、厚さは、例えば、２μｍで、２２０μｍ角の平面形状である。透光部４の材料としては、酸化シリコン以外にも、リンケイ酸塩ガラス（ＰＳＧ）、ホウケイ酸塩ガラス（ＢＳＧ）、ホウリンケイ酸塩ガラス（ＢＰＳＧ）、スピンオングラス（ＳＯＧ）などのガラスでも良く、窒化シリコンなどでも良い。
【００２０】
透光部４は、赤外線よりも短波長の可視光を透過する材料であればなお良い。透光部４は、材料密度が均一であるために、屈折率が均一となり、入射した光が直進する。尚、上記した透光部４の厚さ、寸法、形状は、一例であり、上記値に限定されるものではない。また、透光部４は、２層以上の構造になっていても良い。
【００２１】
透光部４は図１のように前記電極基板１の表面に形成されていても良く、図３のように基材１に埋め込まれて、透光部４の表面と基材１の表面が連続する形態でも良い。また、図４のように、透光部４の材料が、基材１に設けた貫通孔を埋め、透光部４の厚みが基材１、即ち電極基板の厚みと等しくなっている構成としても良い。
【００２２】
遮光部７の材料は、例えば、クロム膜であり、厚みは０．１μｍである。遮光部７は、クロム膜以外でも、アルミ膜など、光の少なくとも一部を遮光する材料であれば良い。尚、遮光部７は、赤外線よりも短波長の可視光を遮光する材料であればなお良い。上記した遮光部７の厚さは、一例であり、上記値に限定されるものではい。また、遮光部７は、２層以上の構造になっていても良い。
【００２３】
遮光部７は薄膜からなるため、特許文献１に開示された貫通孔からなるマークよりも高精度に微細に形成できる。よって、電極基板１０ａと１０ｂとをスペーサ２０を介して積層する際に、電極基板１０ａと１０ｂの遮光部７，７は、透光部４，４を通して、明瞭に検出できる。尚、電極基板１０ａ，１０ｂの遮光部７，７のパターンは、位置合わせする際に、パターンが互いに重ならないように、異なるパターンをレイアウトすると良い。
【００２４】
尚、複数の貫通孔９と、遮光部７とは、相対位置が高精度に位置合わせされている関係にある。
【００２５】
スペーサ２０は、例えば、ガラス基板からなり、電極基板１０ａ，１０ｂに形成した透光部４，４に対応した位置に、２４０μｍ角の貫通孔２２が形成されており、貫通孔９，９の領域に対応した部分には、貫通孔２１が形成されている。スペーサ２０の材料は、例えば、ホウケイ酸ガラスである。貫通孔２２の寸法、形状は、一例であり、本発明は、この寸法、形状に限定されるものではない。
【００２６】
よって、図１の荷電粒子線レンズアレイは、２枚の電極基板１０ａ，１０ｂを、スペーサ２０を介して積層する時に、透光部４，４を通して、遮光部７，７の検出が従来よりも明瞭になるために、積層位置合わせ精度を向上することが可能になる。
【００２７】
また、複数の貫通孔９，９は、それぞれ、遮光部７，７と高精度に位置合わせされた状態であるために、電極基板１０ａ，１０ｂの貫通孔９，９の位置を高精度に位置合わせして積層することが可能である。
【００２８】
尚、荷電粒子線レンズアレイにおける電極基板の積層枚数は、２枚に限定されるものではなく、３枚以上であって良い。
【００２９】
以上により、本発明に係る電極基板は、スペーサを介して、これらを積層する際に、各電極基板に配置した積層位置合わせマークを明瞭に識別できるため、電極基板間の積層位置合わせ精度の向上を図ることができる。よって、本発明の電極基板を用いることで、積層位置合わせ精度が向上した荷電粒子線レンズアレイを提供できる。
【００３０】
図５は、本発明の荷電粒子線露光装置の一実施形態の構成を示す図である。本実施形態は、個別に投影系を持つ、いわゆるマルチカラム式である。以下に本実施形態の露光装置における機構を説明する。
【００３１】
電子源１０８からアノード電極１１０によって引き出された放射電子線は、クロスオーバー調整光学系１１１によって照射光学系クロスオーバー１１２を形成する。
【００３２】
ここで電子源１０８としてはＬａＢ6やＢａＯ／Ｗ（ディスペンサーカソード）などのいわゆる熱電子型の電子源が用いられる。クロスオーバー調整光学系１１１は、２段の静電レンズで構成されており、１段目、２段目共に静電レンズは３枚の電極からなり、中間電極に負の電圧を印加して上下電極は接地する、いわゆるアインツェル型の静電レンズである。
【００３３】
照射光学系クロスオーバー１１２から広域に放射された電子線１１４は、コリメータレンズ１１５によって、光軸１１３に平行なビーム１１６となり、アパーチャアレイ１１７へと照射される。
