(57)【要約】      （修正有）【課題】偏向電極と遮蔽電極との隙間へ侵入する荷電粒子を遮蔽電極へ引き付け、偏向電極近傍の帯電を防止し、荷電粒子線のシフトやボケを押さえ、高精度のパターン描画を行なえる偏向器と、及び荷電粒子線露光装置、デバイス製造方法を提供する。【解決手段】電子源から放射される荷電粒子線が通過する開口517付近に浮遊する荷電粒子の極性と逆の極性の電圧が遮蔽電極502に印加される。例えば、浮遊する電子に対しては遮蔽電極に正の電圧を印加することとなり、偏向電極501と遮蔽電極との隙間へ侵入する荷電粒子を遮蔽電極へ引き付け、偏向電極近傍の帯電を防止でき、安定した動作が可能となる。このため、帯電による荷電粒子線555のシフトやボケが最小限に押さえられ、精度の高いパターン描画を行うことが可能となる。【選択図】図１
2007019248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線が通過する開口を挟み込むように対向して設けられた、偏向電極基板上の偏向電極と、
前記荷電粒子線の光路に沿って前記偏向電極基板の上側と下側の少なくとも一方に設けられた遮蔽電極基板上の遮蔽電極と、を有し、
前記開口付近に浮遊する荷電粒子の極性と逆の極性の電圧が前記遮蔽電極に印加されていることを特徴とする偏向器。
【請求項２】
前記浮遊する荷電粒子が電子の場合は、前記遮蔽電極に正の電圧が印加される請求項１記載の偏向器。
【請求項３】
前記遮蔽電極は複数の電極部から成り、各々、電圧が印加される請求項１記載の偏向器。
【請求項４】
前記偏向電極基板に面し、かつ、前記開口に面しない前記遮蔽電極基板上に設けられ、前記浮遊する荷電粒子の極性と逆の極性の電圧が印加される第１の電極部と、
前記第１の電極部以外の前記遮蔽電極基板上に設けられ、接地電位に保たれる第２の電極部と、から前記遮蔽電極は成る請求項３記載の偏向器。
【請求項５】
前記遮蔽電極は、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈのいずれかで構成される請求項１から４のいずれかに記載の偏向器。
【請求項６】
アレイ状に配列される請求項１から５のいずれかに記載の偏向器。
【請求項７】
前記偏向電極基板と前記遮蔽電極基板は位置合わせされ、前記偏向電極基板と前記遮蔽電極基板とは電極バンプを介して機械的かつ電気的に接続される請求項１から６のいずれかに記載の偏向器。
【請求項８】
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、
前記荷電粒子線を放射する電子源と、
前記電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、請求項１から７のいずれかに記載の偏向器を有することを特徴とする荷電粒子線露光装置。
【請求項９】
請求項８記載の荷電粒子線露光装置を用いて、露光対象に露光を行う工程と、露光された前記露光対象を現像する工程と、を具備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、半導体集積回路等の露光に使用される電子ビーム露光装置、イオンビーム露光装置に関し、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使用される偏向器、その偏向器を有する荷電粒子線露光装置およびその荷電粒子線露光装置を用いたデバイス製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体デバイスの生産において、荷電粒子線リソグラフィー技術は、０．１ｕｍ以下の微細パターンの露光を可能にするリソグラフィー技術として注目されている。このリソグラフィー技術は、従来の光リソグラフィー技術と比較して、０．０５ｕｍ以下の微細パターンが容易に描画できる、物理的なマスクを必要としないためマスクコストがかからず大幅なコスト削減が見込める、レイアウトデータを直接描画データに変換できるためＴＡＴが短縮する、といった優れた特長をもっている。その中で、複数本の荷電粒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」の提案がなされている。（ “安田  洋：応用物理  ６９、１１３５（１９９４）（非特許文献１）”、 “特開２００１−３３２４７３号公報（特許文献１）”）。このシステムは、要素電子光学系により１０００本以上の荷電粒子線（マルチビーム）の中間像を各々形成し、さらに各中間像を縮小電子光学系を介してウエハに投影してパターンの描画を行なうものであり、従来の一本ビーム方式と比較して、大幅なスループットの向上が期待される。
【０００３】
ここで、図９の断面図を参照して「マルチビームシステム」に用いられる従来例のブランカーアレイを説明する。
