(57)【要約】【課題】複数枚の電極基板を組み立てるための部材における絶縁破壊の問題を解決する。【解決手段】３枚の電極基板１ａ、１ｂ、１ｃを絶縁体５を介して配置し、同一電位（共通電位）が与えられる上部電極１ａと下部電極１ｃとを接着剤等の連結部２によって連結する。他の電位が与えられる中間電極１ｂは、連結部２に接触しないように配置される。連結部２には電位差が印加されないので、絶縁破壊の問題がない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチ荷電ビームレンズであって、
荷電ビームを通す複数の開口をそれぞれ有する少なくとも３枚の電極基板と、
前記少なくとも３枚の電極基板のうち共通電位が与えられる少なくとも２枚の電極基板を連結する連結部と、
を備え、前記連結部は、前記少なくとも３枚の電極基板のうち前記共通電位と異なる電位が与えられる電極基板に接触しないように配置されていることを特徴とするマルチ荷電ビームレンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチ荷電ビームレンズ、荷電ビーム露光装置及びデバイス製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの生産において、電子ビーム露光技術は０．１μｍ以下の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、いくつかの方式がある。例えば、いわゆる一筆書きでパターンを描画する可変矩形ビーム方式がある。しかし、この方式は、スループットが低く量産用露光装置としては課題が多い。スループットの向上を図るものとしては、ステンシルマスクに形成したパターンを縮小転写する図形一括露光方式が提案されている。この方式は、繰り返しの多い単純パターンには有利であるが、ロジック配線層等のランダムパターンではスループットの点で課題が多く、実用化に際して生産性向上の妨げが大きい。
【０００３】
これに対して、マスクを用いずに複数本の電子ビームで同時にパターンを描画するマルチビームシステムの提案がなされており、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。電子ビームをマルチ化する上で重要となるのが、アレイ状に配置された電子レンズの数である。すなわち、電子レンズの数により電子ビームの数が決まるので、電子レンズの数がスループットを決定する大きな要因となる。このためレンズの小型化及び高密度化を進めながら如何にレンズ性能を高めていくかが、マルチビーム型露光装置の性能向上における重要なファクターのひとつとなる。
【０００４】
電子レンズには電磁型と静電型がある。静電型は、磁界型に比べて、コイルコア等を設ける必要がなく構成が容易であるので、小型化に有利であると言える。ここで、静電型の電子レンズ（静電レンズ）に関する主な従来技術を以下に示す。
【０００５】
Ａ．Ｄ．  Ｆｅｉｎｅｒｍａｎ等（Ｊ．  Ｖａｃ．  Ｓｃｉ．  Ｔｅｃｈｎｏｌ．  Ａ  １０（４），  ｐ６１１，  １９９２）は、マイクロメカニクス技術により作製した電極をＳｉの結晶異方性エッチングにより作製したＶ溝とファイバとを陽極接合することで、静電単一レンズである３枚の電極からなる３次元構造体を形成することを開示している。Ｓｉには、メンブレン枠とメンブレンと該メンブレンに電子ビームが通過する開口を設ける。また、Ｋ．Ｙ．  Ｌｅｅ等（Ｊ．  Ｖａｃ．  Ｓｃｉ．  Ｔｅｃｈｎｏｌ．  Ｂ１２  （６），  ｐ３４２５，  １９９４）は、陽極接合法を利用してＳｉとパイレックス（登録商標）ガラスが複数積層して接合された構造体を開示するもので、アライメントされたマイクロカラム用電子レンズを作製する。また、Ｓａｓａｋｉ（Ｊ．  Ｖａｃ．  Ｓｃｉ．  Ｔｅｃｈｎｏｌ．  １９，  ９６３  （１９８１））は、レンズ開口配列を有する３枚電極でアインツェルレンズ配列にした構成を開示する。このように構成した静電型レンズでは、一般的に３枚の電極のうち中央の電極に電圧を印加し、他の２枚を接地することでレンズ作用を得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例において電極を組み合わせて電子レンズを構成する際、Ｆｅｉｎｅｒｍａｎ等の方法ならびにＬｅｅ等の方法では、電極作製用のプロセス装置の他に、新たに陽極接合装置を必要とする。Ｓａｓａｋｉの方法では、電極を組み合わせて電子レンズを構成する方法の詳細が明らかではない。
【０００７】
また、電極を接着する事により小型化を進めた場合、図１６に示すように、電極１同士を絶縁体５を挟んで接着剤２で固定すると、一般に絶縁体５よりも接着剤２の絶縁耐圧が低いことから、接着剤２において絶縁破壊が起こる可能性があり、これが静電レンズの動作電圧の低下をもたらしうる。
