(57)【要約】【課題】  偏向電極の剥がれや脱落の発生を防止した、故障の少ない偏向器を提供する。また、この偏向器を用いることで、信頼性の高い荷電粒子線露光装置を提供する。【解決手段】  基板５０１に形成された貫通孔５１３の側壁に配置された電極５０３ａ、５０３ｂを有する偏向器５００において、  前記電極における、前記基板の上面および下面側の少なくとも一方の端部を延長して前記基板の上面および下面の少なくとも一方の面上に回り込ませて、前記電極の縦断面形状をＬ字状またはコの字状とする。  また、荷電粒子線露光装置のブランカーとして上記の偏向器を用いる。【選択図】        図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に形成された貫通孔の側壁に配置された互いに対向する少なくとも一対の電極面を有する偏向器であって、
前記一対の電極面の少なくとも一方が前記基板の上面に実質垂直な方向に対して傾斜していることを特徴とする偏向器。
【請求項２】
基板に形成された貫通孔の側壁に配置された互いに対向する少なくとも一対の電極面を有する偏向器であって、
前記一対の電極面の間隔が、前記基板の上面または下面において最大であり、前記基板の下面または上面に行くに従い次第に狭くなっていることを特徴とする偏向器。
【請求項３】
前記傾斜した電極面は、前記貫通孔の側壁に配置され前記基板の上面と実質垂直な方向に対してテーパー形状を有する導電部材のテーパー面であることを特徴とする請求項１または２に記載の偏向器。
【請求項４】
基板に形成された貫通孔の側壁に配置された電極を有する偏向器であって、
前記電極は、前記基板の上面および下面側の少なくとも一方の端部を延長され前記基板の上面および下面の少なくとも一方の面上に回り込んでいることを特徴とする偏向器。
【請求項５】
前記基板が、前記貫通孔の外部に少なくとも１つの開孔を有し、前記電極の延長部分が、前記開孔において前記基板と嵌合していることを特徴とする請求項４に記載の偏向器。
【請求項６】
基板の厚み方向に形成された貫通孔の側壁に配置された互いに対向する電極面を有する偏向器であって、
前記対向する電極面によって前記側壁の８０％以上が覆われていることを特徴とする偏向器。
【請求項７】
前記貫通孔の前記基板の上面と平行な断面の形状が実質的に正方形または長方形であり、前記対向する電極面の少なくとも一方が前記側壁の三面に渡ってコの字状に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の偏向器。
【請求項８】
前記貫通孔の前記基板の表面と平行な断面の形状が実質的に正方形または長方形であり、前記対向する電極面の少なくとも一方が前記側壁の二面に渡ってＬ字状に配置されていることを特徴とする請求項６または７に記載の偏向器。
【請求項９】
前記基板の上側および下側の少なくとも一方に、前記貫通孔に対応する開口を有しかつ電気的に接地された平面状の電極がさらに設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の電極基板。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の偏向器が、一次元または二次元に配列されていることを特徴とする偏向器アレイ。
【請求項１１】
基板に形成された貫通孔の側壁に配置される１組の電極を製造する方法であって、
前記１組の電極の形状および配置に対応する複数の第１開孔を基板に形成する第１の工程と、
前記複数の第１開孔のそれぞれに前記電極となる金属体を形成する第２の工程と、
前記貫通孔に前記１組の電極を配置した形状に対応する第２開孔を前記複数の第１開孔の間およびその近傍を含む部分に形成して前記貫通孔内に前記金属体の側面を露出させる第３の工程と
備えることを特徴とする電極製造方法。
【請求項１２】
前記電極は、偏向器を構成するための少なくとも一対の対向電極を含むことを特徴とする請求項１１に記載の電極製造方法。
【請求項１３】
前記対向電極用の前記第１開孔は、前記基板の上面に実質垂直な方向に対して傾斜した面を前記第２開孔が形成される側に有することを特徴とする請求項１２に記載の電極製造方法。
【請求項１４】
前記対向電極用の前記第１開孔は、前記対向電極の対向面に対応する面が前記基板の上面に実質垂直な方向に対してテーパー状をなす開孔であることを特徴とする請求項１３に記載の電極製造方法。
【請求項１５】
前記第３の工程において、前記第１開孔間の幅が広い面から前記基板を加工し、前記第２開孔を形成することを特徴とする請求項１３または１４に記載の電極製造方法。
【請求項１６】
前記基板は、導体または半導体であり、前記第１の工程の後に、少なくとも前記第１開孔の側壁に絶縁層を形成する第４の工程をさらに含む請求項１１〜１５のいずれか１つに記載の電極製造方法。
【請求項１７】
前記第３の工程の後に、前記金属体の表面に酸化防止用の金属保護膜を単数または複数層形成する第５の工程をさらに含む請求項１１〜１６のいずれか１つに記載の電極製造方法。
【請求項１８】
荷電粒子線を用いて被露光基板を露光する荷電粒子線露光装置であって、
荷電粒子線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複数の中間像を被露光基板上に投影する第２の電子光学系と、
前記被露光基板を保持し所定の位置に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１０に記載の偏向器アレイを有することを特徴とする荷電粒子線露光装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の荷電粒子線露光装置を用いてデバイスを製造す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、主に半導体集積回路等の微小デバイスの露光に用いられる電子ビーム露光装置やイオンビーム露光装置等の荷電粒子線露光装置に関し、特に、複数の荷電粒子線を用いてパターン描画を行う荷電粒子線露光装置においてブランカーまたは電子レンズを構成する偏向器およびその電極の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の荷電粒子線を用いてパターン描画を行う荷電粒子線露光装置として、例えば特許文献１および２ならびに非特許文献１に開示されているように、貫通孔を有する偏向器を複数配列したブランキングアパーチャアレイによって複数の電子ビームの照射を個別に制御する方法がある。また、特許文献３には、ブランキングアパーチャアレイの製造方法が開示されている。これらのブランキングアパーチャアレイでは、複数の偏向器を構成するそれぞれの偏向電極に電圧を印加するか否かをパターンデータに従って制御して所望のパターンをウエハ等に描画する。
【０００３】
図２６は、特許文献２および非特許文献１に開示された荷電粒子線露光装置に用いられるブランキングアパーチャアレイの断面図である。ブランキングアパーチャアレイは貫通孔および偏向電極からなる偏向器をアレイ状に配列したものであり、複数の電子ビームの照射を個別に制御することができる。ここで、図中、５１が貫通孔を、５２、５３が第１および第２のブランキング電極を、それぞれ示している。貫通孔５１を通過した荷電粒子ビームをウエハのような試料上に照射する時には、第１および第２のブランキング電極５２、５３に接地電位の信号を印加し、遮断する時には、第１および第２のブランキング電極５２、５３に正負の電位の信号を同時に印加する。
【０００４】
また、特許文献２および非特許文献１には、ブランキングアパーチャアレイの製造方法として、シリコンなどの半導体結晶の基板に複数の貫通孔を所定間隔で２次元的に形成し、各貫通孔周囲に偏向電極対を形成することにより製造する方法が紹介されている。具体的には、Ｓｉ基板の表面に、ブランキングアパーチャアレイに対応した凹部を形成し、各々の凹部に隣接して偏向電極をめっきにより形成した後、前記基板表面から、めっき下地として使われた導体層を除去し、その後で前記Ｓｉ基板の裏面をウェットエッチングしてメンブレンを形成する。特に、特許文献２において、前記ウェットエッチングは、前記Ｓｉ基板を、その裏面の一部を除き保護した状態で実行する。また、前記凹部が形成された部分では、前記ウェットエッチングを前記凹部の底面に達するまで行い、前記凹部を前記貫通孔とする。
【０００５】
図２７は、特許文献３に開示されたブランキングアパーチャアレイの製造方法を示す。すなわち、この製造方法は、
（ａ）基板１０１１に第１開孔１０１２を形成する工程、
（ｂ）第１開孔１０１２内に絶縁膜１０１３を形成する工程、
（ｃ）第１開孔１０１２内に導電性材料１０１４を充填し電極１０１４Ａを形成する工程、
（ｄ）電極１０１４Ａの間の基板材料を除去し第２開孔１０１１Ａを形成する工程、および
（ｅ）第２開孔１０１１Ａ内側面に電極１０１４Ａを露出する工程
を有する。
【０００６】
特許文献３（図２７）によれば、
（ａ）基板に第１開孔を形成する工程、および
（ｄ）電極の間の基板材料を除去し第２開孔を形成する工程
において、基板材料であるシリコンの加工には、加工の異方性や他材料との選択性に優れた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法が用いられている。これにより、より微細かつ集積化された偏向電極１０１４Ａおよび電子線通過用貫通孔１０１１Ａを備えたブランキングアパーチャアレイを作製することができ、より高精度により微細なパターンの露光を行うことが可能になる。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１６４４９５号公報
【特許文献２】特開平１１−３５４４１８号公報
【特許文献３】特許第２９０７２２１号公報
【非特許文献１】安田  洋：応用物理  ６９、１１３５（１９９４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のブランキングアパーチャアレイ（ＢＡＡ）は以下の問題点を有している。すなわち、
（１）印加電圧信号に対応した所望の偏向感度が得られない。
