(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電ビームを通過させる複数の開口を各々有する上部電極基板、レンズ基板および下部電極基板を、前記荷電ビームの通過方向に重ねてなる静電レンズであって、
前記レンズ基板は、前記複数の開口の周りにそれぞれ配置された複数の電極と、前記複数の開口の内壁部にそれぞれ配置された、前記上部電極基板および前記下部電極基板の抵抗値よりも高い抵抗値を持つ複数の高抵抗体と、を備えることを特徴とする静電レンズ。
【請求項２】
前記レンズ基板は、２枚または４枚の絶縁体基板を前記荷電ビームの通過方向に積層してなるものであり、前記電極および前記電極の配線は、前記２枚または４枚の絶縁体基板の間に設けられ、前記高抵抗体は、前記開口の内壁部を覆う高抵抗体層として設けられていることを特徴とする請求項１に記載の静電レンズ。
【請求項３】
前記荷電ビームは、単一の電子源から放射され、コンデンサレンズでコリメートされた後、複数に分割された電子ビームであり、前記レンズ基板に備えられた前記複数の電極は、それぞれ独立に制御されることを特徴とする請求項１または２に記載の静電レンズ。
【請求項４】
前記静電レンズは、前記荷電ビームの通過方向に垂直な面内に前記複数の開口を備えており、前記複数の開口は、面心構造状に配列していることを特徴とする請求項１または２に記載の静電レンズ。
【請求項５】
前記上部電極基板および前記下部電極基板の前記荷電ビームの通過方向における厚さは、前記レンズ基板に備えられた前記複数の開口間でのクロストークの影響を抑えるように設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の静電レンズ。
【請求項６】
前記高抵抗体の抵抗値は、前記荷電ビームの通過方向に沿って異なることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の静電レンズ。
【請求項７】
前記高抵抗体の抵抗値の微係数は、前記荷電ビームの通過方向に沿って正であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の静電レンズ。
【請求項８】
前記レンズ基板は、前記荷電ビームの通過方向に少なくとも２つの電極を備えており、前記少なくとも２つの電極には、それぞれ任意の電位が印加されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の静電レンズ。
【請求項９】
前記少なくとも２つの電極に印加される電圧の勾配の微係数は、前記荷電ビームの通過方向に沿って、前記静電レンズが加速レンズ系の場合は正、前記静電レンズが減速レンズ系の場合は負であることを特徴とする請求項８に記載の静電レンズ。
【請求項１０】
温度制御可能な冷却手段を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の静電レンズ。
【請求項１１】
前記高抵抗体の比抵抗値は、１０６Ωｃｍ〜１０９Ωｃｍの範囲にあることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の静電レンズ。
【請求項１２】
前記高抵抗体は、炭化珪素、窒素化合物、または、クラフトガラスのいずれかを含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の静電レンズ。
【請求項１３】
電子ビームを用いてパターニングを行なう電子ビーム描画装置であって、
電子源と、前記電子ビームを通過させる複数の開口を各々有する上部電極基板、レンズ基板および下部電極基板を、前記電子ビームの通過方向に重ねてなり、前記レンズ基板は、前記複数の開口の周りにそれぞれ配置された複数の電極と、前記複数の開口の内壁部にそれぞれ配置された、前記上部電極基板および前記下部電極基板の抵抗値よりも高い抵抗値を持つ複数の高抵抗体と、を備えた静電レンズと、を具備することを特徴とする電子ビーム描画装置。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の静電レンズを具備することを特徴とする荷電ビーム応用装置。
【請求項１５】
