(57)【要約】【課題】収差を低減する電子光学系を構築できる荷電ビームレンズアレイ、その電子光学系を用いる露光装置、及びその露光装置を用いるデバイス製造方法を提供する。【解決手段】荷電ビームレンズアレイ１００は、複数の開口部により形成されるレンズを有する少なくとも３枚重ねられる基板１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃからなる。中間の基板１１０ｂに、第１の電極Ｅａ〜Ｅｅで複数の開口部Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃの各グループを電気的に接続させて構成する。また、第２の電極ｅａで単数の開口部Ｌｅ，Ｌｇを個々に構成する。特に光軸ＡＸを中心とする多角形上に位置する複数の開口部Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄ，Ｌｆ同士は、第１の電極Ｅａ〜Ｅｅで電気的に接続する。一方、第１の電極Ｅａ〜Ｅｅ同士、第２の電極ｅａ，ｅｂ同士、第１の電極Ｅａ〜Ｅｅと第２の電極ｅａ，ｅｂとは電気的に分離し、各第１、第２の電極Ｅａ〜Ｅｅ、ｅａの電位を個別に制御する。【選択図】    図２
2008066359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の開口部を有する基板を少なくとも３枚重ねて形成される荷電ビームレンズアレイであって、
少なくとも１枚の前記基板において、複数の開口部が、グループ毎に各々、第１の電極により電気的に接続されて構成され、
前記複数の開口部以外の単数の開口部は、各々、第２の電極により構成され、
前記第１の電極同士、前記第２の電極同士、前記第１の電極と第２の電極とは電気的に分離されることを特徴とする荷電ビームレンズアレイ。
【請求項２】
前記開口部が存在する領域の中央を中心とする多角形上に位置される前記複数の開口部同士が、前記第１の電極により電気的に接続されて構成されることを特徴とする請求項１記載の荷電ビームレンズアレイ。
【請求項３】
前記第１の電極同士間、前記第２の電極同士間、前記第１の電極と前記第２の電極間のいずれかの間に電気的抵抗体が接続されることを特徴とする請求項１または２記載の荷電ビームレンズアレイ。
【請求項４】
前記第１の電極同士間、前記第２の電極同士間、前記第１の電極と前記第２の電極間のいずれかの間に電気的良導体が接続されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の荷電ビームレンズアレイ。
【請求項５】
荷電ビームを用いて露光を行う露光装置であって、
荷電ビームを放射する荷電粒子源と、
前記荷電粒子源の中間像を複数形成する第１の電子光学系と、
前記第１の電子光学系によって形成される前記複数の中間像をウエハ上に投影する第２の電子光学系と、
前記ウエハを保持し駆動して位置決めする位置決め装置と、を有し、
前記第１の電子光学系が、請求項１から４のいずれかに記載の荷電ビームレンズアレイを有することを特徴とする露光装置。
【請求項６】
請求項５記載の露光装置を用いてウエハを露光する工程と、
前記ウエハを現像する工程とを備えることを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に複数の荷電ビームを用いてパターン描画を行う荷電ビームレンズアレイに関する。
また、本発明は、その荷電ビームレンズアレイを用いて例えば半導体集積回路製造等の際の露光処理を行う露光装置に関し、さらに、その露光装置を用いてデバイスを製造するデバイス製造方法に関する。
一方、荷電ビームレンズアレイは、電子ビーム露光装置やイオンビーム露光装置以外に、例えば、試料の分析用等の電子顕微鏡、検査装置、加工装置（エッチング、成膜等）に用いる荷電ビーム装置等の荷電ビームレンズアレイにも好適である。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体デバイスの生産技術の分野においては、マスクを用いずに複数本の荷電ビームで同時にパターンを描画する荷電ビーム露光システムの提案がなされている。
荷電ビーム露光システムの従来例においては、例えば特開２０００−２４３３３７号公報（特許文献１）により、荷電レンズアレイによって縮小投影系で生じる像面湾曲を補正する荷電ビーム露光システムが提案されている。
また、例えば特開２００１−３４５２５９号公報（特許文献２）により、列ごとに個別の電圧を印加することで、荷電粒子ビーム毎に異なる集束効果を実現する静電レンズアレイが提案されている。
【０００３】
しかしながら、上記背景技術に示されている荷電ビームレンズアレイは、１次元的な補正を９０度回転させて重畳させることにより２次元的な収差を補正しようとするものである。
このため、レンズ実装の際に光軸方向へのスペースを大きく必要とし、またレンズ同士のアライメントも重畳した分、多く必要になる等の課題があった。
【特許文献１】特開２０００−２４３３３７号公報
【特許文献２】特開２００１−３４５２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、収差を低減する電子光学系を構築することができる荷電ビームレンズアレイを提供することを目的とする。
