JP2001345259A - 電子光学系アレイ、これを用いた荷電粒子線露光装置ならびにデバイス製造方法 - Google Patents
電子光学系アレイ、これを用いた荷電粒子線露光装置ならびにデバイス製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型化、高精度化、信頼性といった各種条件
を高いレベルで実現した電子光学系アレイの提供。 【解決手段】 それぞれに複数の開口が形成され、積層
された上電極、中間電極および下電極と、前記上電極と
前記中間電極の間ならびに前記中間電極と前記下電極の
間で、前記複数の開口のそれぞれに対応して設けられた
シールド電極とを有し、光軸方向から見たとき、前記シ
ールド電極は各々の前記開口の周囲を囲むように配され
ている。
を高いレベルで実現した電子光学系アレイの提供。 【解決手段】 それぞれに複数の開口が形成され、積層
された上電極、中間電極および下電極と、前記上電極と
前記中間電極の間ならびに前記中間電極と前記下電極の
間で、前記複数の開口のそれぞれに対応して設けられた
シールド電極とを有し、光軸方向から見たとき、前記シ
ールド電極は各々の前記開口の周囲を囲むように配され
ている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビーム等の荷
電粒子線を用いた露光装置に使用される電子光学系の技
術分野に属し、特に複数の電子光学系をアレイにした電
子光学系アレイに関するものである。
電粒子線を用いた露光装置に使用される電子光学系の技
術分野に属し、特に複数の電子光学系をアレイにした電
子光学系アレイに関するものである。
【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
しこれはスループットが低く量産用露光機としては課題
が多い。スループットの向上を図るものとして、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。
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
しこれはスループットが低く量産用露光機としては課題
が多い。スループットの向上を図るものとして、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、これに
使用する電子レンズのアレイ数である。電子ビーム露光
装置の内部に配置できる電子レンズのアレイ数によりビ
ーム数が決まり、スループットを決定する大きな要因と
なる。このため電子レンズの性能を高めながら且つ如何
に小型化できるかが、マルチビーム型露光装置の性能向
上のカギのひとつとなる。
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、これに
使用する電子レンズのアレイ数である。電子ビーム露光
装置の内部に配置できる電子レンズのアレイ数によりビ
ーム数が決まり、スループットを決定する大きな要因と
なる。このため電子レンズの性能を高めながら且つ如何
に小型化できるかが、マルチビーム型露光装置の性能向
上のカギのひとつとなる。
【０００４】電子レンズには電磁型と静電型があり、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
く構成が容易であり小型化に有利となる。ここで静電型
の電子レンズ（静電レンズ）の小型化に関する主な従来
技術を以下に示す。
電型は磁界型に比べて、コイルコア等を設ける必要がな
く構成が容易であり小型化に有利となる。ここで静電型
の電子レンズ（静電レンズ）の小型化に関する主な従来
技術を以下に示す。
【０００５】A.D. Feinerman等（J. Vac. Sci. Techno
l. A 10(4), p611, 1992）は、ファイバとＳｉの結晶異
方性エッチングにより作製したV溝を用いたマイクロメ
カニクス技術により、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する。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. V
ac. 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
が複数積層に接合された構造体を開示するもので、高精
度に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。また、Chan
g等（J. Vac. Sci. Technol. B10,2743 (1992)）は、ア
インツェルレンズを有するマイクロカラムを複数配列し
た構成を提案している。
l. A 10(4), p611, 1992）は、ファイバとＳｉの結晶異
方性エッチングにより作製したV溝を用いたマイクロメ
カニクス技術により、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する。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. V
ac. 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
が複数積層に接合された構造体を開示するもので、高精
度に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。また、Chan
g等（J. Vac. Sci. Technol. B10,2743 (1992)）は、ア
インツェルレンズを有するマイクロカラムを複数配列し
た構成を提案している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例において多数の開口電極をアレイ状に配列し、各電
子ビームに異なるレンズ作用を与えようとすると、周囲
の静電レンズ電界の影響で軌道や収差が変化し、各電子
ビームを独立に操作することが困難になる、所謂クロス
トーク問題を生じる可能性がある。
来例において多数の開口電極をアレイ状に配列し、各電
子ビームに異なるレンズ作用を与えようとすると、周囲
の静電レンズ電界の影響で軌道や収差が変化し、各電子
ビームを独立に操作することが困難になる、所謂クロス
トーク問題を生じる可能性がある。
【０００７】このクロストーク問題を図１０を用いて具
体的に説明する。上電極１、中間電極２及び下電極３の
３枚電極でアインツェルレンズを構成している。上電極
１及び下電極３は厚さ10μmであり、径 80μmの開口が
200μmピッチで配されている。中間電極２は厚さ50μm
であり、内径80μmの円筒形状をしており、これが200μ
mピッチで配されている。上電極１と中間電極２、中間
電極２と下電極３の距離は共に100μmである。上電極１
及び下電極３に電位０[V]を、中央列Ｂとその上列Ａの
中間電極２には−１０００[V]を、下列Ｃの中間電極２
には−９５０[V]を印加する。すなわち隣接電極間電位
差は５０[V]である。この場合、上電極１の左方より、
ビーム径40μm、エネルギ 50 keVの電子ビームを中央の
開口に入射すると、電子ビームの下方シフト角Δθ十数
μrad以上となる。電子光学系の設計にも依るが、典型
的な許容値として、シフト角Δθを1μrad以下に設定す
ることが可能であるが、この電極構成ではシフト角はこ
の許容範囲を越えるため、周囲のレンズ電界の影響を受
けて、いわゆるクロストークが発生する。これを解決す
ることが大きな課題である。
体的に説明する。上電極１、中間電極２及び下電極３の
３枚電極でアインツェルレンズを構成している。上電極
１及び下電極３は厚さ10μmであり、径 80μmの開口が
200μmピッチで配されている。中間電極２は厚さ50μm
であり、内径80μmの円筒形状をしており、これが200μ
mピッチで配されている。上電極１と中間電極２、中間
電極２と下電極３の距離は共に100μmである。上電極１
及び下電極３に電位０[V]を、中央列Ｂとその上列Ａの
中間電極２には−１０００[V]を、下列Ｃの中間電極２
には−９５０[V]を印加する。すなわち隣接電極間電位
差は５０[V]である。この場合、上電極１の左方より、
ビーム径40μm、エネルギ 50 keVの電子ビームを中央の
開口に入射すると、電子ビームの下方シフト角Δθ十数
μrad以上となる。電子光学系の設計にも依るが、典型
的な許容値として、シフト角Δθを1μrad以下に設定す
ることが可能であるが、この電極構成ではシフト角はこ
の許容範囲を越えるため、周囲のレンズ電界の影響を受
けて、いわゆるクロストークが発生する。これを解決す
ることが大きな課題である。
【０００８】本発明は、上記従来技術の課題を認識する
ことを出発点とするもので、その改良を主目的とする。
具体的な目的のひとつは、小型化、高精度化、信頼性と
いった各種条件を高いレベルで実現した電子光学系アレ
イの提供である。より具体的な目的のひとつは、マルチ