請求項１３に記載の電子ビーム描画装置を用いて、基板にパターニングを行なう工程と、前記基板を現像する工程と、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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子、イオン等の荷電ビームに用いる静電レンズおよびそれを用いた電子ビーム描画装置と荷電ビーム応用装置ならびにこれらを用いたデバイス製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＬＳＩのパターンの微細化が進み、例えばＤＲＡＭの世界では、６４Ｍの開発以降も２５６Ｍ、１Ｇ、４Ｇとデバイスの集積化計画が進められている。その中で、露光技術は、微細加工技術の中の極めて重要な技術とされており、特に電子ビーム描画技術は０．１μｍ以下の微細加工が可能であることから、将来の露光手段の１つとして期待されている。
【０００３】
従来用いられてきた電子ビーム描画装置は、ガウシアンビーム方式や可変成形ビーム方式といった単一ビームによる描画方式であり、生産性が低いことから、マスク描画、超ＬＳＩの研究開発、および少量生産のＡＳＩＣデバイスヘの応用分野に用いられてきた。
【０００４】
最近、電子ビーム技術の研究開発が進み、生産性を向上させ、ＤＲＡＭ等のメモリデバイスの生産に用いることができる電子ビーム描画装置の方式として、複数の電子ビームを用いて描画速度を向上させる新しいマルチビーム描画方式が提案され、研究が進められている。このマルチビーム描画方式で半導体のデバイス生産に要求される３０〜４０枚／時以上のスループットを得るためには、マルチビームのビーム本数が数百本以上のビームが必要となることから、電子レンズを小型化して高い配列密度のマルチレンズを形成する技術が重要となっている。
【０００５】
図６（１）は、シリコン半導体プロセスを用いて作製した代表的な微小レンズの例（Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｂ１２（６），１９９４，３４２５“Ｈｉｇｈ  ａｓｐｅｃｔ  ｒａｔｉｏ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｍｕｌｔｉ−ｌａｙｅｒ  ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ，Ｋ．Ｙ．Ｌｅｅ，Ｓ．Ａ．Ｒｉｓｈｔｏｎ．＆  Ｔ．Ｈ．Ｐ．Ｃｈａｎｇ）であり、Ｓｉ基板にレンズ開口９を有する電極基板５１〜５３とパイレックスガラス５４および５５とをそれぞれ陽極酸化接合法により接着して静電レンズを形成している。図６（２）は、このような方法で作られたＳｉ基板６１〜６３とパイレックスガラス６４および６５を用いて作製したマルチレンズの例を示している。半導体プロセスを用いてこれらの静電レンズを作成することは、微細化および形状精度と配列精度の点で有効な方法とされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種の静電レンズにあっては、次のような問題がある。すなわち、図６の従来の静電レンズは、電極間のスペーサに絶縁体を用いており、電子ビームが通過するビーム軸１１からレンズ周辺の絶縁体を直視する形状となっている。したがって、荷電ビームは、レンズ開口内に散乱してきた電子やイオンの電荷による絶縁体側壁のチャージアップの影響を受けやすいため、静電レンズ内の軸上電位が不安定となり、ビーム位置ドリフトやレンズ集束特性の劣化の原因となっている。さらに、静電レンズの配列間隔を狭くしてマルチレンズを形成した場合、電極や配線による電界の相互干渉（クロストーク）が発生するといった問題がある。
【０００７】