【００３４】
アパーチャアレイ１１７によって分割されたマルチ電子線１１８は、レンズ制御回路１０５に接続された集束レンズアレイ１１９によって個別に集束され、ブランカーアレイ１２２上に結像される。また、マルチ電子線１１８は、アライナー制御回路１０７に接続されたアライナー１２０によって、Ｘ，Ｙ位置を制御される。
【００３５】
ここで集束レンズアレイ１１９は、３枚の多孔電極からなる静電レンズで、３枚の電極のうち中間の電極のみ負の電圧を印加して上下電極は接地する、アインツェル型の静電レンズアレイである。またアパーチャアレイ１１７（収束半角）を規定する役割も持たせるため、集束レンズアレイ１１９位置（集束レンズアレイの前側焦点面位置）に置かれている。
【００３６】
ブランカーアレイ１２２は、偏向電極を持ったデバイスで、描画パターン発生回路１０２、ビットマップ変換回路１０３、ブランキング指令回路１０６によって生成されるブランキング信号に基づき、描画パターンに応じて個別にビームのオン／オフを行う。即ち、ビームがオンの状態の時には、ブランカーアレイ１２２の偏向電極には電圧を印加せず、ビームがオフの状態の時には、ブランカーアレイ１２２の偏向電極に電圧を印加して電子線を偏向する。
【００３７】
ブランカーアレイ１２２によって偏向された電子線１２５は、後段にあるストップアパーチャアレイ１２３によって遮断され、ビームがオフの状態となる。
【００３８】
本実施形態においてブランカーアレイは、２段で構成されており、ブランカーアレイ１２２及びストップアパーチャアレイ１２３と同じ構造の、第２ブランカーアレイ１２７及び第２ストップアパーチャアレイ１２８が後段に配置されている。
【００３９】
ブランカーアレイ１２２を通った電子線１２４は、第２集束レンズアレイ１２６によって第２ブランカーアレイ１２７上に結像される。さらに電子線１２４は、第３・第４集束レンズによって集束されてウェハ１３３上に結像される。
【００４０】
第４集束レンズアレイ１３２は、対物レンズとなっており、その縮小率は１００倍程度に設定される。
【００４１】
これにより、ブランカーアレイ１２２の中間結像面上の電子ビーム１２１（スポット径がＦＷＨＭで２μｍ）が、ウェハ１３３面上で１００分の１に縮小され、ＦＷＨＭで２０ｎｍ程度のマルチ電子線がウェハ上に結像される。
【００４２】
ここで、第２集束レンズアレイ１２６・第３集束レンズアレイ１３０・第４集束レンズアレイ１３２は、集束レンズアレイ１１９同様に、アインツェル型の静電レンズアレイである。このアインツェル型の静電レンズアレイ１３２は、本発明の電極基板を３枚、電気絶縁性の基材からなるスペーサにより互いに所定の間隔を保って積層したものである。
【００４３】
これらの電極基板は、積層位置合わせマークを明瞭に識別することが可能であるために、各電極基板の積層位置合わせが高精度に行われている。よって、このアインツェル型の静電レンズアレイ１３２は、各電極基板の複数の貫通孔が、電極基板間において高精度に位置合わせされているため、光学収差が小さいものとなる。
【００４４】
ウェハ上のマルチ電子線のスキャンは、偏向器１３１で行うことができる。偏向器１３１は、対向電極によって形成されており、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（図中では簡単のため２段偏向器を１ユニットとして表記している）。偏向器１３１は偏向信号発生回路１０４の信号に従って駆動される。パターン描画中は、ウェハ１３３がＸ方向にステージ１３４によって連続的に移動し、レーザー測長機による実時間での測長結果を基準としてウェハ面上の電子ビーム１３５が偏向器１３１によってＹ方向に偏向される。
【００４５】
同時に、ブランカーアレイ１２２及び第２ブランカーアレイ１２７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、ウェハ１３３面上に所望のパターンを高速に描画することができる。コントローラー１０１は、上記複数の回路ブロックを連携制御し、荷電粒子線露光装置全体を管理する。
【００４６】
以上より、本発明の荷電粒子線露光装置は、静電レンズアレイの複数の電極基板間において、貫通孔の積層位置合わせを高精度に行うことが可能な電極基板を用いているために、静電レンズアレイの光学収差が小さい、光学性能の高い露光装置となる。
【００４７】
図６は、本発明の荷電粒子線レンズアレイ用電極基板の製造方法の一例を示した断面図であり、図１に示した電極基板１０ａの製造工程を示す断面模式図である。