また、本発明は、その荷電ビームレンズアレイを含めた電子光学系を用いる露光装置、及びその露光装置を用いるデバイス製造方法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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の荷電ビームレンズアレイは、複数の開口部を有する基板を少なくとも３枚重ねて形成されるレンズを有し、少なくとも３枚重ねられる基板から成る荷電ビームレンズアレイであって、少なくとも１枚の前記基板において、複数の開口が、グループ毎に各々、第１の電極により電気的に接続されて構成され、前記複数の開口部以外の単数の開口部は、各々、第２の電極により構成され、前記第１の電極同士、前記第２の電極同士、前記第１の電極と第２の電極とは電気的に分離されることを特徴とする。
また、本発明の荷電ビームレンズアレイは、前記開口部が存在する領域の中央を中心とする多角形上に位置される前記複数の開口部同士が、前記第１の電極により電気的に接続されて構成されることを特徴とする。
また、本発明の荷電ビームレンズアレイは、前記第１の電極同士間、前記第２の電極同士間、前記第１の電極と前記第２の電極間のいずれかの間に電気的抵抗体が接続されることを特徴とする。
また、本発明の荷電ビームレンズアレイは、前記第１の電極同士間、前記第２の電極同士間、前記第１の電極と前記第２の電極間のいずれかの間に電気的良導体が接続されることを特徴とする。
本発明の露光装置は、荷電ビームを用いて露光を行う露光装置であって、荷電ビームを放射する荷電粒子源と、前記荷電粒子源の中間像を複数形成する第１の電子光学系と、前記第１の電子光学系によって形成される前記複数の中間像をウエハ上に投影する第２の電子光学系と、前記ウエハを保持し駆動して位置決めする位置決め装置と、を有し、前記第１の電子光学系が、上述のいずれかに記載の荷電ビームレンズアレイを有することを特徴とする。
本発明のデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いてウエハを露光する工程と、前記ウエハを現像する工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の荷電ビームレンズアレイによれば、第１の電極同士、同じく第２の電極同士、第１の電極と第２の電極とは電気的に分離され、開口部が存在する領域の中央を中心とする多角形上に位置される複数の開口同士が、第１の電極により電気的に接続される。
そのため、荷電ビーム露光装置の光軸と、荷電ビームレンズアレイの開口部が存在する領域の中央を合わせる配置をとることで大型化せずに、荷電ビーム露光装置の光軸を中心とする等角の多角形上の位置に現れる荷電ビームの像面湾曲等の収差を低減する電子光学系を構築することができる。
さらに、本発明の露光装置によれば、本発明の荷電ビームレンズアレイを有する電子光学系を有するため、収差を低減し、ビームはウエハ上に均一なパターンを高精度に描くことができ、描画性能や信頼性が高くなる。
さらに、本発明のデバイス製造方法によれば、本発明の露光装置を用いるため、その収差の低減等の効果に基づき、デバイスの製造に際して高精度化、及び高信頼性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を、その実施例に基づいて、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１は、本発明の実施例１の荷電ビームレンズアレイ１００の構造を模式的に示す模式図である。荷電ビームレンズアレイ１００は、３枚の基板１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを積層して構成されている。
典型的には、上下の基板１１０ａ、１１０ｃは、双方の同一位置に形成された複数の開口の内壁を一つの導体（電極）Ｅで密接加工した後の複数の開口部Ｌ等が構成されており、その一つの導体（電極）Ｅは接地されている。
中間の基板１１０ｂは、同じく同一位置に形成された複数の開口の各々に適宜に電気的に分離された電極（以下、第１の電極、第２の電極と記す）Ｅａを備えた複数の開口部Ｌａが構成されている。
中間の基板１１０ｂのレンズを形成するための各開口Ｌａ等のうち幾つかのグループ毎のレンズを形成するための複数の開口Ｌａ，Ｌｃ等は、各々一つの第１の電極Ｅａ等を備えてなり、他の単数のレンズを形成するための各開口部（図２参照）Ｌｅ，Ｌｇは、各々個別に一つの第２の電極（図２参照）ｅａ，ｅｂを備えてなる。
【０００９】
図２は、本発明の実施例１の中間の基板１１０ｂの構成を概略的に示す上面図である。中間の基板１１０ｂには、図２に示すように、例えば等間隔の格子状に配列されたレンズを形成するための複数の開口部Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄ，Ｌｅ，Ｌｆ，Ｌｇが構成されている。
中間の基板１１０ｂにおいて、第１の電極Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃ，Ｅｄ同士、及び第２の電極ｅａ，ｅｂ同士は、互いに電気的に分離されている。
また、中間の基板１１０ｂにおいて、さらに、各第１の電極Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃ，Ｅｄと各第２の電極ｅａ，ｅｂは、同じく互いに電気的に分離されている。
