JP3785085B2 - Electrostatic deflector and manufacturing method thereof, electrostatic lens and manufacturing method thereof, electron beam irradiation apparatus and cleaning method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ビームを用いた電子ビーム露光装置や電子線顕微鏡等の電子ビーム照射装置に用いられる静電偏向器や静電レンズ及びその製造方法、電子ビーム照射装置及びそのクリーニング法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、集積回路の微細化及び高密度化が進み、長年微細パターン形成の主流であったフォトリソグラフィ技術に代わって、電子ビームやイオンビーム等の荷電粒子ビームを用いた露光法、或いはX線を用いる新しい露光法が検討され、実現化されてきている。
【0003】
このうち、電子ビームを用いてパターンを形成する電子ビーム露光は、電子ビームの断面を10nmにまで絞ることができ、0.25μm以下の微細なパターンを形成することが可能なため、脚光を浴びている。これに伴い、電子ビーム露光装置にも、半導体量産装置として、安定した稼動、高スループット、更なる微細加工性が要求されてきている。
【0004】
従来の典型的な電子ビーム露光装置では、円筒形のコラム内に、適当に断面が成形された電子ビームをウエハ上に照射するための対物レンズが内蔵され、被露光試料(特定的にはウエハ)上で電子ビームの位置を偏向するための静電偏向器が、この対物レンズとほぼ一体的に(つまり互いに近接して)配置されている。
【0005】
そして、静電偏向器の電極として、不導体材料、例えばアルミナからなる筒状部材の内部に、アルミ、燐青銅を組込み、表面に金を施したものが使用されている。また、セラミックスからなる円筒内部に、下地金属のNiP表面に金メッキを施したものが使用されている。
【0006】
上記電子ビーム露光装置では、コラムの内部及び該コラムに結合された露光処理のためのチャンバーの内部は、通常、高真空状態となっているが、実際には、残留ガスや露光するレジストからの蒸発による、ハイドロカーボン系のガスが存在する。そして、このガスと電子ビームが反応して、カーボンを主成分とするコンタミネーションが発生する。
【0007】
このコンタミネーションは導体ではないため、電子が当ると電荷が蓄積されチャージアップが発生する。このチャージアップにより、電子ビームは、偏向、非点等を発生し、本来の必要とされる場所、形状が異なり、露光精度の低下を招く。特に、電子ビームの位置を制御する静電偏向器、電子ビームの形状を制御する静電偏向器において、ビームドリフトの発生を招くことになる。
【0008】
従来では、静電偏向器にコンタミネーションが付着して、チャージアップによるビームドリフトの量が一定以上になると、in-situ洗浄方法により、静電偏向器に付着したコンタミネーションを除去していた。これは、酸素を主成分とする活性化ガスを被洗浄物近傍に流し、活性酸素と炭素を反応させアッシング処理を行うことにより、コンタミネーションを洗浄するものである。
【0009】
しかし、前記静電偏向器は複数段で構成されたり、光学収差を最小にするために複雑な構造となっている。また、反射電子が偏向電極表面へ流入するのを防ぐために、絞り等が設けられている。そのため、活性酸素をコンタミネーションが付着している偏向電極近傍に効率よく導入することが困難であるという問題がある。
【0010】
また、上述のin-situ洗浄方法では、炭素を主成分としたコンタミネーションは除去できるが、金属表面を酸化し、金属表面に酸化物を析出して、その酸化物に電荷が蓄積して、チャージアップを発生するため、電子ビームの位置を変化させ、露光精度を劣化させる。
【0011】
従って、活性酸素を用いたin-situ洗浄を繰り返すと、コンタミネーションによる、ビームドリフトを減少することはできるが、静電偏向器の電極表面の酸化によるビームドリフトが増加していき、露光精度を更に、劣化させる問題がある。
【0012】