ビームに特有のクロストークを軽減した優れた電子光学
系アレイを提供することである。さらには、これを用い
た高精度な露光装置、生産性に優れたデバイス製造方
法、半導体デバイス生産工場などを提供することを目的
とする。
ことを出発点とするもので、その改良を主目的とする。
具体的な目的のひとつは、小型化、高精度化、信頼性と
いった各種条件を高いレベルで実現した電子光学系アレ
イの提供である。より具体的な目的のひとつは、マルチ
ビームに特有のクロストークを軽減した優れた電子光学
系アレイを提供することである。さらには、これを用い
た高精度な露光装置、生産性に優れたデバイス製造方
法、半導体デバイス生産工場などを提供することを目的
とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の好ましいひとつの形態は、それぞれに複数の開口が
形成され、積層された第１電極と第２電極と、前記第１
電極と前記第２電極の間で、前記複数の開口のそれぞれ
に対応して設けられたシールド電極とを有することを特
徴とする電子光学系アレイである。
明の好ましいひとつの形態は、それぞれに複数の開口が
形成され、積層された第１電極と第２電極と、前記第１
電極と前記第２電極の間で、前記複数の開口のそれぞれ
に対応して設けられたシールド電極とを有することを特
徴とする電子光学系アレイである。
【００１０】本発明の別の形態は、それぞれに複数の開
口が形成され、積層された上電極、中間電極および下電
極と、前記上電極と前記中間電極の間ならびに前記中間
電極と前記下電極の間で、前記複数の開口のそれぞれに
対応して設けられたシールド電極とを有することを特徴
とする電子光学系アレイである。
口が形成され、積層された上電極、中間電極および下電
極と、前記上電極と前記中間電極の間ならびに前記中間
電極と前記下電極の間で、前記複数の開口のそれぞれに
対応して設けられたシールド電極とを有することを特徴
とする電子光学系アレイである。
【００１１】本発明のさらに別の形態は、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
形成する上述の電子光学系アレイを含む補正電子光学系
と、前記複数の中間像をウエハに縮小投影する投影電子
光学系と、前記ウエハに投影される前記複数の中間像が
ウエハ上で移動するように偏向する偏向器とを有するこ
とを特徴とする荷電粒子線露光装置である。
放射する荷電粒子源と、前記荷電粒子源の中間像を複数
形成する上述の電子光学系アレイを含む補正電子光学系
と、前記複数の中間像をウエハに縮小投影する投影電子
光学系と、前記ウエハに投影される前記複数の中間像が
ウエハ上で移動するように偏向する偏向器とを有するこ
とを特徴とする荷電粒子線露光装置である。
【００１２】本発明のさらに別の形態は、上述の露光装
置を含む各種プロセス用の製造装置群を半導体製造工場
に設置する工程と、該製造装置群を用いて複数のプロセ
スによって半導体デバイスを製造する工程とを有するこ
とを特徴とするデバイス製造方法である。
置を含む各種プロセス用の製造装置群を半導体製造工場
に設置する工程と、該製造装置群を用いて複数のプロセ
スによって半導体デバイスを製造する工程とを有するこ
とを特徴とするデバイス製造方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】＜電子光学系アレイ＞本発明の実
施の形態にかかる電子光学系アレイを図面を用いて説明
する。図１は電子光学系アレイの分解図である。図中、
大きくは、それぞれに複数の開口が形成された上電極
１、上シールド電極４、中間電極２、下シールド電極
５、下電極３が順に積層された構造を有する。上電極１
は導電性材料(Cu)の電極層で形成された厚さ10μｍの薄
膜構造であって、直径80μｍの円形の開口８が200μｍ
ピッチで規則的に複数配されている。また下電極５も同
様の構成を有し、上電極の開口と同一位置に複数の開口
１４が形成されている。中間電極２は、内側に開口１０
が形成された円筒形状（厚さ50μｍ、内径80μｍ、外径
170μｍ）の導電性材料(Cu)の円筒電極素子（孔開き電
極素子）１１を複数有すると共に、各円筒電極素子１１
は、列ごと（Ａ列、Ｂ列、Ｃ列）にグループ化され、各
列に含まれる円筒電極素子１１は幅4μｍの帯状のCu配
線１２で電気的に結線された構造を有する。上シールド
電極４ならびに下シールド電極５は、いずれも厚さ88μ
ｍの導電性(Cu)の板に内径160 μｍの円形の開口９、１
３が、200μｍピッチで規則的に形成された構造物であ
る。上電極１、上シールド電極４、中間電極２、シール
ド電極５、下電極３、中間電極２にそれぞれ規則的に配
された開口は、各開口の中心が光軸方向から見たときに
一致するように配されている。上電極１と上シールド電
極４とは絶縁層６を介して接合され、下電極３と下シー
ルド電極５とは絶縁層７を介して接合されている。これ
ら絶縁層６、絶縁層７はいずれも厚さ1μｍであるた
め、上電極１と上シールド電極４ならびに下電極３と下
シールド電極５との距離は共に1μｍとなっている。ま
た上電極１と中間電極２、下電極３と中間電極２との距
離はいずれも100μｍである。上シールド電極４及び下
シールド電極５における各電極の開口サイズ（内径）
を、中間電極２、上電極１及び下電極３の各電極の開口サ
イズ（内径）よりも大きくしているので、シールド電極
を挿入することによるレンズ作用への影響が小さくなっ
ている。
施の形態にかかる電子光学系アレイを図面を用いて説明
する。図１は電子光学系アレイの分解図である。図中、
大きくは、それぞれに複数の開口が形成された上電極
１、上シールド電極４、中間電極２、下シールド電極
５、下電極３が順に積層された構造を有する。上電極１
は導電性材料(Cu)の電極層で形成された厚さ10μｍの薄
膜構造であって、直径80μｍの円形の開口８が200μｍ
ピッチで規則的に複数配されている。また下電極５も同
様の構成を有し、上電極の開口と同一位置に複数の開口
１４が形成されている。中間電極２は、内側に開口１０
が形成された円筒形状（厚さ50μｍ、内径80μｍ、外径
170μｍ）の導電性材料(Cu)の円筒電極素子（孔開き電
極素子）１１を複数有すると共に、各円筒電極素子１１
は、列ごと（Ａ列、Ｂ列、Ｃ列）にグループ化され、各
列に含まれる円筒電極素子１１は幅4μｍの帯状のCu配
線１２で電気的に結線された構造を有する。上シールド
電極４ならびに下シールド電極５は、いずれも厚さ88μ
ｍの導電性(Cu)の板に内径160 μｍの円形の開口９、１
３が、200μｍピッチで規則的に形成された構造物であ
る。上電極１、上シールド電極４、中間電極２、シール
ド電極５、下電極３、中間電極２にそれぞれ規則的に配
された開口は、各開口の中心が光軸方向から見たときに
一致するように配されている。上電極１と上シールド電
極４とは絶縁層６を介して接合され、下電極３と下シー
ルド電極５とは絶縁層７を介して接合されている。これ
ら絶縁層６、絶縁層７はいずれも厚さ1μｍであるた
め、上電極１と上シールド電極４ならびに下電極３と下
シールド電極５との距離は共に1μｍとなっている。ま
た上電極１と中間電極２、下電極３と中間電極２との距
離はいずれも100μｍである。上シールド電極４及び下
シールド電極５における各電極の開口サイズ（内径）
を、中間電極２、上電極１及び下電極３の各電極の開口サ
イズ（内径）よりも大きくしているので、シールド電極
を挿入することによるレンズ作用への影響が小さくなっ
ている。
【００１４】上記構成の電子光学系アレイにおいて、先
の図１０と同様に、上電極１、上シールド電極４、下シ
ールド電極５及び下電極３に０[V]の電位を与え、中間
電極２のＢ列（中央列）とＡ列には−１０００[V]の電
位を、中間電極２のＣ列には−９５０[V]を印加して、
Ｂ列とＣ列との隣接電位差が５０[V]であるとする。こ
のとき、ビームシフト角Δθは０．８mμ rad、ビーム
径（最小錯乱円）は０．６μｍと許容範囲内に収まり、
クロストークの発生が実用的には問題にない程度に抑え
られる。なお、変形例として、上電極１と下電極３にのみ
０[V]の電位を与え、その間の上シールド電極４と下シー
ルド電極５に他とは異なる共通電位Ｖｓ[V]（たとえば
−５００Ｖ）を与えるようにしてもよい。本例によれ
ば、それぞれに複数の開口が形成され、積層された上電
極、中間電極および下電極を備えた電子光学系アレイに
おいて、上電極と中間電極の間ならびに中間電極と下電
極の間で、前記複数の開口のそれぞれに対応してシール
ド電極を設けることで、隣接レンズ電界の影響を抑える
事が可能となり、良好にクロストークを抑えることがで
きる。
の図１０と同様に、上電極１、上シールド電極４、下シ
ールド電極５及び下電極３に０[V]の電位を与え、中間
電極２のＢ列（中央列）とＡ列には−１０００[V]の電
位を、中間電極２のＣ列には−９５０[V]を印加して、
Ｂ列とＣ列との隣接電位差が５０[V]であるとする。こ
のとき、ビームシフト角Δθは０．８mμ rad、ビーム