【０００８】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、例えば、複数枚の電極基板を組み立てるための部材における絶縁破壊の問題を解決することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの側面は、マルチ荷電ビームレンズに関する。本発明のマルチ荷電ビームレンズは、荷電ビームを通す複数の開口をそれぞれ有する少なくとも３枚の電極基板と、前記少なくとも３枚の電極基板のうち共通電位（例えば、接地電位）が与えられる少なくとも２枚の電極基板を連結する連結部とを備えて構成されうる。ここで、前記連結部は、前記少なくとも３枚の電極基板のうち前記共通電位と異なる電位（例えば、負電位）が与えられる電極基板に接触しないように配置されうる。このような構成によれば、前記連結部を介した絶縁破壊が起こらないという有利な効果が得られる。
【００１０】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記連結部は、接着剤を含んでもよいし、固体部材と、前記固体部材と前記共通電位が与えられる前記少なくとも２枚の電極基板とを接着する接着剤とを含んでもよい。前者は、例えば、連結すべき電極基板の間隔が小さい場合に特に有用であり、後者は、連結すべき電極基板の間隔が大きい場合に特に有用である。
【００１１】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記マルチ荷電ビームレンズは、前記少なくとも３枚の電極基板を相互に位置決めするように前記少なくとも３枚の電極基板の間に配置された絶縁体を更に備えることが好ましい。この場合において、前記少なくとも３枚の電極基板は、位置決め用の溝を有し、前記絶縁体は、前記溝に配置されることが好ましい。このような構成によれば、例えば、前記連結部と前記絶縁体とによって前記少なくとも３枚の電極基板が組み立てられうるので、組立作業が容易になる。
【００１２】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記連結部は、導電性材料で構成されることが好ましい。この場合、例えば、前記連結部で連結された前記少なくとも２枚の電極基板のいずれかに導線を接続することにより、前記少なくとも２枚の電極基板に共通電位を与えることができる。
【００１３】
本発明の第２の側面は、荷電ビーム露光装置に関し、該装置は、上記のマルチ荷電ビームレンズを備え、前記マルチ荷電ビームレンズからの荷電ビームにより基板にパターンを描画するように構成される。このような荷電ビーム露光装置は、前記マルチ荷電ビームレンズの絶縁性能が高いので、高い信頼性を有する。
【００１４】
本発明の第３の側面は、デバイス製造方法に関し、該方法は、感光剤が塗布された基板に上記の荷電ビーム露光装置でパターンを描画する工程と、パターンが描画された基板を現像する工程とを含む。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００１６】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態のマルチ荷電ビームレンズの構造を模式的に示す断面図である。このマルチ荷電ビームレンズ１００は、３枚の電極基板１ａ、１ｂ、１ｃを絶縁体５を介して配置した構造を有する。３枚の電極基板１ａ、１ｂ、１ｃには、それぞれ組立用の溝（位置決め部）４ａ、４ｂ、４ｃが形成されており、これらの溝４ａ、４ｂ、４ｃ間に絶縁体５を配置することにより、３枚の電極基板１ａ、１ｂ、１ｃが互いに位置決めされる。この実施の形態では、上部電極基板１ａ、中間電極基板１ｂ、下部電極基板１ｃのうち上部電極基板１ａと下部電極基板１ｃとに同一電位（共通電位）が与えられる。そして、マルチ荷電ビームレンズ１００は、同一電位が与えられる上部電極基板１ａと下部電極基板１ｃとが、連結部２によって連結されることにより組み立てられている。
【００１７】
ここで、連結部２は、中間電極基板１ｂに接触しないように配置される。このような構成によれば、連結部２には電位差が印加されないため、電極基板を連結するための部材における絶縁破壊の問題が解決される。連結部２は、例えば、接着剤のみによって構成されてもよいし、固体部材と、該固体部材と上部電極基板１ａ及び下部電極基板１ｃとを接着する接着剤とによって構成されてもよいし、上部電極基板１ａと下部電極基板１ｃとを機械的に連結する部材で構成されてもよい。しかしながら、連結すべき電極基板の間隔が小さい場合（例えば、接着剤によって十分に連結することができる程度に小さい場合）には、組立の容易性及び構造の簡略化の観点において、連結部２は、接着剤のみで構成されることが好ましい。
【００１８】
中間電極基板１ｂには、図１に示すように、典型的には、上部電極基板１ａ及び下部電極基板１ｃの電位に対して負の電位が与えられる。
【００１９】
この実施の形態では、マルチ荷電ビームレンズ１００は、３枚の電極基板で構成されているが、電極基板の枚数は、３枚に限られるものではなく、他の枚数であってもよい。また、この場合において、複数の電極基板の配列における少なくとも両端の２枚の電極基板（すなわち、最上部の電極基板と最下部の電極基板）に同一電位が与えられる構造が望ましく、このような構造によれば、電極基板間に絶縁体を配置するとともに両端の２枚の電極基板を連結部で連結することにより、全ての電極基板を固定することができる。