【００４８】
以下、図６を用いて本発明の電極基板の製造方法について説明する。
【００４９】
電極基板の基材１はシリコンからなり、例えば、基板両面がミラー研磨加工された面方位（１００）の単結晶シリコン基板や、シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）基板が用いられる。本実施形態では、単結晶シリコン基板を基材１とした例を示す。寸法としては、例えば、直径１００ｍｍ、厚さ１５０μｍである。そして、基材１の表面に、透光膜２として、例えば、熱酸化法によって酸化シリコンを、例えば、２μｍ厚さに成膜する。この透光膜２の形成は、熱酸化法に限定されるものではなく、化学気相成長法など、透光膜２の密度が均一で屈折率が均一に形成される成膜方法であれば良い。
【００５０】
次に、基材１の裏面の透光膜（不図示）を、例えば、バッファードフッ酸水溶液によって除去した後に、該裏面には、エッチストッパ層３として、例えば、スパッタ法によってアルミ膜を１μｍ厚さに成膜する（図６（ａ））。このエッチストッパ層３は、アルミ膜に限定されるものではなく、シリコン深堀エッチングでシリコンとのエッチング選択比が高くとれるものであれば良い。
【００５１】
次に、図６（ｂ）に示すように、透光膜２からなる透光部４の形成のために、透光膜２上にフォトリソグラフィを用いて、例えば、ポジ型のフォトレジストからなる２２０μｍ角のパターンを形成する。この開孔の寸法は、一例であり、また、形状は、矩形パターンに限定されるものではない。次に、例えば、ＣＨＦ3ガスを用いたＩＣＰ−ＲＩＥ（誘導結合プラズマ反応性イオンエッチング）法によって、前記フォトレジストパターンをエッチングマスクとして、透光膜２をパターニングする。そしてその後、前記フォトレジストパターンを、レジスト剥離処理で除去する。
【００５２】
エッチストッパ層３の開孔５は、透光部４の直下の基材１を挟んで対向した位置において、透光部４よりも小さい面積で、透光部４相当領域に包含されるように、例えば、２００μｍ角の開孔が形成される。この開孔の寸法は、一例であり、また、形状は、角パターンに限定されるものではない。このエッチストッパ層３の開孔５は、後に示す工程で透光部４からなるパターンの下部の基材１に貫通孔を形成するときのエッチングマスクとなる。エッチストッパ層３の開孔形成は、前述のフォトリソグラフィとアルミ膜のエッチング液によるエッチングと、前述のフォトレジストパターンの除去によって行う。
【００５３】
次に、基材１の表面に、遮光膜を形成する。この遮光膜の材料は、例えば、０．２μｍ厚さのクロム膜をスパッタ法で成膜する。この遮光膜として、例えば、貫通孔形成用のエッチングマスクにも適用可能な膜を選択することで、図６（ｃ）に示すように、貫通孔形成用のエッチングマスク６と積層位置合わせマークである遮光部７とを形成する。遮光膜で構成される、貫通孔形成用のエッチングマスク６と積層位置合わせマークである遮光部７は、同じ遮光膜に、フォトリソグラフィとドライエッチングによって、同時に形成される。このフォトリソグラフィでは、半導体製造に用いられるｉ線ステッパやＫｒＦスキャニングステッパ等の高精度位置合わせが可能な露光装置を用いることで、上記の積層位置合わせパターンと貫通孔マスクが相対的に高精度に位置合わせされた構成が実現できる。よって、前記積層位置合わせマークと、前記貫通孔マスクを用いて加工された貫通孔が、相対的に高精度に位置合わせされた構成となる。
【００５４】
また、このドライエッチングでは、例えば、塩素ガスとアルゴンガスと酸素ガスの混合エッチングガスを用いたＩＣＰ−ＲＩＥ法によって、遮光膜からなる貫通孔形成用エッチングマスク６と遮光部７の側壁形状が垂直になるように加工する。積層位置合わせマークである遮光部７は、薄膜からなるため、貫通孔からなるマークよりもパターンのエッジを高精度に形成できる。
【００５５】
次に、図６（ｄ）に示すように、透光部４と遮光部７上に保護膜８を形成する。これは、次工程のシリコン深堀ドライエッチング工程で、これらがエッチングされないように保護する目的である。保護膜８のパターンは、前述のフォトリソグラフィを用いて、例えば、ポジ型のフォトレジスト膜で５μｍ厚さに形成する。
【００５６】