径（最小錯乱円）は０．６μｍと許容範囲内に収まり、
クロストークの発生が実用的には問題にない程度に抑え
られる。なお、変形例として、上電極１と下電極３にのみ
０[V]の電位を与え、その間の上シールド電極４と下シー
ルド電極５に他とは異なる共通電位Ｖｓ[V]（たとえば
−５００Ｖ）を与えるようにしてもよい。本例によれ
ば、それぞれに複数の開口が形成され、積層された上電
極、中間電極および下電極を備えた電子光学系アレイに
おいて、上電極と中間電極の間ならびに中間電極と下電
極の間で、前記複数の開口のそれぞれに対応してシール
ド電極を設けることで、隣接レンズ電界の影響を抑える
事が可能となり、良好にクロストークを抑えることがで
きる。
【００１５】次に上記構造の電子光学系アレイの作製方
法を説明する。ここでは説明を簡単にするために１つの
開口部のみをクローズアップする。
法を説明する。ここでは説明を簡単にするために１つの
開口部のみをクローズアップする。
【００１６】まず上電極１と上シールド電極４の作製方
法について説明する。なお、下電極３と下シールド電極
５もこれを同様の方法で作成する。
法について説明する。なお、下電極３と下シールド電極
５もこれを同様の方法で作成する。
【００１７】最初に基板として結晶方位が＜１００＞の
シリコンウェーハを用意し、化学気層蒸着法にて膜厚３
００ｎｍの窒化珪素を成膜する（図２（ａ））。レジス
トプロセスとエッチングプロセスを経て、後に電子線の
光路になる部分と電極間の位置合わせを行う部分の窒化
珪素膜を除去する。次いで開口部のシリコン基板をテト
ラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で深さ１〜２
μm程度異方性エッチングを行い、基板の少なくとも一
つの面にＶ字上のＶ溝を形成する。次にこのＶ溝が形成
された面に上電極としてクロム／金をそれぞれ50nm/1μ
mの膜厚で連続蒸着し、レジストパターニング後、金／
クロムをエッチングして電子ビーム用開口を形成する
（図２（ｂ））。次にＳｉＯ２膜を１μmスパッター蒸
着，パターニングする。更に、上シールド電極を作製す
る為のメッキ用の電極膜としてクロム／金をそれぞれ５
ｎｍ／５０ｎｍの膜厚で連続蒸着、パターニングする
（図２（ｃ））。この後、電極上にメッキの鋳型となる
レジストパターンを形成する。レジストにはエポキシ化
ビスフェノールＡオリゴマーを主成分とするＳＵ−８
（MicroChem.co）を用い、膜厚１００μｍに成膜する。
露光は高圧水銀ランプを用いた密着型の露光装置を用い
る。また、露光後ホットプレート上８５℃で３０分間、
露光後ベーク（ＰＥＢ）を行なう。基板を室温まで徐冷
した後プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ
ートで５分間現像し、メッキ用の鋳型パターンを形成す
る。次に電気めっきにより、レジストの開口部に金属パ
ターンを埋め込む。電気めっきで膜厚89μｍの金パター
ンをレジストパターン間隙に埋め込む（図２（ｄ））。
ＳＵ−８レジストを剥離し、ＩＰＡで洗浄、乾燥を行
い、金パターンを得る（図２（ｅ））。メッキ面をポリ
イミドを用いて保護し（不図示）、他方の面を２２％の
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用い、
９０℃でシリコン基板のバックエッチングを行なう。エ
ッチングは、シリコンがエッチング除去され、窒化珪素
膜が露出するまで行なう。基板は水洗、乾燥を行い、ド
ライエッチング装置内でテトラフルオロメタンを用い
て、シリコンのエッチング後に露出した窒化珪素膜をエ
ッチング除去する。最後に、他方の面の保護をしたポリ
イミド膜をアッシングにより除去する（図２（ｆ））。
シリコンウェーハを用意し、化学気層蒸着法にて膜厚３
００ｎｍの窒化珪素を成膜する（図２（ａ））。レジス
トプロセスとエッチングプロセスを経て、後に電子線の
光路になる部分と電極間の位置合わせを行う部分の窒化
珪素膜を除去する。次いで開口部のシリコン基板をテト
ラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で深さ１〜２
μm程度異方性エッチングを行い、基板の少なくとも一
つの面にＶ字上のＶ溝を形成する。次にこのＶ溝が形成
された面に上電極としてクロム／金をそれぞれ50nm/1μ
mの膜厚で連続蒸着し、レジストパターニング後、金／
クロムをエッチングして電子ビーム用開口を形成する
（図２（ｂ））。次にＳｉＯ２膜を１μmスパッター蒸
着，パターニングする。更に、上シールド電極を作製す
る為のメッキ用の電極膜としてクロム／金をそれぞれ５
ｎｍ／５０ｎｍの膜厚で連続蒸着、パターニングする
（図２（ｃ））。この後、電極上にメッキの鋳型となる
レジストパターンを形成する。レジストにはエポキシ化
ビスフェノールＡオリゴマーを主成分とするＳＵ−８
（MicroChem.co）を用い、膜厚１００μｍに成膜する。
露光は高圧水銀ランプを用いた密着型の露光装置を用い
る。また、露光後ホットプレート上８５℃で３０分間、
露光後ベーク（ＰＥＢ）を行なう。基板を室温まで徐冷
した後プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ
ートで５分間現像し、メッキ用の鋳型パターンを形成す
る。次に電気めっきにより、レジストの開口部に金属パ
ターンを埋め込む。電気めっきで膜厚89μｍの金パター
ンをレジストパターン間隙に埋め込む（図２（ｄ））。
ＳＵ−８レジストを剥離し、ＩＰＡで洗浄、乾燥を行
い、金パターンを得る（図２（ｅ））。メッキ面をポリ
イミドを用いて保護し（不図示）、他方の面を２２％の
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用い、
９０℃でシリコン基板のバックエッチングを行なう。エ
ッチングは、シリコンがエッチング除去され、窒化珪素
膜が露出するまで行なう。基板は水洗、乾燥を行い、ド
ライエッチング装置内でテトラフルオロメタンを用い
て、シリコンのエッチング後に露出した窒化珪素膜をエ
ッチング除去する。最後に、他方の面の保護をしたポリ
イミド膜をアッシングにより除去する（図２（ｆ））。
【００１８】中間電極２の作製方法は以下の通りであ
る。基板としてシリコンウェーハを用意し、スパッター
法によりＳｉＯ２を50 nmの厚さに成膜する。次に中間
電極を作製する為のメッキ用の電極膜として金を５０ｎ
ｍの膜厚で蒸着、パターニングする（図３（ａ））。こ
の後、メッキの鋳型となるレジストパターンを形成す
る。レジストは、エポキシ化ビスフェノールＡオリゴマ
ーオリゴマーを主成分とするＳＵ−８（MicroChem.co）
を用い、膜厚８０μｍに成膜する。露光は高圧水銀ラン
プを用いた密着型の露光装置を用いて行なう。また、露
光後ホットプレート上８５℃で３０分間、露光後ベーク
（ＰＥＢ）を行う。基板を室温まで徐冷した後プロピレ
ングリコールモノメチルエーテルアセテートで５分間現
像し、メッキ用の鋳型パターンを形成する（図３
（ｂ））。次に電気めっきにより、レジストの開口部に
金属パターンを埋め込む。電気めっきを行い膜厚50μｍ
の金パターンをレジストパターン間隙に埋め込む（図３
（ｃ））。最後に、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）中
でＳＵ−８レジストを剥離し、ＩＰＡで洗浄、乾燥を行
い、金パターンを得る（図３（ｄ））。
る。基板としてシリコンウェーハを用意し、スパッター
法によりＳｉＯ２を50 nmの厚さに成膜する。次に中間
電極を作製する為のメッキ用の電極膜として金を５０ｎ
ｍの膜厚で蒸着、パターニングする（図３（ａ））。こ
の後、メッキの鋳型となるレジストパターンを形成す
る。レジストは、エポキシ化ビスフェノールＡオリゴマ
ーオリゴマーを主成分とするＳＵ−８（MicroChem.co）
を用い、膜厚８０μｍに成膜する。露光は高圧水銀ラン
プを用いた密着型の露光装置を用いて行なう。また、露
光後ホットプレート上８５℃で３０分間、露光後ベーク
（ＰＥＢ）を行う。基板を室温まで徐冷した後プロピレ
ングリコールモノメチルエーテルアセテートで５分間現
像し、メッキ用の鋳型パターンを形成する（図３
（ｂ））。次に電気めっきにより、レジストの開口部に
金属パターンを埋め込む。電気めっきを行い膜厚50μｍ
の金パターンをレジストパターン間隙に埋め込む（図３
（ｃ））。最後に、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）中
でＳＵ−８レジストを剥離し、ＩＰＡで洗浄、乾燥を行
い、金パターンを得る（図３（ｄ））。
【００１９】下電極と中間電極の接合方法を図４を用い
て説明する。前記図２の手順で作製した下電極及び下シ
ールド電極（ｆ）を用意する。これにＳｉＯ２をスパッ
タ法により１０μｍ成膜しパターニングした後、金５０
ｎｍを蒸着パターニングする（図４（ａ））。そして図