静電レンズのチャージアップ現象を防止する従来の方法は、図７に示すように電極７１〜７３を曲げることによって、ビーム軸１１から絶縁体７４および７５を直視しない構造にするものである。この方法は静電レンズのチャージアップを防止するだけでなく、クロストークを防止する有効な方法でもあるが、電極形状が複雑になるため、マルチレンズを小型化して集積度を向上することが難しい。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑み、ビーム位置安定性やレンズ集束特性に優れ、かつレンズ相互間のクロストークの影響の無い小型で集積度の高いマルチレンズ型の静電レンズを提供するとともに、これを用いた生産性の高い電子ビーム描画装置および荷電ビーム応用装置ならびにこれらを用いたデバイス製造方法を提供することを課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の第１の静電レンズは、荷電ビームを通過させる複数の開口を各々有する上部電極基板、レンズ基板および下部電極基板を、前記荷電ビームの通過方向に重ねてなる静電レンズであって、前記レンズ基板は、前記複数の開口の周りにそれぞれ配置された複数の電極と、前記複数の開口の内壁部にそれぞれ配置された、前記上部電極基板および前記下部電極基板の抵抗値よりも高い抵抗値を持つ複数の高抵抗体と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
第２の静電レンズは、第１の静電レンズにおいて、前記レンズ基板は、２枚または４枚の絶縁体基板を前記荷電ビームの通過方向に積層してなるものであり、前記電極および前記電極の配線は、前記２枚または４枚の絶縁体基板の間に設けられ、前記高抵抗体は、前記開口の内壁部を覆う高抵抗体層として設けられていることを特徴とする。
【００１１】
第３の静電レンズは、前記荷電ビームは、単一の電子源から放射され、コンデンサレンズでコリメートされた後、複数に分割された電子ビームであり、前記レンズ基板に備えられた前記複数の電極は、それぞれ独立に制御されることを特徴とする。
【００１２】
第４の静電レンズは、第１または第２の静電レンズにおいて、前記静電レンズは、前記荷電ビームの通過方向に垂直な面内に前記複数の開口を備えており、前記複数の開口は、面心構造状に配列していることを特徴とする。
【００１３】
第５の静電レンズは、前記上部電極基板および前記下部電極基板の前記荷電ビームの通過方向における厚さは、前記レンズ基板に備えられた前記複数の開口間でのクロストークの影響を抑えるように設定されていることを特徴とする。
【００１４】
第６の静電レンズは、第１〜第５のいずれか１項の静電レンズにおいて、前記高抵抗体の抵抗値は、前記荷電ビームの通過方向に沿って異なることを特徴とする。
【００１５】
第７の静電レンズは、第１〜第６のいずれか１項の静電レンズにおいて、前記高抵抗体の抵抗値の微係数は、前記荷電ビームの通過方向に沿って正であることを特徴とする。
【００１６】
第８の静電レンズは、第１〜第７のいずれか１項の静電レンズにおいて、前記レンズ基板は、前記荷電ビームの通過方向に少なくとも２つの電極を備えており、前記少なくとも２つの電極には、それぞれ任意の電位が印加されることを特徴とする。
【００１７】
第９の静電レンズは、第８の静電レンズにおいて、前記少なくとも２つの電極に印加される電圧の勾配の微係数は、前記荷電ビームの通過方向に沿って、前記静電レンズが加速レンズ系の場合は正、前記静電レンズが減速レンズ系の場合は負であることを特徴とする。
【００１８】
第１０の静電レンズは、第１〜第９のいずれか１項の静電レンズにおいて、温度制御可能な冷却手段を備えることを特徴とする。
【００１９】
第１１の静電レンズは、第１〜第１０のいずれか１項の静電レンズにおいて、前記高抵抗体の比抵抗値は、１０６Ωｃｍ〜１０９Ωｃｍの範囲にあることを特徴とする。
【００２０】
そして、第１２の静電レンズは、第１〜第１１のいずれか１項の静電レンズにおいて、前記高抵抗体は、炭化珪素、窒素化合物、または、クラフトガラスのいずれかを含むことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の電子ビーム描画装置は、電子ビームを用いてパターニングを行なう電子ビーム描画装置であって、電子源と、前記電子ビームを通過させる複数の開口を各々有する上部電極基板、レンズ基板および下部電極基板を、前記電子ビームの通過方向に重ねてなり、前記レンズ基板は、前記複数の開口の周りにそれぞれ配置された複数の電極と、前記複数の開口の内壁部にそれぞれ配置された、前記上部電極基板および前記下部電極基板の抵抗値よりも高い抵抗値を持つ複数の高抵抗体と、を備えた静電レンズと、を具備することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の荷電ビーム応用装置は、第１〜第１２のいずれか１項の静電レンズを具備することを特徴とする。