次に、図６（ｅ）に示すように、貫通孔形成用エッチングマスク６を用いて基材１を深堀ドライエッチングして複数の貫通孔９を形成する。このシリコン深堀ドライエッチングは、ＳＦ6ガスプラズマによるエッチングとＣ4Ｆ8プラズマによる側壁保護を主体として１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すボッシュプロセスを用いたＩＣＰ−ＲＩＥ法で行う。基材１への高精度貫通孔加工は、ボッシュプロセスを用いた高精度シリコン深堀ドライエッチング装置によって、貫通孔側壁粗さ（スキャロップ等）が低減されて、且つ、貫通孔底部のノッチングが発生しないように制御した加工である。複数の貫通孔９は、これらの露光とシリコン深堀加工を組み合わせることで高真円度に形成できる。このドライエッチング加工のエッチング終点は、エッチストッパ層３とプラズマ発光分光法を用いたエッチング終点検出によって制御される。
【００５７】
次に、図６（ｆ）に示すように、遮光部７を残して、貫通孔形成用エッチングマスク６を、例えば、硝酸セリウムアンモニウムを主成分としたエッチング液によってエッチングして除去した後に、保護膜８も、例えば、レジスト剥離処理を行って除去する。
【００５８】
次に、図６（ｇ）に示すように、基材１の裏面のエッチストッパ層３の開孔５をエッチングマスクとして、基材１に、深堀ドライエッチング加工を行い、透光部４の下の基材１に貫通孔１１を形成する。この深堀ドライエッチング加工は、図６（ｅ）と同様の加工を用いるが、この時のエッチストッパ層には、基材１に形成した透光部４を用いる。透光部４は、貫通孔１１の形成時に、基材１と透光部４のエッチング選択比が非常に高いことにより、ほとんどエッチングされないためダメージを受けない。尚、エッチング終点は、エッチストッパ層（透光部４）とプラズマ発光分光法を用いたエッチング終点検出で制御する。
【００５９】
次に、図６（ｈ）に示すように、基材１の裏面のエッチストッパ層３を例えば、アルミ膜エッチング液でエッチングして除去することで、荷電粒子線が通過する複数の貫通孔９と、複数の透光部４とを有する荷電粒子線レンズアレイ用電極基板が得られる。
【００６０】
本実施形態の電極基板は、単結晶シリコンを基材１としており、荷電粒子線が通過する複数の貫通孔９と、酸化シリコンからなる複数の透光部４とを有し、前記透光部４上には、可視光を遮光するクロム膜からなる遮光部７が形成されている。このように本発明の電極基板は透光部４と遮光部７からなる積層位置合わせマークを有している。また、透光部４は、前記電極基板の表面に形成されており、前記透光部４の下の基材１には、貫通孔１１が形成されている。
【００６１】
透光部４は、密度が均一であるために屈折率が均一となり、入射した可視光が直進する。このため、複数の電極基板を、スペーサにより互いに所定の間隔を保って積層する時に、積層位置合わせマークの識別が従来よりも明瞭になるために、積層位置合わせ精度を向上することが可能になる。
【００６２】
また、複数の貫通孔９と、遮光部７からなる複数の積層位置合わせマークは、相対位置が高精度に位置合わせされている関係にあり、積層位置合わせによって、各電極基板に形成された貫通孔同士も高精度に位置合わせされる。
【００６３】
次に、図３に示した電極基板の製造工程について図７を用いて説明する。
【００６４】
電極基板の基材１は、図６（ａ）の基材１と同様であり、本実施形態においては、基材１の裏面に、図６（ｂ）と同様に、開口５を有するエッチストッパ層３を形成する。そして、基材１の表面には、基材１への開孔形成用エッチングマスク３１として、フォトリソグラフィによる３μｍ厚さのポジ型のフォトレジストからなる２２０μｍ角のパターンを形成する（図７（ａ））。
【００６５】
次に、図７（ｂ）に示すように、エッチングマスク３１を用いてＩＣＰ−ＲＩＥ法によって、基材１に２μｍ深さの開口３２を形成して、エッチングマスク３１を除去する。開孔２４は、エッチストップ層３に形成した開孔５よりも大きい面積で、エッチストップ層３に形成した開孔領域を包含するように形成される。
【００６６】
次に、図７（ｃ）に示すように、基材１に形成した開口３２を酸化シリコンからなる透光性の材料で埋め戻して、透光部４を形成する。この透光部４は、密度が均一で屈折率が均一であるため、入射した光が直進する。この開口３２への酸化シリコンの成膜には、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）／オゾン（Ｏ3）を原料として、プラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法を用いることができる。この透光部４は、開孔３２に埋め込んだ酸化シリコンを基材１の表面と同じ高さに、平坦化することで形成される。この時、開孔３２以外に成膜された酸化シリコンは、化学機械研磨（ＣＭＰ）で除去される。この透光部４の埋め戻しの際には、平坦化時の基板保護膜として、基材１上に、予め保護膜（不図示）を形成しておいてもよい。この保護膜は、エッチングマスク３１を用いてドライエッチングで開孔を形成しておき、埋め戻し後に除去される。
