JP2004128284A - 偏向器、偏向器の製造方法、及び荷電粒子線露光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】荷電粒子線を精度よく偏向する偏向器を提供する。
【解決手段】荷電粒子線を偏向する偏向器であって、荷電粒子線が通過すべき開口が設けられた基板と、荷電粒子線を偏向すべく開口内に対向して設けられた第１偏向電極及び第２偏向電極と、第１偏向電極から第２偏向電極への方向と略垂直な方向において、開口内に対向して設けられ、基板より導電性が高い材料で形成された第１導電層及び第２導電層と、第１偏向電極及び第２偏向電極と基板との間にそれぞれ設けられた第１絶縁層及び第２絶縁層とを備える。
【選択図】 図４
【解決手段】荷電粒子線を偏向する偏向器であって、荷電粒子線が通過すべき開口が設けられた基板と、荷電粒子線を偏向すべく開口内に対向して設けられた第１偏向電極及び第２偏向電極と、第１偏向電極から第２偏向電極への方向と略垂直な方向において、開口内に対向して設けられ、基板より導電性が高い材料で形成された第１導電層及び第２導電層と、第１偏向電極及び第２偏向電極と基板との間にそれぞれ設けられた第１絶縁層及び第２絶縁層とを備える。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路等のパターンをウェハに露光する荷電粒子線露光装置に関する。特に本発明は、複数の荷電粒子線を用いてパターンを露光する荷電粒子線露光装置の偏向器、及び当該偏向器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体デバイスの微細化の進展に伴い、１００ｎｍ以下のリソグラフィ手段が各種提案されており、さらに高解像性、高精度の描画パターン重ね合せ、高スループットが要求されている。このため、潜在的に解像度が高く、また寸法制御性が他の露光手段と比較して良好な電子ビーム露光装置は、露光パターンを電気的に生成してウェハを直接露光できるため、マスクレス露光手段としても期待されている。
【０００３】
しかしながら、電子ビーム露光装置は、ショット当りの露光面積が小さく、スループットが低いという問題を抱えており、半導体デバイスの量産には普及していないのが実情である。そこで、この問題を解決するために、複数の電子ビームで同時にウェハを露光するマルチ電子ビーム露光装置が提案されている。
【０００４】
このようなマルチ電子ビーム露光装置は、複数の電子ビームをそれぞれ独立に偏向するか否かを切り換えるブランキングアパーチャアレイデバイスと、ブランキングアパーチャアレイデバイスによって偏向された電子ビームをウェハに対して遮断する電子ビーム遮蔽部とを備え、複数の電子ビームのそれぞれをウェハに照射するか否かを高精度に制御する。このようなブランキングアパーチャアレイデバイスは、複数の開口が設けられた半導体等の基板と、開口内にそれぞれ設けられた偏向電極と、基板と偏向電極とを絶縁する絶縁層とを備え、偏向電極に電圧を印加するか否かにより、開口を通過する電子ビームを偏向するか否かを制御する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のブランキングアパーチャアレイデバイスの構造においては、電子ビームが通過する開口の内壁に基板や絶縁層の一部が露出している。そのため、開口に内壁に露出した基板の酸化膜や絶縁層がチャージアップし、開口を通過する電子ビームに影響を与えてしまう。これにより、電子ビームの適切な偏向及び位置制御が行われず、精度よくウェハを露光することが困難になる。
【０００６】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる偏向器、偏向器の製造方法、及び荷電粒子線露光装置を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の形態によると、荷電粒子線を偏向する偏向器であって、荷電粒子線が通過すべき開口が設けられた基板と、荷電粒子線を偏向すべく開口内に対向して設けられた第１偏向電極及び第２偏向電極と、第１偏向電極から第２偏向電極への方向と略垂直な方向において、開口内に対向して設けられ、基板より導電性が高い材料で形成された第１導電層及び第２導電層とを備える。
【０００８】
第１導電層及び第２導電層は、接地されてもよい。第１導電層及び第２導電層は、金属鍍金により形成されてもよい。第１導電層及び第２導電層は、第１偏向電極及び第２偏向電極より薄くてもよい。第１偏向電極と第２偏向電極との間隔は、第１導電層と第２導電層との間隔より小さくてもよい。
【０００９】
第１偏向電極及び第２偏向電極と基板との間にそれぞれ設けられた第１絶縁層及び第２絶縁層をさらに備え、基板は、シリコン基板であり、第１絶縁層及び第２絶縁層は、シリコン基板を熱酸化させることにより形成されたシリコン酸化膜であってもよい。
【００１０】
第１偏向電極及び第２偏向電極と基板との間にそれぞれ設けられた第１絶縁層及び第２絶縁層をさらに備え、第１導電層及び第２導電層は、第１絶縁層に隣接する位置から第２絶縁層に隣接する位置まで設けられてもよい。第１導電層及び第２導電層は、開口内に基板を露出させないように開口の上端から下端まで設けられてもよい。
【００１１】
第１偏向電極及び第２偏向電極は、基板に対向する面の面積より、他方の偏向電極に対向する面の面積のほうが広くてもよい。第１偏向電極及び第２偏向電極は、開口の中心から開口の内壁の方向に沿って徐々に細くなる台形柱の形状であってもよい。
【００１２】
第１導電層及び第２導電層と基板との間にそれぞれ設けられた第３絶縁層及び第４絶縁層をさらに備え、基板は、シリコン基板であり、第３絶縁層及び第４絶縁層は、シリコン基板を熱酸化させることにより形成されたシリコン酸化膜であってもよい。
【００１３】
本発明の第２の形態によると、荷電粒子線が通過すべき開口が設けられた基板と、荷電粒子線を偏向すべく開口内に対向して設けられた第１偏向電極及び第２偏向電極と、第１偏向電極から第２偏向電極への方向と略垂直な方向において、開口内に対向して設けられた第１導電層及び第２導電層とを備える偏向器の製造方法であって、第１偏向電極及び第２偏向電極を形成する電極形成段階と、電極形成段階において第１偏向電極及び第２偏向電極を形成した後、第１導電層及び第２導電層を形成するための複数の開口をそれぞれ基板に形成する開口形成段階と、開口形成段階において形成された複数の開口に第１導電層及び第２導電層をそれぞれ形成する導電層形成段階とを備える。
【００１４】
本発明の第３の形態によると、荷電粒子線が通過すべき開口が設けられた基板と、荷電粒子線を偏向すべく開口内に対向して設けられた第１偏向電極及び第２偏向電極と、第１偏向電極及び第２偏向電極と基板との間にそれぞれ設けられた第１絶縁層及び第２絶縁層と、第１偏向電極から第２偏向電極への方向と略垂直な方向において、開口内に対向して設けられた第１導電層及び第２導電層と、第１導電層及び第２導電層と基板との間にそれぞれ設けられた第３絶縁層及び第４絶縁層とを備える偏向器の製造方法であって、第１偏向電極、第２偏向電極、第１導電層、及び第２導電層を形成するための複数の開口をそれぞれ基板に形成する開口形成段階と、開口形成段階において形成された複数の開口の内壁に、第１絶縁層、第２絶縁層、第３絶縁層、及び第４絶縁層を形成する絶縁層形成段階と、複数の開口のそれぞれにおいて、第１絶縁層、第２絶縁層、第３絶縁層、及び第４絶縁層のそれぞれの内側に、第１偏向電極、第２偏向電極、第１導電層、及び第２導電層をそれぞれ形成する電極形成段階とを備える。絶縁層形成段階は、複数の開口の内壁をそれぞれ熱酸化させることにより、第１絶縁層、第２絶縁層、第３絶縁層、及び第４絶縁層を形成する段階を含んでもよい。
【００１５】
本発明の第４の形態によると、荷電粒子線によりウェハを露光する荷電粒子線露光装置であって、荷電粒子線を発生する荷電粒子線発生部と、荷電粒子線を偏向して、ウェハにおける所望の位置に照射させる偏向器とを備え、偏向器は、荷電粒子線が通過すべき開口が設けられた基板と、荷電粒子線を偏向すべく開口内に対向して設けられた第１偏向電極及び第２偏向電極と、第１偏向電極から第２偏向電極への方向と略垂直な方向において、開口内に対向して設けられ、基板より導電性が高い材料で形成された第１導電層及び第２導電層とを有する。
【００１６】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る電子ビーム露光装置１００の構成の一例を示す。電子ビーム露光装置１００は、本発明の荷電粒子線露光装置の一例である。また、本発明の荷電粒子線露光装置は、イオンビームによりウェハを露光するイオンビーム露光装置であってもよい。また、電子ビーム露光装置１００は、狭い間隔、例えば全ての電子ビームがウェハに設けられるべき１つのチップの領域に照射されるような間隔で複数の電子ビームを発生してよい。
【００１９】
電子ビーム露光装置１００は、電子ビームによりウェハ４４に所定の露光処理を施すための露光部１５０と、露光部１５０に含まれる各構成の動作を制御する制御部１４０とを備える。
【００２０】
露光部１５０は、筐体８内部で、複数の電子ビームを発生し、電子ビームの断面形状を所望に成形する電子ビーム成形手段１１０と、複数の電子ビームをウェハ４４に照射するか否かを、電子ビーム毎に独立に切り換える照射切換手段１１２と、ウェハ４４に転写されるパターンの像の向き及びサイズを調整するウェハ用投影系１１４を含む電子光学系と、パターンを露光すべきウェハ４４を載置するウェハステージ４６及びウェハステージ４６を駆動するウェハステージ駆動部４８を有するステージ系とを備える。
【００２１】
電子ビーム成形手段１１０は、複数の電子ビームを発生する電子ビーム発生部１０と、電子ビームを通過させることにより、電子ビームの断面形状を成形する複数の開口部を有する第１成形部材１４及び第２成形部材２２と、複数の電子ビームを独立に集束し、電子ビームの焦点を調整する第１多軸電子レンズ１６と、第１成形部材１４を通過した複数の電子ビームを独立に偏向する第１成形偏向部１８及び第２成形偏向部２０とを有する。電子ビーム発生部１０は、本発明の荷電粒子線発生部の一例である。第１成形偏向部１８及び第２成形偏向部２０は、本発明の偏向器の一例である。
【００２２】
電子ビーム発生部１０は、複数の電子銃１０４と、電子銃１０４が形成される基材１０６とを有する。電子銃１０４は、熱電子を発生させるカソード１２と、カソード１２を囲むように形成され、カソード１２で発生した熱電子を安定させるグリッド１０２とを有する。電子ビーム発生部１０は、所定の間隔を隔てて設けられる複数の電子銃１０４を基材１０６に有することにより、電子銃アレイを形成する。
【００２３】
第１成形部材１４及び第２成形部材２２は、電子ビームが照射される面に、接地された白金などの金属膜を有することが望ましい。第１成形部材１４及び第２成形部材２２に含まれる複数の開口部の断面形状は、電子ビームを効率よく通過させるために、電子ビームの照射方向に沿って広がりを有してもよい。また、第１成形部材１４及び第２成形部材２２に含まれる複数の開口部は、矩形に形成されることが好ましい。
【００２４】
照射切換手段１１２は、複数の電子ビームを独立に集束し、電子ビームの焦点を調整する第２多軸電子レンズ２４と、複数の電子ビームを電子ビーム毎に独立に偏向させることにより、電子ビームをウェハ４４に照射するか否かを、電子ビーム毎に独立に切り換えるブランキングアパーチャアレイデバイス２６と、電子ビームを通過させる複数の開口部を含み、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６で偏向された電子ビームを遮蔽する電子ビーム遮蔽部材２８とを有する。ブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、本発明の偏向器の一例である。
【００２５】
ブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、電子ビームが通過すべき開口が設けられた基板と、開口内に設けられた複数の偏向電極とを有する。また、電子ビーム遮蔽部材２８に含まれる複数の開口部の断面形状は、電子ビームを効率良く通過させるために、電子ビームの照射方向に沿って広がりを有してもよい。
【００２６】
ウェハ用投影系１１４は、複数の電子ビームを独立に集束し、電子ビームの照射径を縮小する第３多軸電子レンズ３４と、複数の電子ビームを独立に集束し、電子ビームの焦点を調整する第４多軸電子レンズ３６と、複数の電子ビームを、ウェハ４４の所望の位置に、電子ビーム毎に独立に偏向する独立偏向部である副偏向部３８と、電子ビームを集束する第１コイル４０及び第２コイル５０を有し対物レンズとして機能する同軸レンズ５２と、複数の電子ビームを略同一の方向に所望量だけ偏向させる共通偏向部である主偏向部４２とを有する。主偏向部４２は、本発明の偏向器の一例である。
【００２７】
主偏向部４２は、電界を利用して高速に複数の電子ビームを偏向することが可能な静電型偏向器であることが好ましく、対向する偏向電極を有する。また、主偏向部４２は、対向する４組の偏向電極を含む円筒型均等８極型の構成、又は８極以上の偏向電極を含む構成を有してもよい。また、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、対向する１組の偏向電極を有する。また、同軸レンズ５２は、ウェハ４４に対して、第４多軸電子レンズ３６より近傍に設けられることが好ましい。
【００２８】
制御部１４０は、統括制御部１３０及び個別制御部１２０を備える。個別制御部１２０は、電子ビーム制御部８０、多軸電子レンズ制御部８２、成形偏向制御部８４、ブランキングアパーチャアレイ制御部８６、同軸レンズ制御部９０、副偏向制御部９２、主偏向制御部９４、及びウェハステージ制御部９６を有する。統括制御部１３０は、例えばワークステーションであって、個別制御部１２０に含まれる各制御部を統括制御する。
【００２９】
電子ビーム制御部８０は、電子ビーム発生部１０を制御する。多軸電子レンズ制御部８２は、第１多軸電子レンズ１６、第２多軸電子レンズ２４、第３多軸電子レンズ３４及び第４多軸電子レンズ３６に供給する電流を制御する。成形偏向制御部８４は、第１成形偏向部１８及び第２成形偏向部２０を制御する。ブランキングアパーチャアレイ制御部８６は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６に含まれる偏向電極に印加する電圧を制御する。同軸レンズ制御部９０は、同軸レンズ５２に含まれる第１コイル４０及び第２コイル５０に供給する電流を制御する。主偏向制御部９４は、主偏向部４２に含まれる偏向電極に印加する電圧を制御する。ウェハステージ制御部９６は、ウェハステージ駆動部４８を制御し、ウェハステージ４６を所定の位置に移動させる。