一方、中間の基板１１０ｂにおいて、荷電ビームの光軸ＡＸを中心として放射状に広がって多角形上の位置に並ぶレンズを形成するための複数の開口部Ｌａの内、各グループ毎のレンズを形成するための各開口部Ｌａ〜Ｌｄ，Ｌｆは、各々一つの第１の電極Ｅａ〜Ｅｅで互いに電気的に接続されている。
電圧印加用の各配線（図示せず）は、例えば基板１１０ｂの表面に形成し難い場合は、基板１１０ｂ内に単層若しくは複数層に配線処理するという態様がある。
【００１０】
（第１の電極、第２の電極の説明）
ここで、図２を参照して、第１の電極、第２の電極の詳細を説明する。
第１の電極Ｅａは、光軸ＡＸに最も近い位置で光軸ＡＸを包囲するレンズを形成するための４個の開口部Ｌａを所謂四角形状の１組として電気的に接続し形成する電極である。
第１の電極Ｅｂは、第１の電極Ｅａを包囲するレンズを形成するための８個の開口部Ｌｂを所謂八角形状の１組として電気的に接続し形成する電極である。
第１の電極Ｅｃは、第１の電極Ｅｂを包囲するレンズを形成するための１２個の開口部Ｌｃを所謂八角形状の１組として電気的に接続し形成する電極である。
第１の電極Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃにより、光軸ＡＸを放射状に３段に多角形状に包囲する互いに電気的に非接続の電極群が構成されている。
【００１１】
一方、第１の電極Ｅｄは、第１の電極Ｅｃを包囲するレンズを形成するための２個の開口部Ｌｄを１組として電気的に接続し形成する電極である。第１の電極Ｅｄは、８組あり、各々が第１の電極Ｅｃを所謂八角形状に互いに電気的に非接続の状態で包囲する。
第２の電極ｅａは、第１の電極Ｅｄを包囲する位置のレンズを形成するための個々の開口部Ｌｅを互いに電気的に非接続に形成する電極である。
第１の電極Ｅｅは、第２の電極ｅａの放射状の外側に位置するレンズを形成するための２個の開口部Ｌｆを１組として電気的に接続し形成する電極である。
第２の電極ｅｂは、第１の電極Ｅｅの放射状の外側のレンズを形成するための個々の開口部Ｌｇを互いに電気的に非接続に形成する電極である。
第１の電極Ｅｃの放射状の外側では、レンズを形成するための２個の開口部Ｌｄ毎、及びレンズを形成するための２個の開口部Ｌｆ毎の第１電極Ｅｄ，Ｅｅ、レンズを形成するための１個の開口部Ｌｅ，Ｌｇ毎の第２の電極ｅａ，ｅｂにより細分化されているため、レンズパワー制御の細分化が可能であり、収差補正の制御性能が高い。
【００１２】
本例では、各第１の電極Ｅａ等、各第２の電極ｅａ等に与える電圧は２種類であり、使用する基板の枚数は３枚であるが、この構成に限らず、印加する電圧の種類をより多くする場合は、使用する基板の枚数が３枚以上であっても本発明を適用することができる。
中間の基板１１０ｂのレンズを形成するための各開口部Ｌａは、各第１の電極Ｅａ等、各第２の電極ｅａ等に特定の電圧を印加（図１参照）することで、レンズを形成するための各開口部Ｌａ等毎に異なったレンズパワーを現す。
即ち、電気的に分離された第１の電極Ｅａ〜Ｅｅや、第２の電極ｅａ，ｅｂに違う電圧を印加することにより、それぞれの第１、第２の電極Ｅａ〜Ｅｅ，ｅａ，ｅｂ内の各開口部Ｌａ〜Ｌｇで形成されるレンズのレンズパワーを相違させることができる。
【００１３】
ところで、例えば後述する電子ビーム露光装置等の縮小投影系で生じる像面湾曲等の収差は、縮小投影光学系の光軸を中心とする等角の多角形上の位置に現れる。また、一般的に電子ビーム露光装置等に本例のような荷電ビームレンズアレイを適用する際には、装置の光軸と、荷電ビームレンズアレイの開口の存在する領域の中央を一致させる。 
本発明の実施例１では、同心円状のレンズパワーの分布、つまり同心円状にレンズパワーが分布するように第１、第２の電極Ｅａ〜Ｅｅ，ｅａ，ｅｂに特定の電圧を印加して各開口部Ｌａ〜Ｌｇによって形成されるレンズのレンズパワーを制御する。
その結果、本発明の実施例１の荷電ビームレンズアレイ１００においては、光軸ＡＸを中心とする等角の多角形上の位置に現れる荷電ビームの像面湾曲等の収差を効果的に補正することが可能となる。
【００１４】
また、像面湾曲は光軸ＡＸの位置から離れるに従って、その変化率が大きくなる。例えば、第１の電極Ｅａに含まれる領域内での像面湾曲の大きさと、第１の電極Ｅｃ，Ｅｅ等を合わせた領域内での像面湾曲の大きさを比較すると、後者の方が大きくなる。
そのため、基板１１０ｂの周辺に遠くなるに従って、第１の電極Ｅｄ，Ｅｅ等の電気的分離を細かくする方がより効果的に像面湾曲等の収差を補正することができる。
即ち本発明の実施例１の中間の基板１１０ｂで、放射状の外側では、各第１の電極Ｅｄ，Ｅｅが少ない数の開口部Ｌｄ，Ｌｆによってレンズを構成し、かつ、第２の電極ｅａ，ｅｂでの単数の開口部Ｌｅ，Ｌｇによってレンズを構成するのは、像面湾曲等の収差補正を効率的にするためである。
一方、本発明の実施例１の荷電ビームレンズアレイは、電子ビーム露光装置やイオンビーム露光装置、若しくは、試料の分析用等の電子顕微鏡、検査装置、加工装置（エッチング、成膜等）等に適用できる。これは後述の実施例２、実施例３の場合も同様である。
【実施例２】
【００１５】
次に、本発明の実施例２を説明する。
図３は、本発明の実施例２の荷電ビームレンズアレイの中間の基板１１０ｄの概略構成を示す上面図である。
本発明の実施例２の荷電ビームレンズアレイは、詳しく図示しないが、上下の基板（図１参照）１１０ａ，１１０ｃを含むものであり、基本的な構成は実施例１に示す構成と同様である。したがって、実施例１に示す部分と同一部分の説明は省略する。