【００２３】
そして、本発明のデバイス製造方法は、請求項１３に記載の電子ビーム描画装置を用いて、基板にパターニングを行なう工程と、前記基板を現像する工程と、を具備することを特徴とする。
【００２４】
これら本発明の構成において、レンズ開口の内壁を電極およびこれに接合した高抵抗部分により形成し、電極とは反対側において高抵抗部分に接合した低抵抗部分を設けたため、散乱ビームが内壁に入射しても、高抵抗部分を経て電荷が逃げるので、レンズ開口内でのチャージアップが簡単な構成で防止される。また、高抵抗部分のシールド作用により、隣接する静電レンズの電界間のクロストークも防止される。したがって、静電レンズの集積度も向上し、デバイス製造における生産性も向上することになる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
荷電ビームの位置安定性とレンズ集束特性に優れ、かつレンズ相互間のクロストークが極めて少ない、本発明に従った静電型のマルチレンズとその応用方法について以下に説明する。
【００２６】
（レンズの基本構造について）
図１は、本発明に従った静電レンズである抵抗体電極レンズ１のレンズ電極構造を示す図である。この静電レンズは、２枚の高抵抗体電極基板２および３からなるレンズ基板１０、上部電極基板７、ならびに下部電極基板８で構成されている。それぞれの電極基板には、荷電ビームが通過するビーム軸１１の位置にレンズ開口９が形成されている。高抵抗体電極基板２および３には、絶縁体４からなる基板上にレンズ開口９が形成され、その内壁は、高抵抗材料からなる高抵抗体層５で覆われている。高抵抗体層５は絶縁体４の基板の上に形成された配線電極６と電気的に接続されている。高抵抗体電極基板２および３は互いに接合してレンズ電極基板１０を形成している。その上下に、低抵抗体からなる上部電極基板７と下部電極基板８がそれぞれ接合されている。
【００２７】
図４（１）は、図１に示した抵抗体電極レンズ１の１つのレンズの断面を抽出して示す。レンズ開口９内の電界強度分布は、レンズ制御電源４１で与えられた配線電極６の電位と、上部電極基板７および下部電極基板８の接地電位との間で発生する高抵抗体層５の電位とによって形成される。図４（１）から分かるように、レンズ内を通過する荷電ビームのビーム軸１１は、周囲が高抵抗体と低抵抗体で囲まれているため、仮に散乱ビームがレンズ内の側壁に入射しても高抵抗体層５を通して電荷が逃げるので、レンズ内でのチャージアップ現象を防ぐことができる。したがって、荷電ビームの位置不安定性やレンズ集束特性の劣化を防ぐことができる。
【００２８】
また、抵抗体電極レンズ１のレンズ開口内の高抵抗体層５は、隣接する電極の電界の影響をシールドする作用があるため、マルチレンズの隣接したレンズ電界のクロストークの影響を防ぐことができる。
【００２９】
さらに、図１に示されるように、レンズ電極基板１０の上下に設けた低抵抗体材料からなる上部電極基板７と下部電極基板８は、レンズ開口９からレンズ外部に広がる電界分布によるレンズ相互間のクロストークの影響を抑えるために設けられている。上部電極基板７と下部電極基板８の厚さをＴ、レンズ開口９の直径をＤとするとＴ≧０．３Ｄに設定することによって、近接するレンズ開口９間のクロストークを防ぐことができる。
【００３０】
次に、レンズ形状の特徴について説明する。抵抗体電極レンズ１の構造は、単純な円筒形状であり、従来の図７に示すような複雑なシールド電極が無いことから、レンズ開口９の有効面積を広くとることができる。このことは、レンズ開口９内の電界分布の均一性が増して、静電レンズのレンズ収差を低収差にすることができるだけでなく、電極形状の機械的要求精度を緩和させることができることを意味する。
【００３１】
図２は、抵抗体電極レンズ１のレンズ配列を高集積化した例を示す。従来の静電レンズでは、シールド電極のためにレンズ開口を接近させることができないため、図２のＸ１、Ｘ２およびＸ３とＹ１、Ｙ２およびＹ３との交点にレンズを配置していた。これに対し、本発明の抵抗体電極レンズ１では、シールド電極がないため、Ｘ１’およびＸ２’とＹ１’およびＹ２’との交点上にも静電レンズを配置することができる。この配列は面心構造をしており、従来の静電レンズを用いた場合に較べ、配列密度を２倍以上に向上させることができる。