本発明者らの知見によると、これは、ＢＡＡを構成する偏向器の構造およびその製造方法に起因している。例えば、前記した特許文献３の製造方法では、対向する電極間の基板材料をＲＩＥ法により除去し、電子線通過用貫通孔内に対向する電極面を露出させる工程において、何らかの遮蔽物により、被エッチング面の一部に反応種が供給されず、基板材料が完全に除去されない場合がある。このため電子線通過用貫通孔内部に設けられた、対向する偏向電極の対向する電極面の一部もしくは全部が露出しておらず、電極面に必要な電位が発生しないため、貫通孔内部に必要な電界が発生せず、印加電圧信号に対応した所望の偏向感度が得られない。
【０００９】
（２）配線と偏向電極間の断線や、偏向電極の基板からの剥がれや脱落が発生する。
本発明者らの知見によると、これは、ＢＡＡを構成する偏向器の構造に起因している。例えば、前記した特許文献１および３の偏向器においては、偏向器の対向する偏向電極は、シリコン等の基板に設けられた貫通孔の周囲（側壁）に設けられるため、その構造上、貫通孔側面（側壁）と電極側面が接触する面における密着力により、基板上に固定される。そのため、基板と偏向電極の密着力が十分でないと、以下のような原因により、偏向電極と基板の微妙なズレによる配線と偏向電極間の断線や、偏向電極の基板からの剥がれや脱落が発生する。
イ．外力により電極が物理的に押し込まれる、
ロ．作製工程や電子ビーム照射で生じる急激な温度変化で、基板と電極材料の熱膨張率の違いに起因する基板と電極の剥がれおよび電極の熱変形が生じる。
【００１０】
（３）荷電粒子線の適切な偏向および位置制御が行われず、精度良くウエハを露光することが困難になる。
本発明者らの知見によると、これは、ＢＡＡを構成する偏向器の構造に起因している。特に、前記した特許文献２および非特許文献１の偏向器においては、偏向電極の付近に例えばシリコン酸化膜等の絶縁体が広範囲に露出している。そのため、荷電粒子線が照射された場合に、チャージアップを引き起こし、貫通孔を通過する荷電粒子線に影響を与える恐れがある。このため、荷電粒子線の適切な偏向および位置制御が行われず、精度良くウエハを露光することが困難になる可能性がある。
（４）特に、特許文献２および非特許文献１の偏向器は、作製方法が非常に複雑である。そのため、アレイ数の増加を試みた場合、多数のブランキングアパーチャアレイを精度および歩留まり良く作製することが難しい。
【００１１】
本発明は、上記した従来のＢＡＡにおける課題を解決し、歩留まり良く製造でき、かつ故障が少なく、荷電粒子線を安定して制御することが可能なＢＡＡの提供、およびＢＡＡの簡易な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】
【００１２】
上記目的を達成するため本発明の第１の局面に係る偏向器は、基板に形成された貫通孔の側壁に配置された互いに対向する少なくとも一対の電極面を有する偏向器であって、前記一対の電極面の少なくとも一方が前記基板の上面に実質垂直な方向に対して傾斜していることを特徴とする。
ここで、「実質垂直」とは、厳密に垂直な場合は勿論のこと、通常の製造方法や計測方法で生じる程度の誤差は容認することを意味する。すなわち、「実質垂直な方向に対して傾斜している」とは、通常の製造方法や計測方法で生じる誤差を超えて傾斜していることを意味している。また、本発明において、基板の上面および下面ならびに貫通孔の側壁とは、基板を実質水平に、したがって貫通孔を実質鉛直に配置した場合について表現したものである。但し、本発明を実施する際の基板の向きは任意である。
【００１３】
本発明の第２の局面に係る偏向器は、基板に形成された貫通孔の側壁に配置された互いに対向する少なくとも一対の電極面を有する偏向器であって、前記一対の電極面の間隔が、前記基板の上面または下面において最大であり、前記基板の下面または上面に行くに従い次第に狭くなっていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第３の局面に係る偏向器は、基板に形成された貫通孔の側壁に配置された電極を有する偏向器であって、前記電極は、前記基板の上面および下面側の少なくとも一方の端部を延長され前記基板の上面および下面の少なくとも一方の面上に回り込んでいることを特徴とする。
前記電極の延長部分は、電極そのものを長くして形成しても良く、また電極とは別の部材を電極の端部に接続することにより延長しても良い。特に、電極とは別の部材を電極の端部に接続する場合は、チタン等の接着性に優れた金属を介して接続すると、電極と延長部分とを機械的により堅固に接続することができる。また、配線は、この延長部分の上に別の導電層を積層して形成するとよい。
【００１５】
本発明の第４の局面に係る偏向器は、基板に形成された貫通孔の側壁に配置された互いに対向する電極面を有する偏向器であって、前記対向する電極面によって前記側壁の８０％以上が覆われていることを特徴とする。
ここで、覆われている面積の割合は、前記対向する電極面の前記貫通孔内に露出している面積と前記対向する電極面の間から覗いている側壁の面積との割合を言う。すなわち、「側壁の電極面により覆われている割合が８０％」とは、前記一対の電極面の前記貫通孔内に露出している面積が８０％で、前記一対の電極面の間から露出している側壁の面積が残りの２０％ということであり、チャージアップの防止の実効を図るために好ましい。因みに側壁の電極面により覆われている割合は、上記特許文献２および非特許文献１の偏向器ならびに特許文献１の図７の偏向器では０％である。また、特許文献１の図９の偏向器および特許文献３の偏向器ではいずれも５０％以下である。なお、本発明において、側壁の電極面により覆われている割合は、チャージアップの防止の実効を更に図るためには、９０％以上であることが好ましく、９５％以上であることがさらに好ましい。なお、対向する電極面は、１対であっても複数対であっても良い。
この第４の局面で、前記貫通孔は、前記基板の表面と平行な断面の形状が実質的に正方形または長方形であり、前記一対の電極面の少なくとも一方が、前記側壁の二面に渡ってＬ字状に配置されているか、または前記側壁の三面に渡ってコの字状に配置されていることが好ましい。ここで、実質的に長方形であるとは、通常の長方形である場合は勿論、長方形の１〜４隅がＲ状またはテーパー状に面取りされている場合、逆に切り込まれて長方形としては１〜４隅に外側に向かう凸部が設けられた形状になっている場合、あるいは１〜４辺が凹凸で変形している場合、さらには、１〜４辺が曲線で構成されている場合をも含むものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、簡易な方法で歩留まり良く製造でき、かつ故障が少なく、荷電粒子線を安定して制御することが可能なＢＡＡを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施形態を列挙する。
［実施形態１］（構造；荷電粒子線通過用貫通孔傾斜形状）
荷電粒子線を偏向する偏向器であって、
前記偏向器が、
基板と、
前記基板に設けられた少なくとも１対の対向する電極と、
前記対向する電極の対向する電極面を側面に持つ、前記基板に設けられた貫通孔と、
前記対向する電極の各々に電位を生じさせる手段とを有し、
前記対向する電極の前記対向する電極面が前記基板の上面と垂直または略垂直な方向に対して傾斜していることを特徴とする偏向器。
［実施形態２］（構造；電極間幅）
前記対向する電極の前記対向する電極面の、前記対向する電極と垂直または略垂直でかつ前記基板の上面と平行または略平行な方向における幅が、前記基板の上面または下面において最大であり、前記基板の下面または上面に行くに従い次第に狭くなることを特徴とする偏向器。
【００１８】
上記実施形態１の構成のように、対向する電極の向かい合う電極面が、基板の上面と垂直または略垂直な方向に対して傾斜している構造、すなわち、貫通孔の側壁に電極を配置した状態で形成される荷電粒子線通過用開孔の側壁である前記電極面が傾斜した構造、および
上記実施形態２の構成のように、対向する電極の向かい合う電極面の、対向する電極と垂直または略垂直かつ基板の上面と平行または略平行な方向における幅が、基板の上面または下面において最大であり、基板の下面または上面に行くに従い次第に狭くなる構造
のうち、少なくとも一つを満たした構成の偏向器は、作製時の、対向する電極間の基板材料をＲＩＥ法により除去し、電子線通過用開孔内に対向する電極面を露出させる工程において、基板材料の被エッチング面は、エッチングの進行方向に対して、反応種（ラジカルとイオン）を遮蔽する部分がないため、基板材料は確実に除去される構造になっている。従って、その結果、対向する電極表面の一部が基板材料により被われて、電極表面が未露出になることを防止でき、電極間に荷電粒子線を偏向するために必要な電位差が生じ、印加電圧に対応した所望の偏向感度が得られる。このように、荷電粒子線を安定して制御することが可能なブランキングアパーチャアレイを、簡単な作製方法で提供することができる。
【００１９】
［実施形態３］（構造；電極テーパー形状）
前記少なくとも１対の対向する電極の各々が、前記基板の上面と垂直または略垂直な方向にテーパー状であることを特徴とする実施形態１に記載の偏向器。
上記実施形態３のように、１対の対向する電極が、基板の上面と垂直または略垂直な方向にテーパー状である構造の偏向器を有するブランキングアパーチャ−アレイは、上記実施形態１および２の構造を全て満たしたブランキングアパーチャ−アレイである。したがって上記した理由により、電極表面が露出し、所望の偏向感度が得られる。また、基板材料のＲＩＥの条件により、比較的容易に形成可能な構造である。なお、テーパー形状とは相対する面が対称的または略対称的に傾斜している形状のことである。
【００２０】
［実施形態４］（構造；接点）
荷電粒子線を偏向する偏向器であって、
前記偏向器が、
基板と、
前記基板に設けられた貫通孔と、
前記貫通孔側面に設けられた少なくとも１対の対向する電極と、
前記対向する電極の各々に電位を生じさせる手段とを有し、
前記電極の少なくとも一部が前記基板の上面および下面の少なくとも１面と接点を有することを特徴とする偏向器。
上記実施形態４のように、基板上の貫通孔側壁に設けられた電極が、基板の側面（貫通孔側壁面）以外に、基板の上面および下面の少なくとも１面と接触することで、接触面積が増えるため、基板と電極の密着力が高くなり、電極に対して基板の厚さ方向に働く外力や、急激な温度変化による電極の熱変形などに起因する、電極の剥がれや脱落等の故障を防止できる。したがって、荷電粒子線を安定して制御することができる。
【００２１】
［実施形態５］（構造；縦断面Ｌの字）
前記電極が、前記基板の上面付近において、前記基板の上面と平行または略平行な方向に凸部を有していることを特徴とする実施形態４に記載の偏向器。