即ち本例の荷電ビームレンズアレイの中間の基板１１０ｄには、図３に示すように、第１の電極Ｅａ等、及び第２の電極ｅａ等が構成されており、これにより基板１１０ｂと同一位置にレンズを形成するための複数の開口部Ｌａ等が形成されている。
【００１６】
ただし本例の中間の基板１１０ｄ上には、図３に示すように、第１の電極Ｅａ，Ｅｈ，Ｅｄ，Ｅｅ，Ｅｉ同士の間、第２の電極ｅａ，ｅｂ，ｅｃ同士の間、各第１の電極Ｅａ等と各第２の電極ｅａ等との間のいずれかの間に電気的抵抗体Ｒが接続されている。
なお、本例の中間の基板１１０ｄでは、図３に示すように、図２に示す第１の電極Ｅｂが４個の第１の電極Ｅｈに細分化されており、図２に示す第１の電極Ｅｃも４個の第１の電極Ｅｉ、及び４個の第２の電極ｅｃに細分化されている。
【００１７】
本例の中間の基板１１０ｄは、第１の電極Ｅａと周辺の第１、第２の電極Ｅｂ，ｅａ等との間に上記電気的抵抗体Ｒにより電位差を生じさせることによって、各第１、第２の電極Ｅａ，ｅｂ等に特定の電位を与えることができる。
即ち、電気的抵抗体Ｒの抵抗値を変化させることで、各第１、第２の電極Ｅａ〜ｅｃの電位を調整でき、この手法によれば、レンズ数が増加しても配線数を増やすことなく、アレイ状の開口部Ｌａ〜Ｌｇによって形成されるレンズに特定のレンズパワー分布を与えることができる。
このため、本発明の実施例２の荷電ビームレンズアレイにおいても、光軸ＡＸを中心とする等角の多角形上の位置に現れる荷電ビームの像面湾曲等の収差を効果的に補正することが可能である。
なお、本例の場合も、電圧印加用の配線（図示せず）は、基板１１０ｄ内に積層させて配線処理するという態様を用いてもよい。
【実施例３】
【００１８】
次に、本発明の実施例３を説明する。
図４は、本発明の実施例３の荷電ビームレンズアレイの中間の基板１１０ｅの概略構成を示す上面図である。
本発明の実施例３の荷電ビームレンズアレイも、詳しく図示しないが、上下の基板（図１参照）１１０ａ，１１０ｃを含むものであり、基本的な構成は実施例２に示す構成と同様である。したがって、実施例２に示す部分と同一部分の説明は省略する。
即ち本例の荷電ビームレンズアレイの中間の基板１１０ｅには、図４に示すように、図３に示す基板１１０ｂと同一の第１の電極Ｅａ等、及び第２の電極ｅａが構成されており、これにより基板１１０ｂと同一位置に同一のレンズを形成するための複数の開口部Ｌａ等が形成されている。
ただし本例の中間の基板１１０ｅ上には、図４に示すように、第１の電極Ｅａ〜Ｅｅ同士の間、第２の電極ｅａ〜ｅｃ同士の間、各第１の電極Ｅａ〜Ｅｅと各第２の電極ｅａ〜ｅｃとの間のいずれかの間に電気的良導体Ｃが接続されている。
【００１９】
電気的良導体Ｃは、同電位にしたい第１、各第２の電極Ｅａ，Ｅｈ，Ｅｉ，Ｅｄ，Ｅｅ、ｅａ〜ｅｃ同士を電気的に接続するように構成されている。電気的良導体Ｃには、例えば通電性のよい金や、アルミ等が好ましいが、特段の限定はない。
各第１、各第２の電極Ｅａ〜Ｅｅ、ｅａ〜ｅｃの間に、電気的良導体Ｃにより電位差を生じさせることによって、各第１、各第２の電極Ｅａ〜Ｅｅ、ｅａ〜ｅｃに特定の電位を与えることができる。
例えば、中間の第１の電極Ｅａを基板１１０ｅに電気的に接続して接地した場合、周辺の各第１、各第２の電極Ｅｈ，Ｅｉ，Ｅｄ，Ｅｅ、ｅａ〜ｅｃに電位を与えるだけで、各第１、各第２の電極Ｅｈ〜ｅｃに特定の電位を与えることができる。
【００２０】
本例の荷電ビームレンズアレイは、電気的良導体Ｃを介して各第１、各第２の電極Ｅａ〜ｅｃに特定の電位を与えられるため、光軸ＡＸを中心とする等角の多角形上の位置に現れる荷電ビームの像面湾曲等の収差を効果的に補正することが可能である。
一方、本例の中間の基板１１０ｅ上には、図４に示すように、第１の電極Ｅａ〜Ｅｅ同士の間、第２の電極ｅａ〜ｅｃ同士の間、各第１の電極Ｅａ〜Ｅｅと各第２の電極ｅａ〜ｅｃとの間のいずれかの間に、電気的抵抗体Ｒが接続されている。
また、いずれかの電気的良導体Ｃ同士の間にも、電気的抵抗体Ｒが接続されているが、この点は任意に選定してよい。
【００２１】
本例の場合も、電気的抵抗体Ｒの抵抗値を変化させることでも、各第１、各第２の電極Ｅａ，Ｅｈ，Ｅｉ，Ｅｄ，Ｅｅ、ｅａ〜ｅｃの電位を調整することができる。
また、同電位である第１、各第２の電極Ｅａ〜Ｅｅ、ｅａ〜ｅｃ間を電気的良導体Ｃで電気的に接続してあるため、各電気的抵抗体Ｒの抵抗値にばらつきが生じても各第１、各第２の電極Ｅａ〜Ｅｅ、ｅａ〜ｅｃに特定の電位に近い電位を与えることができる。
この手法によれば、同じくレンズ数が増加しても配線数を増やすことなく、基板１１０ｄのアレイ状の開口Ｌａ〜Ｌｇにより形成されるレンズに特定のレンズパワー分布を与えることが可能となる。
【００２２】
本例の場合、電気的良導体Ｃ及び電気的抵抗体Ｒの双方により各第１、各第２の電極Ｅａ〜Ｅｅ、ｅａ〜ｅｃに電位差を生じさせるため、各第１、各第２の電極Ｅａ〜Ｅｅ、ｅａ〜ｅｃに多様性豊富に特定の電位を与えることの制御性がさらに向上する。
即ち、基板１１０ｅ上の第１、各第２の電極Ｅａ〜Ｅｅ、ｅａ〜ｅｃに対する電圧印加点（電気的良導体を含む）のパターンが増加し、アレイ状の開口部Ｌａ〜Ｌｇにより形成されるレンズのレンズパワー分布のより多様な制御を容易に実現できる。