【００２０】
次に、図２を参照しながら図１に示す各電極基板１ａ、１ｂ、１ｃの作製方法を説明する。まず、図２（ａ）に示す工程でシリコンウエハ６を用意し、図２（ｂ）に示す工程で、シリコンウエハ６の表面にレジストをスピンコート等により塗布し、その後、露光工程及び現像工程によってレジストをパターニングし、マスク７を形成する。次いで、図２（ｃ）に示す工程で、マスク７として、ＳＦ６ガス等のエッチングガスを使用したドライエッチング（異方性エッチング）により、シリコンウエハ６にレンズ開口３（３ａ、３ｂ、３ｃ）と組立用の溝４（４ａ、４ｂ、４ｃ）を形成し、その後、レジスト７を除去する。次いで、図２（ｄ）に示す工程で、スパッタリングにより少なくともシリコンウエハ６のレンズ開口３の内壁とその周辺部分、好ましくは、シリコンウエハ６の全面（レンズ開口３の内壁を含む）にＡｕ等の導電材料を成膜して、これにより導電体膜８を形成する。
【００２１】
ここで、中間電極基板１ｂ、すなわち連結部２によって連結される電極基板以外の電極は、連結部２に接触しないように形状及び／又は寸法が決定される。典型的には、中間電極１ｂは、その外周端が、連結部２に接触しないように、上部電極基板１ａ及び下部電極基板１ｃよりも小さい寸法にされうる。
【００２２】
次に、上記のようにして作製された電極基板１ａ、１ｂ、１ｃの組立工程について説明する。組立工程では、上部電極基板１ａの溝４ａと中間電極基板１ｂの溝４ｂとの間、及び、中間電極基板１ｂの溝４ｂと下部電極基板１ｃの溝４ｃとの間にそれぞれ絶縁体５を配置し、その後、同一電位が与えられうる上部電極１ａと下部電極１ｃとを接着剤等の連結部２によって連結する。この組立工程により、図１に示すマルチ荷電ビームレンズ１００が得られる。
【００２３】
なお、３枚以上の電極基板でマルチ荷電ビームレンズを構成する場合においても、上記と同様の方法を適用してマルチ荷電ビームレンズを作製することができる。
【００２４】
図１に示すマルチ荷電ビームレンズ１００では、上部電極基板１ａ及び下部電極基板１ｃが接地され、中間電極基板１ｂに負電圧が印加されることにより、電子ビーム等の荷電ビームに対するレンズ作用を得ることができる。ここで、連結部２を導電性材料（例えば、導電性の接着剤）で構成した場合は、上部電極基板１ａ及び下部電極基板１ｃのいずれか一方にのみ導線を接続すればよいので、配線が簡略化されうる。
【００２５】
なお、図１に示す模式的な断面図においては、５つの電子レンズが示されているが、電子レンズは、一次元又は２次元において設計仕様に応じた個数だけ配置されうる。典型的なマルチ荷電ビームレンズにおいては、数１００〜数１０００個の電子レンズが２次元状に配置されうる。
【００２６】
次に、上記の方法により製造されうるマルチ荷電ビームレンズの応用例として、本発明の好適な実施の形態の電子ビーム露光装置（描画装置）について説明する。なお、以下の例は、荷電ビームとして電子ビームを採用した露光装置であるが、本発明は、荷電ビームとしてイオンビーム等の他の種類のビームを使用する露光装置にも適用することができる。
【００２７】
図３は、本発明の好適な実施の形態の電子ビーム露光装置の概略構成を示す図である。図３において、電子発生器としての電子銃５０１は、カソード５０１ａ、グリッド５０１ｂ、アノード５０１ｃを含んで構成され、カソード５０１ａから放射された電子は、グリッド５０１ｂとアノード５０１ｃとの間でクロスオーバ像を形成する。以下では、このクロスオーバ像を電子源と呼ぶことにする。
【００２８】
この電子源から放射される電子は、前側焦点位置が電子源位置に一致するように配置されたコンデンサーレンズ５０２によって略平行な１本の電子ビームとなる。コンデンサーレンズ２は、例えば、２つの電子レンズ５２１、５２２で構成されうる。コンデンサーレンズ２から出る略平行な電子ビームは、補正電子光学系アレイ（補正電子光学系）５０３に入射する。
【００２９】
要素電子光学系アレイ５０３は、上記の製造方法を適用して作製されうるマルチ荷電ビームレンズをその構成要素として含む。なお、要素電子光学系アレイ５０３は、後述するように、図１に簡略化して示されているマルチ荷電ビームレンズの他、アパーチャアレイ、ブランカーアレイ、要素電子光学系アレイユニット、ストッパーアレイ等を含んで構成されうる。
【００３０】
補正電子光学系アレイ５０３は、２次元状に配置された複数の電子レンズ（要素電子光学系）を含み、これらによって電子源の中間像を複数個形成する。各中間像は、後述する縮小電子光学系５０４によってウエハ５０５上に縮小投影される。ここで、ウエハ５０５上に投影される複数の電子源像のウエハ５０５上における間隔がウエハ５０５上における該電子源像の大きさの整数倍になるように、補正電子光学系アレイ５０３の複数の電子レンズが配置されている。更に、補正電子光学系アレイ５０３は、縮小電子光学系５０４の像面湾曲を補正することができる位置に複数の中間像を形成するとともに、複数の中間像が縮小電子光学系５０４よってウエハ５０５上に縮小投影される際に発生する収差を予め補正するように構成されている。