上記実施形態５のように、基板の上面で、上面と略平行な方向に凸部を有しているＬ字型の電極は、基板上面および側面の２面と接触しており、基板と電極の密着力が高くなる。また、構造が単純なため、比較的容易に作製できる。
【００２２】
［実施形態６］（構造；縦断面コの字、逆Ｌの字）
前記電極が、前記基板の下面付近において、前記基板の上面と平行または略平行な方向に凸部を有していることを特徴とする実施形態４または５に記載の偏向器。
上記実施形態６のように、基板の下面で、上面と平行または略平行な方向に凸部を有している逆Ｌ字型の電極は、基板下面および側面の２面と接触しており、実施形態５のものと同様に基板と電極の密着力が高くなる。また、構造が単純なため、比較的容易に作製できる。また、基板の上面および下面で、上面と略平行な方向に凸部を有しているコ字型の電極は、基板の上下面および側面の３面と接触しており、接触面積が増えるため、基板と電極の密着力が高くなる。なお、基板の上面と下面とは平行または略平行であるから、基板の上面と平行または略平行な方向とは、基板の下面と平行または略平行な方向ということでもある。
【００２３】
［実施形態７］（構造；楔）
前記基板が前記貫通孔の外部に少なくとも１つの開孔を有し、前記基板と前記電極が、前記開孔において、互いに嵌合する部分を有することを特徴とする実施形態４〜６のいずれか１つに記載の偏向器。
上記実施形態７のように、貫通孔外部に形成された開孔部で、電極と基板が、基板の厚さ方向に互いに嵌め合う構造をしていることで、電極と基板は機械的に係止されるため、さらに基板と電極間の密着力は高くなり、電極の接がれや脱落を防止できる。
【００２４】
［実施形態８］（構造；電極の形状）
荷電粒子線を偏向する偏向器であって、
前記偏向器が、
基板と、
前記基板に形成された貫通孔と、
前記貫通孔の側壁に設置された第一の電極と、
前記貫通孔の側壁に第一の電極に対向して設置された第二の電極と、
前記第一の電極と前記第二の電極とに独立に電圧を印加する電圧印加手段とを有し、
前記第一の電極と前記第二の電極とで前記貫通孔の側壁を略覆って設けられていることを特徴とする偏向器。
上記実施形態８の構成のように、第一の電極と第二の電極とで、貫通孔の側壁を覆うことで、側壁の絶縁体の露出を最小限に留めることができる。そのため、荷電粒子線の照射による側壁のチャージアップの可能性を低くすることができ、安定した動作を期待できる。また、貫通孔の内部は第一の電極と第二の電極との２つの電極で構成され、接地電極を設ける場合と比較して、簡単な構造となる。なお、絶縁体の露出は、側壁における電極の露出面積の２５％（＝２０／８０）以下とすればよいが、１０／９０＝約１０％以下が好ましく、５／９５＝約５％以下がより好ましい。
【００２５】
［実施形態９］（構造；横断面コの字）
前記第一の電極と前記第二の電極との少なくとも一方が、コの字状であることを特徴とする実施形態８に記載の偏向器。
上記実施形態９の構成のように、対向する第一の電極と第二の電極とをコの字状にすることで、第一の電極と第二の電極とに異なる電位を与えた場合、貫通孔内における電位分布を比較的均一にすることができ、荷電粒子線の制御が容易になる。
【００２６】
［実施形態１０］（構造；横断面Ｌ字）
前記第一の電極と前記第二の電極との少なくとも一方が、Ｌ字状であることを特徴とする実施形態８に記載の偏向器。
上記実施形態１０の構成のように、第一の電極と第二の電極とをＬ字状にすることで、貫通孔の側壁の絶縁体を貫通孔の中心から遠ざけることにより、荷電粒子線の照射によるチャージアップの可能性を低くすることができる。
【００２７】
［実施形態１１］（構造；シールド電極）
前記基板の上側と下側との少なくとも一方に、平面状の電極が設けられ、前記平面状の電極が前記貫通孔の上側または下側に開口を有し、前記平面状の電極が電気的に接地されていることを特徴とする実施形態１〜１０のいずれか１つに記載の偏向器。
上記実施形態１１の構成のように、基板の上側や下側に平面状の電極を設置し、電気的に接地することで、基板の特に上面や下面のチャージアップを防ぐことができる。また、偏向器をアレイ状に配置した場合、隣接する偏向器間のクロストークを低減することができる。
【００２８】
［実施形態１２］（構造；シールド電極が貴金属）
前記平面状の電極が貴金属材料から成ることを特徴とする実施形態１〜１１のいずれか１つに記載の偏向器。
上記実施形態１２の構成のように、平面状の電極に貴金属を用いることで、酸化することが無く、電極を導体として保持することができ、シールド電極としての機能を保つことができる。
【００２９】
［実施形態１３］（構造；絶縁）
前記基板と前記対向する電極の少なくとも一方との接触面において、前記基板が、絶縁層を備えていることを特徴とする実施形態１〜１２のいずれか１つに記載の偏向器。
上記実施形態１３の構成のように、電極と基板の接触面が絶縁層を備えることで、安定して電極に電位を与えることができる。よって、電極により高い電位を与えて荷電粒子線の制御速度の向上を試みる場合にも対応できる。
【００３０】
［実施形態１４］（構造；熱酸化膜）
前記絶縁層が、二酸化シリコンであることを特徴とする実施形態１３に記載の偏向器。
上記実施形態１４の構成のように、絶縁層に二酸化シリコンを用いることで、ＣＶＤやスパッタリング等様々な成膜手段により、容易に絶縁層を設けることができる。特に、基板にシリコンを用いている場合には、熱酸化法により熱酸化膜を形成することが可能であり、カバレッジの良い絶縁層を形成できる。
【００３１】
［実施形態１５］（構造；Ｃｕ電極）
前記対向する電極の少なくとも一方が、銅を含むことを特徴とする実施形態１〜１４のいずれか１つに記載の偏向器。
上記実施形態１５の構成のように、電極に銅を用いることで、電気メッキまたは無電解メッキにより、数十〜数百μｍといった厚膜の導体が形成可能である。また、銅は非磁性体であるため、材料の磁性による荷電粒子線への影響を考慮する必要が無い。
【００３２】
［実施形態１６］（構造；電極材料）
前記電極が２種類以上の導電性材料を含むことを特徴とする実施形態１〜１５のいずれか１つに記載の偏向器。
上記実施形態１６の構成のように、電極に２種類以上の導電性材料を用いる、例えば、基板との密着力が比較的弱い主電極材料と基板の間に密着性の良い導電性材料の層を挟むことで、電極と基板の密着力を向上できる。
【００３３】
［実施形態１７］（構造；シリコン基板）
前記基板が、シリコンであることを特徴とする実施形態１〜１６のいずれか１つに記載の偏向器。
上記実施形態１７の構成のように、基板にシリコンを用いることで、反応性イオンエッチングや強アルカリによるウェットエッチングを行うことができ、貫通孔の側壁に電極を配置した状態で形成される荷電粒子線通過用開孔を高精度に形成することができる。
【００３４】
［実施形態１８］（構造；Ａｕ電極）
前記対向する電極の少なくとも一方の露出面が、金を含むことを特徴とする実施形態１〜１７のいずれか１つに記載の偏向器。
上記実施形態１８の構成のように、電極の露出面に金を用いることで、電極の酸化の恐れが無い。そのため、電極の酸化による絶縁の恐れが無く、電極自身のチャージアップの可能性が無くなる。
【００３５】
［実施形態１９］（構造；アレイ）
実施形態１〜１８のいずれか１つに記載の偏向器が、一次元的または二次元的に配列されていることを特徴とする偏向器アレイ。
上記実施形態１９の構成のように、偏向器をライン状またはマトリクス（行列）状に配列することで、複数の荷電粒子線による露光装置に用いることができる。
【００３６】
［実施形態２０］（製造方法；作製プロセス全般）
実施形態１〜１８のいずれか１つに記載の偏向器または実施形態１９に記載の偏向器アレイを作成する方法であって、
下記工程（Ａ）〜（Ｅ）：
（Ａ）基板の対向する位置に少なくとも１対の対向する第１開孔をフォトリソグラフィを用いて形成する工程；
（Ｂ）前記第１開孔内部に絶縁層を形成する工程；
（Ｃ）前記第１開孔内部に電極を形成する工程；および
（Ｄ）前記第１開孔の間に第２開孔をフォトリソグラフィを用いて形成することで前記電極の側面を露出する工程
を含んでなることを特徴とする荷電粒子線を偏向する偏向器または偏向器アレイの作製方法。
上記の構成のように、基板にフォトリソグラフィを用いて第１開孔を形成し、第１開孔内部に電極を形成し、さらに第１開孔の間に第２開孔を形成することで、実施形態１〜１９で説明した偏向器または偏向器アレイを比較的容易に作製することができる。
【００３７】
［実施形態２１］（製造方法；開孔形成ＲＩＥ）
前記工程（Ａ）および（Ｄ）の少なくとも一方が、反応性イオンエッチングを含むことを特徴とする実施形態２０に記載の作製方法。
上記の構成のように、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いて開孔を形成することで、第１開孔、第２開孔（荷電粒子線通過用開孔）および偏向電極を精度良く形成することができる。また、多数の偏向器を配列して作製する場合にも適用できる。
【００３８】
［実施形態２２］（製造方法；テーパー状第１開孔）
前記第１開孔がテーパー状の開孔であることを特徴とする実施形態２０または２１に記載の作製方法。
［実施形態２３］（製造方法：電極幅の広い面からエッチング）
前記工程（Ｄ）において、前記第１開孔間の幅が広い面から、前記基板を加工し、前記第２開孔を形成することを特徴とする実施形態２２に記載の偏向器の作製方法。
【００３９】
上記の実施形態２０〜２３のように、工程（Ａ）〜（Ｄ）を含む製造工程により偏向器を作製すると、工程（Ａ）で対向するテーパー状の第１開孔を形成し、工程（Ｃ）において、第１開孔の形状に従ってテーパー状の偏向電極が形成され、工程（Ｄ）により、電極表面が露出した対向する偏向電極が得られる。ここで、第１開孔は偏向電極の型となる開孔であり、第２開孔は荷電粒子線通過用開孔である。また、工程（Ｄ）において、基板の、対向するテーパー状の偏向電極の電極間幅が広い面を選択して、該面側から、ＲＩＥにより基板材料を除去し第２開孔を形成することで、電極表面が露出した対向する偏向電極が得られる。
【００４０】
［実施形態２４］（製造方法；メッキ）
前記工程（Ｃ）がメッキを含むことを特徴とする実施形態２０〜２３のいずれか１つに記載の偏向器の作製方法。
上記実施形態２４の構成のように、電極をメッキによって形成することで、電極を精度良く形成することができる。また、スパッタリングやＣＶＤと比較して、電極を厚く、高速に形成することができる。
