(57)【要約】【課題】荷電粒子線を精度よく偏向する偏向器を提供する。【解決手段】荷電粒子線を偏向する偏向器の一例であるブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、荷電粒子線が通過すべき開口２００が設けられた基板２０２と、荷電粒子線を偏向すべく開口２００内の側面に設けられた偏向電極２０４と、偏向電極２０４から延長され、開口２００から外側へ広がる導電性の電極延長部２０６と、荷電粒子線の進行方向に対して、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の上面及び／又は下面に設けられたグランド層２０８とを備え、電極延長部２０６は、グランド層２０８の端部の上方に覆い被さるように設けられている。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線を偏向する偏向器であって、
前記荷電粒子線が通過すべき開口が設けられた基板と、
前記荷電粒子線を偏向すべく前記開口内の側面に設けられた偏向電極と、
前記偏向電極から延長され、前記開口から外側へ広がる導電性の電極延長部とを備えることを特徴とする偏向器。
【請求項２】
前記荷電粒子線の進行方向に対して、前記偏向器の上面及び／又は下面に設けられたグランド層を更に備え、前記電極延長部は、前記グランド層の端部の上方に覆い被さるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の偏向器。
【請求項３】
前記グランド層と前記電極延長部との間に絶縁層が露出しており、
前記電極延長部は、前記荷電粒子線が、露出した前記絶縁層に照射されることを防ぐべく、露出した前記絶縁層の上方及び前記グランド層の前記端部の上方に覆い被さるように設けられることを特徴とする請求項２に記載の偏向器。
【請求項４】
前記偏向電極及び前記電極延長部は、主に金からなる導電体であり、
前記偏向器は、前記偏向電極と前記電極延長部との間に、
前記偏向電極に接するチタン層と、
前記電極延長部に接するプラチナ層と
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の偏向器。
【請求項５】
荷電粒子線を偏向する偏向器であって、
前記荷電粒子線が通過すべき開口が設けられた基板と、
前記荷電粒子線を偏向すべく前記開口内の側面に設けられた偏向電極と、
前記荷電粒子線の進行方向に対して、前記偏向器の上面及び／又は下面に設けられたグランド層と、
前記偏向電極と前記グランド層との間に露出する絶縁層と、
前記グランド層から前記開口に向かって内側へ延長され、前記荷電粒子線が露出した前記絶縁層に照射されることを防ぐべく、露出した前記絶縁層の上方及び前記偏向電極の上方に覆い被さるように設けられる導電性のグランド延長部とを備えることを特徴とする偏向器。
【請求項６】
荷電粒子線が通過すべき開口が設けられた基板と、前記荷電粒子線を偏向すべく前記開口内の側面に設けられた偏向電極とを備える偏向器の製造方法であって、
前記偏向電極を形成する段階と、
前記偏向電極から延長され、前記開口から外側へ広がる導電性の電極延長部を形成する延長部形成段階と、
前記開口を形成する段階と
を備えることを特徴とする偏向器の製造方法。
【請求項７】
前記延長部形成段階は、
前記荷電粒子線の進行方向に対して前記偏向器の上面及び／又は下面にグランド層を形成する段階と、
前記グランド層と前記電極延長部との間に露出する絶縁層の少なくとも一部と前記グランド層の端部とを覆う犠牲層を形成する段階と、
前記犠牲層の上面に、露出する前記絶縁層と前記グランド層の端部との上方に覆い被さるように、前記電極延長部を形成する段階と、
前記犠牲層を除去する段階と
を有することを特徴とする請求項６に記載の偏向器の製造方法。
【請求項８】
荷電粒子線を偏向する偏向器を備え、前記荷電粒子線でウェハを露光する荷電粒子線露光装置であって、
前記偏向器は、
前記荷電粒子線が通過すべき開口が設けられた基板と、
前記荷電粒子線を偏向すべく前記開口内の側面に設けられた偏向電極と、
前記偏向電極から延長され、前記開口から外側へ広がる導電性の電極延長部とを有する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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路等のパターンをウェハに露光する荷電粒子線露光装置に関する。特に本発明は、複数の荷電粒子線を用いてパターンを露光する荷電粒子線露光装置の偏向器、及び当該偏向器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体デバイスの微細化の進展に伴い、１００ｎｍ以下のリソグラフィ手段が各種提案されており、さらに高解像性、高精度の描画パターン重ね合せ、高スループットが要求されている。このため、潜在的に解像度が高く、また寸法制御性が他の露光手段と比較して良好な電子ビーム露光装置は、露光パターンを電気的に生成してウェハを直接露光できるため、マスクレス露光手段としても期待されている。
【０００３】