また、基板１１０ｅ上の各第１、各第２の電極Ｅａ〜Ｅｅ、ｅａ〜ｅｃは、基板１１０ｅ上で大きな面積を要さず、基板１１０ｅ及び荷電ビームレンズアレイ自体の大型化を抑止し、適宜のサイズに構成できる。これは実施例１、実施例２の場合も同様である。
特に、第１の電極Ｅａ〜Ｅｅは、開口部Ｌａ〜Ｌｇの間を配線状の電極ラインで接続する形状でもよく、その場合、基板１１０ｅ及び荷電ビームレンズアレイ自体の大型化を抑止する効率がさらに向上する。この点も実施例１、実施例２の場合も同様である。
【００２３】
（露光装置の実施例）
次に、本発明の荷電ビームレンズアレイを用いた露光装置（描画装置）の実施例について説明する。なお、本例では、電子ビームを採用した電子ビーム露光装置を説明するが、本発明は、イオンビーム等の他の種類の荷電ビームを用いた露光装置にも適用できる。
図５は、本発明の実施例の電子ビーム露光装置の要部概要を説明する説明図である。図５に示すように、電子銃（荷電粒子源）１は、カソード１ａ、グリッド１ｂ、アノード１ｃを含んで構成される。
電子銃１において、カソード１ａから放射された電子はグリッド１ｂとアノード１ｃの間でクロスオーバ像を形成する（以下、このクロスオーバ像を電子源と記す）。
電子銃１から放射される電子は、その前側焦点位置が電子源位置にあるコンデンサーレンズ２によって平行の電子ビームとなる。
【００２４】
本例のコンデンサーレンズ２は、３枚の開口電極で構成される２組のユニポテンシャルレンズ２１、２２を有する。コンデンサーレンズ２によって得られた平行な電子ビームは、補正電子光学系３に入射する。
補正電子光学系３は、アパーチャアレイ、ブランカーアレイ、マルチ荷電ビームレンズ、上記説明した荷電ビームレンズアレイを用いた要素電子光学系アレイユニット、ストッパーアレイで構成される。なお、補正電子光学系３の詳細については後述する。
補正電子光学系３は、光源の中間像を複数形成し、各中間像は後述する縮小電子光学系４によって縮小投影され、ウエハ５上に光源像を形成する。
その際、ウエハ５上の光源像の間隔が光源像の大きさの整数倍になるように、補正電子光学系３は複数の中間像を形成する。
さらに、補正電子光学系３は、各中間像の光軸方向の位置を縮小電子光学系４の像面湾曲に応じて異ならせるとともに、各中間像が縮小電子光学系４によってウエハ５に縮小投影される際に発生する収差を予め補正している。
【００２５】
縮小電子光学系４は、２組の対称磁気タブレットを含んで構成され、各対称磁気タブレットは第１投影レンズ４１（４３）と第２投影レンズ４２（４４）とからなる。
第１投影レンズ４１（４３）の焦点距離をｆ１、第２投影レンズ４２（４４）の焦点距離をｆ２とすると、この２つのレンズ間距離はｆ１＋ｆ２になっている。
光軸ＡＸ上の物点は第１投影レンズ４１（４３）の焦点位置にあり、その像点は第２投影レンズ４２（４４）の焦点に結ぶ。この像は−ｆ２／ｆ１に縮小される。
また、２つのレンズ磁界が互いに逆方向に作用する様に決定されているので、理論上は、球面収差、等方性非点収差、等方性コマ収差、像面湾曲収差、軸上色収差の５つの収差を除いて他のザイデル収差および回転と倍率に関する色収差が打ち消される。
【００２６】
一方、偏向器６は、補正電子光学系３からの複数の電子ビームを偏向させて、複数の光源像をウエハ５上でＸ、Ｙ方向に同一の変位量だけ変位させる。
偏向器６は、図示しないが、偏向幅が広い場合に用いられる主偏向器と偏向幅が狭い場合に用いられる副偏向器とで構成されている。なお、主偏向器は電磁型偏向器で、副偏向器は静電型偏向器である。
ダイナミックフォーカスコイル７は、偏向器６を作動させた際に発生する偏向収差による光源像のフォーカス位置のずれを補正する。
また、ダイナミックスティグコイル８は、ダイナミックフォーカスコイル７と同様に、偏向により発生する偏向収差の非点収差を補正する。
【００２７】
θ-Ｚステージ（位置決め装置）９は、ウエハ５を載置し、光軸ＡＸ（Ｚ軸）方向とＺ軸回りの回転方向に移動可能である。θ−Ｚステージ９には、ステージ基準板１０とファラデーカップ１３が固設されている。
ファラデーカップ１３は、補正電子光学系３からの電子ビームが形成する光源像の電荷量を検出する。
ＸＹステージ（位置決め装置）１１は、θ−Ｚステージ９を載置し、光軸ＡＸ（Ｚ軸）と直交するＸＹ方向に移動可能なステージである。
反射電子検出器１２は、電子ビームによってステージ基準板１０上のマークが照射された際に生じる反射電子を検出する。
【００２８】
次に、図６を用いて補正電子光学系３について説明する。図６（Ａ）は、電子銃１側から見た補正電子光学系３の上面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
補正電子光学系３は、図６（Ｂ）に示すように、光軸ＡＸに沿って、アパーチャアレイＡＡ、ブランカーアレイＢＡ、マルチ荷電ビームレンズＭＬ、要素電子光学系アレイユニットＬＡＵ（ＬＡ１、ＬＡ２）、及びストッパーアレイＳＡを積層して構成される。
アパーチャアレイＡＡは、図６（Ａ）に示すように、基板に複数の開口が形成されており、コンデンサーレンズ２から平行な電子ビームを複数の電子ビームに分割する。
ブランカーアレイＢＡは、アパーチャアレイＡＡで分割された複数の電子ビームを個別に偏向する偏向手段を一枚の基板上に複数形成したものである。
【００２９】
図７は、ブランカーアレイＢＡの偏向手段の詳細を説明する説明図である。ブランカーアレイＢＡは、図７に示すように、基板３１に複数の開口ＡＰを有する。各開口ＡＰのブランキング電極３２は、開口ＡＰを挟んだ一対の電極で構成されて偏向機能を有する。