この従来例のブランカーアレイを構成する偏向器は、開口５１、第１の偏向電極５２、第２の偏向電極５３から成り、ブランカーアレイは、偏向器をアレイ状に配列したものである。開口５１を通過した荷電粒子ビームをウエハ上に照射する時には、第１及び第２の偏向電極５２，５３ に接地電位の信号を印加し、遮断する時には、第１及び第２の偏向電極５２，５３に正負の電位の信号を同時に印加することで、複数の荷電粒子線の照射を個別にＯＮ／ＯＦＦ制御する機能を持っている。
また、露光装置の筐体内には、電子銃から発生される電子線以外にも、ブランキングアパーチャからの散乱電子、筐体内での反射電子や２次電子が存在する。このような筐体内の電子が、偏向電極近傍に露出した非導電材料と反応すると、非導電材料表面に帯電電位が発生する。この帯電による漏れ電界は、偏向電極内の電界の形状を歪ませる為、偏向電極内を通過する荷電粒子線の偏向制御及び位置制御を精度よく行うことが難しくなる。結果として、ウエハ上でのビームの位置ズレやピンボケを引き起こす。
この問題に対しては、偏向器の電極基板にグランド電位を与えるグランド基板を配置することで帯電を抑える提案がなされている。“特開２００４−２８２０３８号公報（特許文献２)” 
【特許文献１】特開２００１−３３２４７３号公報
【特許文献２】特開２００４−２８２０３８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】
【０００４】
しかし、従来のブランカーアレイは、以下の課題を有している。
露光装置の筐体内には、周囲の電界、あるいは磁界の僅かな変化によって運動が変化する、エネルギー状態の低い浮遊電子が存在する。このような筐体内の浮遊電子はその運動が直線的でないために、偏向器の電極基板にグランド電位を与えるグランド基板を配置することでは、基板間の隙間に浮遊電子が侵入する可能性があり、これによる偏向電極近傍の非導電材料表面の帯電を防ぐことは難しい。
一方、ブランカーアレイの偏向電極周囲を完全に導電性の材料で被覆することは、作製方法が非常に複雑になるため、素子の加工精度や歩留まりの観点から難しい。また材料の酸化や、荷電粒子線照射化でのコンタミ付着といった点からも大変難しいことが分かっている。そのため、電極近傍には、シリコン酸化膜などの絶縁材やカーボンなどの有機非導電物といった、様々な非導電材料が、微小ではあるが露出してしまう。
そこで、本発明は、偏向電極と遮蔽電極との隙間へ侵入する荷電粒子を遮蔽電極へ引き付け、偏向電極近傍の帯電を防止し、安定した動作が可能となり、帯電による荷電粒子線のシフトやボケが最小限に押さえられ、精度の高いパターン描画を行うことが可能となる偏向器と、その偏向器を有する荷電粒子線露光装置およびその荷電粒子線露光装置を用いた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、本発明の偏向器は、荷電粒子線が通過する開口を挟み込むように対向して設けられた、偏向電極基板上の偏向電極と、
前記荷電粒子線の光路に沿って前記偏向電極基板の上側と下側の少なくとも一方に設けられた遮蔽電極基板上の遮蔽電極と、を有し、
前記開口付近に浮遊する荷電粒子の極性と逆の極性の電圧が前記遮蔽電極に印加されていることを特徴とする
。
さらに、本発明の偏向器は、前記浮遊する荷電粒子が電子の場合は、前記遮蔽電極に正の電圧が印加される。
さらに、本発明の偏向器は、前記遮蔽電極は複数の電極部から成り、各々、電圧が印加される。
さらに、本発明の偏向器は、
前記偏向電極基板に面し、かつ、前記開口に面しない前記遮蔽電極基板上に設けられ、前記浮遊する荷電粒子の極性と逆の極性の電圧が印加される第１の電極部と、
前記第１の電極部以外の前記遮蔽電極基板上に設けられ、接地電位に保たれる第２の電極部と、から前記遮蔽電極は成る。
【０００６】
さらに、本発明の偏向器は、前記遮蔽電極は、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈのいずれかで構成される。
さらに、本発明の偏向器は、アレイ状に配列される。
さらに、本発明の偏向器は、前記偏向電極基板と前記遮蔽電極基板は位置合わせされ、前記偏向電極基板と前記遮蔽電極基板とは電極バンプを介して機械的かつ電気的に接続される。
さらに、本発明の荷電粒子線露光装置は、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、
前記荷電粒子線を放射する電子源と、
前記電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、請求項１から７のいずれかに記載の偏向器を有することを特徴とする。
さらに、本発明のデバイス製造方法は、前記荷電粒子線露光装置を用いて、露光対象に露光を行う工程と、露光された前記露光対象を現像する工程と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の偏向器によれば、電子源から放射される荷電粒子線が通過する開口付近に浮遊する荷電粒子の極性と逆の極性の電圧が遮蔽電極に印加される。