しかしながら、電子ビーム露光装置は、ショット当りの露光面積が小さく、スループットが低いという問題を抱えており、半導体デバイスの量産には普及していないのが実情である。そこで、この問題を解決するために、複数の電子ビームで同時にウェハを露光するマルチ電子ビーム露光装置が提案されている。
【０００４】
このようなマルチ電子ビーム露光装置は、複数の電子ビームをそれぞれ独立に偏向するか否かを切り換えるブランキングアパーチャアレイデバイスと、ブランキングアパーチャアレイデバイスによって偏向された電子ビームをウェハに対して遮断する電子ビーム遮蔽部とを備え、複数の電子ビームのそれぞれをウェハに照射するか否かを高精度に制御する。このようなブランキングアパーチャアレイデバイスは、複数の開口が設けられた半導体等の基板と、開口内にそれぞれ設けられた偏向電極と、基板と偏向電極とを絶縁する絶縁層とを備え、偏向電極に電圧を印加するか否かにより、開口を通過する電子ビームを偏向するか否かを制御する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のブランキングアパーチャアレイデバイスの構造においては、デバイスの上面、又は電子ビームが通過する開口の内壁に基板や絶縁層の一部が露出している。そのため、露出した基板の酸化膜や絶縁層がチャージアップし、開口を通過する電子ビームに影響を与えてしまう。これにより、電子ビームの適切な偏向及び位置制御が行われず、精度よくウェハを露光することが困難になる。
【０００６】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる偏向器、偏向器の製造方法、及び荷電粒子線露光装置を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の形態によると、荷電粒子線を偏向する偏向器は、荷電粒子線が通過すべき開口が設けられた基板と、荷電粒子線を偏向すべく開口内の側面に設けられた偏向電極と、偏向電極から延長され、開口から外側へ広がる導電性の電極延長部とを備える。
【０００８】
偏向器は、荷電粒子線の進行方向に対して、偏向器の上面及び／又は下面に設けられたグランド層を更に備え、電極延長部は、グランド層の端部の上方に覆い被さるように設けられていてもよい。また、グランド層と電極延長部との間に絶縁層が露出しており、電極延長部は、荷電粒子線が、露出した絶縁層に照射されることを防ぐべく、露出した絶縁層の上方及びグランド層の端部の上方に覆い被さるように設けられてもよい。
【０００９】
偏向電極及び電極延長部は、主に金からなる導電体であり、偏向器は、偏向電極と電極延長部との間に、偏向電極に接するチタン層と、電極延長部及びチタン層に接するプラチナ層とをさらに備えてもよい。
【００１０】
偏向電極及び電極延長部は、主に金からなる導電体であり、偏向器は、偏向電極と電極延長部との間に、偏向電極に接するチタン層と、電極延長部に接するクロム層と、チタン層及びクロム層に接するプラチナ層とを更に有してもよい。
【００１１】
本発明の第２の形態によると、荷電粒子線が通過すべき開口が設けられた基板と、荷電粒子線を偏向すべく開口内の側面に設けられた偏向電極とを備える偏向器の製造方法は、偏向電極を形成する段階と、偏向電極から延長され、開口から外側へ広がる導電性の電極延長部を形成する延長部形成段階と、開口を形成する段階とを備える。
【００１２】
延長部形成段階は、荷電粒子線の進行方向に対して偏向器の上面及び／又は下面にグランド層を形成する段階と、グランド層と電極延長部との間に露出する絶縁層の少なくとも一部とグランド層の端部とを覆う犠牲層を形成する段階と、犠牲層の上面に、露出する絶縁層とグランド層の端部との上方に覆い被さるように、電極延長部を形成する段階と、犠牲層を除去する段階とを有してもよい。
【００１３】
本発明の第３の形態によると、荷電粒子線を偏向する偏向器を備え、荷電粒子線でウェハを露光する荷電粒子線露光装置は、偏向器が、荷電粒子線が通過すべき開口が設けられた基板と、荷電粒子線を偏向すべく開口内の側面に設けられた偏向電極と、偏向電極から延長され、開口から外側へ広がる導電性の電極延長部とを有する。
【００１４】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る電子ビーム露光装置１００の構成の一例を示す。電子ビーム露光装置１００は、本発明の荷電粒子線露光装置の一例である。また、本発明の荷電粒子線露光装置は、イオンビームによりウェハを露光するイオンビーム露光装置であってもよい。また、電子ビーム露光装置１００は、狭い間隔、例えば全ての電子ビームがウェハに設けられるべき１つのチップの領域に照射されるような間隔で複数の電子ビームを発生してよい。
【００１７】
電子ビーム露光装置１００は、電子ビームによりウェハ４４に所定の露光処理を施すための露光部１５０と、露光部１５０に含まれる各構成の動作を制御する制御部１４０とを備える。
【００１８】
露光部１５０は、筐体８内部で、複数の電子ビームを発生し、電子ビームの断面形状を所望に成形する電子ビーム成形手段１１０と、複数の電子ビームをウェハ４４に照射するか否かを、電子ビーム毎に独立に切り換える照射切換手段１１２と、ウェハ４４に転写されるパターンの像の向き及びサイズを調整するウェハ用投影系１１４を含む電子光学系と、パターンを露光すべきウェハ４４を載置するウェハステージ４６及びウェハステージ４６を駆動するウェハステージ駆動部４８を有するステージ系とを備える。