また、基板上３１にはブランキング電極３２を個別にｏｎ／ｏｆｆするための配線（Ｗ）が形成されている。
一方、図６（Ｂ）に戻り、マルチ荷電ビームレンズＭＬは、補正電子光学系３の中で荷電ビーム収束作用を大きくするために用いられる。
要素電子光学系アレイユニットＬＡＵは、同一平面内に複数の電子レンズを２次元配列して形成した上記説明した本発明の荷電ビームレンズアレイであり、第１電子光学系アレイＬＡ１、第２電子光学系アレイＬＡ２で構成される。
【００３０】
図８は、第１電子光学系アレイＬＡ１の構成を説明する説明図である。第１電子光学系アレイＬＡ１は、図８に示すように、開口が複数配列された上部電極ＵＥ、中間電極ＣＥ、下部電極ＬＥの３枚から成るマルチ静電レンズである。
第１電子光学系アレイＬＡ１は、光軸ＡＸ方向に並ぶ上部・中間・下部電極ＵＥ、ＣＥ、ＬＥで一つの電子レンズＥＬ１、いわゆるユニポテンシャルレンズを構成している。
各電子光学系の上部・下部の電極ＵＥ、ＬＥの全てを同一電位で接続して同一の電位に設定している（本例では、電子ビームの加速電位にしている）。
【００３１】
一方、中間電極ＣＥは、図８に示すように、実施例３に示す中間電極１１０ｅと同一の構成であり、実施例３で示す効果を有する。即ち一つには光軸を中心とする等角の多角形上の位置に現れる荷電ビームの像面湾曲等の収差を効果的に補正することができる。
これは中間電極ＣＥの各電極に特定の電圧をＬＡＵ制御回路１１２から与えることで容易に可能となり、即ち電圧印加の制御により各レンズに特定の電位分布、つまり特定のレンズパワー分布を与えられるためである。
即ち中間電極ＣＥは、ＬＡＵ制御回路１１２を通しての電圧印加の制御に応じて中間電極ＣＥの各レンズのレンズパワー分布の多様な制御を容易に実現できる。
また、第２電子光学系アレイＬＡ２も、第１電子光学系アレイＬＡ１と同様の構成であるため、第２電子光学系アレイＬＡ２内の中間電極の各レンズに同じく特定のレンズパワー分布を与える多様な制御が容易である。
【００３２】
次に、電子ビームが上記説明した補正電子光学系３の作用に関して図９を用いて説明する。図９は、補正電子光学系３の電子ビームの制御の一例を説明する説明図である。
アパーチャアレイＡＡによって分割された電子ビームＥＢ１、ＥＢ２は、互いに異なるブランキング電極を介して、要素電子光学系アレイユニットＬＡＵに入射する。
電子ビームＥＢ１は、第１電子レンズアレイＬＡ１の電子レンズＥＬ１１、第２電子レンズアレイＬＡ２の電子レンズＥＬ２１を介して、電子源の中間像Ｉｍｇ１を形成する。
一方、電子ビームＥＢ２は、第１電子レンズアレイＬＡ１の電子レンズＥＬ１２、第２電子レンズアレイＬＡ２の電子レンズＥＬ２２を介して、電子源の中間像Ｉｍｇ２を形成する。
その際、電子レンズＥＬ１１、ＥＬ１２、ＥＬ２１、ＥＬ２２は互いに異なる焦点距離になるように設定されている。
【００３３】
さらに、電子ビームＥＢ１が通過する電子レンズＥＬ１１、電子レンズＥＬ２１の合成焦点距離と、電子ビームＥＢ２が通過する電子レンズＥＬ１２、電子レンズＥＬ２２の合成焦点距離が等しくなるように、各電子レンズの焦点距離を設定している。
それにより、電子源の中間像Ｉｍｇ１とＩｍｇ２とは同一の倍率で形成される。
また、各中間像が縮小電子光学系４を介してウエハ５に縮小投影される際に発生する像面湾曲等の収差を補正するために、その像面湾曲に応じて、電子源の中間像Ｉｍｇ１とＩｍｇ２が形成される光軸ＡＸ方向の位置を異ならせしめている。
また、電子ビームＥＢ１、ＥＢ２は、通過するブランキング電極に電界が印加されると、その軌道を変えて、ストッパーアレイＳＡの各電子ビームに対応した開口を通過せず、電子ビームＥＢ１、ＥＢ２が遮断される。
【００３４】
次に、本例の電子ビーム露光装置のシステム構成を図１０を用いて説明する。図１０は、本例の電子ビーム露光装置のシステム構成を説明するブロック図である。
ＢＡ制御回路１１１は、ブランカーアレイＢＡのブランキング電極のｏｎ／ｏｆｆを個別に制御する制御回路であり、ＬＡＵ制御回路１１２は、レンズアレイユニットＬＡＵの電子光学特性（焦点距離）を制御する制御回路である。
Ｄ＿ＳＴＩＧ制御回路１１３は、ダイナミックスティグコイル８を制御して縮小電子光学系４の非点収差を制御する制御回路である。
Ｄ＿ＦＯＣＵＳ制御回路１１４は、ダイナミックフォーカスコイル７を制御して縮小電子光学系４のフォーカスを制御する制御回路である。
【００３５】
一方、偏向制御回路１１５は、偏向器６を制御する制御回路である。光学特性制御回路１１６は、縮小電子光学系４の光学特性（倍率、歪曲、回転収差、光軸等）を調整する制御回路である。
ステージ駆動制御回路１１７は、θ−Ｚステージ９を駆動制御し、かつＸＹステージ１１の位置を検出するレーザ干渉計ＬＩＭと共同してＸＹステージ１１を駆動制御する制御回路である。
制御系１２０は、描画パターンが記憶されたメモリ１２１からのデータに基づいて、上述した各制御回路を制御する。制御系１２０は、インターフェース１２２を介して電子ビーム露光装置全体をコントロールするＣＰＵ１２３によって制御されている。
【００３６】
（露光動作の説明）
次に、図１０を参照して、上述した本実施形態の電子線露光装置の露光動作について説明する。
制御系１２０は、メモリ１２１からの露光制御データに基づいて、偏向制御回路１１５に命じ、偏向器６によって、複数の電子線を偏向させる。