【００３０】
電子ビーム露光装置１００の動作について説明する。まず、電子ビーム発生部１０は、複数の電子ビームを発生する。電子ビーム発生部１０が発生した電子ビームは、第１成形部材１４に照射されて成形される。第１成形部材１４を通過した複数の電子ビームは、第１成形部材１４に含まれる開口部の形状に対応する矩形の断面形状をそれぞれ有する。
【００３１】
第１多軸電子レンズ１６は、矩形に成形された複数の電子ビームを独立に集束し、第２成形部材２２に対する電子ビームの焦点調整を、電子ビーム毎に独立に行う。第１成形偏向部１８は、矩形に成形された複数の電子ビームを、電子ビーム毎に独立して、第２成形部材に対して所望の位置に偏向する。第２成形偏向部２０は、第１成形偏向部１８で偏向された複数の電子ビームを、電子ビーム毎に独立に第２成形部材２２に対して略垂直方向に偏向する。その結果、電子ビームが、第２成形部材２２の所望の位置に、第２成形部材２２に対して略垂直に照射されるように調整する。矩形形状を有する複数の開口部を含む第２成形部材２２は、各開口部に照射された矩形の断面形状を有する複数の電子ビームを、ウェハ４４に照射されるべき所望の矩形の断面形状を有する電子ビームにさらに成形する。
【００３２】
第２多軸電子レンズ２４は、複数の電子ビームを独立に集束して、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６に対する電子ビームの焦点調整を、電子ビーム毎に独立に行う。第２多軸電子レンズ２４より焦点調整された電子ビームは、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６に含まれる複数の開口を通過する。
【００３３】
ブランキングアパーチャアレイ制御部８６は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６に形成された、各開口内に設けられた偏向電極に電圧を印加するか否かを制御する。ブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、偏向電極に印加される電圧に基づいて、電子ビームをウェハ４４に照射させるか否かを切り換える。偏向電極に電圧が印加されるときは、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の開口を通過した電子ビームは偏向され、電子ビーム遮蔽部材２８に含まれる開口部を通過できず、ウェハ４４に照射されない。偏向電極に電圧が印加されないときには、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の開口を通過した電子ビームは偏向されず、電子ビーム遮蔽部材２８に含まれる開口部を通過でき、電子ビームはウェハ４４に照射される。
【００３４】
第３多軸電子レンズ３４は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６により偏向されない電子ビームの径を縮小して、電子ビーム遮蔽部材２８に含まれる開口部を通過させる。第４多軸電子レンズ３６は、複数の電子ビームを独立に集束して、副偏向部３８に対する電子ビームの焦点調整を、電子ビーム毎に独立に行い、焦点調整をされた電子ビームは、副偏向部３８に含まれる偏向器に入射される。
【００３５】
副偏向制御部９２は、副偏向部３８に含まれる複数の偏向器を独立に制御する。副偏向部３８は、複数の偏向器に入射される複数の電子ビームを、電子ビーム毎に独立にウェハ４４の所望の露光位置に偏向する。副偏向部３８を通過した複数の電子ビームは、第１コイル４０及び第２コイル５０を有する同軸レンズ５２により、ウェハ４４に対する焦点が調整され、ウェハ４４に照射される。
【００３６】
露光処理中、ウェハステージ制御部９６は、ウェハステージ駆動部４８を制御して、一定方向にウェハステージ４６を動かす。ブランキングアパーチャアレイ制御部８６は露光パターンデータに基づいて、電子ビームを通過させる開口を定め、各開口内に設けられる偏向電極に対する電力制御を行う。ウェハ４４の移動に合わせて、電子ビームを通過させる開口を適宜変更し、さらに主偏向部４２及び副偏向部３８により電子ビームを偏向することにより、ウェハ４４に所望の回路パターンを露光することが可能となる。
【００３７】
図２は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の構成の一例を示す。ブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、電子ビームが通過する複数の開口が設けられたアパーチャ部１６０と、図１におけるブランキングアパーチャアレイ制御部８６との接続部となる偏向電極パッド１６２及び接地電極パッド１６４とを有する。アパーチャ部１６０は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の中央部に配置されることが望ましい。偏向電極パッド１６２及び接地電極パッド１６４は、プローブカード、ポゴピンアレイ等を介してブランキングアパーチャアレイ制御部８６から供給された電気信号を、アパーチャ部１６０の開口内に設けられた偏向電極に供給する。
【００３８】
図３は、アパーチャ部１６０の構成の一例を示す。アパーチャ部１６０の横方向をｘ軸方向とし、縦方向をｙ軸方向とする。ｘ軸は、露光処理中、ウェハステージ４６がウェハ４４を段階的に移動させる方向を示し、ｙ軸は、露光処理中、ウェハステージ４６がウェハ４４を連続的に移動させる方向を示す。具体的には、ウェハステージ４６に関して、ｙ軸は、ウェハ４４を走査露光させる方向であり、ｘ軸は、走査露光終了後、ウェハ４４の未露光領域を露光するためにウェハ４４を段階的に移動させる方向である。
【００３９】
アパーチャ部１６０には、複数の電子ビームがそれぞれ通過すべき開口２００が設けられる。複数の開口２００は、走査領域の全てを露光するように配置される。例えば、複数の開口２００は、ｘ軸方向の両端に位置する複数の開口２００ａと２００ｂとの間の領域全面を覆うように配置される。ｘ軸方向に近接する開口２００は、互いに一定の間隔で配置されていることが好ましい。このとき、複数の開口２００の間隔は、主偏向部４２が電子ビームを偏向する最大偏向量以下に定められるのが好ましい。
【００４０】
図４は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の具体的な構成の第１実施例を示す。図４は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６を裏面から見た平面図である。
【００４１】
ブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、電子ビームが通過すべき開口２００が設けられた基板２０２と、電子ビームを偏向すべく開口２００内に対向して設けられた偏向電極２０４ａ及び２０４ｂと、偏向電極２０４ａから偏向電極２０４ｂへの方向と略垂直な方向において、開口２００内に対向して設けられた導電層２０６ａ及び２０６ｂと、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂと基板２０２との間にそれぞれ設けられた絶縁層２０８ａ及び２０８ｂとを備える。
【００４２】
導電層２０６ａ及び２０６ｂは、図２に示した接地電極パッド１６４に電気的に接続されることにより接地される。導電層２０６ａ及び２０６ｂは、接地電極パッド１６４に直接配線されることにより接続されてもよく、基板２０２を介して接地電極パッド１６４に接続されてもよい。
【００４３】
導電層２０６ａ及び２０６ｂは、基板２０２より導電性が高い材料で形成されることが好ましい。また、導電層２０６ａ及び２０６ｂは、金属鍍金により形成されることが好ましい。例えば、基板２０２は、シリコン基板であり、導電層２０６ａ及び２０６ｂは、Ａｕ又はＣｕを主成分とする材料で形成される。
【００４４】
絶縁層２０８ａ及び２０８ｂは、基板２０２を熱酸化させることにより形成された酸化膜、例えばシリコン基板を熱酸化させることにより形成されたシリコン酸化膜である。偏向電極２０４ａから偏向電極２０４ｂへの方向及び電子ビームの照射方向と略垂直な方向において、絶縁層２０８ａ及び２０８ｂの長さは、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂの長さより短いことが好ましい。即ち、絶縁層２０８ａ及び２０８ｂは、電子ビームが通過する経路に対して偏向電極２０４ａ及び２０４ｂによって遮蔽された位置にある。そのため、絶縁層２０８ａ及び２０８ｂがチャージアップすることを防ぐことができる。
【００４５】
偏向電極２０４ａと偏向電極２０４ｂとの間隔は、導電層２０６ａと導電層２０６ｂとの間隔より小さいことが好ましい。また、導電層２０６ａ及び２０６ｂは、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂより薄くてもよい。具体的には、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂは、数十μｍ間隔で設けられる。偏向電極２０４ａと偏向電極２０４ｂとの間隔が小さいことによって、精度よく電子ビームを偏向することができ、さらに偏向電極２０４ａ及び２０４ｂに印加する電圧を小さくすることができる。
【００４６】
本実施例のブランキングアパーチャアレイデバイス２６によれば、導電層２０６ａ及び２０６ｂが開口２００の内壁に設けられることにより、基板２０２が自然酸化することを防ぐことができる。そのため、チャージアップすることにより電子ビームに影響を及ぼす絶縁性の自然酸化膜、例えばシリコン酸化膜が開口２００の側面に形成されないので、電子ビームを精度よく偏向することができる。
【００４７】
図５は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の具体的な構成の第２実施例を示す。図５は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６を裏面から見た平面図である。第２実施例においては、第１実施例に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略又は簡潔にし、異なる部分について具体的に説明する。
【００４８】
導電層２０６ａ及び２０６ｂは、絶縁層２０８ａに隣接する位置から絶縁層２０８ｂに隣接する位置まで設けられる。即ち、導電層２０６ａ及び２０６ｂは、矩形の開口２００の内壁において、偏向電極２０４ａが設けられる面から偏向電極２０４ｂが設けられる面まで設けられる。また、導電層２０６ａ及び２０６ｂは、開口２００内に基板２０２を露出させないように開口２００の上端から下端まで設けられる。この場合、導電層２０６ａ及び２０６ｂと偏向電極２０４ａ及び２０４ｂとは、互いに接触しないように設けられる。
【００４９】
具体的には、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂは、基板２０２に対向する面、即ち絶縁層２０８ａ及び２０８ｂに接触する面の面積より、他方の偏向電極に対向する面、即ち電子ビームに対向する面の面積のほうが広いことが好ましい。例えば、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂは、開口２００の中心、即ち電子ビームが通過すべき位置から開口２００の内壁の方向に沿って徐々に細くなる台形柱の形状である。また、偏向電極２０４ａから偏向電極２０４ｂへの方向と略垂直な方向において、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂの基板２０２に対向する面の幅は、絶縁層２０８ａ及び２０８ｂの幅以上であってもよい。
【００５０】
本実施例のブランキングアパーチャアレイデバイス２６によれば、導電層２０６ａ及び２０６ｂが開口２００の内壁に覆うように設けられるので、基板２０２がチャージアップすることにより電子ビームに及ぼす影響を大幅に低減することができ、電子ビームを精度よく偏向することができる。
【００５１】
図６、図７、及び図８は、第１実施例又は第２実施例に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造方法の一例を示す。図６、図７、及び図８は、図４又は図５に示したブランキングアパーチャアレイデバイス２６のＡＡ’断面を示す。
【００５２】
まず、図６（ａ）に示すように、基板２０２を用意し、基板２０２の表面及び裏面にシリコン窒化膜２１０ａ及び２１０ｂをそれぞれ形成する。このとき、シリコン窒化膜２１０ａ及び２１０ｂの両方を同時に成膜してもよいし、片方ずつ成膜してもよい。基板２０２は、例えば直径６インチ、厚さ２００μｍのシリコンウェハである。シリコン窒化膜２１０ａ及び２１０ｂは、例えば厚さ１μｍに成膜される。
【００５３】
次に、図６（ｂ）に示すように、シリコン窒化膜２１０ａ上にレジスト２１２を塗布し、露光、現像して、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂを形成する領域のレジスト２１２を除去する。そして、レジスト２１２をエッチングマスクとして、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂを形成する領域のシリコン窒化膜２１０ａをエッチング、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法により除去する。
【００５４】
次に、図６（ｃ）に示すように、レジスト２１２及びシリコン窒化膜２１０ａの両方又は片方をエッチングマスクとして、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂを形成する部分の基板２０２をエッチング、例えば誘導結合型プラズマエッチング（ＩＣＰ−ＲＩＥ）法により除去して複数の開口２１４を形成する。シリコン窒化膜２１０ｂは、基板２０２をエッチングするときのエッチングストッパ層となる。