【００３２】
（軸上電界分布の最適化について）
抵抗体電極レンズ１の他の特徴は、レンズ開口９内の高抵抗体層５の抵抗値をビーム軸の方向に沿って変えることによって、軸上電界分布が任意に決められる点であり、これにより、静電レンズの集束特性に適合した電界分布を形成することができる。
【００３３】
図５は、図４（１）に示す抵抗体電極レンズの高抵抗体層５の抵抗値を変える場合において一定の焦点距離を得るのに必要な高抵抗体層５の表面電位を示す。この例では、レンズ開口９の直径を１６０μｍ、高抵抗体電極基板２および３それぞれの厚さを３００μｍ、上部および下部電極板７および８それぞれの基板厚さを１００μｍとし、静電レンズを減速系とした場合の特性を示している。図５中のラインａ〜ｃは、５０ＫｅＶの電子ビームが焦点距離１ｍとなるための３種類の抵抗値分布に対する高抵抗体層５の位置と表面電位を示している。ラインａは高抵抗体層５の抵抗値をビーム軸に対して一定としたケースである。ラインｂおよびｃは、高抵抗体層５の抵抗値をビーム軸に沿って２分割した場合の例である。ラインｂはビームの入射および出射側の抵抗値をレンズ中心の配線層側より約２倍大きな抵抗値にしたケースであり、ラインｃはその逆に、配線層側の抵抗値を約１／２にしたケースである。それぞれのビーム集束特性の結果は、ラインａのケースが０．１６μｍ、ラインｂのケースが０．１４μｍ、ラインｃのケースが０．２３μｍであり、ここでは、ラインｂの抵抗値分布が作るレンズ電界が最も優れた値を示している。
【００３４】
これは、静電レンズの入・出射側の電位勾配を高めることによって、軸上の電位勾配が滑らかとなった結果であり、レンズ収差の中でも、特に、球面収差系成分の改善効果が見られる。ここでは、高抵抗体層５の抵抗値をビーム軸に沿って２分割にしたが、多分割にしても、あるいは連続的に変化させても同様の効果を得ることができる。一般的には、抵抗値の微係数が正となるように高抵抗体層５を形成することによって、静電レンズの集束特性を向上させることができる。
【００３５】
軸上電界分布を調節する他の例として、高抵抗体電極基板をさらに多段構造として、各段の配線電極に対して、レンズ特性に適合した電圧を印加する方法がある。図４（２）は、４枚の高抵抗体電極基板４ａ〜４ｄを用いた例であり、単一レンズを抽出して示している。この例では、各段の配線電極に印加される電位をレンズ制御電源４１ａ〜４１ｃで調整することにより、レンズ開口９内の電界分布を最適化することができる。
【００３６】
（温度制御について）
本発明の抵抗体電極レンズ１は、高抵抗体層５の両端に電圧を印加してレンズ開口９内に電界を形成するものであり、高抵抗体層５には常時一定の微小電流を流して使用する。したがって、レンズの冷却と温度制御を行うことによって、高抵抗体層５の発熱による温度上昇を防ぐことで、抵抗体電極レンズ１を安定に動作させることができる。
【００３７】
図３は、抵抗体電極レンズ１の冷却方法を示す。抵抗体電極レンズ１は、その周りを囲む冷却板３３、冷却板３３に一端が接続した冷却棒３４、冷却板３３上に設けられた温度センサ３５、および冷却棒３４の他端が接続した温度制御ユニット３６を備え、抵抗体電極レンズ１が一定の温度に保たれるように構成されている。特に、冷却板３３は熱伝導性の高い上部電極基板と下部電極基板を熱接触させることによって温度一様性を増し、冷却効率を上げることができる。レンズ発熱の条件は、使用する高抵抗材料の抵抗値やレンズの形状、レンズ電圧等の条件によって決まる。例えば、図１に示される高抵抗体層５として比抵抗１０8 Ωｃｍのものを使用した場合、高抵抗体電極基板２の厚さを５００μｍ、レンズ開口９の径を１００μｍ、高抵抗体層５の膜の厚さを０．２μｍ、マルチレンズの配列数を５０００本とし、配線電極６への印加電圧を１０００Ｖとすると、抵抗体電極レンズに約０．６Ｗの熱量が発生する。
【００３８】
抵抗値の下限は、この例のマルチレンズの最大発熱量で１００Ｗとしており、比抵抗が約１０6 Ωｃｍ以上に相当する。抵抗値の上限は、高抵抗体層５の表面が散乱ビーム等によって生ずるチャージアップを回避して、レンズ内を通過する荷電ビームのレンズ特性に影響を及ぼさないような値である必要があり、抵抗値が約１０9 Ωｃｍ以下の高抵抗材料を使用することができる。
【００３９】