そこで、上述のような静電偏向器の電極の酸化による露光精度の劣化を防止するための技術が、特開2000−11937(以下、公知例と称す)に開示されている。これは、静電偏向器の電極を、導電性セラミックスの表面に上述のin-situ洗浄を用いても、酸素との化合物を生じにくい、白金族の金属(ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム及び白金)の被膜を鍍金により形成したものである。
【0013】
しかしながら、この公知技術においては、白金族の金属被膜は、活性酸素との化学反応により、徐々にエッチングされ、前記in-situ洗浄を繰返すと、前記白金族の金属被膜が、最終的にエッチングされてなくなり、酸化防止機能を失うという問題がある。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように、従来の電子ビーム露光装置では、静電偏向器が、複数段構成や複雑な構造となっていたり、また、絞り等が設けられているため、活性酸素を効率よく偏向電極の表面近傍に導入することが困難であるという問題がある。
【0015】
また、静電偏向器の電極の酸化による露光精度の劣化を防止するための公知技術の電子ビーム露光装置では、前記in-situ洗浄を繰返すうちに、偏向電極としての白金族の金属被膜が、活性酸素との化学反応によるエッチングにより、最終的にエッチングされてなくなり、酸化防止機能を失うという問題がある。
【0016】
本発明の第1の目的は、コンタミネーションを容易に除去することができる、静電偏向器及びその製造方法、静電レンズ及びその製造方法、静電偏向器、及び/又は静電レンズを用いた電子ビーム照射装置及びそのクリーニング方法を提供することにある。
【0017】
また、本発明の第2の目的は、静電偏向器、静電レンズの電極表面をチャージアップすることが殆どない状態を実現し、高精度な露光を長時間維持することが可能で、且つ長期間に亘り電極表面の酸化防止機能を有する静電偏向器及びその製造方法、静電レンズ及びその製造方法、電子ビーム照射装置及びそのクリーニング方法を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係わる第1の発明(請求項1)は、筒状基材と、前記筒状基材の内壁面に筒軸に沿って形成され、且つ互いに電気的に分離された複数の偏向電極と、前記偏向電極の各々に、それぞれ電気的に接続された偏向電圧導入端子と、前記筒状基材にその外側面から内部に向かい、且つ上、下面の少なくとも一方面まで延びる反応性ガス供給通路とを具備してなることを特徴とする静電偏向器にある。
【0019】
上記目的を達成するため、本発明に係わる第2の発明は、電子ビームを発生する電子銃と前記電子ビームを制御する静電偏向器を有する電子ビーム照射装置において、前記静電偏向器は、筒状基材と、前記筒状基材の内壁面に筒軸に沿って形成され、且つ互いに電気的に分離された複数の偏向電極と、前記偏向電極の各々に、それぞれ電気的に接続された偏向電圧導入端子と、前記筒状基材にその外側面から内部に向かい、且つ上、下面の少なくとも一方面まで延びる反応性ガス供給通路とを具備し、前記静電偏向器の反応性ガス通路に反応性ガス管が接続されてなることを特徴とする電子ビーム照射装置にある。
【0020】
上記目的を達成するため、本発明に係わる第3の発明(請求項3)は、筒状基材と、前記筒状基材の内壁面に筒軸に沿って形成されたレンズ電極と、前記レンズ電極に電気的に接続された電圧導入端子と、前記筒状基材にその外側面から内部に向かい、且つ上、下面の少なくとも一方面まで延びる反応性ガス供給通路とを具備してなることを特徴とする静電レンズにある。
【0021】
上記目的を達成するため、本発明に係わる第4の発明は、電子ビームを発生する電子銃と前記電子ビームを制御する静電レンズを有する電子ビーム照射装置において、前記静電レンズは、筒状基材と、前記筒状基材の内壁面に筒軸に沿って形成されたレンズ電極と、前記レンズ電極に電気的に接続された電圧導入端子と、前記筒状基材にその外側面から内部に向かい、且つ上、下面の少なくとも一方面まで延びる反応性ガス供給通路とを具備し、前記静電レンズの反応性ガス通路に反応性ガス供給管が接続されてなることを特徴とする電子ビーム照射装置。
【0022】
前記第2及び第4の発明に係わる電子ビーム照射装置では、前記反応性ガス供給通路は、前記静電偏向器又は前記静電レンズの上、下面にまで延びていることが望ましい。
【0023】