ここで、浮遊する荷電粒子の極性と逆の極性電圧が印加されているとは、例えば、浮遊する電子に対しては遮蔽電極に正の電圧を印加することとなり、偏向電極と遮蔽電極との隙間へ侵入する荷電粒子を遮蔽電極へ引き付け、偏向電極近傍の帯電を防止でき、安定した動作が可能となる。
このため、帯電による荷電粒子線のシフトやボケが最小限に押さえられ、精度の高いパターン描画を行うことが可能となる。
さらに、本発明の偏向器によれば、前記遮蔽電極は複数の電極部から成り、各々、電圧が印加される。
このため、遮蔽電極に２種類以上の電圧を印加することにより遮蔽電極に電圧を印加したことにより発生する漏れ電場が偏向器に侵入することを最小限に抑えることができる。
このため、遮蔽電極からの漏れ電場による荷電粒子線の影響を低減できるため、さらに精度の高いパターン描画を行うことが可能になる。
さらに、本発明の偏向器によれば、前記偏向電極基板に面し、かつ、前記開口に面しない前記遮蔽電極基板上に設けられ、前記浮遊する荷電粒子の極性と逆の極性の電圧が印加される第１の電極部と、
前記第１の電極部以外の前記遮蔽電極基板上に設けられ、接地電位に保たれる第２の電極部と、から前記遮蔽電極は成る。
このため、遮蔽電極の一部である第２の電極部を接地電位とすることで、製造方法が容易となり、かつ遮蔽電極の漏れ電場が偏向器に侵入することを効果的に抑えることができる。これにより、より安価で信頼性のある偏向器が製造可能となる。
【０００８】
さらに、本発明の偏向器によれば、前記遮蔽電極は、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈのいずれかの貴金属材料で構成される。
このため、遮蔽電極の表面は酸化しないため、表面酸化膜による帯電を防止することが出来るため、より精度の高い偏向制御が実現可能である。
さらに、本発明の偏向器によれば、アレイ状に配列される。このため、複数の荷電粒子線を独立に且つ精度良く偏向制御することが可能になり、スループットの高いマルチ荷電粒子線描画露光装置を実現することができる。
さらに、本発明の偏向器によれば、前記偏向電極基板と前記遮蔽電極基板は位置合わせされ、前記偏向電極基板と前記遮蔽電極基板とは電極バンプを介して機械的かつ電気的に接続される。
このため、偏向電極基板と遮蔽電極基板を別々に用意して、電極バンプを介して両基板を接続して偏向器を作製することで、偏向器を加工精度良く、また歩留まり良く作製できる。
また、偏向電極と遮蔽電極間を空隙により絶縁することが出来る為、両電極を絶縁する部材の帯電を心配することは無くなる。
また、電極バンプの高さと遮蔽電極延長部の高さ制御により、偏向電極と遮蔽電極の空隙の幅を、ｕｍオーダーで制御することが出来るため、偏向電極と遮蔽電極との間への浮遊物の進入を最小限に抑えることができる。
さらに、本発明の荷電粒子線露光装置によれば、第１の電子光学系が、前記偏向器を有する。
このため、偏向器の部材による帯電による影響を低減できる為、安定した動作が可能となる。また、偏向器が簡単な構成のため、歩留まり良く安価に製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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】
【００１０】
次に、図１の概略構成図を参照して本発明の実施例１の偏向器５００を説明する。
偏向器５００は、荷電粒子線の光路５２０に沿って配置された平行平板型の偏向電極５０１と、光路５２０に沿って偏向電極５０１の上下（上側は図示省略）に配置された遮蔽電極５０２とから構成される。偏向電極５０１は、図示されない電子源から放射される荷電粒子線が通過する開口５１７を挟むように対向する偏向電極基板５１０上に設けられ、荷電粒子線の光路５２０を偏向制御する。遮蔽電極５０２は、光路５２０に沿って偏向電極基板５１０の上側（図示省略）と下側の少なくとも一方に、かつ、図示されない遮蔽電極基板上に設けられる。偏向電極５０１と遮蔽電極５０２間は、数μｍの空隙により電気的に絶縁されている。
さらに、開口５１７付近に浮遊する荷電粒子５５５の極性と逆の極性の電圧が電源５０４によって遮蔽電極５０２に印加される。ここで、浮遊する荷電粒子５５５は、周囲の電界または磁界の微小な変化によって運動が変化するエネルギー状態の低い荷電粒子のことで、図1では浮遊する荷電粒子５５５が電子の場合が示される。
このような電極構成においては、偏向電極５０１と遮蔽電極５０２の間に侵入した浮遊する荷電粒子５５５は遮蔽電極５０２の電位に引き寄せられるため、偏向電極５０１近傍の絶縁膜等の部材が帯電することが防止され、帯電等の外部電界による荷電粒子線のシフトやボケが最小限に抑えられ、精度の高いパターン描画を行うことが可能となる。
【００１１】
次に、図６の詳細な構成図を参照して本発明の実施例１の偏向器５００について説明する。