【００６７】
これ以降の工程は、図６（ｄ）乃至（ｈ）に示した工程と同様の工程を用いることで、図３に示した構成の電極基板が形成される（図７（ｄ）乃至（ｈ））。
【００６８】
次に、図４に示した電極基板の製造工程について、図８を用いて説明する。
【００６９】
電極基板の基材として、シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）基板を使用した形成工程例を示す。ＳＯＩ基板４１は、シリコンからなるデバイス層４２とシリコン酸化膜４３とシリコンからなるハンドル層４４で構成される。係るＳＯＩ基板４１としては、例えば、直径１００ｍｍ、デバイス層４２の厚さが５０μｍ、シリコン酸化膜４３の厚さが２μｍ、ハンドル層４４の厚さが４５０μｍの基板が用いられる。
【００７０】
図８（ａ）に示すように、ＳＯＩ基板４１のデバイス層４２上に、デバイス層４２への開孔加工用エッチングマスク４５として、５μｍ厚さの断面形状が垂直なポジ型のフォトレジストからなる２００μｍ角の開孔パターンをフォトリソグラフィで形成する。
【００７１】
次に、図８（ｂ）に示すように、デバイス層４２の開孔４６を、エッチングマスク４５を用いてシリコン深堀ドライエッチング加工で形成した後、エッチングマスク４５を除去する。このシリコン深堀ドライエッチングは、例えば、ＳＦ6ガスプラズマによるエッチングとＣ4Ｆ8プラズマによる側壁保護を主体として１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すボッシュプロセスを用いたＩＣＰ−ＲＩＥ法で行う。このエッチング終点は、プラズマ発光分光法を用いて制御し、エッチストッパ層として酸化シリコン膜４３を利用する。
【００７２】
次に、図８（ｃ）に示すように、デバイス層４２に形成した開孔４６を、例えば、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）／オゾン（Ｏ3）を原料として、プラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法によって酸化シリコンで埋め戻し、透光部４を形成する。この透光部４は、密度が均一で屈折率が均一であるため、入射した光が直進する。また、この透光部４は、開孔４６上の酸化シリコンをデバイス層４２の表面と同じ高さに、平坦化することで形成される。この時、開孔４６以外に成膜された酸化シリコンは、化学機械研磨（ＣＭＰ）で除去される。透光部４の埋め戻しの際には、平坦化時の基板保護膜として、デバイス層４２上に、予め保護膜（不図示）を形成しておいてもよい。この場合、この保護膜は、エッチングマスク４５を用いてドライエッチングで開孔を形成しておき、埋め戻し後に除去される。
【００７３】
先に説明した図６（ｄ）乃至（ｇ）の工程と同様の工程を用いることで、透光部４上に遮光部７を形成し、デバイス層４２に複数の貫通孔９を形成する（図８（ｄ）乃至（ｇ））。
【００７４】
その後、ＳＯＩ基板４１の表面に保護膜（不図示）を形成し、裏面のハンドル層４４を、例えば、バックグラインドとＣＭＰによる薄板化、及び、エッチングで除去する。
【００７５】
次に、酸化シリコン層４３を、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）液を用いたウェットエッチで除去して、基材１としてデバイス層４２のみを残す。そして、ＳＯＩ基板４１の表面に形成していた保護膜（不図示）を除去することで、図４に示す、荷電粒子線レンズアレイ用電極基板が形成される（図８（ｈ））。
【符号の説明】
【００７６】
１：基材、４：透光部、７：遮光部、８：保護膜、９，１１：貫通孔、１０ａ，１０ｂ：電極基板、２０：スペーサ
【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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