【００１９】
電子ビーム成形手段１１０は、複数の電子ビームを発生する電子ビーム発生部１０と、電子ビームを通過させることにより、電子ビームの断面形状を成形する複数の開口部を有する第１成形部材１４及び第２成形部材２２と、複数の電子ビームを独立に集束し、電子ビームの焦点を調整する第１多軸電子レンズ１６と、第１成形部材１４を通過した複数の電子ビームを独立に偏向する第１成形偏向部１８及び第２成形偏向部２０とを有する。電子ビーム発生部１０は、荷電粒子線発生部の一例である。第１成形偏向部１８及び第２成形偏向部２０は、本発明の偏向器の一例である。
【００２０】
電子ビーム発生部１０は、複数の電子銃１０４と、電子銃１０４が形成される基材１０６とを有する。電子銃１０４は、熱電子を発生させるカソード１２と、カソード１２を囲むように形成され、カソード１２で発生した熱電子を安定させるグリッド１０２とを有する。電子ビーム発生部１０は、所定の間隔を隔てて設けられる複数の電子銃１０４を基材１０６に有することにより、電子銃アレイを形成する。
【００２１】
第１成形部材１４及び第２成形部材２２は、電子ビームが照射される面に、接地された白金などの金属膜を有することが望ましい。第１成形部材１４及び第２成形部材２２に含まれる複数の開口部の断面形状は、電子ビームを効率よく通過させるために、電子ビームの照射方向に沿って広がりを有してもよい。また、第１成形部材１４及び第２成形部材２２に含まれる複数の開口部は、矩形に形成されることが好ましい。
【００２２】
照射切換手段１１２は、複数の電子ビームを独立に集束し、電子ビームの焦点を調整する第２多軸電子レンズ２４と、複数の電子ビームを電子ビーム毎に独立に偏向させることにより、電子ビームをウェハ４４に照射するか否かを、電子ビーム毎に独立に切り換えるブランキングアパーチャアレイデバイス２６と、電子ビームを通過させる複数の開口部を含み、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６で偏向された電子ビームを遮蔽する電子ビーム遮蔽部材２８とを有する。ブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、本発明の偏向器の一例である。
【００２３】
ブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、電子ビームが通過すべき開口が設けられた基板と、開口内に設けられた複数の偏向電極とを有する。また、電子ビーム遮蔽部材２８に含まれる複数の開口部の断面形状は、電子ビームを効率良く通過させるために、電子ビームの照射方向に沿って広がりを有してもよい。
【００２４】
ウェハ用投影系１１４は、複数の電子ビームを独立に集束し、電子ビームの照射径を縮小する第３多軸電子レンズ３４と、複数の電子ビームを独立に集束し、電子ビームの焦点を調整する第４多軸電子レンズ３６と、複数の電子ビームを、ウェハ４４の所望の位置に、電子ビーム毎に独立に偏向する独立偏向部である副偏向部３８と、電子ビームを集束する第１コイル４０及び第２コイル５０を有し対物レンズとして機能する同軸レンズ５２と、複数の電子ビームを略同一の方向に所望量だけ偏向させる共通偏向部である主偏向部４２とを有する。主偏向部４２は、本発明の偏向器の一例である。
【００２５】
主偏向部４２は、電界を利用して高速に複数の電子ビームを偏向することが可能な静電型偏向器であることが好ましく、対向する偏向電極を有する。また、主偏向部４２は、対向する４組の偏向電極を含む円筒型均等８極型の構成、又は８極以上の偏向電極を含む構成を有してもよい。また、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、対向する１組の偏向電極を有する。また、同軸レンズ５２は、ウェハ４４に対して、第４多軸電子レンズ３６より近傍に設けられることが好ましい。
【００２６】
制御部１４０は、統括制御部１３０及び個別制御部１２０を備える。個別制御部１２０は、電子ビーム制御部８０、多軸電子レンズ制御部８２、成形偏向制御部８４、ブランキングアパーチャアレイ制御部８６、同軸レンズ制御部９０、副偏向制御部９２、主偏向制御部９４、及びウェハステージ制御部９６を有する。統括制御部１３０は、例えばワークステーションであって、個別制御部１２０に含まれる各制御部を統括制御する。
【００２７】
電子ビーム制御部８０は、電子ビーム発生部１０を制御する。多軸電子レンズ制御部８２は、第１多軸電子レンズ１６、第２多軸電子レンズ２４、第３多軸電子レンズ３４及び第４多軸電子レンズ３６に供給する電流を制御する。成形偏向制御部８４は、第１成形偏向部１８及び第２成形偏向部２０を制御する。ブランキングアパーチャアレイ制御部８６は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６に含まれる偏向電極に印加する電圧を制御する。同軸レンズ制御部９０は、同軸レンズ５２に含まれる第１コイル４０及び第２コイル５０に供給する電流を制御する。主偏向制御部９４は、主偏向部４２に含まれる偏向電極に印加する電圧を制御する。ウェハステージ制御部９６は、ウェハステージ駆動部４８を制御し、ウェハステージ４６を所定の位置に移動させる。