【００５５】
次に、図６（ｄ）に示すように、レジスト２１２を除去した後、基板２０２に形成された複数の開口２１４の内壁に絶縁層２０８ａ及び２０８ｂを形成する。例えば、複数の開口２１４の内壁を熱酸化させることにより絶縁層２０８ａ及び２０８ｂを形成する。具体的には、シリコン基板である基板２０２に形成された複数の開口２１４の内壁のうちで、シリコン窒化膜２１０ａ及び２１０ｂで覆われた部分以外のシリコン露出面を選択的に熱酸化させることにより、シリコン酸化膜である絶縁層２０８ａ及び２０８ｂを形成する。
【００５６】
次に、図６（ｅ）に示すように、シリコン窒化膜２１０ｂ上に導電膜２１６を形成し、導電膜２１６上に絶縁層２１８を形成する。具体的には、ＥＢ蒸着法等により、Ｃｒ膜５０ｎｍ、Ａｕ膜２００ｎｍ、Ｃｒ膜５０ｎｍをこの順に成膜して、Ｃｒ／Ａｕ／Ｃｒ積層膜である導電膜２１６を形成する。導電膜２１６としてＣｒ／Ａｕ／Ｃｒ積層膜を形成することによって、シリコン窒化膜２１０ｂと導電膜２１６との密着性を向上させることができる。また、シリコン窒化膜２１０ｂと導電膜２１６との密着性等に問題がない場合、導電膜２１６は、例えばＡｕ膜の単層膜であってもよい。そして、プラズマ化学気相堆積（ＣＶＤ）法等により、導電膜２１６上にシリコン酸化膜の絶縁層２１８を形成する。なお、図６（ａ）において形成したシリコン窒化膜２１０ｂは、基板２０２と導電膜２１６とを電気的に絶縁するために設けられる。
【００５７】
次に、図６（ｆ）に示すように、シリコン窒化膜２１０ａ及びシリコン窒化膜２１０ｂの複数の開口２１４に露出する部分を、例えばＲＩＥ法により選択的に除去する。このとき、複数の開口２１４の側壁に形成された絶縁層２０８ａ及び２０８ｂを除去せずに、複数の開口２１４に導電膜２１６が露出するまでシリコン窒化膜２１０ｂをエッチングする。そして、さらに導電膜２１６のＡｕ膜が露出するまでＣｒ膜をエッチングする。他の例において、熱リン酸を用いたウェットエッチングにより、複数の開口２１４の側壁に形成された絶縁層２０８ａ及び２０８ｂを除去せずに、シリコン窒化膜２１０ａ、シリコン窒化膜２１０ｂの複数の開口２１４に露出する部分を除去した後、同様に導電膜２１６のＣｒ膜をエッチング除去してもよい。
【００５８】
次に、図７（ａ）に示すように、導電膜２１６のＡｕ膜を鍍金用電極（シード層）として、複数の開口２１４内を選択的に電解鍍金することにより導電材料を充填して偏向電極２０４ａ及び２０４ｂを形成する。例えば、Ｃｕ、Ａｕ等により偏向電極２０４ａ及び２０４ｂを形成する。そして、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂを形成した後、例えば化学的機械的研磨（ＣＭＰ）法により、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂを形成する導電材料の開口２１４からはみ出した部分を研磨して除去する。他の例において、複数の開口２１４に露出する絶縁層２０８ａ及び２０８ｂの表面にスパッタ法によりＣｒ膜を成膜した後、複数の開口２１４のＣｒ膜の内側に導電材料を充填して偏向電極２０４ａ及び２０４ｂを形成してもよい。これにより、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂと絶縁層２０８ａ及び２０８ｂとの密着性を向上させることができる。
【００５９】
次に、図７（ｂ）に示すように、基板２０２上にレジスト２２０を塗布し、露光、現像して、導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成する領域のレジスト２２０を除去する。そして、レジスト２２０をエッチングマスクとして、導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成する部分の基板２０２をエッチング、例えばＲＩＥ法により選択的に除去して開口２２２を形成する。そして、シリコン窒化膜２１０ｂの開口２２２に露出する部分を、例えばＲＩＥ法により選択的に除去する。そして、さらに導電膜２１６のＡｕ膜が露出するまでＣｒ膜をエッチングする。他の例において、熱リン酸を用いたウェットエッチングにより、シリコン窒化膜２１０ｂの開口２２２に露出する部分、及び導電膜２１６のＣｒ膜を除去してもよい。
【００６０】
次に、図７（ｃ）に示すように、導電膜２１６のＡｕ膜を鍍金用電極（シード層）として、開口２２２内を選択的に電解鍍金することにより導電材料を充填して導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成する。例えば、Ｃｕ等により導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成する。そして、導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成した後、レジスト２２０を除去し、例えばＣＭＰ法により、不必要な導電材料を研磨して除去する。他の例において、開口２２２に露出する基板２０２の表面にスパッタ法によりＣｒ膜を成膜した後、開口２２２のＣｒ膜の内側に導電材料を充填して導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成してもよい。これにより、導電層２０６ａ及び２０６ｂと基板２０２との密着性を向上させることができる。
【００６１】
次に、図７（ｄ）に示すように、基板２０２上に絶縁層２２４及び配線層２２６を形成する。具体的には、プラズマＣＶＤ法等によりシリコン酸化膜である絶縁層２２４を約１μｍの厚さに成膜する。そして、絶縁層２２４上にレジストを塗布し、露光、現像して、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂ等の上方の領域のレジストを除去する。そして、レジストをエッチングマスクとして、絶縁層２２４をエッチング、例えばＲＩＥ法により除去する。そして、レジストを除去した後、絶縁層２２４の表面にＣｒ膜及びＡｕ膜をこの順にスパッタ法により堆積させて配線層２２６を形成する。
【００６２】
次に、図７（ｅ）に示すように、配線層２２６に配線パターンを形成する。具体的には、配線層２２６上にレジストを塗布し、露光、現像して、配線が形成されない領域のレジストを除去する。そして、レジストをエッチングマスクとして、配線層２２６をエッチング、例えばＲＩＥ法により除去して配線パターンを形成する。そして、レジストを除去する。
【００６３】
次に、図８（ａ）に示すように、絶縁層２２４及び配線層２２６上に、絶縁層２２８及び導電膜２３０を形成する。具体的には、プラズマＣＶＤ法等によりシリコン酸化膜である絶縁層２２８を約１μｍの厚さに成膜する。そして、絶縁層２２８の表面にＣｒ膜及びＡｕ膜をこの順にスパッタ法により堆積させて導電膜２３０を形成する。導電膜２３０は、接地されることにより、絶縁層２２８等のチャージアップ防止用金属層として機能する。
【００６４】
次に、図８（ｂ）に示すように、導電膜２３０上にレジスト２３２を塗布し、露光、現像して、電子ビームが通過すべき開口２００を形成する領域のレジスト２３２を除去する。そして、レジスト２３２をエッチングマスクとして、導電膜２３０をエッチング、例えばイオンミリング法により除去し、絶縁層２２４及び２２８をエッチング、例えばＲＩＥ法により除去する。
【００６５】
次に、図８（ｃ）に示すように、レジスト２３２をエッチングマスクとして、基板２０２をエッチング、例えばＩＣＰ−ＲＩＥ法により除去する。このとき、上方から見るとアルファベットの“Ｉ”の字の形状の開口２００が形成される。
【００６６】
次に、図８（ｄ）に示すように、絶縁層２０８ａ及び２０８ｂの開口２００に露出する部分、絶縁層２１８、並びに導電膜２１６をエッチングにより除去する。具体的には、レジスト２３２を残したまま、開口２００の側壁のシリコン酸化膜である絶縁層２０８ａ及び２０８ｂを、例えばＨＦ及びＮＨ４Ｆの混合液を用いたウェットエッチングにより除去する。このとき同時に、絶縁層２１８もウェットエッチングにより除去される。そして、導電膜２１６のＣｒ膜を、例えば硝酸アンモニウムセリウム（ＩＶ）、過塩素酸、及び水の混合液を用いたウェットエッチングにより除去する。そして、導電膜２１６のＡｕ膜を、例えばヨウ化カリウム、ヨウ素、及び水の混合液を用いたウェットエッチングにより除去する。
【００６７】
次に、図８（ｅ）に示すように、レジスト２３２を除去した後、シリコン窒化膜２１０ｂをエッチングにより除去する。具体的には、シリコン窒化膜２１０ｂを、例えば熱リン酸を用いたウェットエッチングにより除去し、開口２００を貫通させる。本例では、基板２０２の裏面が露出しているが、基板２０２がチャージアップすることを防ぐために、基板２０２の裏面に導電膜が形成されてもよい。以上、図６、図７、及び図８に示した製造方法によりブランキングアパーチャアレイデバイス２６が完成する。
【００６８】
第１実施例及び第２実施例に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６によれば、導電層２０６ａ及び２０６ｂと基板２０２とが接触しているので、基板２０２を介して導電層２０６ａ及び２０６ｂを接地することができる。したがって、導電層２０６ａ及び２０６ｂを接地するための配線を形成する必要がないので、配線密度を低減することができる。
【００６９】
図９は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の具体的な構成の第３実施例を示す。図９は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６を裏面から見た平面図である。第３実施例においては、第１実施例及び第２実施例に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略又は簡潔にし、異なる部分について具体的に説明する。
【００７０】
ブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、導電層２０６ａ及び２０６ｂと基板２０２との間にそれぞれ設けられた絶縁層２０８ｃ及び２０８ｄをさらに備える。絶縁層２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、及び２０８ｄは、同一の材料で形成されてよく、また略同一の厚さであってよい。
【００７１】
絶縁層２０８ｃ及び２０８ｄは、絶縁層２０８ａ及び２０８ｂと同様に、基板２０２を熱酸化させることにより形成された酸化膜、例えばシリコン基板を熱酸化させることにより形成されたシリコン酸化膜である。偏向電極２０４ａから偏向電極２０４ｂへの方向において、絶縁層２０８ｃ及び２０８ｄの幅は、導電層２０６ａ及び２０６ｂの幅より短いことが好ましい。即ち、絶縁層２０８ｃ及び２０８ｄは、電子ビームが通過する経路に対して導電層２０６ａ及び２０６ｂによって遮蔽された位置にある。そのため、絶縁層２０８ｃ及び２０８ｄがチャージアップすることを防ぐことができる。
【００７２】
図１０は、図１１、及び図１２は、第３実施例に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造方法の一例を示す。図１０、図１１、及び図１２は、図９に示したブランキングアパーチャアレイデバイス２６のＢＢ’断面を示す。
【００７３】
まず、図１０（ａ）に示すように、基板２０２を用意し、基板２０２の表面及び裏面にシリコン窒化膜２１０ａ及び２１０ｂをそれぞれ形成する。このとき、シリコン窒化膜２１０ａ及び２１０ｂの両方を同時に成膜してもよいし、片方ずつ成膜してもよい。基板２０２は、例えば直径６インチ、厚さ２００μｍのシリコンウェハである。シリコン窒化膜２１０ａ及び２１０ｂは、例えば厚さ１μｍに成膜される。
【００７４】
次に、図１０（ｂ）に示すように、シリコン窒化膜２１０ａ上にレジスト２１２を塗布し、露光、現像して、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂ並びに導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成する領域のレジスト２１２を除去する。そして、レジスト２１２をエッチングマスクとして、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂ並びに導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成する領域のシリコン窒化膜２１０ａをエッチング、例えばＲＩＥ法により除去する。
【００７５】
次に、図１０（ｃ）に示すように、レジスト２１２及びシリコン窒化膜２１０ａの両方又は片方をエッチングマスクとして、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂ並びに導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成する部分の基板２０２をエッチング、例えばＩＣＰ−ＲＩＥ法により除去して複数の開口２１４及び２２２を形成する。シリコン窒化膜２１０ｂは、基板２０２をエッチングするときのエッチングストッパ層となる。
【００７６】
次に、図１０（ｄ）に示すように、レジスト２１２を除去した後、基板２０２に形成された複数の開口２１４及び２２２の内壁に絶縁層２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、及び２０８ｄを形成する。例えば、複数の開口２１４及び２２２の内壁を熱酸化させることにより絶縁層２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、及び２０８ｄを形成する。具体的には、シリコン基板である基板２０２に形成された複数の開口２１４及び２２２の内壁のうちで、シリコン窒化膜２１０ａ及び２１０ｂで覆われた部分以外のシリコン露出面を選択的に熱酸化させることにより、シリコン酸化膜である絶縁層２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、及び２０８ｄを形成する。
【００７７】