３（ｄ）で作製した中間電極を上下逆にしてこれと金・
金接合で圧着する（図４（ｂ）（ｃ））。その後、治具
を使って中間電極側のシリコンウエハのみをウェットエ
ッチングし、ＳｉＯ２５０ｎｍと金５０ｎｍをドライエ
ッチングで除去して、接合された下電極／中間電極を得
る（図４（ｄ））。
て説明する。前記図２の手順で作製した下電極及び下シ
ールド電極（ｆ）を用意する。これにＳｉＯ２をスパッ
タ法により１０μｍ成膜しパターニングした後、金５０
ｎｍを蒸着パターニングする（図４（ａ））。そして図
３（ｄ）で作製した中間電極を上下逆にしてこれと金・
金接合で圧着する（図４（ｂ）（ｃ））。その後、治具
を使って中間電極側のシリコンウエハのみをウェットエ
ッチングし、ＳｉＯ２５０ｎｍと金５０ｎｍをドライエ
ッチングで除去して、接合された下電極／中間電極を得
る（図４（ｄ））。
【００２０】図５は最終的な組立てを説明する図であ
る。上記図４（ｄ）で作製した接合された下電極・下シ
ールド電極・中間電極と、上記図２（ｆ）で作製した上
電極・上シールド電極とを対面させ、両側の基板上に形
成された位置合わせ用のＶ溝に合わせてファイバ２０を
設置し、両者に圧力を作用させることによって、接合面
に平行な方向と垂直な方向に位置決めが達成される。位
置決めされた部材同士の固定には接着剤を用いる。こう
して組立精度に優れた電子光学素子アレイが完成する。
る。上記図４（ｄ）で作製した接合された下電極・下シ
ールド電極・中間電極と、上記図２（ｆ）で作製した上
電極・上シールド電極とを対面させ、両側の基板上に形
成された位置合わせ用のＶ溝に合わせてファイバ２０を
設置し、両者に圧力を作用させることによって、接合面
に平行な方向と垂直な方向に位置決めが達成される。位
置決めされた部材同士の固定には接着剤を用いる。こう
して組立精度に優れた電子光学素子アレイが完成する。
【００２１】次に、上記説明した電子光学系アレイの変
形例をいくつか説明する。図６は中間電極を複数持った
構成例を示す分解図である。中間電極が１枚であった先
の図１の例に対し、光軸に沿って、中間電極２Ａ、中間
電極２Ｂの２つを有し、それらの間には中間シールド電
極１５を挟んでいる。
形例をいくつか説明する。図６は中間電極を複数持った
構成例を示す分解図である。中間電極が１枚であった先
の図１の例に対し、光軸に沿って、中間電極２Ａ、中間
電極２Ｂの２つを有し、それらの間には中間シールド電
極１５を挟んでいる。
【００２２】図７は、シールド電極を別体にせず１つの
電極として一体形成した例である。すなわち上電極１と
上シールド電極４、ならびに下電極３と下シールド電極
５とをそれぞれ金属材料の一体構造とし、両者の間には
絶縁層を設けないようにしている。このため製造プロセ
スをより簡略化することができる。
電極として一体形成した例である。すなわち上電極１と
上シールド電極４、ならびに下電極３と下シールド電極
５とをそれぞれ金属材料の一体構造とし、両者の間には
絶縁層を設けないようにしている。このため製造プロセ
スをより簡略化することができる。
【００２３】図８はさらに別の構造例である。中間電極
の複数の円筒電極素子同士の隙間に中間シールド電極が
配されている図７の中間電極の周囲に中間電極シールド
１６が配されている。隣接電界の影響がより小さくな
り、クロストーク防止効果がより向上する。
の複数の円筒電極素子同士の隙間に中間シールド電極が
配されている図７の中間電極の周囲に中間電極シールド
１６が配されている。隣接電界の影響がより小さくな
り、クロストーク防止効果がより向上する。
【００２４】図９はさらに別の構造例である。中間電極
が列ごとにアレイ化された複数の矩形電極素子２Ａ、２
Ｂ，２Ｃを有し、各電極素子ごとに異なる電位を印加で
きる。電極素子を矩形形状とすることで構造体としての
剛性が向上するのに加えてプロセス精度も向上する。
が列ごとにアレイ化された複数の矩形電極素子２Ａ、２
Ｂ，２Ｃを有し、各電極素子ごとに異なる電位を印加で
きる。電極素子を矩形形状とすることで構造体としての
剛性が向上するのに加えてプロセス精度も向上する。
【００２５】図１１は更に別の形態の電子レンズアレイ
を示す図である。図１１（Ａ）はレンズアレイの断面図
であり、複数の開口電極が形成された上電極１、中間電
極２、及び下電極３を有する。中間電極２の開口電極の
それぞれを囲むように、共通の電位に設定される上シー
ルド電極４，下シールド電極５を設けている。各電極は
絶縁材からなるスペーサ２０を介して積み重ねて一体化
されている。図１１（Ｂ）は上電極１又は下電極３の構
造を示し、複数の開口電極の全てＯ[Ｖ]の電位に接地さ
れている。図１１（C）は上シールド電極４及び下シー
ルド電極５の構造を示し、全ての開口電極に共通の電位V
s（例えば−５００Ｖ）が印加される。図１１（D）は中
間電極２の構造を示し、複数の開口電極の列毎に互いに
異なる電位V１、V2、V3（例えば、V１=−９００Ｖ 、V2=
−９５０Ｖ 、V3=−１０００Ｖ）が印加される。これ
により異なる列の中間電極を有するアインツエルレンズ
は互いに異なるレンズ作用を有し、中間電極はアインツ
エルレンズのレンズ作用を設定する設定用電極と見なす
ことができる。なお、本実施形態に限らず上記説明した
他の形態においても、このような電位の与え方をしても
よい。
を示す図である。図１１（Ａ）はレンズアレイの断面図
であり、複数の開口電極が形成された上電極１、中間電
極２、及び下電極３を有する。中間電極２の開口電極の
それぞれを囲むように、共通の電位に設定される上シー
ルド電極４，下シールド電極５を設けている。各電極は
絶縁材からなるスペーサ２０を介して積み重ねて一体化
されている。図１１（Ｂ）は上電極１又は下電極３の構
造を示し、複数の開口電極の全てＯ[Ｖ]の電位に接地さ
れている。図１１（C）は上シールド電極４及び下シー
ルド電極５の構造を示し、全ての開口電極に共通の電位V
s（例えば−５００Ｖ）が印加される。図１１（D）は中
間電極２の構造を示し、複数の開口電極の列毎に互いに
異なる電位V１、V2、V3（例えば、V１=−９００Ｖ 、V2=
−９５０Ｖ 、V3=−１０００Ｖ）が印加される。これ
により異なる列の中間電極を有するアインツエルレンズ
は互いに異なるレンズ作用を有し、中間電極はアインツ
エルレンズのレンズ作用を設定する設定用電極と見なす
ことができる。なお、本実施形態に限らず上記説明した
他の形態においても、このような電位の与え方をしても
よい。
【００２６】クロストーク低減を効果的にするために、
図１１（Ａ）に示すように中間電極２と上シールド電極
４，下シールド電極５のそれぞれの間隔ｓは、中間電極
２に形成される開口電極の配列間隔（ピッチ）ｐに比べ
小さくしている。更に、シールド電極を挿入することに
よるレンズ作用への影響を小さくするために、シールド
電極４．５における各電極の開口サイズDs（内径）（図
１１Ｃ）参照）は、中間電極２における各電極の開口サ
イズDｃ（内径）（図１１（Ｄ）参照）に比べて大きく
している。また、上電極１及び下電極３の各電極の開口
サイズよりもシールド電極４，５の各電極の開口サイズ
を大きくしている。
図１１（Ａ）に示すように中間電極２と上シールド電極
４，下シールド電極５のそれぞれの間隔ｓは、中間電極
２に形成される開口電極の配列間隔（ピッチ）ｐに比べ
小さくしている。更に、シールド電極を挿入することに
よるレンズ作用への影響を小さくするために、シールド
電極４．５における各電極の開口サイズDs（内径）（図
１１Ｃ）参照）は、中間電極２における各電極の開口サ
イズDｃ（内径）（図１１（Ｄ）参照）に比べて大きく
している。また、上電極１及び下電極３の各電極の開口
サイズよりもシールド電極４，５の各電極の開口サイズ
を大きくしている。
【００２７】なお、図２（E）に示すような中間電極の構
造としてもよい。同図において、中間電極２は、互いに
異なる電位（V１、V2、V3）に設定される電極列のそれ
ぞれの間に、直線上に形成した中間シールド電極を挿入
している。そして各中間シールド電極には、上記シール
ド電極４，５と同一の共通電位Vsが印加される。中間電
極の中で、各電極列の間をシールドすることでより効果
的にクロストークを防止している。
造としてもよい。同図において、中間電極２は、互いに
異なる電位（V１、V2、V3）に設定される電極列のそれ
ぞれの間に、直線上に形成した中間シールド電極を挿入
している。そして各中間シールド電極には、上記シール
ド電極４，５と同一の共通電位Vsが印加される。中間電
極の中で、各電極列の間をシールドすることでより効果
的にクロストークを防止している。
【００２８】図１２はさらなる変形例を示す。Ｙ方向に
電極列が形成された中間電極２４を含むユニットＬＡ１
と、これと直交するＸ方向に電極列が形成されている中
間電極２７と含むユニットＬＡ２とを一体化したもので
ある。そしてユニットＬＡ１の下電極とユニットＬＡ２
の上電極とが１つの電極２２で兼用されている。上電極
２１、電極２２、下電極２３は接地され、計４つのシー