【００４１】
［実施形態２５］（製造方法；熱酸化膜）
前記基板がシリコンであって、前記工程（Ｂ）が熱酸化を含むことを特徴とする実施形態２０〜２４のいずれか１つに記載の偏向器の作製方法。
上記実施形態２５の構成のように、開孔の側壁に熱酸化によって二酸化シリコンを形成することができ、カバレッジの良い絶縁層を形成できる。
【００４２】
［実施形態２４］（露光装置）
荷電粒子線を用いてウエハを露光する荷電粒子線露光装置であって、
前記荷電粒子線露光装置が、
荷電粒子線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所定の位置に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、実施形態１〜１８のいずれか１つに記載の偏向器または実施形態１９に記載の偏向器アレイを有することを特徴とする荷電粒子線露光装置。
上記実施形態２４の構成のように、実施形態１〜１９に記載の偏向器または偏向器アレイを荷電粒子線露光装置に応用することで、故障の少ない、安定した動作が可能な荷電粒子線露光装置を提供することができる。また、偏向器および偏向器アレイが簡単な構成のため、歩留まり良く安価に提供することができる。
【実施例】
【００４３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。
［第１の実施例］（テーパー状貫通孔を有する荷電粒子線偏向器の説明）
図１は、本発明の第１の実施例に係る荷電粒子線偏向器の概観図であり、（ａ）が上面図、（ｂ）が（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図をそれぞれ示している。
先ず、偏向器５００の構造について説明する。偏向器５００は一つの荷電粒子線を偏向する偏向器であり、基板５０１に荷電粒子を偏向する一対の対向する偏向電極５０３ａ、５０３ｂと、荷電粒子線が通過する貫通孔５１３を備えている。貫通孔５１３は、偏向電極５０３ａ、５０３ｂの対向する電極面５２０ａ、５２０ｂを貫通孔５１３内の側壁に持つ貫通孔であり、したがって貫通孔５１３内部側面には、対向する電極面５２０ａ、５２０ｂが露出している。図１（ｂ）によれば、この電極面５２０ａ、５２０ｂは、基板の厚さ方向に対して傾斜しており、さらに電極面５２０ａ、５２０ｂ間の幅は、基板上面で最大であり、基板下面に行くに従い、次第に狭くなっている。さらに偏向電極５０３ａ、５０３ｂは、基板の上面と略垂直な方向にテーパー状になっている。このように、電極面５２０ａ、５２０ｂ間の幅が基板上面において最大で、基板下面に行くに従い次第に狭くなっているようなテーパー形状や、基板上面において最小で、基板下面に行くに従い次第に広くなっているようなテーパー形状の偏向電極５０３ａ、５０３ｂを有する偏向器では、貫通孔５１３形成時に、電極面５２０ａ、５２０ｂ間の幅の広い面から、選択的にＲＩＥを行えば、貫通孔５１３内部の側面に、対向する電極面５２０ａ、５２０ｂが露出される。
【００４４】
さらに、偏向電極５０３ａ、５０３ｂに電位を与えるための配線５０２ａ、５０２ｂが設けられ、配線５０２ａ、５０２ｂの一端が偏向電極５０３ａ、５０３ｂにそれぞれ電気的に接触している。また、配線５０２ａ、５０２ｂのもう一端は、パッド５１０ａ、５１０ｂとして機能し、プローブピンやワイヤボンディング等で電気的接触がとられる。さらに、電源５１１により、偏向電極５０３ａ、５０３ｂに任意の電位を印加することができる。また、基板５０１は絶縁層５０４を備えており、偏向電極５０３ａ、５０３ｂに安定して電位を与えることができる。また、基板５０１は例えば、厚さ２００μｍのシリコン基板であり、厚さは主に必要な偏向感度により決定される。また、偏向電極５０３ａ、５０３ｂおよび配線５０２ａ、５０２ｂは金、銅、アルミニウム等の低抵抗な金属、絶縁層５０４にはシリコン窒化膜やシリコン酸化膜等を用いる。主要部の寸法は各図に示した。
また、本実施例の偏向器５００は一つの開孔５１３および一対の偏向電極５０３ａ、５０３ｂを有したものであるが、同一の基板に偏向器５００をライン状又はアレイ状に配置する構成をとり、偏向器アレイとしても良い。
【００４５】
図２は偏向器５００の他の構造を示す概観図であり、（ａ）が上面図、（ｂ）が（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図をそれぞれ示している。図中、図１と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。偏向電極５０３ａ、５０３ｂの、対向する電極面５２０ａ、５２０ｂは、図２に示すような、上面から下面に行くに従い次第に傾斜している曲面であっても良い。
【００４６】
次に、偏向器５００の動作について説明する。荷電粒子線を貫通孔５１３を通過するように照射した場合を考える。偏向電極５０３ａ、５０３ｂのそれぞれを電気的に接地した場合には荷電粒子線は貫通孔５１３を軌道を変えることなく通過する。しかし、偏向電極５０３ａ、５０３ｂのそれぞれに異なる電位を与えた場合には貫通孔５１３に電界が発生し、荷電粒子線を所望の方向に偏向することができる。
【００４７】
［第２の実施例］（シールド電極付荷電粒子線偏向器の説明）
図３は本発明の第２の実施例に係る荷電粒子線偏向器５００の概観図であり、（ａ）が上面図、（ｂ）が（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。図中、第１の実施例の図１と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
先ず、偏向器５００の構造について説明する。偏向器５００は第１の実施例において説明した偏向器５００と基本構造は同一である。異なる点は、偏向電極５０３ａ、５０３ｂおよび絶縁層５０４の上面に絶縁膜５０５とシールド電極５０６とが設けられていることである。絶縁膜５０５およびシールド電極５０６には、貫通孔５１３に対応する荷電粒子通過用の開孔５１４が設けられている。図３（ａ）の上面図に示すように上側からは偏向電極５０３ａ、５０３ｂや絶縁層５０４等の大部分が見えない構造となっていることを特徴としており、特に開孔５１４近傍の絶縁層５０４が見えない構造となっている。なお、絶縁層５０４の開孔５１４から十分に遠い部分（例えば、数十ｍｍ以上の部分）については、チャージアップによる影響が少ないので、配線を取り出すため露出させている。また、シールド電極５０６は電気的に接地されている。絶縁膜５０５にはシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の無機膜を用いる。また、シールド電極５０６には金、白金、ロジウム、イリジウム等の貴金属を用いると、シールド電極５０６を構成する導電膜が酸化しにくいので表面を導体として保持することができ、シールド電極５０６としての機能を保つことができる。
【００４８】
次に、シールド電極５０６の機能について説明する。荷電粒子線が貫通孔５１３を通過するように照射される時に、シールド電極は５０６は絶縁層５０４のチャージアップを防ぐものである。シールド電極５０６は電気的に接地されているため、常に接地電位に保たれる。また、偏向器５００を例えばアレイ状に配置した偏向器アレイとして構成した場合、隣接する偏向器５００間のクロストークを低減する効果が見込める。
【００４９】
図４は偏向器５００の他の構造を示す断面図である。図中、図３と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。シールド電極５０６と絶縁膜５０５とを基板５０１の両面に設けたことを特徴としている。シールド電極５０６を基板５０１の下面にも設けることで、偏向器５００の下側からの荷電粒子線の反射等による絶縁層５０４のチャージアップを防ぐことができる。また、上記説明したようにクロストークを低減する効果が見込める。
【００５０】
次に、上記説明した上面のみにシールド電極５０６を備えた偏向器５００の作製方法について図５（ａ）〜（ｈ）および図６（ｉ）〜（ｎ）を用いて説明する。例えば、以下の（１）〜（１４）に示す工程を行うことにより作製する。
（１）基板５０１を用意する。基板５０１はシリコンより成り、厚さは例えば２００μｍのものを用いる。厚さは、偏向感度を決定する重要な要素であるので、偏向感度に応じて適宜選択する。次に、熱酸化法を用いて、基板５０１の表裏面に膜厚１．５μｍの二酸化シリコン５０７を形成する（図５（ａ））。
（２）基板５０１の表面（上面）にノボラック系のレジストを用いて、フォトリソグラフィを行い、エッチングのマスクを形成する（不図示）。次に、ＣＦ４やＣＨＦ３等のガスを用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行い、二酸化シリコン５０７をエッチングする。その後、レジストを除去する（図５（ｂ））。
【００５１】
（３）シリコンである基板５０１に誘導結合型プラズマおよびＢＯＳＣＨプロセスを用いたＲＩＥを行い、エッチングストッパーである裏面（下面）の二酸化シリコン５０７を露出させる（図５（ｃ））。本工程により、偏向電極用開孔（第１開孔）５２１ａ、５２１ｂが形成される。ここで、ＢＯＳＣＨプロセスとは、エッチングガスと側壁保護用ガスを交互に供給し、エッチングと側壁保護を切換えることにより、シリコンを選択的にかつ異方性良くエッチングする方式である。本方式のＲＩＥを用いることで、アスペクト比の高い偏向電極用開孔５２１ａ、５２１ｂを形成することができる。また、本方式のＲＩＥ法を使用して、エッチング時間に対して側壁保護の時間が長くなるようなエッチング条件にてエッチングを行えば、開孔５２１ａ、５２１ｂは、基板上面から下面に行くに従い開孔幅が広くなるテーパー形状になる。具体的には、エッチングガスにＳＦ６（六弗化硫黄）を、側壁保護用ガスにはＣ４Ｆ８（八弗化四炭素）を使用し、ＲＦパワー：１８００Ｗ、バイアスパワー：３０Ｖ、ガス流量：ＳＦ６＝３００ｓｃｃｍ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｃｕｂｉｃ  Ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ）、Ｃ４Ｆ８＝１５０ｓｃｃｍ、ＳＦ６／Ｃ４Ｆ８ガス切替時間：１１秒／２秒、基板温度：１０℃、エッチング時間：５０分という条件でエッチングを行うと良い。
【００５２】