【００２８】
電子ビーム露光装置１００の動作について説明する。まず、電子ビーム発生部１０は、複数の電子ビームを発生する。電子ビーム発生部１０が発生した電子ビームは、第１成形部材１４に照射されて成形される。第１成形部材１４を通過した複数の電子ビームは、第１成形部材１４に設けられた開口部の形状に対応する矩形の断面形状をそれぞれ有する。
【００２９】
第１多軸電子レンズ１６は、矩形に成形された複数の電子ビームを独立に集束し、第２成形部材２２に対する電子ビームの焦点調整を、電子ビーム毎に独立に行う。第１成形偏向部１８は、矩形に成形された複数の電子ビームを、電子ビーム毎に独立して、第２成形部材に対する所望の位置に偏向する。第２成形偏向部２０は、第１成形偏向部１８で偏向された複数の電子ビームを、電子ビーム毎に独立に第２成形部材２２に対して略垂直な方向に偏向する。その結果、電子ビームが、第２成形部材２２の所望の位置に、第２成形部材２２に対して略垂直に照射されるように調整する。矩形形状を有する複数の開口部を含む第２成形部材２２は、各開口部に照射された矩形の断面形状を有する複数の電子ビームを、ウェハ４４に照射されるべき所望の矩形の断面形状を有する電子ビームにさらに成形する。
【００３０】
第２多軸電子レンズ２４は、複数の電子ビームを独立に集束して、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６に対する電子ビームの焦点調整を、電子ビーム毎に独立に行う。第２多軸電子レンズ２４より焦点調整された電子ビームは、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６に設けられた複数の開口を通過する。
【００３１】
ブランキングアパーチャアレイ制御部８６は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６に形成された各開口内に設けられた偏向電極に電圧を印加するか否かを制御する。ブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、偏向電極に印加される電圧に基づいて、電子ビームをウェハ４４に照射させるか否かを切り換える。偏向電極に電圧が印加されるときは、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の開口を通過した電子ビームは偏向され、電子ビーム遮蔽部材２８に含まれる開口部を通過できず、ウェハ４４に照射されない。偏向電極に電圧が印加されないときには、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の開口を通過した電子ビームは偏向されず、電子ビーム遮蔽部材２８に含まれる開口部を通過し、電子ビームはウェハ４４に照射される。
【００３２】
第３多軸電子レンズ３４は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６により偏向されない電子ビームの径を縮小して、電子ビーム遮蔽部材２８に含まれる開口部を通過させる。第４多軸電子レンズ３６は、複数の電子ビームを独立に集束して、副偏向部３８に対する電子ビームの焦点調整を、電子ビーム毎に独立に行い、焦点調整をされた電子ビームは、副偏向部３８に含まれる偏向器に入射される。
【００３３】
副偏向制御部９２は、副偏向部３８に含まれる複数の偏向器を独立に制御する。副偏向部３８は、複数の偏向器に入射される複数の電子ビームを、電子ビーム毎に独立にウェハ４４の所望の露光位置に偏向する。副偏向部３８を通過した複数の電子ビームは、第１コイル４０及び第２コイル５０を有する同軸レンズ５２により、ウェハ４４に対する焦点が調整され、ウェハ４４に照射される。
【００３４】
露光処理中、ウェハステージ制御部９６は、ウェハステージ駆動部４８を制御して、一定方向にウェハステージ４６を動かす。ブランキングアパーチャアレイ制御部８６は露光パターンデータに基づいて、電子ビームを通過させる開口を定め、各開口内に設けられる偏向電極に対する電力制御を行う。ウェハ４４の移動に合わせて、電子ビームを通過させる開口を適宜変更し、さらに主偏向部４２及び副偏向部３８により電子ビームを偏向することにより、ウェハ４４に所望の回路パターンを露光することが可能となる。
【００３５】
図２は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の構成の一例を示す。ブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、電子ビームが通過する複数の開口が設けられたアパーチャ部１６０と、図１におけるブランキングアパーチャアレイ制御部８６との接続部となる偏向電極パッド１６２及び接地電極パッド１６４とを有する。アパーチャ部１６０は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の中央部に配置されることが望ましい。偏向電極パッド１６２及び接地電極パッド１６４は、プローブカード、ポゴピンアレイ等を介してブランキングアパーチャアレイ制御部８６から供給された電気信号を、アパーチャ部１６０の開口内に設けられた偏向電極に供給する。