次に、図１０（ｅ）に示すように、シリコン窒化膜２１０ｂ上に導電膜２１６を形成し、導電膜２１６上に絶縁層２１８を形成する。具体的には、ＥＢ蒸着法等により、Ｃｒ膜５０ｎｍ、Ａｕ膜２００ｎｍ、Ｃｒ膜５０ｎｍをこの順に成膜して、Ｃｒ／Ａｕ／Ｃｒ積層膜である導電膜２１６を形成する。導電膜２１６としてＣｒ／Ａｕ／Ｃｒ積層膜を形成することによって、シリコン窒化膜２１０ｂと導電膜２１６との密着性を向上させることができる。また、シリコン窒化膜２１０ｂと導電膜２１６との密着性等に問題がない場合、導電膜２１６は、例えばＡｕ膜の単層膜であってもよい。そして、プラズマＣＶＤ法等により、導電膜２１６上にシリコン酸化膜の絶縁層２１８を形成する。なお、図１０（ａ）において形成したシリコン窒化膜２１０ｂは、基板２０２と導電膜２１６とを電気的に絶縁するために設けられる。
【００７８】
次に、図１１（ａ）に示すように、シリコン窒化膜２１０ａ、及びシリコン窒化膜２１０ｂの複数の開口２１４及び２２２に露出する部分を、例えばＲＩＥ法により選択的に除去する。このとき、複数の開口２１４及び２２２の側壁に形成された絶縁層２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、及び２０８ｄを除去せずに、複数の開口２１４及び２２２に導電膜２１６が露出するまでシリコン窒化膜２１０ｂをエッチングする。そして、さらに導電膜２１６のＡｕ膜が露出するまでＣｒ膜をエッチングする。他の例において、熱リン酸を用いたウェットエッチングにより、複数の開口２１４及び２２２の側壁に形成された絶縁層２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、及び２０８ｄを除去せずに、シリコン窒化膜２１０ａ、シリコン窒化膜２１０ｂの複数の開口２１４及び２２２に露出する部分を除去した後、同様に導電膜２１６のＣｒ膜をエッチング除去してもよい。
【００７９】
次に、図１１（ｂ）に示すように、導電膜２１６のＡｕ膜を鍍金用電極（シード層）として、複数の開口２１４及び２２２内を選択的に電解鍍金することにより導電材料を充填して偏向電極２０４ａ及び２０４ｂ並びに導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成する。例えば、Ｃｕ、Ａｕ等により偏向電極２０４ａ及び２０４ｂ並びに導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成する。そして、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂ並びに導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成した後、例えばＣＭＰ法により、不必要な導電材料を研磨して除去する。他の例において、複数の開口２１４及び２２２に露出する絶縁層２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、及び２０８ｄの表面にスパッタ法によりＣｒ膜を成膜した後、複数の開口２１４及び２２２のＣｒ膜の内側に導電材料を充填して偏向電極２０４ａ及び２０４ｂ並びに導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成してもよい。これにより、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂ並びに導電層２０６ａ及び２０６ｂと、絶縁層２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、及び２０８ｄとの密着性を向上させることができる。
【００８０】
次に、図１１（ｃ）に示すように、基板２０２上に絶縁層２２４及び配線層２２６を形成する。具体的には、プラズマＣＶＤ法等によりシリコン酸化膜である絶縁層２２４を約１μｍの厚さに成膜する。そして、絶縁層２２４上にレジストを塗布し、露光、現像して、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂ並びに導電層２０６ａ及び２０６ｂ等の上方の領域のレジストを除去する。そして、レジストをエッチングマスクとして、絶縁層２２４をエッチング、例えばＲＩＥ法により除去する。そして、レジストを除去した後、絶縁層２２４の表面にＣｒ膜及びＡｕ膜をこの順にスパッタ法により堆積させて配線層２２６を形成する。
【００８１】
次に、図１１（ｄ）に示すように、配線層２２６に配線パターンを形成する。具体的には、配線層２２６上にレジストを塗布し、露光、現像して、配線が形成されない領域のレジストを除去する。そして、レジストをエッチングマスクとして、配線層２２６をエッチング、例えばＲＩＥ法により除去して配線パターンを形成する。そして、レジストを除去する。
【００８２】
次に、図１１（ｅ）に示すように、絶縁層２２４及び配線層２２６上に、絶縁層２２８及び導電膜２３０を形成する。具体的には、プラズマＣＶＤ法等によりシリコン酸化膜である絶縁層２２８を約１μｍの厚さに成膜する。そして、絶縁層２２８の表面にＣｒ膜及びＡｕ膜をこの順にスパッタ法により堆積させて導電膜２３０を形成する。導電膜２３０は、接地されることにより、絶縁層２２８等のチャージアップ防止用金属層として機能する。
【００８３】
次に、図１２（ａ）に示すように、導電膜２３０上にレジスト２３２を塗布し、露光、現像して、電子ビームが通過すべき開口２００を形成する領域のレジスト２３２を除去する。そして、レジスト２３２をエッチングマスクとして、導電膜２３０をエッチング、例えばイオンミリング法により除去し、絶縁層２２４及び２２８をエッチング、例えばＲＩＥ法により除去する。
【００８４】
次に、図１２（ｂ）に示すように、レジスト２３２をエッチングマスクとして、基板２０２をエッチング、例えばＩＣＰ−ＲＩＥ法により除去する。このとき、上方から見るとアルファベットの“Ｉ”の字の形状の開口２００が形成される。
【００８５】
次に、図１２（ｃ）に示すように、絶縁層２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、及び２０８ｄの開口２００に露出する部分、絶縁層２１８、並びに導電膜２１６をエッチングにより除去する。具体的には、レジスト２３２を残したまま、開口２００の側壁のシリコン酸化膜である絶縁層２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、及び２０８ｄを、例えばＨＦ及びＮＨ４Ｆの混合液を用いたウェットエッチングにより除去する。このとき同時に絶縁層２１８もウェットエッチングにより除去される。そして、導電膜２１６のＣｒ膜を、例えば硝酸アンモニウムセリウム（ＩＶ）、過塩素酸、及び水の混合液を用いたウェットエッチングにより除去する。そして、導電膜２１６のＡｕ膜を、例えばヨウ化カリウム、ヨウ素、及び水の混合液を用いたウェットエッチングにより除去する。
【００８６】
次に、図１２（ｄ）に示すように、レジスト２３２を除去した後、シリコン窒化膜２１０ｂをエッチングにより除去する。具体的には、シリコン窒化膜２１０ｂを、例えば熱リン酸を用いたウェットエッチングにより除去し、開口２００を貫通させる。本例では、基板２０２の裏面が露出しているが、基板２０２がチャージアップすることを防ぐために、基板２０２の裏面に導電膜が形成されてもよい。以上、図１０、図１１、及び図１２に示した製造方法によりブランキングアパーチャアレイデバイス２６が完成する。
【００８７】
第３実施例に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６によれば、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂと導電層２０６ａ及び２０６ｂとが同一の構成であるので、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂ並びに導電層２０６ａ及び２０６ｂを同時に形成することができる。そのため、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造工程を低減することができる。
【００８８】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００８９】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、荷電粒子線を精度よく偏向する偏向器、当該偏向器の製造方法、及び当該偏向器を備える荷電粒子線露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子ビーム露光装置１００の構成の一例を示す図である。
【図２】ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の構成の一例を示す図である。
【図３】アパーチャ部１６０の構成の一例を示す図である。
【図４】ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の具体的な構成の第１実施例を示す図である。
【図５】ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の具体的な構成の第２実施例を示す図である。
【図６】第１実施例又は第２実施例に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造方法の一例を示す図である。
【図７】第１実施例又は第２実施例に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造方法の一例を示す図である。
【図８】第１実施例又は第２実施例に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造方法の一例を示す図である。
【図９】ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の具体的な構成の第３実施例を示す図である。
【図１０】第３実施例に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造方法の一例を示す図である。
【図１１】第３実施例に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造方法の一例を示す図である。
【図１２】第３実施例に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
８・・筐体、１０・・電子ビーム発生部、１２・・カソード、１４・・第１成形部材、１６・・第１多軸電子レンズ、１８・・第１成形偏向部、２０・・第２成形偏向部、２２・・第２成形部材、２４・・第２多軸電子レンズ、２６・・ブランキングアパーチャアレイデバイス、２８・・電子ビーム遮蔽部材、３４・・第３多軸電子レンズ、３６・・第４多軸電子レンズ、３８・・副偏向部、４０・・第１コイル、４２・・主偏向部、４４・・ウェハ、４６・・ウェハステージ、４８・・ウェハステージ駆動部、５０・・第２コイル、５２・・同軸レンズ、８０・・電子ビーム制御部、８２・・多軸電子レンズ制御部、８４・・成形偏向制御部、８６・・ブランキングアパーチャアレイ制御部、９０・・同軸レンズ制御部、９２・・副偏向制御部、９４・・主偏向制御部、９６・・ウェハステージ制御部、１００・・電子ビーム露光装置、１０２・・グリッド、１０４・・電子銃、１０６・・基材、１１０・・電子ビーム成形手段、１１２・・照射切換手段、１１４・・ウェハ用投影系、１２０・・個別制御部、１３０・・統括制御部、１４０・・制御部、１５０・・露光部、１６０・・アパーチャ部、１６２・・偏向電極パッド、１６４・・接地電極パッド、２００・・開口、２０２・・基板、２０４・・偏向電極、２０６・・導電層、２０８・・絶縁層、２１０・・シリコン窒化膜、２１２・・レジスト、２１４・・開口、２１６・・導電膜、２１８・・絶縁層、２２０・・レジスト、２２２・・開口、２２４・・絶縁層、２２６・・配線層、２２８・・絶縁層、２３０・・導電膜、２３２・・レジスト
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路等のパターンをウェハに露光する荷電粒子線露光装置に関する。特に本発明は、複数の荷電粒子線を用いてパターンを露光する荷電粒子線露光装置の偏向器、及び当該偏向器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体デバイスの微細化の進展に伴い、１００ｎｍ以下のリソグラフィ手段が各種提案されており、さらに高解像性、高精度の描画パターン重ね合せ、高スループットが要求されている。このため、潜在的に解像度が高く、また寸法制御性が他の露光手段と比較して良好な電子ビーム露光装置は、露光パターンを電気的に生成してウェハを直接露光できるため、マスクレス露光手段としても期待されている。
【０００３】
しかしながら、電子ビーム露光装置は、ショット当りの露光面積が小さく、スループットが低いという問題を抱えており、半導体デバイスの量産には普及していないのが実情である。そこで、この問題を解決するために、複数の電子ビームで同時にウェハを露光するマルチ電子ビーム露光装置が提案されている。
【０００４】
このようなマルチ電子ビーム露光装置は、複数の電子ビームをそれぞれ独立に偏向するか否かを切り換えるブランキングアパーチャアレイデバイスと、ブランキングアパーチャアレイデバイスによって偏向された電子ビームをウェハに対して遮断する電子ビーム遮蔽部とを備え、複数の電子ビームのそれぞれをウェハに照射するか否かを高精度に制御する。このようなブランキングアパーチャアレイデバイスは、複数の開口が設けられた半導体等の基板と、開口内にそれぞれ設けられた偏向電極と、基板と偏向電極とを絶縁する絶縁層とを備え、偏向電極に電圧を印加するか否かにより、開口を通過する電子ビームを偏向するか否かを制御する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のブランキングアパーチャアレイデバイスの構造においては、電子ビームが通過する開口の内壁に基板や絶縁層の一部が露出している。そのため、開口に内壁に露出した基板の酸化膜や絶縁層がチャージアップし、開口を通過する電子ビームに影響を与えてしまう。これにより、電子ビームの適切な偏向及び位置制御が行われず、精度よくウェハを露光することが困難になる。