ルド電極２５，２６，２８，２９はいずれも同一電位Vs
が印加される。
電極列が形成された中間電極２４を含むユニットＬＡ１
と、これと直交するＸ方向に電極列が形成されている中
間電極２７と含むユニットＬＡ２とを一体化したもので
ある。そしてユニットＬＡ１の下電極とユニットＬＡ２
の上電極とが１つの電極２２で兼用されている。上電極
２１、電極２２、下電極２３は接地され、計４つのシー
ルド電極２５，２６，２８，２９はいずれも同一電位Vs
が印加される。
【００２９】＜電子ビーム露光装置＞次に、上記電子光
学系アレイを用いたシステム例として、マルチビーム型
の荷電粒子露光装置（電子ビーム露光装置）の実施例を
説明する。図１３は全体システムの概略図である。図
中、荷電粒子源である電子銃501はカソード501ａ、グリ
ッド501b、アノード501cから構成される。カソード501a
から放射された電子はグリッド501b、アノード501cの間
でクロスオーバ像を形成する（以下、このクロスオーバ
像を電子源ESと記す）。この電子源ESから放射される電
子ビームは、コンデンサーレンズである照射電子光学系
502を介して補正電子光学系503に照射される。照射電子
光学系502は、それそれが3枚の開口電極からなる電子レ
ンズ（アインツェルレンズ）521, 522で構成される。補
正電子光学系503は電子源ESの中間像を複数形成するも
のであり、詳細は後述する。補正電子光学系503で形成
された各中間像は投影電子光学系504によって縮小投影
され、被露光面であるウエハ505上に電子源ES像を形成
する。投影電子光学系504は、第1投影レンズ541(543)と
第2投影レンズ542(544)とからなる対称磁気タブレット
で構成される。506は補正電子光学系503の要素電子光学
系アレイからの複数の電子ビームを偏向させて、複数の
光源像を同時にウエハ505上でX,Y方向に変位させる偏向
器である。507は偏向器506を作動させた際に発生する偏
向収差による光源像のフォーカス位置のずれを補正する
ダイナミックフォーカスコイルであり、508は偏向によ
り発生する偏向収差の非点収差を補正するダイナミック
スティグコイルである。509はウエハ505を載置して、光
軸AX(Ｚ軸)方向とＺ軸回りの回転方向に移動可能なθ-
Ｚステージであって、その上にはステージの基準板510
が固設されている。511はθ-Ｚステージを載置し、光軸
AX(Ｚ軸)と直交するＸＹ方向に移動可能なＸＹステージ
である。512は電子ビームによって基準板510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。
学系アレイを用いたシステム例として、マルチビーム型
の荷電粒子露光装置（電子ビーム露光装置）の実施例を
説明する。図１３は全体システムの概略図である。図
中、荷電粒子源である電子銃501はカソード501ａ、グリ
ッド501b、アノード501cから構成される。カソード501a
から放射された電子はグリッド501b、アノード501cの間
でクロスオーバ像を形成する（以下、このクロスオーバ
像を電子源ESと記す）。この電子源ESから放射される電
子ビームは、コンデンサーレンズである照射電子光学系
502を介して補正電子光学系503に照射される。照射電子
光学系502は、それそれが3枚の開口電極からなる電子レ
ンズ（アインツェルレンズ）521, 522で構成される。補
正電子光学系503は電子源ESの中間像を複数形成するも
のであり、詳細は後述する。補正電子光学系503で形成
された各中間像は投影電子光学系504によって縮小投影
され、被露光面であるウエハ505上に電子源ES像を形成
する。投影電子光学系504は、第1投影レンズ541(543)と
第2投影レンズ542(544)とからなる対称磁気タブレット
で構成される。506は補正電子光学系503の要素電子光学
系アレイからの複数の電子ビームを偏向させて、複数の
光源像を同時にウエハ505上でX,Y方向に変位させる偏向
器である。507は偏向器506を作動させた際に発生する偏
向収差による光源像のフォーカス位置のずれを補正する
ダイナミックフォーカスコイルであり、508は偏向によ
り発生する偏向収差の非点収差を補正するダイナミック
スティグコイルである。509はウエハ505を載置して、光
軸AX(Ｚ軸)方向とＺ軸回りの回転方向に移動可能なθ-
Ｚステージであって、その上にはステージの基準板510
が固設されている。511はθ-Ｚステージを載置し、光軸
AX(Ｚ軸)と直交するＸＹ方向に移動可能なＸＹステージ
である。512は電子ビームによって基準板510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。
【００３０】図１４は補正電子光学系503の詳細を説明
する図である。補正電子光学系503は、光軸に沿ってア
パーチャアレイAA、ブランカーアレイBA、要素電子光学
系アレイユニットLAU、ストッパーアレイSAで構成され
る。図１４の（A）は電子銃501側から補正電子光学系50
3を見た図、（B）はAA’断面図である。アパーチャアレ
イAAは図１４（A）に示すように基板に複数の開口が規
則正しく配列（８×８）形成され、照射される電子ビー
ムを複数（６４本）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する偏向器を一枚の基板上に複数
並べて形成したものである。要素電子光学系アレイユニ
ットLAUは、同一平面内に複数の電子レンズを2次元配列
して形成した電子レンズアレイである第1電子光学系ア
レイLA1、及び第2電子光学系アレイLA2で構成される。
これら各電子光学系アレイLA1, LA2は上述の実施例で説
明した構造を備え、上述する方法で作製されたものであ
る。要素電子光学系アレイユニットLAUは共通のZ方向の
軸に並ぶ、第1電子レンズアレイLA1の電子レンズと第2
電子レンズアレイLA2の電子レンズとで一つの要素電子
光学系ELを構成する。ストッパーアレイSAは、アパーチ
ャーアレイAAと同様に基板に複数の開口が形成されてい
る。そして、ブランカーアレイBAで偏向されたビームだ
けがストッパーアレイSAで遮断され、ブランカーアレイ
の制御によって各ビーム個別に、ウエハ505へのビーム
入射のON/OFFの切り替えがなされる。
する図である。補正電子光学系503は、光軸に沿ってア
パーチャアレイAA、ブランカーアレイBA、要素電子光学
系アレイユニットLAU、ストッパーアレイSAで構成され
る。図１４の（A）は電子銃501側から補正電子光学系50
3を見た図、（B）はAA’断面図である。アパーチャアレ
イAAは図１４（A）に示すように基板に複数の開口が規
則正しく配列（８×８）形成され、照射される電子ビー
ムを複数（６４本）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する偏向器を一枚の基板上に複数
並べて形成したものである。要素電子光学系アレイユニ
ットLAUは、同一平面内に複数の電子レンズを2次元配列
して形成した電子レンズアレイである第1電子光学系ア
レイLA1、及び第2電子光学系アレイLA2で構成される。
これら各電子光学系アレイLA1, LA2は上述の実施例で説
明した構造を備え、上述する方法で作製されたものであ
る。要素電子光学系アレイユニットLAUは共通のZ方向の
軸に並ぶ、第1電子レンズアレイLA1の電子レンズと第2
電子レンズアレイLA2の電子レンズとで一つの要素電子
光学系ELを構成する。ストッパーアレイSAは、アパーチ
ャーアレイAAと同様に基板に複数の開口が形成されてい
る。そして、ブランカーアレイBAで偏向されたビームだ
けがストッパーアレイSAで遮断され、ブランカーアレイ
の制御によって各ビーム個別に、ウエハ505へのビーム
入射のON/OFFの切り替えがなされる。
【００３１】本実施例の荷電粒子線露光装置によれば、
補正電子光学系に上記説明したような優れた電子光学系
アレイを用いることで、極めて露光精度の高い装置を提
供することでき、これによって製造するデバイスの集積
度を従来以上に向上させることができる。
補正電子光学系に上記説明したような優れた電子光学系
アレイを用いることで、極めて露光精度の高い装置を提
供することでき、これによって製造するデバイスの集積
度を従来以上に向上させることができる。
【００３２】＜半導体生産システムの実施例＞次に、上
記露光装置を用いた半導体デバイス（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）の生産システムの例を説明する。こ
れは半導体製造工場に設置された製造装置のトラブル対
応や定期メンテナンス、あるいはソフトウェア提供など
の保守サービスを、製造工場外のコンピュータネットワ
ークを利用して行うものである。
記露光装置を用いた半導体デバイス（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）の生産システムの例を説明する。こ