上記目的を達成するため、本発明に係わる第5の発明(請求項6)は、筒状基材と、前記筒状基材の内壁面に筒軸に沿って形成されたヒーターと、前記ヒーター上に絶縁膜を介して前記筒状基材の筒軸に沿って形成され、且つ互いに電気的に分離された複数の偏向電極と、前記ヒーターに、電気的に接続されたヒーター電力導入端子と、前記偏向電極の各々に、それぞれ電気的に接続された偏向電圧導入端子と、前記筒状基材にその外側面から内部に向かい、且つ上、下面の少なくとも一方面まで延びる反応性ガス供給通路とを具備してなることを特徴とする静電偏向器にある。
【0024】
前記ヒーターは、1個で構成されてもよく、また、前記偏向電極と同数に分割されて前記筒状基材の筒軸に沿って形成されてなり、且つ前記偏向電極の各々と相対して配置されてもよい。
【0025】
上記目的を達成するため、本発明に係わる第6の発明(請求項8)は、筒状基材と、前記筒状基材の筒壁内に筒軸に沿って埋め込み形成されたヒーターと、前記筒状基材の筒内面に筒軸に沿って形成され、且つ互いに電気的に分離された複数の偏向電極と、前記ヒーターに、電気的に接続されたヒーター電力導入端子と、前記偏向電極の各々に、それぞれ電気的に接続された偏向電圧導入端子と、前記筒状基材にその外側面から内部に向かい、且つ上、下面の少なくとも一方面まで延びる反応性ガス供給通路とを具備してなることを特徴とする静電偏向器にある。
【0026】
前記ヒーターは、前記筒壁の上下面に貫通して設けられた複数の貫通孔内にヒーター材が埋め込まれ、且つ筒壁の上下面において隣接するヒーター材を直列接続して構成してなることが望ましい。
【0027】
また、前記電極基材の外側面と前記ヒーターとの間における前記電極基材の筒壁部分に筒軸に沿って空洞を更に設けることが望ましい。
【0028】
また、前記電極基材は、その外側面と前記ヒーターとの間における筒壁部分が筒軸方向に除去されてフィン構造をなすことが望ましい。
【0029】
上記目的を達成するため、本発明に係わる第7の発明(請求項12)は、筒状基材の内壁に溝を形成する第1工程と、前記溝内に高抵抗物質を埋め込んでヒーターを形成する第2工程と、前記ヒーター上面を含む前記筒状基材の内壁に絶縁膜を形成する第3工程と、前記絶縁膜上に前記筒状基材の筒軸に沿って分割されて複数の偏向電極を形成する第4工程と、前記ヒーターと電気的に接続するヒーター電力導入端子を形成する第5工程と、前記偏向電極と電気的に接続する偏向電圧導入端子を形成する第6工程とを具備することを特徴とする静電偏向器の形成方法にある。
【0030】
前記第1工程の前記溝及び前記第2工程のヒーターは、前記筒状基材の筒軸に沿って複数に分割した各領域にそれぞれ形成してなり、前記第4の偏向電極は、前記ヒーターと同数で、且つ前記ヒーターと相対して形成してなることが望ましい。
【0031】
上記目的を達成するため、本発明に係わる第8の発明(請求項14)は、筒状基材と、前記筒状基材の内壁面に筒軸に沿って形成されたヒーターと、前記ヒーター上に絶縁膜を介して前記筒状基材の筒軸に沿って形成されたレンズ電極と、前記ヒーターに電気的に接続されたヒーター電力導入端子と、前記レンズ電極に電気的に接続されたレンズ電圧導入端子と、前記筒状基材にその外側面から内部に向かい、且つ上、下面の少なくとも一方面まで延びる反応性ガス供給通路と、を具備してなることを特徴とする静電レンズにある。
【0032】
上記目的を達成するため、第9の発明(請求項15)は、筒状基材と、前記筒状基材の筒壁内に筒軸に沿って埋め込み形成されヒーターと、前記筒状基材の筒内面に筒軸に沿って形成されたレンズ電極と、前記ヒーターに電気的に接続されたヒーター電力導入端子と、前記レンズ電極に電気的に接続されたレンズ電圧導入端子と、前記筒状基材にその外側面から内部に向かい、且つ上、下面の少なくとも一方面まで延びる反応性ガス供給通路とを具備してなることを特徴とする静電レンズにある。
【0033】
前記ヒーターは、前記筒壁の上下面に貫通して設けられた複数の貫通孔内にヒーター材が埋め込まれ、且つ筒壁の上下面において隣接するヒーター材を直列接続して構成してなることが望ましい。
【0034】
また、前記電極基材の外側面と前記ヒーターとの間における前記電極基材の筒壁部分に筒軸に沿って空洞を更に設けることが望ましい。
【0035】
また、前記電極基材は、その外側面と前記ヒーターとの間における筒壁部分が筒軸方向に除去されてフィン構造をなすことが望ましい。
【0036】