【０００６】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる偏向器、偏向器の製造方法、及び荷電粒子線露光装置を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の形態によると、荷電粒子線を偏向する偏向器であって、荷電粒子線が通過すべき開口が設けられた基板と、荷電粒子線を偏向すべく開口内に対向して設けられた第１偏向電極及び第２偏向電極と、第１偏向電極から第２偏向電極への方向と略垂直な方向において、開口内に対向して設けられ、基板より導電性が高い材料で形成された第１導電層及び第２導電層とを備える。
【０００８】
第１導電層及び第２導電層は、接地されてもよい。第１導電層及び第２導電層は、金属鍍金により形成されてもよい。第１導電層及び第２導電層は、第１偏向電極及び第２偏向電極より薄くてもよい。第１偏向電極と第２偏向電極との間隔は、第１導電層と第２導電層との間隔より小さくてもよい。
【０００９】
第１偏向電極及び第２偏向電極と基板との間にそれぞれ設けられた第１絶縁層及び第２絶縁層をさらに備え、基板は、シリコン基板であり、第１絶縁層及び第２絶縁層は、シリコン基板を熱酸化させることにより形成されたシリコン酸化膜であってもよい。
【００１０】
第１偏向電極及び第２偏向電極と基板との間にそれぞれ設けられた第１絶縁層及び第２絶縁層をさらに備え、第１導電層及び第２導電層は、第１絶縁層に隣接する位置から第２絶縁層に隣接する位置まで設けられてもよい。第１導電層及び第２導電層は、開口内に基板を露出させないように開口の上端から下端まで設けられてもよい。
【００１１】
第１偏向電極及び第２偏向電極は、基板に対向する面の面積より、他方の偏向電極に対向する面の面積のほうが広くてもよい。第１偏向電極及び第２偏向電極は、開口の中心から開口の内壁の方向に沿って徐々に細くなる台形柱の形状であってもよい。
【００１２】
第１導電層及び第２導電層と基板との間にそれぞれ設けられた第３絶縁層及び第４絶縁層をさらに備え、基板は、シリコン基板であり、第３絶縁層及び第４絶縁層は、シリコン基板を熱酸化させることにより形成されたシリコン酸化膜であってもよい。
【００１３】
本発明の第２の形態によると、荷電粒子線が通過すべき開口が設けられた基板と、荷電粒子線を偏向すべく開口内に対向して設けられた第１偏向電極及び第２偏向電極と、第１偏向電極から第２偏向電極への方向と略垂直な方向において、開口内に対向して設けられた第１導電層及び第２導電層とを備える偏向器の製造方法であって、第１偏向電極及び第２偏向電極を形成する電極形成段階と、電極形成段階において第１偏向電極及び第２偏向電極を形成した後、第１導電層及び第２導電層を形成するための複数の開口をそれぞれ基板に形成する開口形成段階と、開口形成段階において形成された複数の開口に第１導電層及び第２導電層をそれぞれ形成する導電層形成段階とを備える。
【００１４】
本発明の第３の形態によると、荷電粒子線が通過すべき開口が設けられた基板と、荷電粒子線を偏向すべく開口内に対向して設けられた第１偏向電極及び第２偏向電極と、第１偏向電極及び第２偏向電極と基板との間にそれぞれ設けられた第１絶縁層及び第２絶縁層と、第１偏向電極から第２偏向電極への方向と略垂直な方向において、開口内に対向して設けられた第１導電層及び第２導電層と、第１導電層及び第２導電層と基板との間にそれぞれ設けられた第３絶縁層及び第４絶縁層とを備える偏向器の製造方法であって、第１偏向電極、第２偏向電極、第１導電層、及び第２導電層を形成するための複数の開口をそれぞれ基板に形成する開口形成段階と、開口形成段階において形成された複数の開口の内壁に、第１絶縁層、第２絶縁層、第３絶縁層、及び第４絶縁層を形成する絶縁層形成段階と、複数の開口のそれぞれにおいて、第１絶縁層、第２絶縁層、第３絶縁層、及び第４絶縁層のそれぞれの内側に、第１偏向電極、第２偏向電極、第１導電層、及び第２導電層をそれぞれ形成する電極形成段階とを備える。絶縁層形成段階は、複数の開口の内壁をそれぞれ熱酸化させることにより、第１絶縁層、第２絶縁層、第３絶縁層、及び第４絶縁層を形成する段階を含んでもよい。
【００１５】
本発明の第４の形態によると、荷電粒子線によりウェハを露光する荷電粒子線露光装置であって、荷電粒子線を発生する荷電粒子線発生部と、荷電粒子線を偏向して、ウェハにおける所望の位置に照射させる偏向器とを備え、偏向器は、荷電粒子線が通過すべき開口が設けられた基板と、荷電粒子線を偏向すべく開口内に対向して設けられた第１偏向電極及び第２偏向電極と、第１偏向電極から第２偏向電極への方向と略垂直な方向において、開口内に対向して設けられ、基板より導電性が高い材料で形成された第１導電層及び第２導電層とを有する。
【００１６】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る電子ビーム露光装置１００の構成の一例を示す。電子ビーム露光装置１００は、本発明の荷電粒子線露光装置の一例である。また、本発明の荷電粒子線露光装置は、イオンビームによりウェハを露光するイオンビーム露光装置であってもよい。また、電子ビーム露光装置１００は、狭い間隔、例えば全ての電子ビームがウェハに設けられるべき１つのチップの領域に照射されるような間隔で複数の電子ビームを発生してよい。
【００１９】
電子ビーム露光装置１００は、電子ビームによりウェハ４４に所定の露光処理を施すための露光部１５０と、露光部１５０に含まれる各構成の動作を制御する制御部１４０とを備える。
【００２０】
露光部１５０は、筐体８内部で、複数の電子ビームを発生し、電子ビームの断面形状を所望に成形する電子ビーム成形手段１１０と、複数の電子ビームをウェハ４４に照射するか否かを、電子ビーム毎に独立に切り換える照射切換手段１１２と、ウェハ４４に転写されるパターンの像の向き及びサイズを調整するウェハ用投影系１１４を含む電子光学系と、パターンを露光すべきウェハ４４を載置するウェハステージ４６及びウェハステージ４６を駆動するウェハステージ駆動部４８を有するステージ系とを備える。
【００２１】
電子ビーム成形手段１１０は、複数の電子ビームを発生する電子ビーム発生部１０と、電子ビームを通過させることにより、電子ビームの断面形状を成形する複数の開口部を有する第１成形部材１４及び第２成形部材２２と、複数の電子ビームを独立に集束し、電子ビームの焦点を調整する第１多軸電子レンズ１６と、第１成形部材１４を通過した複数の電子ビームを独立に偏向する第１成形偏向部１８及び第２成形偏向部２０とを有する。電子ビーム発生部１０は、本発明の荷電粒子線発生部の一例である。第１成形偏向部１８及び第２成形偏向部２０は、本発明の偏向器の一例である。
【００２２】
電子ビーム発生部１０は、複数の電子銃１０４と、電子銃１０４が形成される基材１０６とを有する。電子銃１０４は、熱電子を発生させるカソード１２と、カソード１２を囲むように形成され、カソード１２で発生した熱電子を安定させるグリッド１０２とを有する。電子ビーム発生部１０は、所定の間隔を隔てて設けられる複数の電子銃１０４を基材１０６に有することにより、電子銃アレイを形成する。
【００２３】
第１成形部材１４及び第２成形部材２２は、電子ビームが照射される面に、接地された白金などの金属膜を有することが望ましい。第１成形部材１４及び第２成形部材２２に含まれる複数の開口部の断面形状は、電子ビームを効率よく通過させるために、電子ビームの照射方向に沿って広がりを有してもよい。また、第１成形部材１４及び第２成形部材２２に含まれる複数の開口部は、矩形に形成されることが好ましい。
【００２４】
照射切換手段１１２は、複数の電子ビームを独立に集束し、電子ビームの焦点を調整する第２多軸電子レンズ２４と、複数の電子ビームを電子ビーム毎に独立に偏向させることにより、電子ビームをウェハ４４に照射するか否かを、電子ビーム毎に独立に切り換えるブランキングアパーチャアレイデバイス２６と、電子ビームを通過させる複数の開口部を含み、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６で偏向された電子ビームを遮蔽する電子ビーム遮蔽部材２８とを有する。ブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、本発明の偏向器の一例である。
【００２５】
ブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、電子ビームが通過すべき開口が設けられた基板と、開口内に設けられた複数の偏向電極とを有する。また、電子ビーム遮蔽部材２８に含まれる複数の開口部の断面形状は、電子ビームを効率良く通過させるために、電子ビームの照射方向に沿って広がりを有してもよい。
【００２６】
ウェハ用投影系１１４は、複数の電子ビームを独立に集束し、電子ビームの照射径を縮小する第３多軸電子レンズ３４と、複数の電子ビームを独立に集束し、電子ビームの焦点を調整する第４多軸電子レンズ３６と、複数の電子ビームを、ウェハ４４の所望の位置に、電子ビーム毎に独立に偏向する独立偏向部である副偏向部３８と、電子ビームを集束する第１コイル４０及び第２コイル５０を有し対物レンズとして機能する同軸レンズ５２と、複数の電子ビームを略同一の方向に所望量だけ偏向させる共通偏向部である主偏向部４２とを有する。主偏向部４２は、本発明の偏向器の一例である。
【００２７】
主偏向部４２は、電界を利用して高速に複数の電子ビームを偏向することが可能な静電型偏向器であることが好ましく、対向する偏向電極を有する。また、主偏向部４２は、対向する４組の偏向電極を含む円筒型均等８極型の構成、又は８極以上の偏向電極を含む構成を有してもよい。また、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、対向する１組の偏向電極を有する。また、同軸レンズ５２は、ウェハ４４に対して、第４多軸電子レンズ３６より近傍に設けられることが好ましい。
【００２８】
制御部１４０は、統括制御部１３０及び個別制御部１２０を備える。個別制御部１２０は、電子ビーム制御部８０、多軸電子レンズ制御部８２、成形偏向制御部８４、ブランキングアパーチャアレイ制御部８６、同軸レンズ制御部９０、副偏向制御部９２、主偏向制御部９４、及びウェハステージ制御部９６を有する。統括制御部１３０は、例えばワークステーションであって、個別制御部１２０に含まれる各制御部を統括制御する。
【００２９】
電子ビーム制御部８０は、電子ビーム発生部１０を制御する。多軸電子レンズ制御部８２は、第１多軸電子レンズ１６、第２多軸電子レンズ２４、第３多軸電子レンズ３４及び第４多軸電子レンズ３６に供給する電流を制御する。成形偏向制御部８４は、第１成形偏向部１８及び第２成形偏向部２０を制御する。ブランキングアパーチャアレイ制御部８６は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６に含まれる偏向電極に印加する電圧を制御する。同軸レンズ制御部９０は、同軸レンズ５２に含まれる第１コイル４０及び第２コイル５０に供給する電流を制御する。主偏向制御部９４は、主偏向部４２に含まれる偏向電極に印加する電圧を制御する。ウェハステージ制御部９６は、ウェハステージ駆動部４８を制御し、ウェハステージ４６を所定の位置に移動させる。
【００３０】
電子ビーム露光装置１００の動作について説明する。まず、電子ビーム発生部１０は、複数の電子ビームを発生する。電子ビーム発生部１０が発生した電子ビームは、第１成形部材１４に照射されて成形される。第１成形部材１４を通過した複数の電子ビームは、第１成形部材１４に含まれる開口部の形状に対応する矩形の断面形状をそれぞれ有する。
【００３１】
第１多軸電子レンズ１６は、矩形に成形された複数の電子ビームを独立に集束し、第２成形部材２２に対する電子ビームの焦点調整を、電子ビーム毎に独立に行う。第１成形偏向部１８は、矩形に成形された複数の電子ビームを、電子ビーム毎に独立して、第２成形部材に対して所望の位置に偏向する。第２成形偏向部２０は、第１成形偏向部１８で偏向された複数の電子ビームを、電子ビーム毎に独立に第２成形部材２２に対して略垂直方向に偏向する。その結果、電子ビームが、第２成形部材２２の所望の位置に、第２成形部材２２に対して略垂直に照射されるように調整する。矩形形状を有する複数の開口部を含む第２成形部材２２は、各開口部に照射された矩形の断面形状を有する複数の電子ビームを、ウェハ４４に照射されるべき所望の矩形の断面形状を有する電子ビームにさらに成形する。
【００３２】
第２多軸電子レンズ２４は、複数の電子ビームを独立に集束して、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６に対する電子ビームの焦点調整を、電子ビーム毎に独立に行う。第２多軸電子レンズ２４より焦点調整された電子ビームは、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６に含まれる複数の開口を通過する。
【００３３】
ブランキングアパーチャアレイ制御部８６は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６に形成された、各開口内に設けられた偏向電極に電圧を印加するか否かを制御する。ブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、偏向電極に印加される電圧に基づいて、電子ビームをウェハ４４に照射させるか否かを切り換える。偏向電極に電圧が印加されるときは、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の開口を通過した電子ビームは偏向され、電子ビーム遮蔽部材２８に含まれる開口部を通過できず、ウェハ４４に照射されない。偏向電極に電圧が印加されないときには、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の開口を通過した電子ビームは偏向されず、電子ビーム遮蔽部材２８に含まれる開口部を通過でき、電子ビームはウェハ４４に照射される。
【００３４】
第３多軸電子レンズ３４は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６により偏向されない電子ビームの径を縮小して、電子ビーム遮蔽部材２８に含まれる開口部を通過させる。第４多軸電子レンズ３６は、複数の電子ビームを独立に集束して、副偏向部３８に対する電子ビームの焦点調整を、電子ビーム毎に独立に行い、焦点調整をされた電子ビームは、副偏向部３８に含まれる偏向器に入射される。
【００３５】