【００３６】
図３は、アパーチャ部１６０の構成の一例を示す。アパーチャ部１６０の横方向をｘ軸方向とし、縦方向をｙ軸方向とする。ｘ軸は、露光処理中、ウェハステージ４６がウェハ４４を段階的に移動させる方向を示し、ｙ軸は、露光処理中、ウェハステージ４６がウェハ４４を連続的に移動させる方向を示す。具体的には、ウェハステージ４６に関して、ｙ軸は、ウェハ４４を走査露光させる方向であり、ｘ軸は、走査露光終了後、ウェハ４４の未露光領域を露光するためにウェハ４４を段階的に移動させる方向である。
【００３７】
アパーチャ部１６０には、複数の電子ビームがそれぞれ通過すべき開口２００が設けられる。複数の開口２００は、走査領域の全てを露光するように配置される。例えば、複数の開口２００は、ｘ軸方向の両端に位置する複数の開口２００ａと２００ｂとの間の領域全面を覆うように配置される。ｘ軸方向に近接する開口２００は、互いに一定の間隔で配置されていることが好ましい。このとき、複数の開口２００の間隔は、主偏向部４２が電子ビームを偏向する最大偏向量以下に定められるのが好ましい。
【００３８】
図４は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の具体的な構成の一例を示す断面図である。
【００３９】
ブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、電子ビームが通過すべき開口２００が設けられた基板２０２と、電子ビームを偏向すべく開口２００内の側面に設けられた偏向電極２０４と、偏向電極２０４から延長され、開口２００から外側へ広がる導電性の電極延長部２０６ａ及び電極延長部２０６ｂとを備える。具体的には、基板２０２は、シリコン基板で形成される。偏向電極２０４は、好ましくは金を主成分とする導電材料を電解鍍金することにより形成する。電極延長部２０６ｂは、好ましくは金を主成分とする導電材料をスパッタ法で堆積することにより形成する。偏向電極２０４及び電極延長部２０６は、他の例として銅であってもよい、この場合、表面に金を主成分とする導電材料による鍍金を施すことが好ましい。
【００４０】
基板２０２は、絶縁層２１０を有する。絶縁層２１０は、好ましくは酸化シリコンで形成される。ブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、絶縁層２１０の上に、偏向電極２０４とつながる配線層２１６を更に備える。配線層２１６は、偏向電極２０４に接するチタン層と、前記チタン層及び電極延長部２０６ａに接するプラチナ層とを有する。チタン層、及びプラチナ層は、具体的にはスパッタ法で成膜される。
【００４１】
金を主成分とする電解鍍金で形成された偏向電極２０４とチタン層との密着強度、チタン層とプラチナ層との密着強度、及びスパッタ法で形成され金を主成分とする電極延長部２０６ａとプラチナ層ととの密着強度は、いずれも電極延長部２０６ａを偏向電極２０４の上に直接形成した場合の密着強度よりも強い。したがって、電極延長部２０６ａと偏向電極２０４との密着強度は、上記のように構成された配線層２１６を介して接続することにより向上する。
【００４２】
ブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、電子ビームの進行方向に対して、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の上面及び／又は下面に設けられたグランド層２０８を更に備え、電極延長部２０６は、グランド層２０８の端部の上方に覆い被さるように設けられている。グランド層２０８は、それぞれスパッタ法で成膜するチタン層及びプラチナ層などからなる。
【００４３】
グランド層２０８と電極延長部２０６との間には、絶縁層２１４または絶縁層２１２が露出しており、電極延長部２０６は、電子ビームがブランキングアパーチャアレイ、偏光器、及びウェハなどで反射されることにより散乱した電子が、露出した絶縁層２１４又は絶縁層２１２に衝突することを防ぐべく、露出した絶縁層２１４及び絶縁層２１２の上方と、グランド層２０８の端部の上方とに覆い被さるように設けられる。また、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、基板２０２と、偏向電極２０４とを絶縁する絶縁層２１２を更に備えてもよい。この場合、電極延長部２０６ｂは、電子ビームが絶縁層２１２に照射されることを防ぐべく、絶縁層２１２の上方に設けられる。絶縁層２１４及び絶縁層２１２は、酸化シリコンで形成されることが望ましい。
【００４４】
以上のように形成されたブランキングアパーチャアレイデバイス２６によれば、電極延長部２０６は、電子ビームが、露出した絶縁層２１４又は絶縁層２１２に直接又は間接的に照射されることを防ぐべく、露出した絶縁層２１４及び絶縁層２１２の上方に覆い被さるように設けられるので、絶縁層２１２及び絶縁層２１４に電子ビームが照射されることを防ぐことができる。さらに、電極延長部２０６ａは、電子ビームの進行方向に対して垂直な方向、つまり、開口２００から絶縁層２１４への方向に対しても、絶縁層２１４を覆っている。この結果、絶縁層２１２及び絶縁層２１４に電子ビームが到達することが大幅に低減される。
【００４５】