図６（ａ）は偏向器５００の断面図、図６（ｂ）は偏向器５００を構成する偏向電極５０１の平面図、図６（ｃ）は偏向器５００を構成する遮蔽電極５０２、５０３の平面図である。なお、図６の断面図（ａ）は、平面図である図６（ｂ）及び図６（ｃ）のＡ−Ａ’位置における断面が示される。
ここで、偏向器５００をマトリックス状に配置すれば、マルチビームシステムに対応した偏向器アレイとなる。
偏向器５００は偏向電極５０１ａ，５０１ｂを有し、第１の遮蔽電極基板５１１及び第２の遮蔽電極基板５１１が光路５２０方向に積層される。
なお、以後は第１の遮蔽電極基板５１１と第２の遮蔽電極基板５１１は、同一構造のものが上下反転して設置されていることから、同一基板として説明する。
偏向電極基板５１０は、光路５２０を挟んで配置された第１の偏向電極５０１ａと第２の偏向電極５０１ｂ、第１の偏向電極５０１ａに電圧信号を送る第１の電圧印加手段５０４ａ、第２の偏向電極５０１ｂに電圧信号を印加する第２の電圧印加手段５０４ｂ、絶縁層５０５、グランド層５０６を有する。
本実施例１の偏向器５００においては、偏向電極５０１ａ、５０１ｂには銅を、電圧印加手段５０４ａ及び５０４ｂ及びグランド層５０６には金を、偏向電極基板５１０には微細加工性の良いシリコンを、絶縁層５０５には絶縁性の高い二酸化シリコン及び窒化シリコンが用いられる。偏向電極５０１ａ、５０１ｂは、金・銅・アルミニウム・白金・パラジウム等の低抵抗の金属材料を用いることが出来る。電圧印加手段５０４ａ、５０４ｂ及びグランド層５０６は、金・銅・アルミニウム・白金・パラジウム等の低抵抗の金属材料を用いることが出来るが、特に表面層は金を使用した。
その理由は、偏向電極基板５１０と遮蔽電極基板５１１，５１１を電極バンプを介して金常温接合により接続・積層することで、偏向電極基板５１０と遮蔽電極基板５１１，５１１を光路５２０方向及び基板平面方向において精度良く積層出来ることである。さらに、接着剤が不要な為コンタミ低下や製造歩留まり向上が期待できること、また熱処理が不要なため接合後の温度による材料の膨張率の違いによる変形が避けられ加工容易性が向上するためである。
第１の偏向電極５０１ａ及び第２の偏向電極５０１ｂの寸法は、例えば、幅１０ｕｍ×５０ｕｍ、高さ２００ｕｍであり、第１の偏向電極５０１ａと第２の偏向電極５０１ｂ間の荷電粒子線が通過する開口５１７の寸法は幅３０ｕｍ×５０ｕｍである。これらの寸法は所望の偏向感度により決定される。
【００１２】
その他、各主要な部材の寸法は図６に示される。
なお、第１の偏向電極５０１ａ及び第１の電圧印加手段５０４ａは、絶縁層５０５を介して第２の偏向電極５０１ｂ及び第２の電圧印加手段５０４ｂ及びグランド層５０６とは電気的に絶縁される。
また、第２の偏向電極５０１ｂ及び第２の電圧印加手段５０４ｂは、絶縁層５０５を介して第１の偏向電極５０１ａ及び第１の電圧印加手段５０４ａ及びグランド層５０６とは電気的に絶縁されている。
シリコンから成る遮蔽電極基板５１１，５１１は、４０μｍφの荷電粒子線が通過する開口５１８が開いた構造で、電極バンプ５０７、電圧印加層５２１、接地電位層５２２を有する。電極バンプ５０７とバリア層５１３との間に定着層５２３が配置されているが、これは遮蔽電極基板５１１，５１１の作製時に電極バンプ５０７のめっきシード層として機能する。また、電圧印加層５２１、接地電位層５２２、および、定着層５２３の間はバリア層５１３の露出部５１３ａ、５１３ｂのよって分離されており、それぞれの間は電気的に絶縁される。
本実施例１において、電圧印加層５２１には遮蔽電極５０２用の図１に示される電源５０４により浮遊する荷電粒子５５５と逆の極性の電圧が印加され、接地電位層５２２は接地電位に保たれる。偏向器５００の構成では、遮蔽電極５０２に電圧を印加することで発生する漏れ電界が、荷電粒子線の光路５２０上に侵入し、ビームシフトやボケの原因となる可能性がある。
図６に示されるように遮蔽電極５０２上に電圧印加層５２１と接地電位層５２２を設置し、接地電位層５２２を接地電位に保つことは、電圧印加層５２１の電位によって発生する漏れ電界が、光路５２０上に侵入することを防ぐ。
【００１３】
図８は、図６に示される本発明の実施例１の偏向器５００の構成において、電圧印加層５２１に電圧を印加し、それ以外の部位を接地電位としたときの、電圧印加層５２１より漏れる電界の等電位面をシミュレーションした結果である。  
偏向電極基板５１０に面し、かつ、開口５１８に面しない遮蔽電極基板５１１上に設けられ、浮遊する荷電粒子５５５の極性と逆の極性の電圧が印加される第１の電極部である電圧印加層５２１と、第１の電極部である電圧印加層５２１以外の遮蔽電極基板５１１上に設けられ、接地電位に保たれる第２の電極部である接地電位層５２２とから遮蔽電極５０２は成る。
等電位面は開口５１７、５１８に侵入おらず、接地電位層５２２の設置により、電圧印加層５２１から漏れる電界による荷電粒子線のシフト、ボケは最小限に抑えられる。また、電極バンプ５０７には、偏向電極基板５１０と遮蔽電極基板５１１，５１１を電極バンプを介して金常温接合により接続・積層するため、金を使用した。その理由は上述した通りである。