副偏向制御部９２は、副偏向部３８に含まれる複数の偏向器を独立に制御する。副偏向部３８は、複数の偏向器に入射される複数の電子ビームを、電子ビーム毎に独立にウェハ４４の所望の露光位置に偏向する。副偏向部３８を通過した複数の電子ビームは、第１コイル４０及び第２コイル５０を有する同軸レンズ５２により、ウェハ４４に対する焦点が調整され、ウェハ４４に照射される。
【００３６】
露光処理中、ウェハステージ制御部９６は、ウェハステージ駆動部４８を制御して、一定方向にウェハステージ４６を動かす。ブランキングアパーチャアレイ制御部８６は露光パターンデータに基づいて、電子ビームを通過させる開口を定め、各開口内に設けられる偏向電極に対する電力制御を行う。ウェハ４４の移動に合わせて、電子ビームを通過させる開口を適宜変更し、さらに主偏向部４２及び副偏向部３８により電子ビームを偏向することにより、ウェハ４４に所望の回路パターンを露光することが可能となる。
【００３７】
図２は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の構成の一例を示す。ブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、電子ビームが通過する複数の開口が設けられたアパーチャ部１６０と、図１におけるブランキングアパーチャアレイ制御部８６との接続部となる偏向電極パッド１６２及び接地電極パッド１６４とを有する。アパーチャ部１６０は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の中央部に配置されることが望ましい。偏向電極パッド１６２及び接地電極パッド１６４は、プローブカード、ポゴピンアレイ等を介してブランキングアパーチャアレイ制御部８６から供給された電気信号を、アパーチャ部１６０の開口内に設けられた偏向電極に供給する。
【００３８】
図３は、アパーチャ部１６０の構成の一例を示す。アパーチャ部１６０の横方向をｘ軸方向とし、縦方向をｙ軸方向とする。ｘ軸は、露光処理中、ウェハステージ４６がウェハ４４を段階的に移動させる方向を示し、ｙ軸は、露光処理中、ウェハステージ４６がウェハ４４を連続的に移動させる方向を示す。具体的には、ウェハステージ４６に関して、ｙ軸は、ウェハ４４を走査露光させる方向であり、ｘ軸は、走査露光終了後、ウェハ４４の未露光領域を露光するためにウェハ４４を段階的に移動させる方向である。
【００３９】
アパーチャ部１６０には、複数の電子ビームがそれぞれ通過すべき開口２００が設けられる。複数の開口２００は、走査領域の全てを露光するように配置される。例えば、複数の開口２００は、ｘ軸方向の両端に位置する複数の開口２００ａと２００ｂとの間の領域全面を覆うように配置される。ｘ軸方向に近接する開口２００は、互いに一定の間隔で配置されていることが好ましい。このとき、複数の開口２００の間隔は、主偏向部４２が電子ビームを偏向する最大偏向量以下に定められるのが好ましい。
【００４０】
図４は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の具体的な構成の第１実施例を示す。図４は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６を裏面から見た平面図である。
【００４１】
ブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、電子ビームが通過すべき開口２００が設けられた基板２０２と、電子ビームを偏向すべく開口２００内に対向して設けられた偏向電極２０４ａ及び２０４ｂと、偏向電極２０４ａから偏向電極２０４ｂへの方向と略垂直な方向において、開口２００内に対向して設けられた導電層２０６ａ及び２０６ｂと、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂと基板２０２との間にそれぞれ設けられた絶縁層２０８ａ及び２０８ｂとを備える。
【００４２】
導電層２０６ａ及び２０６ｂは、図２に示した接地電極パッド１６４に電気的に接続されることにより接地される。導電層２０６ａ及び２０６ｂは、接地電極パッド１６４に直接配線されることにより接続されてもよく、基板２０２を介して接地電極パッド１６４に接続されてもよい。
【００４３】
導電層２０６ａ及び２０６ｂは、基板２０２より導電性が高い材料で形成されることが好ましい。また、導電層２０６ａ及び２０６ｂは、金属鍍金により形成されることが好ましい。例えば、基板２０２は、シリコン基板であり、導電層２０６ａ及び２０６ｂは、Ａｕ又はＣｕを主成分とする材料で形成される。
【００４４】
絶縁層２０８ａ及び２０８ｂは、基板２０２を熱酸化させることにより形成された酸化膜、例えばシリコン基板を熱酸化させることにより形成されたシリコン酸化膜である。偏向電極２０４ａから偏向電極２０４ｂへの方向及び電子ビームの照射方向と略垂直な方向において、絶縁層２０８ａ及び２０８ｂの長さは、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂの長さより短いことが好ましい。即ち、絶縁層２０８ａ及び２０８ｂは、電子ビームが通過する経路に対して偏向電極２０４ａ及び２０４ｂによって遮蔽された位置にある。そのため、絶縁層２０８ａ及び２０８ｂがチャージアップすることを防ぐことができる。
【００４５】
偏向電極２０４ａと偏向電極２０４ｂとの間隔は、導電層２０６ａと導電層２０６ｂとの間隔より小さいことが好ましい。また、導電層２０６ａ及び２０６ｂは、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂより薄くてもよい。具体的には、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂは、数十μｍ間隔で設けられる。偏向電極２０４ａと偏向電極２０４ｂとの間隔が小さいことによって、精度よく電子ビームを偏向することができ、さらに偏向電極２０４ａ及び２０４ｂに印加する電圧を小さくすることができる。
【００４６】
本実施例のブランキングアパーチャアレイデバイス２６によれば、導電層２０６ａ及び２０６ｂが開口２００の内壁に設けられることにより、基板２０２が自然酸化することを防ぐことができる。そのため、チャージアップすることにより電子ビームに影響を及ぼす絶縁性の自然酸化膜、例えばシリコン酸化膜が開口２００の側面に形成されないので、電子ビームを精度よく偏向することができる。
【００４７】
図５は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の具体的な構成の第２実施例を示す。図５は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６を裏面から見た平面図である。第２実施例においては、第１実施例に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略又は簡潔にし、異なる部分について具体的に説明する。
【００４８】
導電層２０６ａ及び２０６ｂは、絶縁層２０８ａに隣接する位置から絶縁層２０８ｂに隣接する位置まで設けられる。即ち、導電層２０６ａ及び２０６ｂは、矩形の開口２００の内壁において、偏向電極２０４ａが設けられる面から偏向電極２０４ｂが設けられる面まで設けられる。また、導電層２０６ａ及び２０６ｂは、開口２００内に基板２０２を露出させないように開口２００の上端から下端まで設けられる。この場合、導電層２０６ａ及び２０６ｂと偏向電極２０４ａ及び２０４ｂとは、互いに接触しないように設けられる。
【００４９】
具体的には、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂは、基板２０２に対向する面、即ち絶縁層２０８ａ及び２０８ｂに接触する面の面積より、他方の偏向電極に対向する面、即ち電子ビームに対向する面の面積のほうが広いことが好ましい。例えば、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂは、開口２００の中心、即ち電子ビームが通過すべき位置から開口２００の内壁の方向に沿って徐々に細くなる台形柱の形状である。また、偏向電極２０４ａから偏向電極２０４ｂへの方向と略垂直な方向において、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂの基板２０２に対向する面の幅は、絶縁層２０８ａ及び２０８ｂの幅以上であってもよい。
【００５０】
本実施例のブランキングアパーチャアレイデバイス２６によれば、導電層２０６ａ及び２０６ｂが開口２００の内壁に覆うように設けられるので、基板２０２がチャージアップすることにより電子ビームに及ぼす影響を大幅に低減することができ、電子ビームを精度よく偏向することができる。
【００５１】
図６、図７、及び図８は、第１実施例又は第２実施例に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造方法の一例を示す。図６、図７、及び図８は、図４又は図５に示したブランキングアパーチャアレイデバイス２６のＡＡ’断面を示す。
【００５２】
まず、図６（ａ）に示すように、基板２０２を用意し、基板２０２の表面及び裏面にシリコン窒化膜２１０ａ及び２１０ｂをそれぞれ形成する。このとき、シリコン窒化膜２１０ａ及び２１０ｂの両方を同時に成膜してもよいし、片方ずつ成膜してもよい。基板２０２は、例えば直径６インチ、厚さ２００μｍのシリコンウェハである。シリコン窒化膜２１０ａ及び２１０ｂは、例えば厚さ１μｍに成膜される。
【００５３】
次に、図６（ｂ）に示すように、シリコン窒化膜２１０ａ上にレジスト２１２を塗布し、露光、現像して、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂを形成する領域のレジスト２１２を除去する。そして、レジスト２１２をエッチングマスクとして、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂを形成する領域のシリコン窒化膜２１０ａをエッチング、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法により除去する。
【００５４】
次に、図６（ｃ）に示すように、レジスト２１２及びシリコン窒化膜２１０ａの両方又は片方をエッチングマスクとして、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂを形成する部分の基板２０２をエッチング、例えば誘導結合型プラズマエッチング（ＩＣＰ−ＲＩＥ）法により除去して複数の開口２１４を形成する。シリコン窒化膜２１０ｂは、基板２０２をエッチングするときのエッチングストッパ層となる。
【００５５】
次に、図６（ｄ）に示すように、レジスト２１２を除去した後、基板２０２に形成された複数の開口２１４の内壁に絶縁層２０８ａ及び２０８ｂを形成する。例えば、複数の開口２１４の内壁を熱酸化させることにより絶縁層２０８ａ及び２０８ｂを形成する。具体的には、シリコン基板である基板２０２に形成された複数の開口２１４の内壁のうちで、シリコン窒化膜２１０ａ及び２１０ｂで覆われた部分以外のシリコン露出面を選択的に熱酸化させることにより、シリコン酸化膜である絶縁層２０８ａ及び２０８ｂを形成する。
【００５６】
次に、図６（ｅ）に示すように、シリコン窒化膜２１０ｂ上に導電膜２１６を形成し、導電膜２１６上に絶縁層２１８を形成する。具体的には、ＥＢ蒸着法等により、Ｃｒ膜５０ｎｍ、Ａｕ膜２００ｎｍ、Ｃｒ膜５０ｎｍをこの順に成膜して、Ｃｒ／Ａｕ／Ｃｒ積層膜である導電膜２１６を形成する。導電膜２１６としてＣｒ／Ａｕ／Ｃｒ積層膜を形成することによって、シリコン窒化膜２１０ｂと導電膜２１６との密着性を向上させることができる。また、シリコン窒化膜２１０ｂと導電膜２１６との密着性等に問題がない場合、導電膜２１６は、例えばＡｕ膜の単層膜であってもよい。そして、プラズマ化学気相堆積（ＣＶＤ）法等により、導電膜２１６上にシリコン酸化膜の絶縁層２１８を形成する。なお、図６（ａ）において形成したシリコン窒化膜２１０ｂは、基板２０２と導電膜２１６とを電気的に絶縁するために設けられる。
【００５７】
次に、図６（ｆ）に示すように、シリコン窒化膜２１０ａ及びシリコン窒化膜２１０ｂの複数の開口２１４に露出する部分を、例えばＲＩＥ法により選択的に除去する。このとき、複数の開口２１４の側壁に形成された絶縁層２０８ａ及び２０８ｂを除去せずに、複数の開口２１４に導電膜２１６が露出するまでシリコン窒化膜２１０ｂをエッチングする。そして、さらに導電膜２１６のＡｕ膜が露出するまでＣｒ膜をエッチングする。他の例において、熱リン酸を用いたウェットエッチングにより、複数の開口２１４の側壁に形成された絶縁層２０８ａ及び２０８ｂを除去せずに、シリコン窒化膜２１０ａ、シリコン窒化膜２１０ｂの複数の開口２１４に露出する部分を除去した後、同様に導電膜２１６のＣｒ膜をエッチング除去してもよい。
【００５８】
次に、図７（ａ）に示すように、導電膜２１６のＡｕ膜を鍍金用電極（シード層）として、複数の開口２１４内を選択的に電解鍍金することにより導電材料を充填して偏向電極２０４ａ及び２０４ｂを形成する。例えば、Ｃｕ、Ａｕ等により偏向電極２０４ａ及び２０４ｂを形成する。そして、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂを形成した後、例えば化学的機械的研磨（ＣＭＰ）法により、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂを形成する導電材料の開口２１４からはみ出した部分を研磨して除去する。他の例において、複数の開口２１４に露出する絶縁層２０８ａ及び２０８ｂの表面にスパッタ法によりＣｒ膜を成膜した後、複数の開口２１４のＣｒ膜の内側に導電材料を充填して偏向電極２０４ａ及び２０４ｂを形成してもよい。これにより、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂと絶縁層２０８ａ及び２０８ｂとの密着性を向上させることができる。
【００５９】