【００３１】
縮小電子光学系５０４は、第１投影レンズ５４１と第２投影レンズ５４２とからなる対称磁気タブレット、及び、第１投影レンズ５４３と第２投影レンズ５４４とからなる対称磁気タブレットで構成される。第１投影レンズ５４１（５４３）の焦点距離をｆ１、第２投影レンズ５４２（５４４）の焦点距離をｆ２とすると、第１投影レンズ５４１（５４３）と第２投影レンズ５４２（５４４）との距離は、ｆ１＋ｆ２になっている。光軸（電子光学系の軸）ＡＸ上の物点は、第１投影レンズ５４１（５４３）の焦点位置にあり、その像点は第２投影レンズ５４２（５４４）の焦点位置にある。この像は−ｆ２／ｆ１に縮小される。また、第１投影レンズ５４１（５４３）と第２投影レンズ５４２（５４４）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。
【００３２】
偏向器５０６は、要素電子光学系アレイ５０３とウエハ５０５との間において複数の電子ビームを一括して偏向させて、複数の電子源像を共通の変位量でウエハ５０５上においてｘ、ｙ方向に変位させる偏向器である。偏向器５０６は、例えば、広い偏向幅で複数の電子ビームを偏向させる主偏向器と、狭い偏向幅で複数の電子ビームを偏向させる副偏向器で構成される。典型的には、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。
【００３３】
ダイナミックフォーカスコイル５０７は、偏向器５０６を作動させた際に発生する偏向収差による電子源像のフォーカス位置のずれを補正する。ダイナミックスティグコイル５０８は、ダイナミックフォーカスコイル５０７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。
【００３４】
感光剤が塗布されたウエハ（基板）５０５は、θ−Ｚステージ５０９上に載置される。θ−Ｚステージ５０９は、ウエハ５０５を光軸ＡＸ（Ｚ軸）方向及びＺ軸回りの回転方向に移動することができるように構成されうる。θーＺステージ５０９上には、ステージ基準板５１３とファラデーカップ５１０が配置されうる。また、θーＺステージ５０９は、ＸＹステージ５１１上に搭載されている。
【００３５】
次に、図４を参照しながら補正電子光学系アレイ５０３について説明する。図４（Ａ）は、電子銃１側から見た補正電子光学系アレイであり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）におけるＡＡ’断面図である。
【００３６】
補正電子光学系アレイ５０３は、光軸ＡＸに沿って、電子銃１側から順に配置された、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、ストッパーアレイＳＡを含んで構成されうる。
【００３７】
アパーチャアレイＡＡは、複数の開口が形成された基板であり、コンデンサーレンズ５０２からの略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させる複数の偏向器が配列された基板である。ブランカーアレイＢＡに形成された複数の偏向器の１つが図５に示されている。図５において、基板３１に開口ＡＰが形成され、開口ＡＰを挟むように一対の電極３２が配置されている。一対の電極３２は、電子ビームを偏向させる機能を有し、ブランキング電極（ブランカー）と呼ばれる。基板上３０１には、各ブランキング電極３２を個別にｏｎ／ｏｆｆさせるための配線（Ｗ）が形成されている。
【００３８】
図４に戻り、マルチ荷電ビームレンズＭＬは、補正電子光学系アレイ５０３において、電子ビーム（荷電ビーム）の収束作用を大きくするために有用である。
【００３９】
要素電子光学系アレイユニットＬＡＵは、第１電子レンズアレイＬＡ１、第２電子レンズアレイＬＡ２、第３電子レンズアレイＬＡ３、第４電子レンズアレイＬＡ４で構成される。これらの電子レンズアレイＬＡ１〜ＬＡ４は、同一平面内に複数の電子レンズが２次元配列された電子レンズアレイである。
【００４０】
図６は、第１電子レンズアレイＬＡ１を説明する図である。第１電子レンズアレイＬＡ１は、それぞれ複数の開口電極が配列された上部電極基板ＵＥ、中間電極基板ＣＥ、下部電極基板ＬＥの３枚から成るマルチ静電レンズである。光軸ＡＸ方向に並ぶ１組の上部開口電極（上部電極基板ＵＳの開口電極）、中間開口電極（中間電極基板ＣＥの開口電極）、下部開口電極（下部電極基板ＬＥの開口電極）で一つの電子レンズＥＬ（いわゆるユニポテンシャルレンズ）が構成されている。この実施の形態では、上部電極基板ＵＥび下部電極基板ＬＥに形成された全ての開口電極に同一電位（電子ビームの加速電位）が与えられる。一方、中間電極基板ＣＥについては、ｙ方向に並ぶ開口電極（ｘ座標が共通の開口電極）が共通の配線（Ｗ）で接続され、共通の電位が与えられる。このような構造により、後述するＬＡＵ制御回路１２により、ｙ方向の列内の中間電極を同一電位に設定し、ｙ方向の列ごとに開口電極の電位を個別に設定することができる。すなわち、ｙ方向の列内の電子レンズの光学特性（焦点距離）は略同一に設定され、各列の電子レンズの光学特性（焦点距離）は個別に設定されうる。言い換えると、この実施の形態では、ｙ方向の１つの列内の電子レンズを一つのグループとして、２次元配列された電子レンズをグループ化している。