（構成材料について）
図１の高抵抗体電極基板２を構成する材料としては、絶縁体としての各種セラミック（ＡｉＮ、ＳｉＣ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＢｅＯ）やガラス材料を用いることができる。高抵抗体層５は、炭化珪素、窒素化合物等を含む材料をスパッタリング蒸着することにより、２０ｎｍ〜１０００ｎｍ厚の均一性の良い高抵抗膜として形成することができる。
【００４０】
高抵抗体層５を形成する他の方法としては、チャンネルプレート材料として使われているクラットガラスを用いる方法がある。この材料によれば、水素含有雰囲気中で加熱して還元金属鉛を析出することによって、チャンネルに相当するレンズ開口９の内壁の抵抗値を制御して形成することができる。
【００４１】
配線電極６の材料としては、Ｗ、Ｔａ等の遷移金属や、Ｓｉまたはシリサイド系の材料等を使うことができる。
【００４２】
上部および下部電極基板７および８の材料としては、低抵抗体材料を用いており、ここでは、金属基板や不純物ドープしたＳｉ基板を用いることができる。
【００４３】
（応用装置について）
図８〜図１０はマルチビーム描画方式の幾つかの応用例を示す。図８は１つの電子源を用いたマルチビーム方式の例を示す。この例は、単一の電子源８１から放射した電子ビーム８８をコンデンサレンズ８２でコリメートした後、後段のマルチアパーチャ兼ブランカ８３で複数のビームに分割し、そのビームをマルチレンズ８４を用いてウエハ８６上の所定の位置に集束させると同時に、ステージ８７と偏向器８５を同期走査することにより、描画を行うものである。本発明の抵抗体電極レンズは単位面積当たりに集積化して配置できることから、これを適用したマルチレンズ８４は、電子銃から放射する比較的放射角の狭い領域のビームを用いることで、特性の揃った電子ビームを利用することができる。したがって、照射ビームの一様性を高め、照射電流密度を増大させることができる。
【００４４】
図９は、マルチ電子源を用いたマルチビームによる描画方式の例を示す。この例では、電子源９１から放射した電子ビーム８８は、マルチアパーチャ９２とブランカ９３を通過した後、マルチレンズ８４で集束されてウエハ８６上に照射される。その際、ステージ８７の走査とブランカ９３が同期して描画が行われる。この方式における電子ビーム８８の集積度は、マルチ電子源９１のサイズよりもむしろ静電レンズのサイズで決まることから、本発明の抵抗体電極レンズをマルチレンズ８４に適用することによって、ビーム集積度の高い生産性の優れた電子ビーム描画装置が可能となる。
【００４５】
図１０は、特開平９−２４５７０８号公報に記載されているような補正光学系を用いたマルチビーム方式の例を示す。この例では、単一の電子源１０１から放射した電子ビーム８８は、コンデンサレンズ１０２でコリメートされ、アパーチャ兼ブランカ１０３で電子ビームを複数のビームに分割された後、縮小レンズ１０５のレンズ収差を補正する収差補正用のマルチレンズ１０４を経てから縮小電子光学系１０５で縮小され、ウエハ８６上に照射される。この方式によれば、縮小電子光学系１０５の光軸に直交する方向に光源の中間像を複数形成し、各中間像が縮小電子光学系１０５によってウエハ８６上に縮小投影される際に発生する収差、特に、像面湾曲収差等を予め補正することができることから、電子光学系の解像度を落とすことなく描画領域を広げて、描画装置の生産性を高めることが出来るが、本発明を適用することによって、描画の有効領域内に、より多くのマルチビームを形成して生産性を更に向上させることができる。
【００４６】
マルチレンズに適用される高抵抗体電極レンズの配線電極の配線は、各マルチビーム方式でのマルチレンズの用途に合わせて行われる。例えば、図８および図９の例では、ウエハ８６表面の湾曲等の高さ補正を兼ねて、レンズパワーがそれぞれ独立に可変できることが望ましい。一方、図１０の例では、像面湾曲の補正を考えれば、ビーム軸中心にレンズパワーが可変であることが望ましい。なお、図１の配線電極６は、１次元方向にレンズパワーが可変である配線例を示している。
【００４７】
本発明の他の応用例としては、電子ビーム顕微鏡や電子ビーム測長等の電子ビーム応用装置に限らず、イオンビーム等の荷電ビーム応用装置への適用もあり、これらの適用においても、装置の小型化や処理速度を向上させることができる。