次に、図７（ｂ）に示すように、基板２０２上にレジスト２２０を塗布し、露光、現像して、導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成する領域のレジスト２２０を除去する。そして、レジスト２２０をエッチングマスクとして、導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成する部分の基板２０２をエッチング、例えばＲＩＥ法により選択的に除去して開口２２２を形成する。そして、シリコン窒化膜２１０ｂの開口２２２に露出する部分を、例えばＲＩＥ法により選択的に除去する。そして、さらに導電膜２１６のＡｕ膜が露出するまでＣｒ膜をエッチングする。他の例において、熱リン酸を用いたウェットエッチングにより、シリコン窒化膜２１０ｂの開口２２２に露出する部分、及び導電膜２１６のＣｒ膜を除去してもよい。
【００６０】
次に、図７（ｃ）に示すように、導電膜２１６のＡｕ膜を鍍金用電極（シード層）として、開口２２２内を選択的に電解鍍金することにより導電材料を充填して導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成する。例えば、Ｃｕ等により導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成する。そして、導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成した後、レジスト２２０を除去し、例えばＣＭＰ法により、不必要な導電材料を研磨して除去する。他の例において、開口２２２に露出する基板２０２の表面にスパッタ法によりＣｒ膜を成膜した後、開口２２２のＣｒ膜の内側に導電材料を充填して導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成してもよい。これにより、導電層２０６ａ及び２０６ｂと基板２０２との密着性を向上させることができる。
【００６１】
次に、図７（ｄ）に示すように、基板２０２上に絶縁層２２４及び配線層２２６を形成する。具体的には、プラズマＣＶＤ法等によりシリコン酸化膜である絶縁層２２４を約１μｍの厚さに成膜する。そして、絶縁層２２４上にレジストを塗布し、露光、現像して、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂ等の上方の領域のレジストを除去する。そして、レジストをエッチングマスクとして、絶縁層２２４をエッチング、例えばＲＩＥ法により除去する。そして、レジストを除去した後、絶縁層２２４の表面にＣｒ膜及びＡｕ膜をこの順にスパッタ法により堆積させて配線層２２６を形成する。
【００６２】
次に、図７（ｅ）に示すように、配線層２２６に配線パターンを形成する。具体的には、配線層２２６上にレジストを塗布し、露光、現像して、配線が形成されない領域のレジストを除去する。そして、レジストをエッチングマスクとして、配線層２２６をエッチング、例えばＲＩＥ法により除去して配線パターンを形成する。そして、レジストを除去する。
【００６３】
次に、図８（ａ）に示すように、絶縁層２２４及び配線層２２６上に、絶縁層２２８及び導電膜２３０を形成する。具体的には、プラズマＣＶＤ法等によりシリコン酸化膜である絶縁層２２８を約１μｍの厚さに成膜する。そして、絶縁層２２８の表面にＣｒ膜及びＡｕ膜をこの順にスパッタ法により堆積させて導電膜２３０を形成する。導電膜２３０は、接地されることにより、絶縁層２２８等のチャージアップ防止用金属層として機能する。
【００６４】
次に、図８（ｂ）に示すように、導電膜２３０上にレジスト２３２を塗布し、露光、現像して、電子ビームが通過すべき開口２００を形成する領域のレジスト２３２を除去する。そして、レジスト２３２をエッチングマスクとして、導電膜２３０をエッチング、例えばイオンミリング法により除去し、絶縁層２２４及び２２８をエッチング、例えばＲＩＥ法により除去する。
【００６５】
次に、図８（ｃ）に示すように、レジスト２３２をエッチングマスクとして、基板２０２をエッチング、例えばＩＣＰ−ＲＩＥ法により除去する。このとき、上方から見るとアルファベットの“Ｉ”の字の形状の開口２００が形成される。
【００６６】
次に、図８（ｄ）に示すように、絶縁層２０８ａ及び２０８ｂの開口２００に露出する部分、絶縁層２１８、並びに導電膜２１６をエッチングにより除去する。具体的には、レジスト２３２を残したまま、開口２００の側壁のシリコン酸化膜である絶縁層２０８ａ及び２０８ｂを、例えばＨＦ及びＮＨ４Ｆの混合液を用いたウェットエッチングにより除去する。このとき同時に、絶縁層２１８もウェットエッチングにより除去される。そして、導電膜２１６のＣｒ膜を、例えば硝酸アンモニウムセリウム（ＩＶ）、過塩素酸、及び水の混合液を用いたウェットエッチングにより除去する。そして、導電膜２１６のＡｕ膜を、例えばヨウ化カリウム、ヨウ素、及び水の混合液を用いたウェットエッチングにより除去する。
【００６７】
次に、図８（ｅ）に示すように、レジスト２３２を除去した後、シリコン窒化膜２１０ｂをエッチングにより除去する。具体的には、シリコン窒化膜２１０ｂを、例えば熱リン酸を用いたウェットエッチングにより除去し、開口２００を貫通させる。本例では、基板２０２の裏面が露出しているが、基板２０２がチャージアップすることを防ぐために、基板２０２の裏面に導電膜が形成されてもよい。以上、図６、図７、及び図８に示した製造方法によりブランキングアパーチャアレイデバイス２６が完成する。
【００６８】
第１実施例及び第２実施例に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６によれば、導電層２０６ａ及び２０６ｂと基板２０２とが接触しているので、基板２０２を介して導電層２０６ａ及び２０６ｂを接地することができる。したがって、導電層２０６ａ及び２０６ｂを接地するための配線を形成する必要がないので、配線密度を低減することができる。
【００６９】
図９は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の具体的な構成の第３実施例を示す。図９は、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６を裏面から見た平面図である。第３実施例においては、第１実施例及び第２実施例に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略又は簡潔にし、異なる部分について具体的に説明する。
【００７０】
ブランキングアパーチャアレイデバイス２６は、導電層２０６ａ及び２０６ｂと基板２０２との間にそれぞれ設けられた絶縁層２０８ｃ及び２０８ｄをさらに備える。絶縁層２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、及び２０８ｄは、同一の材料で形成されてよく、また略同一の厚さであってよい。
【００７１】
絶縁層２０８ｃ及び２０８ｄは、絶縁層２０８ａ及び２０８ｂと同様に、基板２０２を熱酸化させることにより形成された酸化膜、例えばシリコン基板を熱酸化させることにより形成されたシリコン酸化膜である。偏向電極２０４ａから偏向電極２０４ｂへの方向において、絶縁層２０８ｃ及び２０８ｄの幅は、導電層２０６ａ及び２０６ｂの幅より短いことが好ましい。即ち、絶縁層２０８ｃ及び２０８ｄは、電子ビームが通過する経路に対して導電層２０６ａ及び２０６ｂによって遮蔽された位置にある。そのため、絶縁層２０８ｃ及び２０８ｄがチャージアップすることを防ぐことができる。
【００７２】
図１０は、図１１、及び図１２は、第３実施例に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造方法の一例を示す。図１０、図１１、及び図１２は、図９に示したブランキングアパーチャアレイデバイス２６のＢＢ’断面を示す。
【００７３】
まず、図１０（ａ）に示すように、基板２０２を用意し、基板２０２の表面及び裏面にシリコン窒化膜２１０ａ及び２１０ｂをそれぞれ形成する。このとき、シリコン窒化膜２１０ａ及び２１０ｂの両方を同時に成膜してもよいし、片方ずつ成膜してもよい。基板２０２は、例えば直径６インチ、厚さ２００μｍのシリコンウェハである。シリコン窒化膜２１０ａ及び２１０ｂは、例えば厚さ１μｍに成膜される。
【００７４】
次に、図１０（ｂ）に示すように、シリコン窒化膜２１０ａ上にレジスト２１２を塗布し、露光、現像して、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂ並びに導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成する領域のレジスト２１２を除去する。そして、レジスト２１２をエッチングマスクとして、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂ並びに導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成する領域のシリコン窒化膜２１０ａをエッチング、例えばＲＩＥ法により除去する。
【００７５】
次に、図１０（ｃ）に示すように、レジスト２１２及びシリコン窒化膜２１０ａの両方又は片方をエッチングマスクとして、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂ並びに導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成する部分の基板２０２をエッチング、例えばＩＣＰ−ＲＩＥ法により除去して複数の開口２１４及び２２２を形成する。シリコン窒化膜２１０ｂは、基板２０２をエッチングするときのエッチングストッパ層となる。
【００７６】
次に、図１０（ｄ）に示すように、レジスト２１２を除去した後、基板２０２に形成された複数の開口２１４及び２２２の内壁に絶縁層２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、及び２０８ｄを形成する。例えば、複数の開口２１４及び２２２の内壁を熱酸化させることにより絶縁層２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、及び２０８ｄを形成する。具体的には、シリコン基板である基板２０２に形成された複数の開口２１４及び２２２の内壁のうちで、シリコン窒化膜２１０ａ及び２１０ｂで覆われた部分以外のシリコン露出面を選択的に熱酸化させることにより、シリコン酸化膜である絶縁層２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、及び２０８ｄを形成する。
【００７７】
次に、図１０（ｅ）に示すように、シリコン窒化膜２１０ｂ上に導電膜２１６を形成し、導電膜２１６上に絶縁層２１８を形成する。具体的には、ＥＢ蒸着法等により、Ｃｒ膜５０ｎｍ、Ａｕ膜２００ｎｍ、Ｃｒ膜５０ｎｍをこの順に成膜して、Ｃｒ／Ａｕ／Ｃｒ積層膜である導電膜２１６を形成する。導電膜２１６としてＣｒ／Ａｕ／Ｃｒ積層膜を形成することによって、シリコン窒化膜２１０ｂと導電膜２１６との密着性を向上させることができる。また、シリコン窒化膜２１０ｂと導電膜２１６との密着性等に問題がない場合、導電膜２１６は、例えばＡｕ膜の単層膜であってもよい。そして、プラズマＣＶＤ法等により、導電膜２１６上にシリコン酸化膜の絶縁層２１８を形成する。なお、図１０（ａ）において形成したシリコン窒化膜２１０ｂは、基板２０２と導電膜２１６とを電気的に絶縁するために設けられる。
【００７８】
次に、図１１（ａ）に示すように、シリコン窒化膜２１０ａ、及びシリコン窒化膜２１０ｂの複数の開口２１４及び２２２に露出する部分を、例えばＲＩＥ法により選択的に除去する。このとき、複数の開口２１４及び２２２の側壁に形成された絶縁層２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、及び２０８ｄを除去せずに、複数の開口２１４及び２２２に導電膜２１６が露出するまでシリコン窒化膜２１０ｂをエッチングする。そして、さらに導電膜２１６のＡｕ膜が露出するまでＣｒ膜をエッチングする。他の例において、熱リン酸を用いたウェットエッチングにより、複数の開口２１４及び２２２の側壁に形成された絶縁層２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、及び２０８ｄを除去せずに、シリコン窒化膜２１０ａ、シリコン窒化膜２１０ｂの複数の開口２１４及び２２２に露出する部分を除去した後、同様に導電膜２１６のＣｒ膜をエッチング除去してもよい。
【００７９】
次に、図１１（ｂ）に示すように、導電膜２１６のＡｕ膜を鍍金用電極（シード層）として、複数の開口２１４及び２２２内を選択的に電解鍍金することにより導電材料を充填して偏向電極２０４ａ及び２０４ｂ並びに導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成する。例えば、Ｃｕ、Ａｕ等により偏向電極２０４ａ及び２０４ｂ並びに導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成する。そして、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂ並びに導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成した後、例えばＣＭＰ法により、不必要な導電材料を研磨して除去する。他の例において、複数の開口２１４及び２２２に露出する絶縁層２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、及び２０８ｄの表面にスパッタ法によりＣｒ膜を成膜した後、複数の開口２１４及び２２２のＣｒ膜の内側に導電材料を充填して偏向電極２０４ａ及び２０４ｂ並びに導電層２０６ａ及び２０６ｂを形成してもよい。これにより、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂ並びに導電層２０６ａ及び２０６ｂと、絶縁層２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、及び２０８ｄとの密着性を向上させることができる。
【００８０】