また、電圧印加層５２１、接地電位層５２２には、酸化しないこと、機械強度が比較的高いこと、加工の容易性及びシリコンとの相性が比較的良いことからパラジウムを選択した。
なお、各電極材料は金、白金、イリジウム、ロジウム、パラジウムなどの貴金属材料も用いることが出来る。電極バンプの大きさは幅２０ｕｍ×２０ｕｍ、高さ１５ｕｍであり、偏向電極基板５１０との積層後には、高さ６ｕｍまで塑性変形する。
また、遮蔽電極基板５１１，５１１上には、略線対称となる位置に電極バンプ５０７を全３８０個配置することで、偏向電極基板５１０と遮蔽電極基板５１１，５１１の積層・接続後の接合強度を確保した。電圧印加層５２１と接地電位層５２２は、厚さ最大約２ｕｍである。その他主要各部材の寸法は図示の通りである。
偏向器５００は、電極バンプを介して、電気的且つ機械的に偏向電極基板５０１と、第１の遮蔽電極基板５１１、第２の遮蔽電極基板５１１が光路５２０方向に接続・積層されて形成されている。
本実施例１の場合は、偏向電極基板５１０上の金から成るグランド層５０６と遮蔽電極基板５１１，５１１上の金から成る電極バンプが接合されることで、各電極基板が電気的且つ機械的に接続されている。
次に、偏向器５００の動作について説明する。
荷電粒子線が、第１の偏向電極５０１ａと第２の偏向電極５０１ｂ間を通過するように照射された時を考える、第１及び第２の偏向電極５０１ａ、５０１ｂ に接地電位の信号を印加した場合には、両電極間を通過する荷電粒子線は軌道を変えることなく通過する。
一方、第１及び第２の偏向電極５０１ａ、５０１ｂに正負の電位の信号を同時に印加した場合には、両電極間に偏向電界が発生し、荷電粒子線を所望の方向に偏向することが出来る。
【００１４】
次に、本発明の実施例１の偏向器５００の作製方法について図７（ａ）〜（ｋ）を用いて説明する。
なお、偏向器５００は主に半導体プロセスを用いて作製されるため、偏向器５００をマトリックス状に配置したマスクパターンを使用すれば、同様のプロセスにて偏向器アレイが作製できる。
先ず、本実施例１の偏向器５００を構成する偏向電極５０１の作製方法を、図７（ａ）〜（ｅ）を参照にして説明する。
（１）偏向電極基板５１０を用意する。偏向電極基板５１０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。（図７（ａ））
次に、熱酸化法を用いて、偏向電極基板５１０の表裏面に膜厚１．５μｍの二酸化シリコン層を形成する（不図示）。偏向電極基板５１０の表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ーを行い、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、二酸化シリコンをエッチングする。その後、レジストを除去する（不図示）。
（２）二酸化シリコン層をマスクとして、シリコンである偏向電極基板５１０に誘導結合型プラズマ及びＢＯＳＣＨプロセスを用いた反応性イオンエッチングを行い、開口５１７ａを形成する。この開口５１７ａが第１の偏向電極５０１ａ及び第２の偏向電極５０１ｂのモールドとなる。
その後、マスクである二酸化シリコン層をバッファードフッ酸を用いて、除去する（不図示）。
その後、熱酸化法を用いて、偏向電極基板５１０の表裏面及び開口５１７ａの側壁に膜厚１．５μｍの二酸化シリコン層を成膜する。
さらにＬＰＣＶＤ法を用いて、０．５ｕｍの窒化シリコン層を同様に成膜し、２ｕｍの厚さの絶縁層５０５を形成する（図３（ｂ））。
（３）ＣＶＤや電気めっき法を用いて、開口５１６内部に銅の埋め込み成膜を行い、偏向電極基板５１０の表裏面に銅を突出させる。（不図示）。
次に、偏向電極基板５１０の表裏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７（ｃ））。
（４）偏向電極基板５１０の表面に対して、電圧印加手段５０４ａ、５０４ｂ及びグランド層５０６となる金属層として、チタン/金をそれぞれ５０ｎｍ／２００ｎｍの厚さで連続蒸着する。
その後。金属層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ーを行い、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/金をエッチングし、電圧印加手段５０４ａ、５０４ｂ及びグランド層５０６を形成する。その後、レジストを除去する（不図示）。
同様に、偏向電極基板５１０の裏面に対して、グランド層５０６となる金属層としてチタン/金をそれぞれ５０ｎｍ／２００ｎｍの厚さで連続蒸着し、その後反応性イオンエッチングを行い、チタン/金をエッチングし、グランド層５０６を形成する。（図７（ｄ））。