また、制御系１２０は、ＢＡ制御回路１１１に命じ、ウエハ５に露光すべきパターンに応じてブランカーアレイＢＡのブランキング電極を個別にｏｎ／ｏｆｆさせる。
このとき、ＸＹステージ１１はＹ方向に連続移動しており、ＸＹステージ１１の移動に複数の電子線が追従するように、偏向器６によって複数の電子線を偏向する。
【００３７】
一方、図１１は、露光処理を説明する説明図である。上述の結果、各電子線は、図１１に示すように、ウエハ５上の対応する要素露光領域（ＥＦ）を走査露光する。
即ち各電子線の要素露光領域（ＥＦ）は、２次元に隣接するように設定されているので、その結果、同時に露光される複数の要素露光領域（ＥＦ）で構成されるサブフィールド（ＳＦ）が露光される。
一方、制御系１２０は、サブフィールド（ＳＦ１）を露光後、次のサブフィールド（ＳＦ２）を露光する。
即ち、制御系１２０は、具体的には、偏向制御回路１１５に命じ、偏向器６によって、ステージ走査方向（ｙ方向）と直交する方向（ｘ方向）に複数の電子ビームを偏向させ、各サブフィールドＳＦ１，ＳＦ２を露光する。
このとき、偏向によってサブフィールドが変わることにより、各電子線が縮小電子光学系４を介して縮小投影される際の収差も変わる。
【００３８】
そこで、制御系１２０は、ＬＡＵ制御回路１１２、Ｄ＿ＳＴＩＧ制御回路１１３、 及びＤ＿ＦＯＣＵＳ制御回路１１４に命じ、変化した収差を補正する。
変化した収差を補正する場合、具体的には、要素電子光学系アレイユニットＬＡＵ、ダイナミックスティグコイル８、及び、ダイナミックフォーカスコイル７を調整することで行う。
一方、収差の補正に際しては、上述（実施例３を含む）で説明したように、補正電子光学系３の中間電極ＣＥの各電圧制御で、中間電極ＣＥの光軸を中心とする等角の多角形上の位置に現れる荷電ビームの像面湾曲等の収差の補正をも行う。
そして、再度、前述したように、各電子線が対応する要素露光領域（ＥＦ）を露光することにより、サブフィールド（ＳＦ２）を露光する。
そのため、図１１に示すように、サブフィールド（ＳＦ１〜ＳＦ６）を順次露光してウエハ５にパターンを露光する。
【００３９】
以上の結果、ウエハ５上においては、ステージ走査方向（ｙ方向）と直交する方向（ｘ方向）に並ぶサブフィールド（ＳＦ１〜ＳＦ６）で構成されるメインフィールド（ＭＦ）が露光される。
更に制御系１２０は、図１１に示すメインフィールド１（ＭＦ１）を露光後、偏向制御回路１１５に命じ、順次、ステージ走査方向（ｙ方向）に並ぶメインフィールド（ＭＦ２、ＭＦ３…）に複数の電子線を偏向させ露光していく。
その結果、図１１に示すように、メインフィールド（ＭＦ２、ＭＦ３、ＭＦ４…）で構成されるストライプ（ＳＴＲＩＰＥ１）を露光する。
そして、 ＸＹステージ１１をｘ方向にステップさせ、次のストライプ（ＳＴＲＩＰＥ２）を露光する。
【００４０】
本発明の実施例に係る電子ビーム露光装置においては、補正電子光学系３の中間電極（図８参照）ＣＥの電圧制御で、中間電極ＣＥの光軸を中心とする等角の多角形上の位置に現れる荷電ビームの像面湾曲等の収差の補正が可能である。
このため、露光処理に際して実施例３で説明した効果を享受できるとともに、電子ビームによる描画処理の高精度化を図ることができ、露光処理の高機能化、及び高信頼性を実現することができる。
【００４１】
（デバイス製造方法の実施例）
次に、図１２及び図１３を参照して、上述の電子ビーム露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。
図１２は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造方法を例に説明する。
ステップＳ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップＳ２（マスク製作）では設計した回路パターンに基づいてマスクを製作する。しかし本例の露光装置は必ずしもマスクを必要とするものではなく、マスク製作は省略してもよい。
【００４２】
ステップＳ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップＳ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、ウエハを用いて、上記の電子ビーム露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。
ステップＳ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップＳ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組み立て工程を含む。
ステップＳ６（検査）では、ステップＳ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷（ステップＳ７）される。
【００４３】
図１３は、上記ステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップＳ１１（酸化）では、ウエハの表面を酸化させる。ステップＳ１２（ＣＶＤ）では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。
ステップＳ１４（イオン打ち込み）では、ウエハにイオンを打ち込む。ステップＳ１５（レジスト処理）では、ウエハに感光剤を塗布する。ステップＳ１６（露光）では、上述の電子ビーム露光装置によって例えば記憶済みの回路パターンをウエハに露光する。