次に、図１１（ｃ）に示すように、基板２０２上に絶縁層２２４及び配線層２２６を形成する。具体的には、プラズマＣＶＤ法等によりシリコン酸化膜である絶縁層２２４を約１μｍの厚さに成膜する。そして、絶縁層２２４上にレジストを塗布し、露光、現像して、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂ並びに導電層２０６ａ及び２０６ｂ等の上方の領域のレジストを除去する。そして、レジストをエッチングマスクとして、絶縁層２２４をエッチング、例えばＲＩＥ法により除去する。そして、レジストを除去した後、絶縁層２２４の表面にＣｒ膜及びＡｕ膜をこの順にスパッタ法により堆積させて配線層２２６を形成する。
【００８１】
次に、図１１（ｄ）に示すように、配線層２２６に配線パターンを形成する。具体的には、配線層２２６上にレジストを塗布し、露光、現像して、配線が形成されない領域のレジストを除去する。そして、レジストをエッチングマスクとして、配線層２２６をエッチング、例えばＲＩＥ法により除去して配線パターンを形成する。そして、レジストを除去する。
【００８２】
次に、図１１（ｅ）に示すように、絶縁層２２４及び配線層２２６上に、絶縁層２２８及び導電膜２３０を形成する。具体的には、プラズマＣＶＤ法等によりシリコン酸化膜である絶縁層２２８を約１μｍの厚さに成膜する。そして、絶縁層２２８の表面にＣｒ膜及びＡｕ膜をこの順にスパッタ法により堆積させて導電膜２３０を形成する。導電膜２３０は、接地されることにより、絶縁層２２８等のチャージアップ防止用金属層として機能する。
【００８３】
次に、図１２（ａ）に示すように、導電膜２３０上にレジスト２３２を塗布し、露光、現像して、電子ビームが通過すべき開口２００を形成する領域のレジスト２３２を除去する。そして、レジスト２３２をエッチングマスクとして、導電膜２３０をエッチング、例えばイオンミリング法により除去し、絶縁層２２４及び２２８をエッチング、例えばＲＩＥ法により除去する。
【００８４】
次に、図１２（ｂ）に示すように、レジスト２３２をエッチングマスクとして、基板２０２をエッチング、例えばＩＣＰ−ＲＩＥ法により除去する。このとき、上方から見るとアルファベットの“Ｉ”の字の形状の開口２００が形成される。
【００８５】
次に、図１２（ｃ）に示すように、絶縁層２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、及び２０８ｄの開口２００に露出する部分、絶縁層２１８、並びに導電膜２１６をエッチングにより除去する。具体的には、レジスト２３２を残したまま、開口２００の側壁のシリコン酸化膜である絶縁層２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、及び２０８ｄを、例えばＨＦ及びＮＨ４Ｆの混合液を用いたウェットエッチングにより除去する。このとき同時に絶縁層２１８もウェットエッチングにより除去される。そして、導電膜２１６のＣｒ膜を、例えば硝酸アンモニウムセリウム（ＩＶ）、過塩素酸、及び水の混合液を用いたウェットエッチングにより除去する。そして、導電膜２１６のＡｕ膜を、例えばヨウ化カリウム、ヨウ素、及び水の混合液を用いたウェットエッチングにより除去する。
【００８６】
次に、図１２（ｄ）に示すように、レジスト２３２を除去した後、シリコン窒化膜２１０ｂをエッチングにより除去する。具体的には、シリコン窒化膜２１０ｂを、例えば熱リン酸を用いたウェットエッチングにより除去し、開口２００を貫通させる。本例では、基板２０２の裏面が露出しているが、基板２０２がチャージアップすることを防ぐために、基板２０２の裏面に導電膜が形成されてもよい。以上、図１０、図１１、及び図１２に示した製造方法によりブランキングアパーチャアレイデバイス２６が完成する。
【００８７】
第３実施例に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６によれば、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂと導電層２０６ａ及び２０６ｂとが同一の構成であるので、偏向電極２０４ａ及び２０４ｂ並びに導電層２０６ａ及び２０６ｂを同時に形成することができる。そのため、ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造工程を低減することができる。
【００８８】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００８９】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、荷電粒子線を精度よく偏向する偏向器、当該偏向器の製造方法、及び当該偏向器を備える荷電粒子線露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子ビーム露光装置１００の構成の一例を示す図である。
【図２】ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の構成の一例を示す図である。
【図３】アパーチャ部１６０の構成の一例を示す図である。
【図４】ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の具体的な構成の第１実施例を示す図である。
【図５】ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の具体的な構成の第２実施例を示す図である。
【図６】第１実施例又は第２実施例に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造方法の一例を示す図である。
【図７】第１実施例又は第２実施例に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造方法の一例を示す図である。
【図８】第１実施例又は第２実施例に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造方法の一例を示す図である。
【図９】ブランキングアパーチャアレイデバイス２６の具体的な構成の第３実施例を示す図である。
【図１０】第３実施例に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造方法の一例を示す図である。
【図１１】第３実施例に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造方法の一例を示す図である。
【図１２】第３実施例に係るブランキングアパーチャアレイデバイス２６の製造方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
８・・筐体、１０・・電子ビーム発生部、１２・・カソード、１４・・第１成形部材、１６・・第１多軸電子レンズ、１８・・第１成形偏向部、２０・・第２成形偏向部、２２・・第２成形部材、２４・・第２多軸電子レンズ、２６・・ブランキングアパーチャアレイデバイス、２８・・電子ビーム遮蔽部材、３４・・第３多軸電子レンズ、３６・・第４多軸電子レンズ、３８・・副偏向部、４０・・第１コイル、４２・・主偏向部、４４・・ウェハ、４６・・ウェハステージ、４８・・ウェハステージ駆動部、５０・・第２コイル、５２・・同軸レンズ、８０・・電子ビーム制御部、８２・・多軸電子レンズ制御部、８４・・成形偏向制御部、８６・・ブランキングアパーチャアレイ制御部、９０・・同軸レンズ制御部、９２・・副偏向制御部、９４・・主偏向制御部、９６・・ウェハステージ制御部、１００・・電子ビーム露光装置、１０２・・グリッド、１０４・・電子銃、１０６・・基材、１１０・・電子ビーム成形手段、１１２・・照射切換手段、１１４・・ウェハ用投影系、１２０・・個別制御部、１３０・・統括制御部、１４０・・制御部、１５０・・露光部、１６０・・アパーチャ部、１６２・・偏向電極パッド、１６４・・接地電極パッド、２００・・開口、２０２・・基板、２０４・・偏向電極、２０６・・導電層、２０８・・絶縁層、２１０・・シリコン窒化膜、２１２・・レジスト、２１４・・開口、２１６・・導電膜、２１８・・絶縁層、２２０・・レジスト、２２２・・開口、２２４・・絶縁層、２２６・・配線層、２２８・・絶縁層、２３０・・導電膜、２３２・・レジスト
Claims (15)
- 荷電粒子線を偏向する偏向器であって、
前記荷電粒子線が通過すべき開口が設けられた基板と、
前記荷電粒子線を偏向すべく前記開口内に対向して設けられた第１偏向電極及び第２偏向電極と、
前記第１偏向電極から前記第２偏向電極への方向と略垂直な方向において、前記開口内に対向して設けられ、前記基板より導電性が高い材料で形成された第１導電層及び第２導電層と
を備えることを特徴とする偏向器。 - 前記第１導電層及び前記第２導電層は、接地されることを特徴とする請求項１に記載の偏向器。
- 前記第１導電層及び前記第２導電層は、金属鍍金により形成されることを特徴とする請求項１に記載の偏向器。
- 前記第１導電層及び第２導電層は、前記第１偏向電極及び前記第２偏向電極より薄いことを特徴とする請求項１に記載の偏向器。
- 前記第１偏向電極と前記第２偏向電極との間隔は、前記第１導電層と前記第２導電層との間隔より小さいことを特徴とする請求項１に記載の偏向器。
- 前記第１偏向電極及び前記第２偏向電極と前記基板との間にそれぞれ設けられた第１絶縁層及び第２絶縁層をさらに備え、
前記基板は、シリコン基板であり、
前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層は、前記シリコン基板を熱酸化させることにより形成されたシリコン酸化膜であることを特徴とする請求項１に記載の偏向器。 - 前記第１偏向電極及び前記第２偏向電極と前記基板との間にそれぞれ設けられた第１絶縁層及び第２絶縁層をさらに備え、
前記第１導電層及び前記第２導電層は、前記第１絶縁層に隣接する位置から前記第２絶縁層に隣接する位置まで設けられたことを特徴とする請求項１に記載の偏向器。 - 前記第１導電層及び前記第２導電層は、前記開口内に前記基板を露出させないように前記開口の上端から下端まで設けられることを特徴とする請求項７に記載の偏向器。
- 前記第１偏向電極及び前記第２偏向電極は、前記基板に対向する面の面積より、他方の偏向電極に対向する面の面積のほうが広いことを特徴とする請求項１に記載の偏向器。
- 前記第１偏向電極及び前記第２偏向電極は、前記開口の中心から前記開口の内壁の方向に沿って徐々に細くなる台形柱の形状であることを特徴とする請求項９に記載の偏向器。
- 前記第１導電層及び前記第２導電層と前記基板との間にそれぞれ設けられた第３絶縁層及び第４絶縁層をさらに備え、
前記基板は、シリコン基板であり、
前記第３絶縁層及び前記第４絶縁層は、前記シリコン基板を熱酸化させることにより形成されたシリコン酸化膜であることを特徴とする請求項１に記載の偏向器。 - 荷電粒子線が通過すべき開口が設けられた基板と、前記荷電粒子線を偏向すべく前記開口内に対向して設けられた第１偏向電極及び第２偏向電極と、前記第１偏向電極から前記第２偏向電極への方向と略垂直な方向において、前記開口内に対向して設けられた第１導電層及び第２導電層とを備える偏向器の製造方法であって、
前記第１偏向電極及び前記第２偏向電極を形成する電極形成段階と、
前記電極形成段階において前記第１偏向電極及び前記第２偏向電極を形成した後、前記第１導電層及び前記第２導電層を形成するための複数の開口をそれぞれ前記基板に形成する開口形成段階と、
前記開口形成段階において形成された前記複数の開口に前記第１導電層及び前記第２導電層をそれぞれ形成する導電層形成段階と
を備えることを特徴とする偏向器の製造方法。 - 荷電粒子線が通過すべき開口が設けられた基板と、前記荷電粒子線を偏向すべく前記開口内に対向して設けられた第１偏向電極及び第２偏向電極と、前記第１偏向電極及び前記第２偏向電極と前記基板との間にそれぞれ設けられた第１絶縁層及び第２絶縁層と、前記第１偏向電極から前記第２偏向電極への方向と略垂直な方向において、前記開口内に対向して設けられた第１導電層及び第２導電層と、前記第１導電層及び前記第２導電層と前記基板との間にそれぞれ設けられた第３絶縁層及び第４絶縁層とを備える偏向器の製造方法であって、
前記第１偏向電極、前記第２偏向電極、前記第１導電層、及び前記第２導電層を形成するための複数の開口をそれぞれ前記基板に形成する開口形成段階と、
前記開口形成段階において形成された前記複数の開口の内壁に、前記第１絶縁層、前記第２絶縁層、前記第３絶縁層、及び前記第４絶縁層を形成する絶縁層形成段階と、
前記複数の開口のそれぞれにおいて、前記第１絶縁層、前記第２絶縁層、前記第３絶縁層、及び前記第４絶縁層のそれぞれの内側に、前記第１偏向電極、前記第２偏向電極、前記第１導電層、及び前記第２導電層をそれぞれ形成する電極形成段階と
を備えることを特徴とする偏向器の製造方法。 - 前記絶縁層形成段階は、前記複数の開口の内壁をそれぞれ熱酸化させることにより、前記第１絶縁層、前記第２絶縁層、前記第３絶縁層、及び前記第４絶縁層を形成する段階を含むことを特徴とする請求項１３に記載の偏向器の製造方法。
- 荷電粒子線によりウェハを露光する荷電粒子線露光装置であって、
前記荷電粒子線を発生する荷電粒子線発生部と、
前記荷電粒子線を偏向して、前記ウェハにおける所望の位置に照射させる偏向器と
を備え、
前記偏向器は、
前記荷電粒子線が通過すべき開口が設けられた基板と、
前記荷電粒子線を偏向すべく前記開口内に対向して設けられた第１偏向電極及び第２偏向電極と、
前記第１偏向電極から前記第２偏向電極への方向と略垂直な方向において、前記開口内に対向して設けられ、前記基板より導電性が高い材料で形成された第１導電層及び第２導電層と
を有することを特徴とする荷電粒子線露光装置。
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Cited By (7)
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|---|---|---|---|---|
| JP2007080903A (ja) * | 2005-09-12 | 2007-03-29 | Hitachi High-Technologies Corp | マルチ電子ビーム描画装置用デバイス及びその製造方法 |
| JP4673170B2 (ja) * | 2005-09-12 | 2011-04-20 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | マルチ電子ビーム描画装置用デバイス及びその製造方法 |
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