【００４１】
図７は、第２電子レンズアレイＬＡ２を説明する図である。第２電子レンズアレイＬＡ２が第１電子レンズ系アレイＬＡ１と異なる部分は、中間電極基板ＣＥの構成である。すなわち、第２電子レンズアレイＬＡ２では、ｘ方向の各行を１つのグループとして、各行内の中間開口電極を共通の配線（Ｗ）で接続している。このような構造により、後述するＬＡＵ制御回路１２により、ｘ方向の行内の開口電極を同一電位に設定し、ｘ方向の行ごとに開口電極の電位を個別に設定することができる。すなわち、ｘ方向の列内の電子レンズの光学特性（焦点距離）は略同一に設定され、各列の電子レンズの光学特性（焦点距離）は個別に設定されうる。
【００４２】
第３電子レンズアレイＬＡ３は、第１電子レンズアレイＬＡ１と同様の構造を有し、第４電子レンズアレイＬＡ４は、第２電子レンズアレイＬＡ２と同様の構造を有する。
【００４３】
次に、図８を参照しながら電子ビームが要素電子光学系アレイ５０３の要素電子光学系から受ける作用について説明する。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、ブランカーアレイＢＡに形成された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、第３電子レンズアレイＬＡ３の電子レンズＥＬ３１、第４電子レンズアレイＬＡ４の電子レンズＥＬ４１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、第３電子レンズアレイＬＡ３の電子レンズＥＬ３２、第４電子レンズアレイＬＡ４の電子レンズＥＬ４２を介して、電子源の中間像ｉｍｇ２を形成する。
【００４４】
その際、前述したように、第１、３電子レンズアレイＬＡ１においてｘ方向に並んでいる電子レンズは、互いに異なる焦点距離になるように設定され、第２、４電子レンズアレイＬＡ１においてｘ方向に並んでいる電子レンズは、同一の焦点距離になるように設定されている。更に、電子ビームＥＢ１が通過する電子レンズＥＬ１１、電子レンズＥＬ２１、電子レンズＥＬ３１、電子レンズＥＬ４１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、電子レンズＥＬ３２、電子レンズＥＬ４２の合成焦点距離が略等しくなるように、各電子レンズの焦点距離が設定されている。これにより、電子源の中間像ｉｍｇ１とｉｍｇ２とは略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５０４を介してウエハ５０５に縮小投影される際に発生する像面湾曲を補正するように、その像面湾曲に応じて中間像ｉｍｇ１とｉｍｇ２が形成される光軸ＡＸ方向の各位置が決定されている。
【００４５】
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、図８中の破線のようにその軌道を変え、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できず、電子ビームＥＢ１、ＥＢ２が遮断される。
【００４６】
次に、図９を参照しながら図３に示す電子ビーム露光装置の制御システムの構成を説明する。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、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。
【００４７】
Ｄ＿ＳＴＩＧ制御回路１１３は、ダイナミックスティグコイル５０８を制御して縮小電子光学系５０４の非点収差を制御する制御回路、Ｄ＿ＦＯＣＵＳ制御回路１１４は、ダイナミックフォーカスコイル５０７を制御して縮小電子光学系５０４のフォーカスを制御する制御回路、偏向制御回路１１５は、偏向器５０６を制御する制御回路、光学特性制御回路５１６は、縮小電子光学系５０４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。
【００４８】
ステージ駆動制御回路１１７は、θ−Ｚステージ５０９の駆動を制御し、かつＸＹステージ１０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５１０の駆動を制御する制御回路である。
【００４９】
制御系１２０は、描画すべきパターンの情報が記憶されたメモリ１２１から読み出されるデータに基づいて、上記複数の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。
【００５０】