従って、本実施形態のブランキングアパーチャアレイデバイス２６によれば、絶縁層２１２及び絶縁層２１４がチャージアップすることにより電子ビームに及ぼす影響を大幅に低減することができ、電子ビームを精度よく偏向することができる。更に、本実施形態のブランキングアパーチャアレイデバイス２６を用いた電子ビーム露光装置１００によれば、精度良く偏向された電子ビームでウェハ４４を精度良く露光することが出来る。なお、本実施形態において、電子ビームの進行方向は、図４に示したブランキングアパーチャアレイデバイス２６に対する上下どちらの方向であってもよい。
【００４６】
ブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、偏向電極２０４と前記電極延長部２０６ｂとの間に、偏向電極２０４に接するチタン層と、電極延長部２０６ｂ及び当該チタン層に接するプラチナ層とを有する接続層２１８を更に備える。このチタン層及びプラチナ層は、具体的にはスパッタ法で成膜する。
【００４７】
金を主成分とする電解鍍金で形成された偏向電極２０４とチタン層との密着強度、チタン層とプラチナ層との密着強度、及び金を主成分とするスパッタ法で形成された電極延長部２０６とプラチナ層との密着強度は、いずれも、電極延長部２０６ｂを偏向電極２０４の上に直接形成した場合の密着強度よりも高い。したがって、接続層２１８は、電極延長部２０６ｂの偏向電極２０４に対する密着強度を向上することが出来る。
【００４８】
図５は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の具体的な構成の他の例を示す断面図である。本例に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、以下の説明を除き図４と同様の構成である。本例によれば、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、図４の電極延長部２０６に代えて、グランド層２０８から開口２００に向かって内側へ延長され、電子ビームが露出した絶縁層２１４又は絶縁層２１２に直接的又は間接的に照射されることを防ぐべく、露出した絶縁層２１４及び絶縁層２１２の上方と、偏向電極２０４の上方とに覆い被さるように設けられる。
【００４９】
図６、図７、図８、図９、図１０、及び図１１は、図４で説明した本実施形態に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造方法の一例を示す。
【００５０】
まず、図６Ａに示すように、基板２０２を用意し、基板２０２の一方の面に絶縁層２１０を形成する。基板２０２は、例えば直径６インチ、厚さ２００μｍのシリコンウェハである。絶縁層２１０は、例えばプラズマＣＶＤにより酸化シリコン（ＳｉＯ２）を成膜することにより形成される。
【００５１】
次に、図６Ｂに示すように、絶縁層２１０上にレジスト２２０を塗布し、露光、現像して、配線層２１６を形成する領域のレジスト２２０を除去する。レジスト２２０の形状は、基板２０２に近い側がより除去された逆テーパ型の形状となることが望ましい。そして、レジスト２２０をマスクとして、絶縁層２１０上に配線層２１６ａを形成する。具体的には、蒸着法によりチタン、プラチナ、及びクロムをこの順に成膜して、チタン、プラチナ、及びクロムの積層膜である配線層２１６ａを形成する。
【００５２】
次に、図６Ｃに示すように、図６Ｂにおけるレジスト２２０及びその上に積層された配線層２１６ｂを、例えばリフトオフにより除去する。配線層２１６ａの形成は、本実施例のリフトオフに代えてフォトリソグラフィーによって行ってもよい。但し、配線層２１６は多層金属なので、リフトオフの方が工程が簡単である。
次に、図６Ｄに示すように、絶縁層２１０及び配線層２１６の上に絶縁層２１４を形成する。具体的には、プラズマＣＶＤ法等により、シリコン酸化膜である絶縁層２１４を成膜する。
【００５３】
次に、図６Ｅに示すように、レジスト２２２を塗布し、露光、現像して、絶縁層２１２を形成する領域のレジスト２２２を除去する。そして、レジスト２２２をエッチングマスクとして、絶縁層２１２を形成する部分の基板２０２をエッチング、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法により除去して開口３００を形成する。絶縁層２１０は、基板２０２をエッチングするときのエッチングストッパ層となる。
【００５４】
次に、図７Ａに示すように、開口３００に絶縁層２１２を形成する。具体的には、埋め込み性に優れるＴＥＯＳ  ＣＶＤ法等を用いて、開口３００に酸化シリコンを充填する。
次に、図７Ｂに示すように、不必要な酸化シリコンを、例えば化学的機械的研磨（ＣＭＰ）法により研磨して除去する。
【００５５】
次に、図７Ｃに示すように、基板２０２上にレジスト２２４を塗布し、露光、現像して、偏向電極２０４を形成する領域のレジスト２２４を除去する。そして、レジスト２２４をエッチングマスクとして、偏向電極２０４を形成する部分の基板２０２をエッチング、例えばＲＩＥ法により選択的に除去して開口３０２を形成する。絶縁層２１０は、基板２０２をエッチングするときのエッチングストッパ層となる。
【００５６】