【００４８】
以上説明したように、本発明に従った抵抗体電極レンズによれば、レンズ開口内の散乱ビームによるチャージアップを防止し、静電レンズのレンズ集束特性を改善し、マルチレンズの相互の電界によるクロストークを防ぎ、そして集積度の高いマルチレンズを実現することができる。また、小型で生産性の高い荷電ビーム応用装置の作製を可能とする。
【００４９】
［デバイスの生産方法］
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、薄膜磁気へッド、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、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。
【００５０】
図１２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。
【００５１】
本実施例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。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、レンズ開口内の散乱ビームによるチャージアップを簡単な構成で防止し、かつ静電レンズ間のクロストークを抑えることができる。したがって、ビーム位置やレンズ特性の安定した集積度の高いマルチレンズ型の静電レンズを提供することができる。また、高抵抗部分の抵抗値を変化させることにより、静電レンズ内の電界分布を調節して、静電レンズの収差特性を向上させることができる。さらに、電極構造が単純であるため、製作工程が簡素化でき、機械的要求精度の緩いマルチレンズが製作可能となるだけでなく、静電レンズを高密度に配列したマルチレンズを作ることができるので、生産性の高い電子ビーム描画装置および荷電ビーム応用装置が実現可能となる。したがって、これらを用いたデバイス製造の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に従った抵抗体電極レンズの構成図である。
【図２】  本発明に従った稠密構造配列を有する抵抗体電極レンズにおける各静電レンズの配列の様子を示す図である。
【図３】  本発明に従った抵抗体電極レンズの熱冷却方法を示す図である。
【図４】  抵抗体電極レンズの動作を説明するための図である。
【図５】  本発明に従った可変抵抗電極による抵抗体電極レンズの特性を示すグラフである。
【図６】  静電レンズの従来例を示す断面図である。
【図７】  シールド電極付きマルチ静電レンズの従来例を示す断面図である。
【図８】  マルチビーム方式の応用例として、１電子源を用いたマルチビーム方式の例を示す断面図である。
【図９】  マルチビーム方式の応用例として、複数の電子源を用いたマルチビーム方式の例を示す断面図である。
【図１０】  マルチビーム方式の応用例として、補正光学系マルチビーム方式の例を示す断面図である。
【図１１】  本発明を適用した電子ビーム露光装置を利用できるデバイス製造方法を示すフローチャートである。
【図１２】  図１１中のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。
【符号の説明】
１：抵抗体電極レンズ、２，３：高抵抗体電極基板、４，４ａ〜４ｄ：絶縁体、５：高抵抗体層、６：配線電極、７：上部電極基板、８：下部電極基板、９：レンズ開口、１０：レンズ電極基板、１１：ビーム軸、３３：冷却板、３４：冷却棒、３５：温度センサ、３６、温度制御ユニット、４１，４１ａ〜４１ｃ：レンズ制御電源、５１〜５３，６１〜６３，７１〜７３：電極基板、５４，５５，６４，６５：パイレックスガラス、８１，９１，１０１：電子源、８２，１０２：コンデンサレンズ、８３，１０３：マルチアパーチャ兼ブランカ、８４，１０４：マルチレンズ、８５：偏向器、８６：ウエハ、８７：ステージ、８８：電子ビーム、９２：マルチアパーチャ、９３：ブランカ、１０５：縮小レンズ。
【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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