図９を参照しながら本実施形態の電子ビーム露光装置の露光動作を説明する。制御系１２０は、メモリ１２１から提供される露光制御データに基づいて、偏向制御回路１１５に命じて、偏向器５０６によって、複数の電子ビームを偏向させるとともに、ＢＡ制御回路１１１に命じて、ウエハ５０５に描画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。この時、ＸＹステージ５１１はｙ方向に連続移動しており、ＸＹステージ５１１の移動に複数の電子ビームが追従するように、偏向器５０６によって複数の電子ビームを偏向させる。そして、各電子ビームは、図１０に示すように、ウエハ５０５上の対応する要素露光領域（ＥＦ）を走査露光する。各電子ビームの要素露光領域（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。
【００５１】
制御系１２０は、１つのサブフィールド（ＳＦ１）の露光が終了した後に、次のサブフィールド（ＳＦ２）を露光する為に、偏向制御回路１１５に命じて、偏向器５０６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る。この時、偏向によってサブフィールドが変わることにより、各電子ビームが縮小電子光学系５０４を介して縮小投影される際の収差も変わる。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に命じて、その変化した収差を補正するように、レンズアレイユニットＬＡＵ、ダイナミックスティグコイル５０８、及びダイナミックフォーカスコイル５０７を調整する。そして、再度、前述したように、各電子ビームで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２（ＳＦ２）を露光する。
【００５２】
このような方法で、図１０に示すように、サブフィールド（ＳＦ１〜ＳＦ６）を順次露光する。その結果、ウエハ５０５上において、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。
【００５３】
制御系１２０は、図１０に示すメインフィールド１（ＭＦ１）を露光後、偏向制御回路１１５に命じて、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、ＭＦ４…）に複数の電子ビームを偏向させると共に露光する。これにより、図１０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）にパターンが描画される。そして、制御系１２０は、ＸＹステージ５１０をｘ方向にステップさせ、次のストライプ（ＳＴＲＩＰＥ２）を露光する。
【００５４】
次に、上記の電子ビーム露光装置を利用したデバイスの生産方法の実施例を説明する。
【００５５】
図１１は、微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造のフローを示す図である。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ２（露光制御データ作成）では設計した回路パターンに基づいて露光装置の露光制御データを作成する。一方、ステップ３（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４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意した露光制御データが入力された露光装置とウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組立）は後工程と呼ばれ、ステップ４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）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５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なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００５６】
図１２は、図１１のウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では上記説明した露光装置によって回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８（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１９（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なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００５７】
本実施形態の製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを低コストに製造することができる。