ステップＳ１７（現像）では、露光したウエハを現像する。ステップＳ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。
ステップＳ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
本発明の実施例のデバイス製造方法では、上述の電子ビーム露光装置を用いるため、露光処理の高精度化、及び高信頼性を実現する効果を享受でき、デバイス製造に際して高精度化、及び高信頼性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例１の荷電ビームレンズアレイの構造を模式的に示す模式図である。
【図２】本発明の実施例１の中間の基板の構成を概略的に示す上面図である。
【図３】本発明の実施例２の荷電ビームレンズアレイの中間の基板の概略構成を示す上面図である。
【図４】本発明の実施例３の荷電ビームレンズアレイの中間の基板の概略構成を示す上面図である。
【図５】本発明の実施例の電子ビーム露光装置の要部概要を説明する説明図である。
【図６ａ−ｂ】図６（Ａ）は、上記電子ビーム露光装置の電子銃１側から見た補正電子光学系の上面図である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図７】上記電子ビーム露光装置のブランカーアレイの偏向手段の詳細を説明する説明図である。
【図８】上記電子ビーム露光装置の第１電子光学系アレイの構成を説明する説明図である。
【図９】上記電子ビーム露光装置の補正電子光学系の電子ビームの制御の一例を説明する説明図である。
【図１０】上記電子ビーム露光装置のシステム構成を説明するブロック図である。
【図１１】上記電子ビーム露光装置の露光処理を説明する説明図である。
【図１２】上記電子ビーム露光装置を使用したデバイスの製造を説明するためのフローチャートである。
【図１３】図１２に示すフローチャートのステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
ＡＸ    光軸
Ｃ      電気的良導体
Ｅ，Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃ，Ｅｄ，Ｅｈ，Ｈｉ    第１の電極
ｅａ，ｅｂ，ｅｃ    第２の電極
Ｌ，Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄ，Ｌｅ，Ｌｆ，Ｌｇ    レンズ
Ｒ      電気的抵抗体
１    電子銃  １ａ  カソード    １ｂ  グリッド
１ｃ  アノード  ２    コンデンサーレンズ
３    補正電子光学系  ４    縮小電子光学系
５    ウエハ  ６    偏向器
７    ダイナミックフォーカスコイル
８    ダイナミックスティグコイル
９    θ-Ｚステージ  １０    ステージ基準板
１１    ＸＹステージ  １２    反射電子検出器
１３    ファラデーカップ  ２１，２２    ユニポテンシャルレンズ
３１    基板  ３２    ブランキング電極
４１，４３    第１投影レンズ  ４２，４４    第２投影レンズ
１００    荷電ビームレンズアレイ  
１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄ，１１０ｅ  基板
１１１    ＢＡ制御回路  １１２    ＬＡＵ制御回路
１１３    Ｄ＿ＳＴＩＧ制御回路  １１４    Ｄ＿ＦＯＣＵＳ制御回路
１１５    偏向制御回路  １１６    光学特性制御回路
１１８    ステージ駆動制御回路  １２０    制御系
１２１    メモリ  １２２    インターフェース
１２３    ＣＰＵ  ＡＡ    アパーチャアレイ
ＡＰ    開口    ＢＡ    ブランカーアレイ
ＭＬ    マルチ荷電ビームレンズ
ＬＡＵ    要素電子光学系アレイユニット
ＬＡ１    第１電子光学系アレイ
ＬＡ２    第２電子光学系アレイ  ＳＡ    ストッパーアレイ
ＵＥ    上部電極  ＣＥ    中間電極  ＬＥ    下部電極
ＥＬ１，ＥＬ１１，ＥＬ１２，ＥＬ２１，ＥＬ２２    電子レンズ
ＥＢ１，ＥＢ２    電子ビーム
ＬＩＭ    レーザ干渉計    Ｗ    配線  ＥＦ    要素露光領域
ＳＦ，ＳＦ１，ＳＦ２    サブフィールド
ＭＦ，ＭＦ１，ＭＦ２    メインフィールド
【図１】
2008066359.tif 000003
【図２】
2008066359.tif 000004
【図３】
2008066359.tif 000005
【図４】
2008066359.tif 000006
【図５】
2008066359.tif 000007
【図６ａ−ｂ】
2008066359.tif 000008
【図７】
2008066359.tif 000009
【図８】
2008066359.tif 000010
【図９】
2008066359.tif 000011
【図１０】
2008066359.tif 000012
【図１１】
2008066359.tif 000013
【図１２】
2008066359.tif 000014
【図１３】
2008066359.tif 000015