（５）絶縁層５０５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ーを行い、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、絶縁層５０５に開口５１７を形成する。
次に、誘導結合型プラズマ及びＢＯＳＣＨプロセスを用いた反応性イオンエッチングを用いて、シリコンから成る偏向電極基板５１０をエッチングし底面の絶縁層５０５を露出させ、開口５１７を形成する。
次に、バッファードフッ酸及びＣＦ４を用いたケミカルドライエッチングを行ない、開口内の二酸化シリコンと窒化シリコンから成る絶縁層５０５を除去し、開口５１７内部に第１の偏向電極５０１ａ及び第２の偏向電極５０１ｂを露出させる。その後、レジストを除去し、偏向電極基板５０１が完成する（図7(e)）。
【００１５】
次に、本発明の実施例１の偏向器５００を構成する遮蔽電極基板５１１の作製方法を図７（ｆ）〜（ｊ）を参照して説明する。
（１）基となる遮蔽電極基板５１１を用意する。遮蔽電極基板５１１はシリコンより成り、厚さは例えば２００μｍのものを用いる。
次に、熱酸化法を用いて、遮蔽電極基板５１１の表裏面に膜厚０．１μｍの二酸化シリコンから成るバリア膜５１３を形成する。（不図示） バリア膜５１３は母材シリコンと、遮蔽電極５０２表面の電圧印加層５２１となる金属層との間を電気的に絶縁する役割を果たす。
次に、バリア膜５１３表面に対して、シード層５１２となる金属層としてチタン/パラジウムをそれぞれ５０ｎｍ／５００ｎｍの厚さで連続蒸着し、その後、ＡＺＰ４３３０（クラリアントジャパン製）を３μｍの厚さで塗布して、フォトリソグラフィーを行い、レジストマスクを形成し、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、シード層５１２のチタン/パラジウムをエッチングし、その後レジストを除去する。シード層５１２はエッチングによってできた隙間により、電圧印加層５２１、接地電位層５２２、電極バンプ５０７の定着層５２３に分離され、それぞれの間は電気的に絶縁されている。（図７（ｆ））
次に、シード層５１２表面に、ノボラック系のレジストであるＡＺＰ４９０３（クラリアントジャパン製）を１５μｍの厚さで塗布して、フォトリソグラフィーを行い、電極バンプ５０７の型となるレジストモールドを形成する（不図示）。
次に、シード層５１２をシード電極として、電気めっきにより、１５μｍ厚さの電極バンプ５０７を形成する。その後レジストを除去する（図７（ｇ））。
（２）次に、基板両面にノボラック系のレジストであるＡＺＰ４９０３（クラリアントジャパン製）を２２μｍの厚さで塗布して、フォトリソグラフィーを行い、４０μｍφの開口から成るレジストパターン５１４を形成する。
次に、レジストパターン５１４をマスクとして、遮蔽電極基板５１１の両面に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、ＳｉＯ２バリア層５１３に開口を形成する。
その後、誘導結合型プラズマ及びＢＯＳＣＨプロセスを用いた反応性イオンエッチングを行い、遮蔽電極基板５１１であるシリコンをエッチングし、荷電粒子線の通過用の開口５１８を形成する。（図７（ｈ））。
（３）レジストパターン５１４を除去した後、ＡＺＰ４３３０（クラリアントジャパン製）を３μｍの厚さで塗布して、フォトリソグラフィーを行い、電極バンプ５０７の部分を保護するレジストパターン５１５を形成する。
次に、裏面からシード層となる金属層としてクロム/パラジウムを１００／５００ｎｍの厚さで連続蒸着する。
その後、無電解メッキ法によりＰｄを１．５μｍの厚さで形成する。このとき、裏面および荷電粒子線通過用開口５１８側壁の金属層は、荷電粒子線の通過用の開口５１８上端において接地電位層５２２となるシード層５１２と接して接地電位層５２２の一部となる。
その後レジストパターン５１５を除去し、遮蔽電極基板５０２ａが完成する（図７（ｊ））。
【００１６】
次に、本発明の実施例１の偏向器５００の作製方法の最終工程にあたる基板接続工程について説明する。
上述の作製方法にて作製した、偏向電極基板５０１と遮蔽電極基板５１１を１枚ずつ用意し、市販の表面活性化ウエハボンダーに、電極バンプ５０７と偏向電極基板５０１上面とが向かい合う向きで装填する。
次に、各基板上のアライメントマーク(不図示)の画像処理により、荷電粒子線の光路５２０上に、偏向電極基板５０１の荷電粒子線が通過する開口５１７と遮蔽電極基板５１１の荷電粒子線が通過する開口５１８が配置されるように位置合わせを行う。なお、市販のウエハボンダーによれば、装置仕様で±２ｕｍ、実質±１ｕｍ以内の実装精度にて位置合わせをおこなうことが出来る。
次に、Ａｒプラズマにて両基板のグランド層５０６、電極バンプ５０７の表面を洗浄・活性化後、直ちに光路５２０方向に、圧力換算で約４２０ＭＰａの荷重を加えて電極バンプ５０７を塑性変形させ、グランド層５０６と電極バンプ５０７の表面を物理的に接合し、偏向電極基板５０１と遮蔽電極基板５１１を機械的かつ電気的に接続する。同様に、偏向電極基板５０１下面にも同様に遮蔽電極基板５１１を接続・積層し、偏向器５００が完成する。