次に、図７Ｄに示すように、基板２０２及び絶縁層２１２の上面と、開口３０２の内側とに、Ｃｒ等の金属をスパッタ法により堆積させて、導電膜２２６を形成する。
次に、図７Ｅに示すように、基板２０２と絶縁層２１２との上面、及び開口３０２の底面にある導電膜２２６を、例えば、ＲＩＥ法により除去する。
【００５７】
次に、図８Ａに示すように、配線層２１６が開口３０２の底部に露出するまで、シリコン酸化膜である絶縁層２１０をエッチングし、露出する配線層２１６のクロム層を例えばＲＩＥ法により除去する。
次に、図８Ｂに示すように、配線層２１６を鍍金用電極（シード層）として、開口３０２内を選択的に電解鍍金することにより、偏向電極２０４を形成する部分に導電材料を充填する。例えば、Ｃｕ、Ａｕ等を開口３０２内に電解鍍金で充填する。
次に、図８Ｃに示すように、図８Ｂに示す工程で形成され、基板２０２の上面に突出する導電材料を、例えば化学的機械的研磨（ＣＭＰ）法により研磨して除去する。これにより偏向電極２０４が形成される。
【００５８】
次に、図８Ｄに示すように、レジスト２３０を塗布し、露光、現像して、グランド層２０８及び接続層２１８を形成する領域のレジスト２３０を除去する。このとき、レジスト２３０の形状は、基板２０２に近い側がより除去された逆テーパ型の形状となることが望ましい。そして、レジスト２３０をマスクとして、グランド層２０８及び接続層２１８を形成する。具体的には、蒸着法によりＴｉ及びＰｔをこの順に成膜して、Ｔｉ及びＰｔの積層膜であるグランド層２０８及び接続層２１８を形成する。この工程によって、電子ビームの進行方向に対してブランキングアパーチャアレイデバイス２６の上面及び下面にグランド層２０８が形成される。
【００５９】
次に、図９Ａに示すように、図８Ｄにおけるレジスト２３０及びその上に積層された導電層２３２を、例えばリフトオフにより除去する。
次に、図９Ｂに示すように、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６上にレジスト２３４を塗布し、露光、現像して、電極延長部２０６ａを形成する領域のレジスト２３４を除去する。そして、レジスト２３４をエッチングマスクとして、電極延長部２０６ａを形成する部分の絶縁層２１４をエッチング、例えばＲＩＥ法により選択的に除去して開口２３６を形成する。配線層２１６は、絶縁層２１４をエッチングするときのエッチングストッパ層となる。
【００６０】
次に、図９Ｃに示すように、グランド層２０８と電極延長部２０６との間に露出する絶縁層２１２及び絶縁層２１４の少なくとも一部を覆う犠牲層２３８を形成する。具体的には、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の上面及び下面にネガ型のレジストを塗布し、露光、現像して、不必要な部分のレジストを除去することによって犠牲層２３８を形成する。
【００６１】
次に、図９Ｄに示すように、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の上面及び下面にポジ型のレジスト２４０を塗布し、露光、現像して、電極延長部２０６を形成する領域のレジスト２４０を除去する。このとき、レジスト２４０の形状は、基板２０２に近い側がより除去された逆テーパ型の形状となることが望ましい。次に、犠牲層２３８及び絶縁層２４０の上面にＡｕをスパッタ法又は蒸着により堆積させて、犠牲層２３８の上面において、絶縁層２１２及び絶縁層２１４の露出部分とグランド層２０８の端部との上方に覆い被さるように、電極延長部２０６が形成される。この工程によって、偏向電極２０４から延長され、開口２００から外側へ広がる導電性の電極延長部２０６が形成される。なお、図９Ｃの工程において、犠牲層２３８を形成するために塗布されるネガ型のレジストは、図９Ｄの工程において、ポジ型のレジストを塗布した場合に溶解しないレジストである。
【００６２】
次に、図１０Ａに示すように、図９Ｄにおけるレジスト２４０及びその上に積層された金属層を、例えばリフトオフにより除去する。
次に、図１０Ｂに示すように、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６上に例えばポジ型のレジスト２４２を塗布し、露光、現像して、開口２００よりもわずかに小さい開口２４４を形成する領域のレジスト２４２を除去する。
次に、図１０Ｃに示すように、レジスト２４２をエッチングマスクとして、開口２４４を形成する部分の基板２０２をエッチング、例えばＲＩＥ法により選択的に除去する。シリコン酸化膜である絶縁層２１０は、基板２０２をエッチングするときのエッチングストッパ層となる。
【００６３】
次に、図１０Ｄに示すように、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の開口２４４と反対側にワックス２４８を塗布する。ワックス２４８は、この後の工程におけるブランキングアパーチャアレイデバイス２６の破損を防ぐ目的で塗布する。次に、偏向電極２０４と開口２４４との間に介在する基板２０２を、フッ酸と硝酸の混合液により、導電膜２２６が開口２４４に露出するまでエッチングして除去する。
【００６４】
次に、図１１Ａに示すように、開口２４４に露出する導電膜２２６を、例えば硝酸アンモニウムセリウム（ＩＶ）、過塩素酸、及び水の混合液を用いたウェットエッチングにより、偏向電極２０４が開口２４４に露出するまでエッチングして除去する。