【００５８】
［第２の実施の形態］
この実施の形態は、第１の実施の形態における連結部２として、固体部材と、該固体部材と上部電極基板及び下部電極基板とを接着する接着剤とを採用した具体例を提供する。図１３は、本発明の第２の実施の形態のマルチ荷電ビームレンズの構造を模式的に示す断面図である。
【００５９】
このマルチ荷電ビームレンズ６００は、第１の実施の形態と同様に、３枚の電極基板１ａ、１ｂ、１ｃを絶縁体５を介して配置した構造を有する。３枚の電極基板１ａ、１ｂ、１ｃには、それぞれ組立用の溝（位置決め部）４ａ、４ｂ、４ｃが形成されており、これらの溝４ａ、４ｂ、４ｃ間に絶縁体５を配置することにより、３枚の電極基板１ａ、１ｂ、１ｃが互いに位置決めされる。上部電極基板１ａ、中間電極基板１ｂ、下部電極基板１ｃのうち上部電極基板１ａと下部電極基板１ｃとに同一電位が与えられる。中間電極基板１ｂには、図１３に示すように、典型的には、上部電極基板１ａ及び下部電極基板１ｃの電位に対して負の電位が与えられる。
【００６０】
この実施の形態では、マルチ荷電ビームレンズ６００は、同一電位が与えられる上部電極基板１ａと下部電極基板１ｃとが、接着剤２ａを介して固体部材２ｂによって連結されることにより組み立てられている。同一の電位が与えられる上部電極基板１ａ、下部電極基板１ｂを連結部（接着剤２ａ、固体部材２ｂ）によって連結することにより、電極基板電極１ａ〜１ｃを組み立てるための部材における絶縁破壊の問題を解決することができる。
【００６１】
次に、図１３に示すマルチ荷電ビームレンズ６００の作製方法を説明する。まず、電極基板１ａ、１ｂ、１ｃの作製方法については、第１の実施の形態として図２を参照しながら説明した方法と同様である。
【００６２】
電極基板１ａ、１ｂ、１ｃの組立は、次のように実施されうる。まず、上部電極基板１ａの溝４ａと中間電極基板１ｂの溝４ｂとの間、及び、中間電極基板１ｂの溝４ｂと下部電極基板１ｃの溝４ｃとの間にそれぞれ絶縁体５を配置する。その後、同一電位が与えられうる上部電極１ａと下部電極１ｃとを、接着剤２ａを介して固体部材２ｂによって連結する。
【００６３】
図１３に示すマルチ荷電ビームレンズ６００では、第１の実施の形態と同様に、上部電極基板１ａ及び下部電極基板１ｃが設置され、中間電極基板１ｂに負電圧が印加されることにより、電子ビーム等の荷電ビームに対するレンズ作用を得ることができる。ここで、連結部としての接着剤２ａ及び固体部材２ｂとして導電性材料を採用した場合は、上部電極基板１ａ及び下部電極基板１ｃのいずれか一方にのみ導線を接続すればよいので、配線が簡略化されうる。
【００６４】
このように、固体部材２ｂを使用して上部電極基板１ａと下部電極基板１ｃとを連結することにより、両基板１ａ、１ｂの間隔が大きい場合（例えば、接着剤のみによる接着が困難な程度に大きい場合）においても、容易に両基板１ａ、１ｂを連結することができる。
【００６５】
図１３は、３枚の電極基板でマルチ荷電ビームレンズを構成した例であるが、電極基板の枚数は、３枚に限られるものではなく、他の枚数であってもよい。図１４は、このような変形例としての、それぞれ開口３ａ〜３ｅ及び溝４ａ〜４ｅが形成された５枚の電極基板１ａ〜１ｅで構成されたマルチ荷電ビームレンズの一例を示す図である。図１４に示すマルチ荷電ビームレンズ７００では、上部電極基板１ａと下部電極基板１ｅとが接着剤２ａを介して固体部材２ｂによって連結され、上部電極基板１ａと下部電極基板１ｅとの間に配置される他の電極基板１ｂ、１ｃ、１ｄは、上部電極基板１ａ及び下部電極基板１ｅ並びに接着剤２ａ及び固体部材２ｂに接着しないように配置されている。また、５枚の電極基板１ａ〜１ｅは、それらにそれぞれ形成された溝４ａ〜４ｅの間に絶縁体５を配置することにより互いに位置決めされている。
【００６６】
ここで例示的に説明したマルチ荷電ビームレンズも、第１の実施の形態と同様に、図３に例示的に示す電子ビーム露光装置のような荷電ビーム露光装置に適用することができ、そのような荷電ビーム露光装置は半導体デバイス等のデバイスの製造に好適である。
【００６７】
［第３の実施の形態］
この実施の形態は、３枚以上の電極基板を連結部材で連結した具体例を提供する。図１５は、本発明の第３の実施の形態のマルチ荷電ビームレンズの構造を模式的に示す断面図である。図１５に示すマルチ荷電ビームレンズ８００は、それぞれ開口３ａ〜３ｅ及び溝４ａ〜４ｅが形成された５枚の第１〜第５電極基板１ａ〜１ｅで構成される。ここで、図１５に示すように、第１電極（上部電極）１ａ、第３電極１ｃ、第５電極（下部電極）１ｅには、同一電位が与えられ、第２電極１ｂ、第４電極１ｄには、第１電極（上部電極）１ａ、第３電極１ｃ、第５電極（下部電極）１ｅの電位に対して負の電位が与えられうる。なお、第２電極１ｂ及び第４電極１ｄに与えられる電位は、同一の電位であってよいし、互いに異なる電位であってもよい。
【００６８】
図１５に示すマルチ荷電ビームレンズ８００は、図１に示すようなマルチ荷電ビームレンズ１００を２重に重ねた構造と等価な機能を有する。