れは半導体製造工場に設置された製造装置のトラブル対
応や定期メンテナンス、あるいはソフトウェア提供など
の保守サービスを、製造工場外のコンピュータネットワ
ークを利用して行うものである。
【００３３】図１５は全体システムをある角度から切り
出して表現したものである。図中、101は半導体デバイ
スの製造装置を提供するベンダー（装置供給メーカー）
の事業所である。製造装置の実例として、半導体製造工
場で使用する各種プロセス用の半導体製造装置、例え
ば、前工程用機器（露光装置、レジスト処理装置、エッ
チング装置等のリソグラフィ装置、熱処理装置、成膜装
置、平坦化装置等）や後工程用機器（組立て装置、検査
装置等）を想定している。事業所101内には、製造装置
の保守データベースを提供するホスト管理システム10
8、複数の操作端末コンピュータ110、これらを結ぶんで
イントラネットを構築するローカルエリアネットワーク
（ＬＡＮ）109を備える。ホスト管理システム108は、Ｌ
ＡＮ109を事業所の外部ネットワークであるインターネ
ット105に接続するためのゲートウェイと、外部からの
アクセスを制限するセキュリティ機能を備える。
出して表現したものである。図中、101は半導体デバイ
スの製造装置を提供するベンダー（装置供給メーカー）
の事業所である。製造装置の実例として、半導体製造工
場で使用する各種プロセス用の半導体製造装置、例え
ば、前工程用機器（露光装置、レジスト処理装置、エッ
チング装置等のリソグラフィ装置、熱処理装置、成膜装
置、平坦化装置等）や後工程用機器（組立て装置、検査
装置等）を想定している。事業所101内には、製造装置
の保守データベースを提供するホスト管理システム10
8、複数の操作端末コンピュータ110、これらを結ぶんで
イントラネットを構築するローカルエリアネットワーク
（ＬＡＮ）109を備える。ホスト管理システム108は、Ｌ
ＡＮ109を事業所の外部ネットワークであるインターネ
ット105に接続するためのゲートウェイと、外部からの
アクセスを制限するセキュリティ機能を備える。
【００３４】一方、102〜104は、製造装置のユーザーと
しての半導体製造メーカーの製造工場である。製造工場
102〜104は、互いに異なるメーカーに属する工場であっ
ても良いし、同一のメーカーに属する工場（例えば、前
工程用の工場、後工程用の工場等）であっても良い。各
工場102〜104内には、夫々、複数の製造装置106と、そ
れらを結んでイントラネットを構築するローカルエリア
ネットワーク（ＬＡＮ）111と、各製造装置106の稼動状
況を監視する監視装置としてホスト管理システム107と
が設けられている。各工場102〜104に設けられたホスト
管理システム107は、各工場内のＬＡＮ111を工場の外部
ネットワークであるインターネット105に接続するため
のゲートウェイを備える。これにより各工場のＬＡＮ11
1からインターネット105を介してベンダー101側のホス
ト管理システム108にアクセスが可能となり、ホスト管
理システム108のセキュリティ機能によって限られたユ
ーザーだけがアクセスが許可となっている。具体的に
は、インターネット105を介して、各製造装置106の稼動
状況を示すステータス情報（例えば、トラブルが発生し
た製造装置の症状）を工場側からベンダー側に通知する
他、その通知に対応する応答情報（例えば、トラブルに
対する対処方法を指示する情報、対処用のソフトウェア
やデータ）や、最新のソフトウェア、ヘルプ情報などの
保守情報をベンダー側から受け取ることができる。各工
場102〜104とベンダー101との間のデータ通信および各
工場内のＬＡＮ111でのデータ通信には、インターネッ
トで一般的に使用されている通信プロトコル（ＴＣＰ／
ＩＰ）が使用される。なお、工場外の外部ネットワーク
としてインターネットを利用する代わりに、第三者から
のアクセスができずにセキュリティの高い専用線ネット
ワーク（ＩＳＤＮなど）を利用することもできる。ま
た、ホスト管理システムはベンダーが提供するものに限
らずユーザーがデータベースを構築して外部ネットワー
ク上に置き、ユーザーの複数の工場から該データベース
へのアクセスを許可するようにしてもよい。
しての半導体製造メーカーの製造工場である。製造工場
102〜104は、互いに異なるメーカーに属する工場であっ
ても良いし、同一のメーカーに属する工場（例えば、前
工程用の工場、後工程用の工場等）であっても良い。各
工場102〜104内には、夫々、複数の製造装置106と、そ
れらを結んでイントラネットを構築するローカルエリア
ネットワーク（ＬＡＮ）111と、各製造装置106の稼動状
況を監視する監視装置としてホスト管理システム107と
が設けられている。各工場102〜104に設けられたホスト
管理システム107は、各工場内のＬＡＮ111を工場の外部
ネットワークであるインターネット105に接続するため
のゲートウェイを備える。これにより各工場のＬＡＮ11
1からインターネット105を介してベンダー101側のホス
ト管理システム108にアクセスが可能となり、ホスト管
理システム108のセキュリティ機能によって限られたユ
ーザーだけがアクセスが許可となっている。具体的に
は、インターネット105を介して、各製造装置106の稼動
状況を示すステータス情報（例えば、トラブルが発生し
た製造装置の症状）を工場側からベンダー側に通知する
他、その通知に対応する応答情報（例えば、トラブルに
対する対処方法を指示する情報、対処用のソフトウェア
やデータ）や、最新のソフトウェア、ヘルプ情報などの
保守情報をベンダー側から受け取ることができる。各工
場102〜104とベンダー101との間のデータ通信および各
工場内のＬＡＮ111でのデータ通信には、インターネッ
トで一般的に使用されている通信プロトコル（ＴＣＰ／
ＩＰ）が使用される。なお、工場外の外部ネットワーク
としてインターネットを利用する代わりに、第三者から
のアクセスができずにセキュリティの高い専用線ネット
ワーク（ＩＳＤＮなど）を利用することもできる。ま
た、ホスト管理システムはベンダーが提供するものに限
らずユーザーがデータベースを構築して外部ネットワー
ク上に置き、ユーザーの複数の工場から該データベース
へのアクセスを許可するようにしてもよい。
【００３５】さて、図１６は本実施形態の全体システム
を図１５とは別の角度から切り出して表現した概念図で
ある。先の例ではそれぞれが製造装置を備えた複数のユ
ーザー工場と、該製造装置のベンダーの管理システムと
を外部ネットワークで接続して、該外部ネットワークを
介して各工場の生産管理や少なくとも1台の製造装置の
情報をデータ通信するものであった。これに対し本例
は、複数のベンダーの製造装置を備えた工場と、該複数
の製造装置のそれぞれのベンダーの管理システムとを工
場外の外部ネットワークで接続して、各製造装置の保守
情報をデータ通信するものである。図中、201は製造装
置ユーザー（半導体デバイス製造メーカー）の製造工場
であり、工場の製造ラインには各種プロセスを行う製造
装置、ここでは例として露光装置202、レジスト処理装
置203、成膜処理装置204が導入されている。なお図１６
では製造工場201は1つだけ描いているが、実際は複数の
工場が同様にネットワーク化されている。工場内の各装
置はＬＡＮ206で接続されてイントラネットを構成し、
ホスト管理システム205で製造ラインの稼動管理がされ
ている。一方、露光装置メーカー210、レジスト処理装
置メーカー220、成膜装置メーカー230などベンダー（装
置供給メーカー）の各事業所には、それぞれ供給した機
器の遠隔保守を行なうためのホスト管理システム211,22
1,231を備え、これらは上述したように保守データベー
スと外部ネットワークのゲートウェイを備える。ユーザ
ーの製造工場内の各装置を管理するホスト管理システム
205と、各装置のベンダーの管理システム211,221,231と
は、外部ネットワーク200であるインターネットもしく
は専用線ネットワークによって接続されている。このシ
ステムにおいて、製造ラインの一連の製造機器の中のど
れかにトラブルが起きると、製造ラインの稼動が休止し
てしまうが、トラブルが起きた機器のベンダーからイン
ターネット200を介した遠隔保守を受けることで迅速な
対応が可能で、製造ラインの休止を最小限に抑えること
ができる。
を図１５とは別の角度から切り出して表現した概念図で
ある。先の例ではそれぞれが製造装置を備えた複数のユ
ーザー工場と、該製造装置のベンダーの管理システムと
を外部ネットワークで接続して、該外部ネットワークを
介して各工場の生産管理や少なくとも1台の製造装置の
情報をデータ通信するものであった。これに対し本例
は、複数のベンダーの製造装置を備えた工場と、該複数
の製造装置のそれぞれのベンダーの管理システムとを工
場外の外部ネットワークで接続して、各製造装置の保守
情報をデータ通信するものである。図中、201は製造装
置ユーザー（半導体デバイス製造メーカー）の製造工場