次に、図１１Ｂに示すように、レジスト２４２をエッチングマスクとして、開口２００を形成する部分の絶縁層２１０及び絶縁層２１４をフッ酸を用いてウェットエッチング、又はＲＩＥ法により選択的に除去する。この工程で開口２００が形成される。
次に、図１１Ｃに示すように、ワックス２４８を除去する。
【００６５】
最後に、図１１Ｄに示すように、例えばネガ型のレジストであるレジスト２４２及び犠牲層２３８を除去する。具体的には、有機物であるレジストをＣＯ２とＨ２Ｏとに分解するアッシングによって、レジスト２４２及び犠牲層２３８を除去する。以上、図６から図１１に示した製造方法によりブランキングアパーチャアレイデバイス２６が完成する。
【００６６】
以上説明した製造方法によれば、図４で説明したブランキングアパーチャアレイデバイス２６を半導体プロセス技術によって製造することができる。
【００６７】
なお、図５で説明したブランキングアパーチャアレイデバイス２６を半導体プロセス技術によって製造するには、図６から図１１を用いて説明したブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造方法のうちで、図９Ｄの工程において電極延長部２０６を形成する領域のレジストを除去する代わりに、図５の電極延長部２０７を形成する領域のレジスト２４０を除去すればよい。
【００６８】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６９】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、荷電粒子線を精度よく偏向する偏向器、当該偏向器の製造方法、及び当該偏向器を備える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】
【図１】電子ビーム露光装置１００の構成の一例を示す図である。
【図２】ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の構成の一例を示す図である。
【図３】アパーチャ部１６０の構成の一例を示す図である。
【図４】ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の具体的な構成の一例を示す断面図である。
【図５】ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の具体的な構成の他の例を示す断面図である。
【図６】ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造方法の一例を示す図である。
【図７】ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造方法の一例を示す図である。
【図８】ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造方法の一例を示す図である。
【図９】ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造方法の一例を示す図である。
【図１０】ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造方法の一例を示す図である。
【図１１】ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
８・・筐体、１０・・電子ビーム発生部、１２・・カソード、１４・・第１成形部材、１６・・第１多軸電子レンズ、１８・・第１成形偏向部、２０・・第２成形偏向部、２２・・第２成形部材、２４・・第２多軸電子レンズ、２６・・ブランキングアパーチャアレイデバイス、２８・・電子ビーム遮蔽部材、３４・・第３多軸電子レンズ、３６・・第４多軸電子レンズ、３８・・副偏向部、４０・・第１コイル、４２・・主偏向部、４４・・ウェハ、４６・・ウェハステージ、４８・・ウェハステージ駆動部、５０・・第２コイル、５２・・同軸レンズ、８０・・電子ビーム制御部、８２・・多軸電子レンズ制御部、８４・・成形偏向制御部、８６・・ブランキングアパーチャアレイ制御部、９０・・同軸レンズ制御部、９２・・副偏向制御部、９４・・主偏向制御部、９６・・ウェハステージ制御部、１００・・電子ビーム露光装置、１０２・・グリッド、１０４・・電子銃、１０６・・基材、１１０・・電子ビーム成形手段、１１２・・照射切換手段、１１４・・ウェハ用投影系、１２０・・個別制御部、１３０・・統括制御部、１４０・・制御部、１５０・・露光部、１６０・・アパーチャ部、２００・・開口、２０２・・基板、２０４・・偏向電極、２０６・・電極延長部、２０８・・グランド層、２１０、２１２、２１４・・絶縁層、２１６・・配線層、２１８・・接続層、２２０、２２２、２２４、２３０、２３４、２４０、２４２・・レジスト、２２６、２３２・・導電膜、２３８・・犠牲層、２４８・・ワックス
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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