【００６９】
同一電位が与えられる第１電極（上部電極）１ａ、第３電極１ｃ、第５電極（下部電極）１ｅは、接着剤２ａを介して固体部材２ｂによって連結されている。ここで、このような連結方法に代えて、接着剤のみを連結部として使用する構造を採用することもできる。同一の電位が与えられる第１電極（上部電極）１ａ、第３電極１ｃ、第５電極（下部電極）１ｅを連結部によって連結することにより、第１〜第５電極１ａ〜１ｅを組み立てるための部材における絶縁破壊の問題を解決することができる。
【００７０】
次に、図１５に示すマルチ荷電ビームレンズ８００の作製方法を説明する。まず、電極基板１ａ〜１ｅの作製方法については、第１の実施の形態として図２を参照しながら説明した方法と同様である。
【００７１】
電極基板１ａ〜１ｅの組立は、次のように実施されうる。まず、第１基板１ａの溝４ａと第２電極基板１ｂの溝４ｂとの間、第２電極基板１ｂの溝４ｂと第３電極基板１ｃの溝４ｃとの間、第３基板１ｃの溝４ｃと第４電極基板１ｄの溝４ｄとの間、第４電極基板１ｄの溝４ｄと第５電極基板１ｅの溝４ｅとの間にそれぞれ絶縁体５を配置する。その後、同一電位が与えられうる第１電極１ａ、第３電極１ｃ、第５電極１ｅとを、接着剤２ａを介して固体部材２ｂによって連結する。
【００７２】
図１５に示すマルチ荷電ビームレンズ８００では、第１電極１ａ、第３電極１ｃ、第５電極１ｅが接地され、第２電極１ｂ、第４電極１ｄに負電圧が印加されることにより、電子ビーム等の荷電ビームに対するレンズ作用を得ることができる。ここで、連結部としての接着剤２ａ及び固体部材２ｂとして導電性材料を採用した場合は、第１電極１ａ、第３電極１ｃ、第５電極１ｅのいずれか１つにのみ導線を接続すればよいので、配線が簡略化されうる。
【００７３】
ここでは、２段構造のマルチ荷電ビームレンズの構成を例示的に説明したが、構造の繰返し数を増やすことができることは自明であり、３断以上の構造を有するマルチ荷電ビームレンズを作製することもできる。
【００７４】
また、この実施の形態では、１段のマルチ荷電ビームレンズが３枚の電極基板で構成される例（ただし、断間で電極基板が共用されている）を説明したが、１段のマルチ荷電ビームレンズは、３枚以外の電極基板で構成されてもよい。
【００７５】
ここで例示的に説明したマルチ荷電ビームレンズも、第１の実施の形態と同様に、図３に例示的に示す電子ビーム露光装置のような荷電ビーム露光装置に適用することができ、そのような荷電ビーム露光装置は半導体デバイス等のデバイスの製造に好適である。
【００７６】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば、複数枚の電極基板を組み立てるための部材における絶縁破壊の問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のマルチ荷電ビームレンズの構造を説明する図である。
【図２】マルチ荷電ビームレンズを構成する各電極基板の作製方法を説明する図である。
【図３】マルチ荷電ビーム露光装置の構成を示す図である。
【図４】要素電子光学系アレイの詳細を説明する図である。
【図５】図４のブランカーアレイ（ＢＡ）の詳細を説明する図である。
【図６】図４の第１電子レンズアレイ（ＬＡ１）及び第３電子レンズアレイ（ＬＡ３）の詳細を説明する図である。
【図７】図４の第２電子レンズアレイ（ＬＡ２）及び第４電子レンズアレイ（ＬＡ４）の詳細を説明する図である。
【図８】電子ビームが要素電子光学系アレイ５０３の要素電子光学系から受ける作用を説明する図である。
【図９】図３に示すマルチ荷電ビーム露光装置の制御システムの構成を説明する図である。
【図１０】図３に示すマルチ荷電ビーム露光装置による露光方式を説明する図である。
【図１１】微小デバイスの製造フローを説明する図である。
【図１２】図１１のウエハスプロセスの詳細を説明する図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態のマルチ荷電ビームレンズの構造を説明する図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態のマルチ荷電ビームレンズの構造を説明する図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態のマルチ荷電ビームレンズの構造を説明する図である。
【図１６】従来の荷電ビームレンズを説明する図である。
【符号の説明】
１ａ〜１ｅ  電極基板
２  連結部（接着剤等）
２ａ  接着剤
２ｂ  固体部材
３ａ〜３ｅ  レンズ開口
４ａ〜４ｅ  組立用の溝
５  絶縁体
６  シリコンウエハ
７  マスク
８  導電体膜
【図１】
2004235435.tif 000003
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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