（４）二酸化シリコン５０７をバッファードフッ酸を用いて、除去する（図５（ｄ））。なお、基板５０１上のシリコン熱酸化膜を全て除去することで、工程（１）から（３）による基板５０１の表面に付着した有機物残渣、微粒子および重金属等の汚染は、二酸化シリコン５０７と共にリフトオフ除去されるため、基板５０１は清浄な状態になる。その後、熱酸化法を用いて、基板５０１の表裏面および開孔５２１ａ、５２１ｂの側壁に膜厚１．５μｍの二酸化シリコンから成る絶縁層５０４を形成する（図５（ｅ））。
【００５３】
（５）ガラス等の絶縁体に金を成膜した導電性基板５０９を用意する。また、導電性基板５０９は金属から成る基板でも良い。次に、ノボラック系のレジスト５０８を導電性基板５０９に塗布し、基板５０１と導電性基板５０９とを接着する（図５（ｆ）。
（６）酸素を用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行い、開孔の底部のレジスト５０８を除去し、導電性基板５０９を露出させる。その後、硫酸銅メッキ液を用いて、銅の電気メッキを、基板５０１から銅が突出するまで行う（図５（ｇ））。
（７）基板５０１をアセトン等の有機溶媒に浸し、超音波洗浄を行い、レジスト５０８の除去および導電性基板５０９の離脱を行う。次に、基板５０１の表裏面を化学機械研磨（ＣＭＰ）を用いて平坦化する（図５（ｈ））。
【００５４】
（８）基板上面に、チタン／金／チタンをそれぞれ５ｎｍ／１００ｎｍ／５ｎｍの厚さで連続蒸着して配線５０２ａ、５０２ｂとなる配線層５３２を形成する。また、チタンの膜厚は密着促進の働きをすればよく、数ｎｍ〜数百ｎｍの範囲で使用される。また、導電層となる金は数十ｎｍ〜数百ｎｍの範囲で使用される（図６（ｉ））。
（９）配線層５３２上にノボラック系のレジストを用いて、フォトリソグラフィを行い、エッチングのマスクを形成する（不図示）。次に、塩素やアルゴン等のガスを用いた反応性イオンエッチングを行い、チタン／金／チタンをエッチングして配線５０２ａ、５０２ｂを形成する。その後、レジストを除去する（図６（ｊ））。
（１０）絶縁膜５０５となるシリコン窒化膜５３５をプラズマＣＶＤを用いて１μｍの厚さで成膜する。次に、チタン／金をそれぞれ５ｎｍ／５０ｎｍの厚さで連続蒸着してシールド電極５０６となるシールド電極用導電層５３６を形成する。その後、下面にレジスト等を塗布して保護膜５３９とする（図６（ｋ））。
【００５５】
（１１）導電層５３６上にノボラック系のレジストであるＡＺＰ４６２０（クラリアントジャパン製）を８μｍの厚さで塗布して、フォトリソグラフィを行い、エッチングのマスクを形成する（不図示）。次に、塩素やアルゴン等のガスを用いた反応性イオンエッチングを行い、導電層５３６のチタン／金をエッチングしてシールド電極５０６を形成する。さらに、ＣＦ４等のガスを用いた反応性イオンエッチングを行い、シリコン窒化膜５３５をエッチングして、絶縁膜５０５、開口５１４およびパッド５１０ａ、５１０ｂを形成する。その後、レジストを除去する（図６（ｌ））。
（１２）シールド電極５０６上にノボラック系のレジストであるＡＺＰ４６２０（クラリアントジャパン製）を８μｍの厚さで塗布して、フォトリソグラフィを行い、エッチングのマスクを形成する（不図示）。次に、ＣＦ４等のガスを用いた反応性イオンエッチングを行い、絶縁層５０４に開口を形成し、シリコンから成る基板５０１を露出させる（図６（ｍ））。
【００５６】
（１３）シリコンである基板５０１に誘導結合型プラズマおよびＢＯＳＣＨプロセスを用いた反応性イオンエッチングを行い、底面の絶縁層５０４を露出させる（図６（ｎ））。エッチングのマスク下のシリコンの被エッチング面は、エッチング進行方向に対して、反応種、すなわちラジカルとイオンを遮蔽する部分がないため、電極面５２０ａ、５２０ｂ間にあるシリコンも、反応種により確実にエッチング除去され、電極面５２０ａ、５２０ｂ上の一部がシリコンに被われることは防止される。なお、電極面５２０ａ、５２０ｂは絶縁層５０４で覆われている。
（１４）バッファードフッ酸を用いて二酸化シリコンである絶縁層５０４を除去し、貫通孔５１３を形成するとともに、偏向電極５０３ａ、５０３ｂの電極面５２０ａ、５２０ｂを露出させる。なお、この工程では基板下面はレジスト等からなる保護膜５３９によって保護されているため、エッチングされない。その後、レジストおよび保護膜５３９を除去する（図６（ｏ））。
【００５７】
［第３の実施例］（電極と基板との密着力を強化した荷電粒子線偏向器の説明）
図７は本発明の第３の実施例に係る荷電粒子の偏向器の概観図であり、（ａ）が上面図、（ｂ）が（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図をそれぞれ示している。図中、第１の実施例の図１と同一または共通の構成要素には同一符号を付している。
先ず、偏向器５００の構造について説明する。
図７において、偏向器５００は一つの荷電粒子線を偏向する偏向器であり、基板５０１に荷電粒子を偏向する一対の対向する偏向電極５０３ａ、５０３ｂと、荷電粒子線が通過する貫通孔５１３を備えている。対向する偏向電極５０３ａ、５０３ｂは、貫通孔５１３の側面に設置されている。図７（ｂ）の断面図によれば、偏向電極５０３ａ、５０３ｂは基板５０１の上面および側面と接触したＬ字型になっている。このため、基板上面に回り込んだ部分５４３ａ、５４３ｂによって接触面積が増える分、基板５０１と電極５０３ａ、５０３ｂの密着力が高くなる。また、電極を基板の厚さ方向に物理的に押し込むような外力に対しても、電極が基板から剥れたり、脱落したりしなくなる。また、構造が単純な為、比較的容易に作製できる。
【００５８】
さらに、偏向電極５０３ａ、５０３ｂに電位を与えるための配線５０２ａ、５０２ｂが設けられ、配線５０２ａ、５０２ｂの一端が偏向電極５０３ａ、５０３ｂにそれぞれ電気的に接触している。また、配線５０２ａ、５０２ｂのもう一端は、パッド５１０ａ、５１０ｂとして機能し、プローブピンやワイヤボンディング等で電気的接触がとられる。さらに、電源５１１により、偏向電極５０３ａ、５０３ｂに任意の電位を印加することができる。また、基板５０１は偏向電極５０３ａ、５０３ｂとの接触面に絶縁層５０４を備えており、偏向電極５０３ａ、５０３ｂに安定して電位を与えることができる。基板５０１は例えば、シリコン基板である。基板５０１の厚さは主に必要な偏向感度により決定されるが、本実施例では、厚さ２００μｍのシリコン基板を用いた。また、偏向電極５０３ａ、５０３ｂおよび配線５０２ａ、５０２ｂには金、銅、アルミニウム等の低抵抗な金属、絶縁層５０４にはシリコン窒化膜やシリコン酸化膜等を用いる。主要部の寸法は各図に示した。
なお、配線５０２ａ、５０２ｂは、一端を偏向電極５０３ａ、５０３ｂの基板上面に回り込んだ部分５４３ａ、５４３ｂ上に配置されているので、もう一端の高さを揃えるためのステップ層５４２ａ、５４２ｂが、部分５４３ａ、５４３ｂの延長上に設けられている。このステップ層は、高さを揃えるという目的からは、絶縁層、半導体層および導体層のいずれであってもよいが、絶縁層であることが好ましい。
本実施例の偏向器５００は一つの開孔５１３および一対の偏向電極５０３ａ、５０３ｂを有したものであるが、同一の基板に偏向器５００をライン状またはアレイ状に配置する構成をとり、偏向器アレイとしても良い。
【００５９】
図８は図７の偏向器５００の変形例を示す概観図であり、（ａ）が上面図、（ｂ）が（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図をそれぞれ示している。図中、図７と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。図８（ｂ）の断面図によれば、偏向電極５０３ａ、５０３ｂは基板５０１の上面、側面（貫通孔５１３の側壁）および下面の３面と接触したコ字型になっている。この構造では、基板と電極の接触面積がさらに増える分、上記した理由により、基板からの電極の剥れ・脱落を防止できる。
【００６０】
図９は図７の偏向器５００の他の変形例を示す概観図であり、（ａ）が上面図、（ｂ）が（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図をそれぞれ示している。図中、図７と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。図９（ｂ）の断面図によれば、偏向電極は基板上面、側面および下面の３面と接触したコ字型になっており、さらに貫通孔外部に形成された開孔５４１で、電極５０３ａ、５０３ｂの基板上面に回り込んだ部分と基板５０１とが、基板の厚さ方向に互いに嵌め合う構造をしている。これにより、電極と基板は機械的に係止されているため、基板と電極間の密着力はさらに高くなる。このため、急激な温度変化による基板と電極材料の熱膨張率の違いに起因する電極材料の内部応力や、電極の熱変形により生じる、基板からの電極の剥れや脱落を防止することができる。
図７〜図９の偏向器５００の動作は、図１の偏向器と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００６１】
［第４の実施例］（シールド電極付の密着力強化型荷電粒子線偏向器の説明）
図１０は本発明の第４の実施例に係る荷電粒子線偏向器の概観図であり、（ａ）が上面図、（ｂ）が（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。図中、第３の実施例の図７と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
先ず、偏向器５００の構造について説明する。偏向器５００は第３の実施例において説明した偏向器５００と基本構造は同一である。異なる点は、偏向電極５０３ａ、５０３ｂおよび絶縁層５０４の上面に絶縁膜５０５とシールド電極５０６とが設けられていることである。図１０（ａ）の上面図に示すように上側からは偏向電極５０３ａ、５０３ｂや絶縁層５０４等の大部分が見えない構造と成っていることを特徴としており、特に開孔近傍の絶縁層５０４が見えない構造となっている。なお、絶縁層５０４の開孔から十分に遠い部分（例えば、数十ｍｍ以上の部分）については、チャージアップによる影響が少ないので、配線を取り出すため露出させている。また、シールド電極５０６は電気的に接地されている。絶縁膜５０５にはシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の無機膜を用いる。また、シールド電極５０６には金、白金、ロジウム、イリジウム等の貴金属を用いると、導電膜５０６が酸化しにくいので表面を導体として保持することができ、シールド電極５０６としての機能を保つことができる。