であり、工場の製造ラインには各種プロセスを行う製造
装置、ここでは例として露光装置202、レジスト処理装
置203、成膜処理装置204が導入されている。なお図１６
では製造工場201は1つだけ描いているが、実際は複数の
工場が同様にネットワーク化されている。工場内の各装
置はＬＡＮ206で接続されてイントラネットを構成し、
ホスト管理システム205で製造ラインの稼動管理がされ
ている。一方、露光装置メーカー210、レジスト処理装
置メーカー220、成膜装置メーカー230などベンダー（装
置供給メーカー）の各事業所には、それぞれ供給した機
器の遠隔保守を行なうためのホスト管理システム211,22
1,231を備え、これらは上述したように保守データベー
スと外部ネットワークのゲートウェイを備える。ユーザ
ーの製造工場内の各装置を管理するホスト管理システム
205と、各装置のベンダーの管理システム211,221,231と
は、外部ネットワーク200であるインターネットもしく
は専用線ネットワークによって接続されている。このシ
ステムにおいて、製造ラインの一連の製造機器の中のど
れかにトラブルが起きると、製造ラインの稼動が休止し
てしまうが、トラブルが起きた機器のベンダーからイン
ターネット200を介した遠隔保守を受けることで迅速な
対応が可能で、製造ラインの休止を最小限に抑えること
ができる。
【００３６】半導体製造工場に設置された各製造装置は
それぞれ、ディスプレイと、ネットワークインターフェ
ースと、記憶装置にストアされたネットワークアクセス
用ソフトウェアならびに装置動作用のソフトウェアを実
行するコンピュータを備える。記憶装置としては内蔵メ
モリやハードディスク、あるいはネットワークファイル
サーバーなどである。上記ネットワークアクセス用ソフ
トウェアは、専用又は汎用のウェブブラウザを含み、例
えば図１７に一例を示す様な画面のユーザーインターフ
ェースをディスプレイ上に提供する。各工場で製造装置
を管理するオペレータは、画面を参照しながら、製造装
置の機種（401）、シリアルナンバー（402）、トラブル
の件名（403）、発生日（404）、緊急度（405）、症状
（406）、対処法（407）、経過（408）等の情報を画面
上の入力項目に入力する。入力された情報はインターネ
ットを介して保守データベースに送信され、その結果の
適切な保守情報が保守データベースから返信されディス
プレイ上に提示される。またウェブブラウザが提供する
ユーザーインターフェースはさらに図示のごとくハイパ
ーリンク機能（410〜412）を実現し、オペレータは各項
目の更に詳細な情報にアクセスしたり、ベンダーが提供
するソフトウェアライブラリから製造装置に使用する最
新バージョンのソフトウェアを引出したり、工場のオペ
レータの参考に供する操作ガイド（ヘルプ情報）を引出
したりすることができる。
それぞれ、ディスプレイと、ネットワークインターフェ
ースと、記憶装置にストアされたネットワークアクセス
用ソフトウェアならびに装置動作用のソフトウェアを実
行するコンピュータを備える。記憶装置としては内蔵メ
モリやハードディスク、あるいはネットワークファイル
サーバーなどである。上記ネットワークアクセス用ソフ
トウェアは、専用又は汎用のウェブブラウザを含み、例
えば図１７に一例を示す様な画面のユーザーインターフ
ェースをディスプレイ上に提供する。各工場で製造装置
を管理するオペレータは、画面を参照しながら、製造装
置の機種（401）、シリアルナンバー（402）、トラブル
の件名（403）、発生日（404）、緊急度（405）、症状
（406）、対処法（407）、経過（408）等の情報を画面
上の入力項目に入力する。入力された情報はインターネ
ットを介して保守データベースに送信され、その結果の
適切な保守情報が保守データベースから返信されディス
プレイ上に提示される。またウェブブラウザが提供する
ユーザーインターフェースはさらに図示のごとくハイパ
ーリンク機能（410〜412）を実現し、オペレータは各項
目の更に詳細な情報にアクセスしたり、ベンダーが提供
するソフトウェアライブラリから製造装置に使用する最
新バージョンのソフトウェアを引出したり、工場のオペ
レータの参考に供する操作ガイド（ヘルプ情報）を引出
したりすることができる。
【００３７】次に上記説明した生産システムを利用した
半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図１８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。
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（露光制御データ作製）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
を作製する。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、上記用意したマ
スクとウエハを用いて、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）等の組立て工程を含む。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なう。こ
うした工程を経て半導体デバイスが完成し、これを出荷
（ステップ7）する。前工程と後工程はそれぞれ専用の
別の工場で行い、これらの工場毎に上記説明した遠隔保
守システムによって保守がなされる。また前工程工場と
後工程工場との間でも、インターネットまたは専用線ネ
ットワークを介して生産管理や装置保守のための情報が
データ通信される。
半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図１８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。
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（露光制御データ作製）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
を作製する。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、上記用意したマ
スクとウエハを用いて、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）等の組立て工程を含む。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なう。こ
うした工程を経て半導体デバイスが完成し、これを出荷
（ステップ7）する。前工程と後工程はそれぞれ専用の
別の工場で行い、これらの工場毎に上記説明した遠隔保
守システムによって保守がなされる。また前工程工場と
後工程工場との間でも、インターネットまたは専用線ネ
ットワークを介して生産管理や装置保守のための情報が
データ通信される。
【００３８】図１９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
を成膜する。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マスクの回
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
パターンを形成する。各工程で使用する製造機器は上記
説明した遠隔保守システムによって保守がなされている
ので、トラブルを未然に防ぐと共に、もしトラブルが発
生しても迅速な復旧が可能で、従来に比べて半導体デバ
イスの生産性を向上させることができる。
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
を成膜する。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マスクの回
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
パターンを形成する。各工程で使用する製造機器は上記
説明した遠隔保守システムによって保守がなされている
ので、トラブルを未然に防ぐと共に、もしトラブルが発
生しても迅速な復旧が可能で、従来に比べて半導体デバ
イスの生産性を向上させることができる。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、マルチビームに特有の
クロストーク問題を解消し、小型化、高精度化、信頼性
といった各種条件を高いレベルで実現した電子光学系ア
レイを提供することができる。そして、これを用いた高
精度な露光装置、生産性に優れたデバイス製造方法、半
導体デバイス生産工場などを提供することができる。
クロストーク問題を解消し、小型化、高精度化、信頼性
といった各種条件を高いレベルで実現した電子光学系ア