【実施例２】
【００１７】
次に、図２の要部概略図を参照して、本発明の実施例２の荷電粒子線露光装置を説明する。
本発明の実施例２の荷電粒子線露光装置は、本発明の実施例１の荷電粒子線の偏向器アレイをブランカーアレイとして用いたものである。
なお、荷電粒子線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３において、マルチソースモジュール１は、複数の電子源像を形成し、その電子源像から荷電粒子線を放射する装置で、３ｘ３に配列されていて、その詳細については後述する。
磁界レンズアレイ２１、２２、２３，２４は、３ｘ３に配列された同一形状の開孔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によって励磁する。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。
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。一つのマルチソースモジュール１からの荷電粒子線がウエハ４に照射するまでに、その荷電粒子線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２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。
主偏向器３は、マルチソースモジュール１からの複数の荷電粒子線を偏向させて、複数の電子源像をウエハ４上でＸ，Ｙ方向に変位させる装置である。
ステージ５は、ウエハ４を載置し、光路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装置であって、ステージ基準板６が固設される。
反射電子検出器７は、荷電粒子線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装置である。
【００１８】
次に、図３は、ひとつのカラムの詳細図で、同図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の照射される荷電粒子線の光学特性の調整機能について説明する。
電子源１０１は、電子銃からなりクロスオーバ像を形成する装置である。この電子源１０１から放射される荷電粒子線は、コンデンサーレンズ１０２によって略平行な荷電粒子線１０１ａとなる。本実施例２を構成するコンデンサーレンズ１０２は、３枚の開口電極から成る静電レンズである。アパーチャアレイ１０３は、開孔が２次元配列して形成され、レンズアレイ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、偏向器アレイ１０５，１０６は、個別に駆動可能な静電の８極偏向器が２次元配列して形成され、ブランカーアレイ１０７は、個別に駆動可能な静電のブランカーが２次元配列して形成されたものである。
本発明の実施例１において説明した偏向器アレイはブランカーアレイとして用いられる。
【００１９】
次に、図４を用いて各機能を説明する。
コンデンサーレンズ１０２からの略平行な荷電粒子線は、アパーチャアレイ１０３によって複数の荷電粒子線に分割される。分割された荷電粒子線は、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１０１ｂを形成する。
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１０１ｂの位置（光路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で偏向された荷電粒子線は、図３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で偏向されない荷電粒子線は、図３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。
図３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、倍率は、ブランカーアレイ上の各中間像の位置を調整できる偏向器アレイ１０４、１０５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（静電若しくは磁界レンズ）１０８、１０９で調整できる。
【００２０】
次に、図５を参照して本発明の実施例２の荷電粒子線露光装置のシステム構成を説明する。
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１０４、１０５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）と同じ数だけ装備される。