シールド電極５０６の機能は、図３のものと同様である。
また、シールド電極５０６を有する偏向器５００を例えばアレイ状に配置した偏向器アレイとして構成した場合、隣接する偏向器５００間のクロストークを低減する効果が見込める。
【００６２】
次に、上記説明した、基板の三面と密着したコ字型の偏向電極および上面のみにシールド電極５０６を備えた図１０の偏向器５００の作製方法について図１１（ａ）〜（ｈ）、図１２（ｉ）〜（ｎ）および図１３（ｏ）〜（ｓ）を用いて説明する。
この偏向器５００例えば、以下の（１）〜（１４）に示す工程を行うことにより作製する。なおこれより、説明の都合上、偏向電極のうち、基板上面より上側の領域にある部分を電極上部５０３２ａ、５０３２ｂ、基板下面より下側の領域にある部分を電極下部５０３３ａ、５０３３ｂ、基板の上面から下面の領域にある部分を電極中部５０３１ａ、５０３１ｂと表現する。
【００６３】
（１）基板５０１を用意する。基板５０１はシリコンより成り、厚さは例えば２００μｍのものを用いるが、偏向感度を決定する重要な要素である。次に、熱酸化法を用いて、基板５０１の表裏面に膜厚１．５μｍの二酸化シリコン５０７を形成する（図１１（ａ））。
（２）基板５０１の表面（上面）に、ノボラック系のレジストを用いたフォトリソグラフィとＣＦ４やＣＨＦ３等のガスを用いた二酸化シリコン５０７の反応性イオンエッチングにより、二酸化シリコンによるエッチングマスクを形成する。その後、レジストを除去する（図１１（ｂ））。
（３）シリコンである基板５０１に前記二酸化シリコンをエッチングマスクとして誘導結合型プラズマおよびＢＯＳＣＨプロセスを用いたＲＩＥを、エッチングストッパーである裏面（下面）側の二酸化シリコン５０７が露出するまで行う（図１１（ｃ））。本工程により、偏向電極用開孔５２１ａおよび５２１ｂが形成される。ここで、ＢＯＳＣＨプロセスとは、エッチングガスと側壁保護用ガスを交互に供給し、エッチングと側壁保護を切換えることにより、シリコンを選択的にかつ異方性良くエッチングする方式である。本方式のＲＩＥを用いることで、アスペクト比の高い偏向電極用開孔を形成することができる。
【００６４】
（４）基板５０１上の二酸化シリコン５０７をバッファードフッ酸を用いて、全て除去する。なお、基板５０１上のシリコン熱酸化膜（二酸化シリコン）を全て除去することで、工程（１）から（３）による基板５０１の表面に付着した有機物残渣、微粒子および重金属等の汚染は、二酸化シリコン５０７と共にリフトオフ除去されるため、基板５０１は清浄な状態になる。その後、熱酸化法を用いて、基板５０１の表裏面および開孔の側壁に膜厚１．５μｍの二酸化シリコンから成る絶縁層５０４を形成する（図１１（ｄ））。
【００６５】
（５）ガラス等の絶縁体に金を成膜した導電性基板５０９を用意する。また、導電性基板５０９は金属から成る基板でも良い。次に、ノボラック系のレジスト５０８を導電性基板５０９に塗布し、基板５０１と導電性基板５０９とを接着する（図１１（ｅ））。
（６）酸素を用いた反応性イオンエッチングを行い、開孔の底部のレジスト５０８を除去し、導電性基板５０９を露出させる。その後、硫酸銅メッキ液を用いて、銅の電気メッキを行い、基板５０１から銅を突出させる（図１１（ｆ））。その後、基板５０１の表面の銅を化学機械研磨（ＣＭＰ）を用いて平坦化する。ここで偏向電極５０３ａ、５０３ｂの電極中部５０３１ａ、５０３１ｂが形成される（図１１（ｇ））。
（７）基板上面に、導電層５３１ａ、５３１ｂとなるチタン膜を５ｎｍの厚さで蒸着する。この導電層５３１ａ、５３１ｂは電極５０３ａ、５０３ｂの基板上面に回りこんだ部分５４３ａ、５４３ｂである電極上部５０３２ａ、５０３２ｂの一部をなす。続いて、ノボラック系のレジストを用いたフォトリソグラフィとＳＦ６等のガスを用いた反応性イオンエッチングにより、上記チタン膜が基板上面に露出した電極中部５０３１ａ、５０３１ｂの表面、および基板５０１と電極上部５０３２ａ、５０３２ｂが接する部分５３１ａ、５３１ｂにのみ残るようにパターニングする。チタン膜による導電層５３１ａ、５３１ｂは基板と電極の密着性を向上するための層である。その後、レジストを除去する（図１１（ｈ））。
【００６６】
（８）ステップ層５４２ａ、５４２ｂとなるシリコン酸化膜５４２をプラズマＴＥＯＳ−ＣＶＤを用いて５μｍの厚さで成膜する。なお、シリコン酸化膜５４２の膜厚は、偏向電極５０３ａ、５０３ｂの電極上部５０３２ａ、５０３２ｂの厚みにより決定すると良い。続いてシリコン酸化膜５４２表面を、ノボラック系のレジストを用いたフォトリソグラフィとＣＦ４等のガスを用いた反応性イオンエッチングによりパターニングし、導電層５３１ａ、５３１ｂが露出する位置に開口を形成する（図１２（ｉ））。
（９）硫酸銅メッキ液を用いて銅の電気メッキを行い、基板５０１下面の導電性基板５０９より通電し、導電層５３１ａ、５３１ｂから銅を成長させ絶縁層（シリコン酸化膜）５４２の開口から突出させる。続いて、絶縁層５４２表面の銅を化学機械研磨（ＣＭＰ）を用いて平坦化し電極上部５０３２ａ、５０３２ｂを形成する（図１２（ｊ））。
【００６７】
（１０）基板５０１をアセトン等の有機溶媒に浸し、超音波をかけて、レジスト５０８の除去および導電性基板５０９の離脱を行う。次に、基板５０１の下面に突出した銅を、化学機械研磨（ＣＭＰ）を用いて平坦化する（図１２（ｋ））。
（１１）基板下面について、前記工程（７）〜（９）と同様なプロセスを行い、電極下部５０３３ａ、５０３３ｂを形成する（図１２（ｌ））。
【００６８】
（１２）基板下面に、ノボラック系のレジストであるＡＺＰ４６２０（クラリアントジャパン製）を８μｍの厚さで塗布して、フォトリソグラフィによりエッチングマスクを形成する。その後、ＣＦ４ガスを用いた反応性イオンエッチングにより、基板下面の荷電粒子線が通過すべき部分の絶縁膜５４２と絶縁層５０４を連続して除去し、基板下面の一部にシリコン５０１を露出させる。その後、レジストを除去する（図１２（ｍ））。
（１３）基板上面に、チタン／金／チタンをそれぞれ５ｎｍ／１００ｎｍ／５ｎｍの厚さで連続蒸着して配線５０２ａ、５０２ｂとなる配線層５３２を形成する。チタンの膜厚は密着促進の働きをすればよく、数ｎｍ〜数百ｎｍの範囲で使用される。また、導電層となる金は数十ｎｍ〜数百ｎｍの範囲で使用される。続いて、ノボラック系のレジストを用いたフォトリソグラフィと、塩素やアルゴン等のガスを用いた反応性イオンエッチングによりチタン／金／チタンをエッチングし、配線５０２ａ、５０２ｂを形成する。その後、レジストを除去する（図１２（ｎ））。
【００６９】
（１４）絶縁膜５０５となるシリコン窒化膜５３５をプラズマＣＶＤを用いて１μｍの厚さで成膜する。次に、チタン／金をそれぞれ５ｎｍ／５０ｎｍの厚さで連続蒸着してシールド電極５０６となるシールド電極用導電層５３６を形成する。その後、基板５０１の下面にレジスト等を塗布して保護膜５３９とする（図１３（ｏ））。
（１５）導電層５３６上にノボラック系のレジストであるＡＺＰ４６２０（クラリアントジャパン製）を８μｍの厚さで塗布して、フォトリソグラフィを行い、エッチングマスクを形成する。次に、塩素やアルゴン等のガスを用いた反応性イオンエッチングを行い、基板上面の荷電粒子線が通過すべき部分のチタン／金導電層５３６をエッチングしてシールド電極５０６を形成する。さらに、ＣＦ４等のガスを用いた反応性イオンエッチングを行い、シリコン窒化膜５３５を除去し、絶縁膜５０５、開口５１４およびパッド部５１０ａ、５１０ｂを形成する。その後、レジストを除去する。その後、再び基板５０１の下面にレジスト等を塗布して保護膜５４０とする（図１３（ｐ））。
【００７０】
（１６）基板上面にノボラック系のレジストであるＡＺＰ４６２０（クラリアントジャパン製）を８μｍの厚さで塗布して、フォトリソグラフィを行い、電子線通過用貫通孔５１３のエッチングマスクを形成する。次に、ＣＦ４等のガスを用いた反応性イオンエッチングを行い、基板上面の荷電粒子線が通過すべき部分の絶縁膜５４２と絶縁層５０４を除去し、シリコンから成る基板５０１を露出させる（図１３（ｑ））。
（１７）シリコンである基板５０１に誘導結合型プラズマおよびＢＯＳＣＨプロセスを用いた反応性イオンエッチングを行い、基板５０１に側壁を絶縁層５０４で覆われた開孔５３８を形成する（図１３（ｒ））。
（１８）バッファードフッ酸用いて二酸化シリコンである開孔５３８の側壁の絶縁層５０４を除去して貫通孔５１３を完成し、貫通孔５１３内部に偏向電極５０３ａ、５０３ｂを露出させる。なお、この工程では下面はレジスト等からなる保護膜によって保護されているためエッチングされない。その後、レジストを除去する（図１３（ｓ））。
【００７１】
［第５の実施例］（チャージアップ防止型荷電粒子線偏向器の説明）
図１４は本発明の第５の実施例に係る荷電粒子の偏向器の概観図であり、（ａ）が上面図、（ｂ）が（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図、（ｃ）が（ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図をそれぞれ示している。
先ず、偏向器５００の構造について説明する。偏向器５００は一つの荷電粒子線を偏向する偏向器であり、基板５０１に荷電粒子線が通過する貫通孔５１３を備えている。貫通孔５１３の側壁には一対の偏向電極５０３ａ、５０３ｂが貫通孔５１３の側壁を略周回するように設置され、５０３ａと５０３ｂとが対向している。偏向電極５０３ａ、５０３ｂが貫通孔５１３の側壁の絶縁体５１２の露出を最小限に留めている。さらに、偏向電極５０３ａ、５０３ｂに電位を与えるための配線５０２ａ、５０２ｂが設けられ、配線５０２ａ、５０２ｂの一端が偏向電極５０３ａ、５０３ｂにそれぞれ電気的に接触している。また、配線５０２ａ、５０２ｂのもう一端は、パッド５１０ａ、５１０ｂとして機能し、プローブピンやワイヤボンディング等で電気的接触がとられる。さらに、電源５１１により、偏向電極５０３ａ、５０３ｂに任意の電位を印加することができる。また、基板５０１は絶縁層５０４を備えており、偏向電極５０３ａ、５０３ｂに安定して電位を与えることができる。また、基板５０１は例えば、厚さ２００μｍのシリコン基板であり、厚さは主に必要な偏向感度により決定される。また、偏向電極５０３ａ、５０３ｂおよび配線５０２ａ、５０２ｂは金、銅、アルミニウム等の低抵抗な金属、絶縁層５０４にはシリコン窒化膜やシリコン酸化膜等を用いる。主要部の寸法は各図に示した。