レイを提供することができる。そして、これを用いた高
精度な露光装置、生産性に優れたデバイス製造方法、半
導体デバイス生産工場などを提供することができる。
【図１】電子光学系アレイの構造を説明する図
【図２】上電極（下電極）とシールド電極の作製方法を
説明する図
説明する図
【図３】中間電極の作製方法を説明する図
【図４】電極同士の接合の方法をを説明する図
【図５】電極同士の接合が完成した状態を説明する図
【図６】電子光学系アレイの別例の構造を説明する図
【図７】電子光学系アレイの別例の構造を説明する図
【図８】電子光学系アレイの別例の構造を説明する図
【図９】電子光学系アレイの別例の構造を説明する図
【図１０】クロストークの発生を説明する図
【図１１】電子光学系アレイの別例の構造を説明する図
【図１２】電子光学系アレイの別例の構造を説明する図
【図１３】マルチビーム型露光装置の全体図
【図１４】補正電子光学系の詳細を説明する図
【図１５】半導体デバイス生産システムの例をある角度
から見た概念図
から見た概念図
【図１６】半導体デバイス生産システムの例を別の角度
から見た概念図
から見た概念図
【図１７】ディスプレイ上のユーザーインターフェース
を示す図
を示す図
【図１８】半導体デバイスの製造プロセスのフローを説
明する図
明する図
【図１９】ウエハプロセスの詳細を説明する図
１ 上電極 ２ 中間電極 ３ 下電極 ４ 上シールド電極 ５ 下シールド電極 ６ 絶縁膜 ７ 絶縁膜 ８ 上電極の開口 ９ 上シールド電極の開口 １０ 中間電極の開口 １１ 中間電極の個々の電極素子 １２ 配線 １３ 下シールド電極の開口 １４ 下電極の開口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｊ 37/305 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１Ｂ ５４１Ｑ ５４１Ｃ Ｆターム(参考） 2H097 AA03 CA16 LA10 5C030 BB01 BB11 BB17 BC06 5C033 CC01 5C034 BB02 BB05 5F056 AA07 AA33 CC01 CC11 EA03 EA04
Claims (20)
- 【請求項１】 それぞれに複数の開口が形成され、積層
された第１電極と第２電極と、前記第１電極と前記第２
電極の間で、前記複数の開口のそれぞれに対応して設け
られたシールド電極とを有することを特徴とする電子光
学系アレイ。 - 【請求項２】 それぞれに複数の開口が形成され、積層
された上電極、中間電極および下電極と、前記上電極と
前記中間電極の間ならびに前記中間電極と前記下電極の
間で、前記複数の開口のそれぞれに対応して設けられた
シールド電極とを有することを特徴とする電子光学系ア
レイ。 - 【請求項３】 光軸方向から見たとき、前記シールド電
極は各々の前記開口の周囲を囲むように配されている請
求項１又は２に記載の電子光学系アレイ。 - 【請求項４】 前記シールド電極は前記複数の開口にそ
れぞれ対応した位置に複数の孔が形成された１つの構造
物である請求項３記載の電子光学系アレイ。 - 【請求項５】 前記上電極または下電極がこれと隣接す
るシールド電極と一体構造となっている請求項２〜４の
いずれか記載の電子光学系アレイ。 - 【請求項６】 前記中間電極を光軸に沿って複数有し、
各中間電極の間にもシールド電極が設けられている請求
項２〜５のいずれか記載の電子光学系アレイ。 - 【請求項７】 前記中間電極は、各開口に対応して設け
た複数の孔開き電極素子を有する請求項２〜６のいずれ
か記載の電子光学系アレイ。 - 【請求項８】 前記中間電極は列毎に電気的に分離され
たグループ化され、各グループに含まれる前記電極素子
同士が電気的に結線されている請求項７記載の電子光学
系アレイ。 - 【請求項９】 前記中間電極の電極素子同士の隙間に中
間シールド電極が配されていることを特徴とする請求項
７記載の電子光学系アレイ。 - 【請求項１０】 前記中間電極が列ごとにアレイ化され
た矩形電極素子を有する請求項２〜６記載の電子光学系
アレイ。 - 【請求項１１】 前記各開口に対応して設けられた複数
のシールド電極の全てに対して同一電圧が印加されるこ
とを特徴とする請求項１〜１０のいずれか記載の電子光
学系アレイ。 - 【請求項１２】 前記シールド電極への印加電圧と、前
記上電極及び下電極への印加電圧とが異なることを特徴
とする請求項１１記載の電子光学系アレイ。 - 【請求項１３】 前記シールド電極が有する開口は、前
記中間電極の開口よりもサイズが大きいことを特徴とす
る請求項１〜１２のいずれか記載の電子光学系アレイ。 - 【請求項１４】 前記中間電極と前記シールド電極との
間隔は、前記中間電極に配列される開口のピッチよりも
小さいことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか記載
の電子光学系アレイ。 - 【請求項１５】 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請求項１〜１４
のいずれか記載の電子光学系アレイを含む補正電子光学
系と、前記複数の中間像をウエハに縮小投影する投影電
子光学系と、前記ウエハに投影される前記複数の中間像
がウエハ上で移動するように偏向する偏向器とを有する
ことを特徴とする荷電粒子線露光装置。 - 【請求項１６】 請求項１５記載の露光装置を含む各種
プロセス用の製造装置群を半導体製造工場に設置する工
程と、該製造装置群を用いて複数のプロセスによって半
導体デバイスを製造する工程とを有することを特徴とす
るデバイス製造方法。 - 【請求項１７】 前記製造装置群をローカルエリアネッ
トワークで接続する工程と、前記ローカルエリアネット
ワークと前記半導体製造工場外の外部ネットワークとの
間で、前記製造装置群の少なくとも１台に関する情報を
データ通信する工程とをさらに有する請求項１６記載の
デバイス製造方法。 - 【請求項１８】 前記露光装置のベンダーもしくはユー
ザーが提供するデータベースに前記外部ネットワークを
介してアクセスしてデータ通信によって前記製造装置の
保守情報を得る、もしくは前記半導体製造工場とは別の
半導体製造工場との間で前記外部ネットワークを介して
データ通信して生産管理を行う請求項１７記載のデバイ
ス製造方法。 - 【請求項１９】 請求項１５記載の露光装置を含む各種
プロセス用の製造装置群と、該製造装置群を接続するロ
ーカルエリアネットワークと、該ローカルエリアネット
ワークから工場外の外部ネットワークにアクセス可能に
するゲートウェイを有し、前記製造装置群の少なくとも
１台に関する情報をデータ通信することを可能にした半
導体製造工場。 - 【請求項２０】 半導体製造工場に設置された請求項１
５記載の露光装置の保守方法であって、前記露光装置の
ベンダーもしくはユーザーが、半導体製造工場の外部ネ
ットワークに接続された保守データベースを提供する工
程と、前記半導体製造工場内から前記外部ネットワーク
を介して前記保守データベースへのアクセスを許可する
工程と、前記保守データベースに蓄積される保守情報を
前記外部ネットワークを介して半導体製造工場側に送信
する工程とを有することを特徴とする露光装置の保守方
法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000233145A JP4585661B2 (ja) | 2000-03-31 | 2000-08-01 | 電子光学系アレイ、荷電粒子線露光装置およびデバイス製造方法 |
| US09/819,737 US6965153B1 (en) | 2000-03-31 | 2001-03-29 | Electrooptic system array, charged-particle beam exposure apparatus using the same, and device manufacturing method |
| US10/454,576 US7038226B2 (en) | 2000-03-31 | 2003-06-05 | Electrooptic system array, charged-particle beam exposure apparatus using the same, and device manufacturing method |
| US11/168,425 US7126141B2 (en) | 2000-03-31 | 2005-06-29 | Electrooptic system array, charged-particle beam exposure apparatus using the same, and device manufacturing method |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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