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、荷電粒子線露光装置全体を管理する。
【実施例３】
【００２１】
次に、本発明の実施例３として、本発明の実施例２の荷電粒子線露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。
図１０は半導体デバイスの全体的な製造プロセス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、上記露光制御データが入力された露光装置とウエハを用い、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。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）等の組み立て工程を含む。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、ステップ７でこれを出荷する。
上記ステップ４のウエハプロセスは以下のステップを有する。ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するＣＶＤステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上記の露光装置によって回路パターンをレジスト処理ステップ後のウエハに焼付け露光する露光ステップ、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト剥離ステップ。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を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１の偏向器の構成図である。
【図２】本発明の実施例１の偏向器を有する本発明の実施例２の荷電粒子線露光装置の要部概略図である。
【図３】本発明の実施例１の偏向器を有する本発明の実施例２の荷電粒子線露光装置を構成するカラム毎の電子光学系の構成図である。
【図４】本発明の実施例１の偏向器を有する本発明の実施例２の荷電粒子線露光装置を構成するマルチソースモジュールの機能の説明図である。
【図５】本発明の実施例１の偏向器を有する本発明の実施例２の荷電粒子線露光装置のシステム構成の説明図である。
【図６】本発明の実施例１の偏向器の構成図である。
【図７】本発明の実施例１の偏向器の作製方法の説明図である。
【図８】本発明の実施例１の偏向器の効果の説明図である。
【図９】従来例の構成図である。
【図１０】本発明の実施例２の荷電粒子線露光装置を用いた本発明の実施例３のデバイス製造方法の半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフロー図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  マルチソースモジュール
２１，２２，２３，２４  磁界レンズアレイ
３  主偏向器  ４  ウエハ
５  ステージ  ６  ステージ基準板
１０１  電子源  １０２  コンデンサーレンズ  １０３  アパーチャアレイ
１０４  レンズアレイ  １０５、1０６  偏向器アレイ
１０７  ブランカーアレイ
１０８、１０９  ダイナミックフォーカスレンズ
４１  ブランカーアレイ制御回路
４２  偏向器アレイ制御回路  ４３  Ｄ＿ＦＯＣＵＳ制御回路
４４  主偏向制御回路  ４５  反射電子検出回路
４６  磁界レンズアレイ制御回路  ４７  ステージ駆動制御回路
４８  主制御系  ５１  開口 ５２  第1ブランキング電極
５３  第２ブランキング電極 ５００  偏向器
５０１  偏向電極   ５０２  遮蔽電極
５０４ａ，５０４ｂ  電圧印加手段
５０５  絶縁層  ５０６  グランド層
５０７  電極バンプ   ５１０  偏向電極基板
５１１  遮蔽電極基板
５１２  シード層 ５１３  開口
５１４  レジスト ５１５  レジスト
５１７、５１８  開口
５２０  光路  ５２１  電圧印加層
５２２  接地電位層 ５２３  定着層
５２５  等電位面 ６００  偏向器アレイ
６０１  偏向器基板 ６０２ａ， ６０２ｂ シールド電極基板
６０３ａ， ６０３ｂ スペーサ ６０５ａ〜６０５ｄ 溝
６０６  中心部 ６０７  絶縁層
６０８  シールド電極 ６０９  開口
７０４  パッド ７０７ａ， ７０７ｂ  配線
７０６  偏向部   ＥＳ  電子源
ＭＬＡ  磁界レンズアレイ   ＭＬ  磁界レンズ
ＭＤ  磁性体円板   ＣＣ  共通コイル
【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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