本実施例の偏向器５００は一つの貫通孔５１３および一対の偏向電極５０３ａ、５０３ｂを有したものであるが、同一の基板に偏向器５００をライン状またはアレイ状に配置する構成をとり、偏向器アレイとしても良い。
【００７２】
図１５は図１４の偏向器５００の変形例を示す上面図である。図中、図１４と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。偏向電極５０３ａ、５０３ｂを図１５に示すように、Ｌ字状にすると、貫通孔５１３内の絶縁体５１２を貫通孔５１３の中心から遠ざけることができ、チャージアップの可能性を低くすることができる。
【００７３】
次に、偏向器５００の動作について説明する。荷電粒子線を貫通孔５１３を通過するように照射した場合を考える。偏向電極５０３ａ、５０３ｂのそれぞれを電気的に接地した場合には荷電粒子線は貫通孔５１３を軌道を変えることなく通過する。しかし、偏向電極５０３ａ、５０３ｂのそれぞれに異なる電位を与えた場合には貫通孔５１３に電界が発生し、荷電粒子線を所望の方向に偏向することができる。また、絶縁体５１２の露出を最低限に留めているため、チャージアップの恐れが少なく、安定した動作が期待できる。
【００７４】
［第６の実施例］（シールド電極付のチャージアップ防止型荷電粒子線偏向器の説明）
図１６は本発明の第６の実施例に係る荷電粒子線偏向器の概観図であり、（ａ）が上面図、（ｂ）が（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。図中、第５の実施例の図１４と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
先ず、偏向器５００の構造について説明する。偏向器５００は第５の実施例において説明した偏向器５００と基本構造は同一である。異なる点は、偏向電極５０３ａ、５０３ｂおよび絶縁層５０４の上面に絶縁膜５０５とシールド電極５０６とが設けられていることである。図１６（ａ）の上面図に示すように上側からは偏向電極５０３ａ、５０３ｂや絶縁層５０４の大部分が見えない構造と成っていることを特徴としており、特に開孔近傍の絶縁層５０４が見えない構造となっている。なお、絶縁層５０４の開孔から十分に遠い部分（例えば、数十ｍｍ以上の部分）については、チャージアップによる影響が少ないので、配線を取り出すため露出させている。
また、シールド電極５０６は電気的に接地されている。絶縁膜５０５にはシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の無機膜を用いる。また、シールド電極５０６には金、白金、ロジウム、イリジウム等の貴金属を用いると、シールド電極５０６が酸化しにくいので表面を導体として保持することができ、シールド電極５０６としての機能を保つことができる。
【００７５】
次に、シールド電極５０６の機能について説明する。荷電粒子線が貫通孔５１３を通過するように照射される時に、シールド電極５０６は絶縁層５０４のチャージアップを防ぐものである。シールド電極５０６は電気的に接地されているため、常に接地電位に保たれる。また、偏向器５００を例えばアレイ状に配置した偏向器アレイとして構成した場合、隣接する偏向器５００間のクロストークを低減する効果が見込める。
【００７６】
図１７は図１６の偏向器５００の他の構造を示す断面図である。図中、図１６と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。シールド電極５０６と絶縁層５０５とを基板５０１の両面に設けたことを特徴としている。シールド電極５０６を基板５０１の下面にも設けることで、偏向器５００の下側からの荷電粒子線の反射等による絶縁層５０４のチャージアップを防ぐことができる。また、上記説明したようにクロストークを低減する効果が見込める。
【００７７】
次に、上記説明した上面のみにシールド電極５０６を備えた図１６の偏向器５００の作製方法について図１８（ａ）〜（ｉ）および図１９（ｊ）〜（ｎ）を用いて説明する。図１６の偏向器５００は、例えば、以下の（１）〜（１４）に示す工程を行うことにより作製する。
（１）基板５０１を用意する。基板５０１はシリコンより成り、厚さは例えば２００μｍのものを用いるが、基板の厚さは、偏向感度を決定する重要な要素である。次に、熱酸化法を用いて、基板５０１の上下および側面の全面に膜厚１．５μｍの二酸化シリコン５０７を形成する（図１８（ａ））。
（２）基板５０１の上面にノボラック系のレジストを用いて、フォトリソグラフィを行い、エッチングのマスクを形成する（不図示）。次に、ＣＦ４やＣＨＦ３等のガスを用いた反応性イオンエッチングを行い、二酸化シリコン５０７をエッチングする。その後、レジストを除去する（図１８（ｂ））。
【００７８】
（３）二酸化シリコン５０７をエッチングマスクとして、シリコンである基板５０１の上面から誘導結合型プラズマおよびＢＯＳＣＨプロセスを用いた反応性イオンエッチングを行う。エッチングは、下面の二酸化シリコン５０７が露出するまで行う（図１８（ｃ））。
（４）基板５０１の全面において残った二酸化シリコン５０７をバッファードフッ酸を用いて、除去する（不図示）。これにより、基板５０１に開孔（第１開孔）５２１ａ、５２１ｂが形成される。その後、熱酸化法を用いて、基板５０１の上下左右面および開孔５２１ａ、５２１ｂの側壁に膜厚１．５μｍの二酸化シリコンから成る絶縁層５０４を形成する（図１８（ｄ））。
（５）ガラス等の絶縁体に金を成膜した導電性基板５０９を用意する。また、導電性基板５０９は金属から成る基板でも良い。次に、ノボラック系のレジスト５０８を導電性基板５０９に塗布し、基板５０１と導電性基板５０９とを接着する（図１８（ｅ）。
（６）酸素を用いた反応性イオンエッチングを行い、開孔の底部のレジスト５０８を除去し、導電性基板５０９を露出させる。その後、硫酸銅メッキ液を用いて、銅の電気メッキを、電極５０３ａ、５０３ｂとなる銅（金属体）５５０が基板５０１上面から突出するまで行う（図１８（ｆ））。
【００７９】
（７）基板５０１をアセトン等の有機溶媒に浸し、超音波洗浄を行い、レジスト５０８の除去および導電性基板５０９の離脱を行う。次に、基板５０１の上下面を化学機械研磨（ＣＭＰ）を用いて平坦化する（図１８（ｇ））。
（８）チタン／金／チタンをそれぞれ５ｎｍ／１００ｎｍ／５ｎｍの厚さで連続蒸着し、配線５０２ａ、５０２ｂとなる配線層５３２を形成する。チタンの膜厚は密着促進の働きをすればよく、数ｎｍ〜数百ｎｍの範囲で使用される。また、導電層となる金は数十ｎｍ〜数百ｎｍの範囲で使用される（図１８（ｈ））。
（９）配線層５３２上にノボラック系のレジストを用いて、フォトリソグラフィを行い、エッチングのマスクを形成する（不図示）。次に、塩素やアルゴン等のガスを用いた反応性イオンエッチングを行い、チタン／金／チタンをエッチングして配線５０２ａ、５０２ｂを形成する。その後、レジストを除去する（図１８（ｉ））。
【００８０】
（１０）絶縁層５０５となるシリコン窒化膜５３５をプラズマＣＶＤを用いて１μｍの厚さで成膜する。次に、チタン／金をそれぞれ５ｎｍ／５０ｎｍの厚さで連続蒸着してシールド電極用導電層５３６とする。その後、下面にレジスト等を塗布して保護膜５３９とする（図１９（ｊ））。
（１１）シールド電極５０６上にノボラック系のレジストであるＡＺＰ４６２０（クラリアントジャパン製）を８μｍの厚さで塗布して、フォトリソグラフィを行い、エッチングのマスクを形成する（不図示）。次に、塩素やアルゴン等のガスを用いた反応性イオンエッチングを行い、チタン／金５３６をエッチングしてシールド電極５０６を形成する。さらに、ＣＦ４等のガスを用いた反応性イオンエッチングを行い、絶縁膜５０５、荷電粒子線通過用の開口５１４およびパッド５１０ａ、５１０ｂを形成する。その後、レジストを除去する（図１９（ｋ））。
【００８１】
（１２）シールド電極５０６上にノボラック系のレジストであるＡＺＰ４６２０（クラリアントジャパン製）を８μｍの厚さで塗布して、フォトリソグラフィを行い、エッチングのマスクを形成する（不図示）。次に、ＣＦ４等のガスを用いた反応性イオンエッチングを行い、絶縁層５０４に開口を形成し、シリコンから成る基板５０１を露出させる（図１９（ｌ））。
（１３）シリコンである基板５０１に誘導結合型プラズマおよびＢＯＳＣＨプロセスを用いた反応性イオンエッチングを行い、基板下面の絶縁層５０４を露出させる（図１９（ｍ））。これにより、側壁および底面が二酸化シリコンである絶縁層５０４からなる開孔５３８が形成される。
（１４）バッファードフッ酸用いて開孔５３８の側壁および底面の絶縁層５０４を除去し、偏向電極５０３ａ、５０３ｂを露出させるとともに、貫通孔５１３を完成させる。なお、この工程では下面はレジスト等からなる保護膜５３９によって保護されているため、エッチングされない。その後、レジストを除去する（図１９（ｎ））。
【００８２】
［第７の実施例］（電子ビーム露光装置の構成要素説明）
本発明の第７の実施例では、第１〜第６の実施例において説明した荷電粒子線偏向器をブランカーとして用いた電子ビーム露光装置の例を示す。なお、本発明は、電子ビームに限らずイオンビームを用いた露光装置にも同様に適用できる。
図２０は本発明の第７の実施例に係る電子ビーム露光装置の要部概略図である。図２０において、１は、複数の電子源像を形成し、その電子源像から電子ビームを放射するマルチソースモジュールである。マルチソースモジュール１は、３×３に配列されていて、その詳細については後述する。
２１、２２、２３、２４は磁界レンズアレイであって、３×３に配列された同一形状の開口を有する磁性体円板ＭＤを間隔を置いて上下に配置し、共通のコイルＣＣによって励磁したものである。その結果、各開口部分が各磁界レンズＭＬの磁極となり、設計上レンズ磁界を発生させる。
【００８３】
各マルチソースモジュール１の複数の電子源像は、磁界レンズアレイ２１、２２、２３、２４の対応する４つの磁界レンズ（ＭＬ１、ＭＬ２、ＭＬ３、ＭＬ４）によって、ウエハ４上に投影される。そして、ひとつのマルチソースモジュールからの電子ビームがウエハに照射するまでに、その電子ビームに作用する光学系をカラムと定義する。すなわち、本実施例は、９カラム（ｃｏｌ．１〜ｃｏｌ．９）の構成である。
この時、磁界レンズアレイ２１と磁界レンズアレイ２２の対応する２つの磁界レンズで、一度、像を形成し、次にその像を磁界レンズアレイ２３と磁界レンズアレイ２４の対応する２つの磁界レンズでウエハ４上に投影している。そして、磁界レンズアレイ２１、２２、２３、２４のそれぞれの励磁条件を共通コイルで個別に制御することにより、各カラムの光学特性（焦点位置、像の回転、倍率）のそれぞれを略一様に言い換えれば同じ量だけ調整することができる。
【００８４】
３は、マルチソースモジュール１からの複数の電子ビームを偏向させて、複数の電子源像をウエハ４上でＸ、Ｙ方向に変位させる主偏向器である。
５は、ウエハ４を載置し、光軸ＡＸ（Ｚ軸）と直交するＸＹ方向とＺ軸回りの回転方向に移動可能なステージであって、ステージ基準板６が固設されている。
７は、電子ビームによってステージ基準板６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反射電子検出器である。
【００８５】
図２１は、図２０の装置におけるマルチソースモジュール１の機能を説明する図である。図２１を用いてマルチソースモジュール１およびマルチモジュール１からウエハ４に照射される電子ビームの光学特性の調整機能について説明する。
図２１において、１０１は電子銃が形成する電子源（クロスオーバ像）である。この電子源１０１から放射される電子ビームは、コンデンサーレンズ１０２によって略平行な電子ビームとなる。本実施例のコンデンサーレンズ１０２は、３枚の開口電極からなる静電レンズである。
【００８６】
１０３は開口が２次元配列して形成されたアパーチャアレイ、１０４は同一の光学パワーを有する静電レンズが２次元配列して形成されたレンズアレイ、１０５、１０６は個別に駆動可能な静電型の８極偏向器が２次元配列して形成された偏向器アレイ、１０７は個別に駆動可能な静電型のブランカーが２次元配列して形成されたブランカーアレイである。第１〜第６の実施例において説明した偏向器はこのブランカーとして用いられ、本実施例においてはブランカーアレイ１０７を形成する。
【００８７】
図２２は、図２１におけるアパーチャアレイ１０３からブランカーアレイ１０７までの１カラム分の光学系の構成を示す。図２２を用いて各機能を説明する。コンデンサーレンズ１０２（図２１）からの略平行な電子ビームは、アパーチャアレイ１０３によって複数の電子ビームに分割される。分割された電子ビームは、対応するレンズアレイ１０４の静電レンズを介して、ブランカーアレイ１０７の対応するブランカー上に、電子源の中間像を形成する。
【００８８】
この時、偏向器アレイ１０５、１０６は、ブランカーアレイ１０７上に形成される電子源の中間像の位置（光軸と直交する面内の位置）を個別に調整する。また、ブランカーアレイ１０７で偏向された電子ビームは、図２１のブランキングアパーチャＡＰによって遮断されるため、ウエハ４には照射されない。一方、ブランカーアレイ１０７で偏向されない電子ビームは、図２１のブランキングアパーチャＡＰによって遮断されないため、ウエハ４には照射される。
【００８９】
図２１に戻り、マルチソースモジュール１で形成された電子源の複数の中間像は、磁界レンズアレイ２１と磁界レンズアレイ２２の対応する２つの磁界レンズを介して、ウエハ４に投影される。
この時、複数の中間像がウエハ４に投影される際の光学特性のうち、像の回転および倍率は、ブランカーアレイ１０７上の各中間像の位置を調整できる偏向器アレイ１０５、１０６で調整でき、焦点位置は、カラム毎に設けられたダイナミックフォーカスレンズ（静電もしくは磁界レンズ）１０８、１０９で調整できる。
【００９０】
次に本実施例のシステム構成図を図２３に示す。ブランカーアレイ制御回路４１は、ブランカーアレイ１０７を構成する複数のブランカーを個別に制御する回路、偏向器アレイ制御回路４２は、偏向器アレイ１０５、１０６を構成する偏向器を個別に制御する回路、Ｄ＿ＦＯＣＵＳ制御回路４３は、ダイナミックフォーカスレンズ１０８、１０９を個別に制御する回路、主偏向器制御回路４４は、主偏向器３を制御する回路、反射電子検出回路４５は、反射電子検出器７からの信号を処理する回路である。これらのブランカーアレイ制御回路４１、偏向器アレイ制御回路４２、Ｄ＿ＦＯＣＵＳ制御回路４３、主偏向器制御回路４４、反射電子検出回路４５は、カラムの数（ｃｏｌ．１〜ｃｏｌ．９）と同じだけ装備されている。
【００９１】
磁界レンズアレイ制御回路４６は、磁界レンズアレイ２１、２２、２３、２４のそれぞれの共通コイルを制御する回路、ステージ駆動制御回路４７は、ステージの位置を検出する不図示のレーザ干渉計と共同してステージ５を駆動制御する制御回路である。主制御系４８は、上記複数の制御回路を制御し、電子ビーム露光装置全体を管理する。
【００９２】
上述した第１および第２の実施例によれば、印加電圧に対応した所望の偏向感度が得られ、荷電粒子線を安定して制御することが可能な偏向器を提供することができる。
また、第３および第４の実施例によれば、偏向電極の剥れや脱落の発生を防止した、故障の少ない偏向器を提供することができる。
また、第５および第６の実施例によれば、荷電粒子線の照射によるチャージアップの可能性を低くすることができ、安定した動作を期待できる。また、簡単な構造の偏向器を提供することができる。
また、これらの偏向器は、いずれも構造が簡単であり、作製が簡易である。
そして、第７の実施例のように、これらの偏向器を荷電粒子線の露光装置に用いることで、信頼性の高い露光装置を提供することができる。
【００９３】
［第８の実施例］（デバイスの生産方法）
次に上記説明した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。
図２４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。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う。ステップ２（ＥＢデータ変換）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（組み立て）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。
【００９４】
図２５は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。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微小デバイスを低コストに製造することができる。
【００９５】
［発明の適用範囲］
上述においては、本発明をブランカーを構成する偏向器に適用した例を示したが、本発明は、荷電粒子を収束または発散させる電子レンズを構成する電極基板または偏向器に適用することも可能である。また、上述においては、３×３の９本の荷電粒子線を用いたマルチ荷電粒子線露光装置の例を示したが、荷電粒子線の本数（カラム数）に限定はない。現在、カラム数は千〜数千が一般的である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の第１の実施例に係る偏向器の構造を説明する図である。
【図２】図１の偏向器の一変形例を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係る偏向器の構造を説明する図である。
【図４】図３の偏向器の一変形例を示す図である。
【図５】図３の偏向器の作製方法を説明する図である。
【図６】図３の偏向器の作製方法を説明する図である。
【図７】本発明の第３の実施例に係る偏向器の構造を説明する図である。
【図８】図７の偏向器の一変形例を示す図である。
【図９】図７の偏向器の他の変形例を示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施例に係る偏向器の構造を説明する図である。
【図１１】図１０の偏向器の作製方法を説明する図である。
【図１２】図１０の偏向器の作製方法を説明する図である。
【図１３】図１０の偏向器の作製方法を説明する図である。
【図１４】本発明の第５の実施例に係る偏向器の構造を説明する図である。
【図１５】図１４の偏向器の一変形例を示す図である。
【図１６】本発明の第６の実施例に係る偏向器の構造を説明する図である。
【図１７】図１６の偏向器の一変形例を示す図である。
【図１８】図１６の偏向器の作製方法を説明する図である。
【図１９】図１６の偏向器の作製方法を説明する図である。
【図２０】本発明の第７の実施例に係る電子ビーム露光装置の要部概略を示す図である。
【図２１】図２０の装置のマルチソースモジュールの機能を説明する図である。
【図２２】図２０の装置のカラム毎の電子光学系を説明する図である。
【図２３】図２０の装置のシステム構成を説明する図である。
【図２４】本発明の第８の実施例に係るデバイスの製造プロセスのフローを説明する図である。
【図２５】図２４におけるウエハプロセスを説明する図である。
【図２６】本発明の第１の従来技術を説明する図である。
【図２７】本発明の第２の従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
【００９７】
１０７  ブランカーアレイ
５００  偏向器
５０１  基板
５０２ａ，５０２ｂ  配線
５０３ａ，５０３ｂ  偏向電極
５０４  絶縁層
５０５  絶縁膜
５０６  シールド電極
５０７  二酸化シリコン
５０８  レジスト
５０９  導電性基板
５１０ａ，５１０ｂ  パッド
５１１  電源
５１２  絶縁体
５１３  貫通孔
５１４  荷電粒子線通過用開口
５２０ａ，５２０ｂ  電極面
５２１ａ，５２１ｂ  偏向電極用開孔（第１開孔）
５３１  チタン膜
５３１ａ，５３１ｂ  導電層
５３２  配線層
５３５  シリコン窒化膜
５３６  シールド電極層
５３８  開孔
５３９  保護膜
５４１  嵌め合い用開孔
５４２  ステップ層
５５０  金属体
【図１５】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２７】
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【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２６】
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