上記目的を達成するため、本発明に係わる第10の発明(請求項19)は、筒状基材の内壁に溝を形成する第1工程と、前記溝内に高抵抗物質を埋め込んでヒーターを形成する第2工程と、前記ヒーター上面を含む前記筒状基材の内壁に絶縁膜を形成する第3工程と、前記絶縁膜上に前記筒状基材の筒軸に沿ってレンズ電極を形成する第4工程と、前記ヒーターと電気的に接続するヒーター電力導入端子を形成する第5工程と、前記レンズ電極と電気的に接続する電圧導入端子を形成する第6工程とを具備することを特徴とする静電レンズの形成方法にある。
【0037】
上記目的を達成するため、本発明に係わる第11の発明(請求項20)は、電子ビームを発生する電子銃と前記電子ビームを制御する静電偏向器を有する電子ビーム照射装置において、前記静電偏向器は、筒状基材と、前記筒状基材の内壁面に筒軸に沿って形成されヒーターと、前記ヒーター上に絶縁膜を介して前記筒状基材の筒軸に沿って形成され、且つ互いに電気的に分離された複数の偏向電極と、前記ヒーターに、電気的に接続されたヒーター電力導入端子と、前記偏向電極の各々に、それぞれ電気的に接続された偏向電圧導入端子と、前記筒状基材にその外側面から内部に向かい、且つ上、下面の少なくとも一方面まで延びる反応性ガス供給通路とを具備してなることを特徴とする電子ビーム照射装置にある。
【0038】
上記目的を達成するため、本発明に係わる第12の発明(請求項21)は、電子ビームを発生する電子銃と前記電子ビームを制御する静電レンズを有する電子ビーム照射装置において、前記静電レンズは、筒状基材と、前記筒状基材の内壁面に筒軸に沿って形成されたヒーターと、前記ヒーター上に絶縁膜を介して前記筒状基材の筒軸に沿って形成されたレンズ電極と、前記ヒーターに電気的に接続されたヒーター電力導入端子と、前記レンズ電極に電気的に接続されたレンズ電圧導入端子と、前記筒状基材にその外側面から内部に向かい、且つ上、下面の少なくとも一方面まで延びる反応性ガス供給通路とを具備してなることを特徴とする電子ビーム照射装置にある。
【0039】
上記目的を達成するため、本発明に係わる第13の発明(請求項22)は、前記第11又は前記第12の発明に係わる電子ビーム照射装置の通常動作を停止した状態で、反応性ガスを前記反応性ガス供給通路に導入し、前記静電偏向器、又は前記静電レンズのヒーターを加熱して、前記静電偏向器、又は前記静電レンズに付着したコンタミネーションを除去することを特徴とする電子ビーム照射装置のクリーニング方法にある。
【0040】
上記目的を達成するため、本発明に係わる第14の発明(請求項23)は、前記第11又は第12の発明に係わる電子ビーム照射装置の通常動作中に、反応性ガスを前記反応性ガス供給通路に導入し、前記静電偏向器、又は前記静電レンズのヒーターを加熱して、前記静電偏向器、又は前記静電レンズに付着したコンタミネーションを除去することを特徴とする電子ビーム照射装置のクリーニング方法にある。
【0049】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係わる実施の形態(以下、実施形態と称する)について説明する。各実施形態は、本発明を電子ビーム露光装置に適用して例である。
【0050】
(第1の実施の形態)
まず、図1及び図2を参照して本発明の第1の実施形態に係わる電子ビーム露光装置について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係わる電子ビーム露光装置の基本的な構成図である。
【0051】
図1に示すように、電子ビーム装置では、チャンバー10内には、半導体ウエハ等の試料11(以下、ウエハと称する)及びマーク台12を載置した可動ステージ13が収納されている。前記可動ステージ13は、ステージ制御回路121によって、X(紙面上の左右方向)及びY方向(紙面に対し垂直方向)に移動される。
【0052】
前記チャンバー10の上方には、該チャンバー10と連接した円筒状のコラム20が設けられている。前記コラム20の端部には、電子ビーム22を放射する電子銃21が取付けられている。
【0053】
前記電子銃21から放射された前記電子ビーム22は、コンデンサーレンズ23で電流密度が調整され、第1成形アパーチャ24を均一に照明する。前記第1成形アパーチャ24の像は、投影レンズ25により、CPアパーチャ26上に結像される。
【0054】
前記2つのアパーチャ24、26の光学的な重なりの程度は、CP選択偏向器27により制御される。
【0055】
このビーム成形機構は、前記CP選択偏向器27、CP選択回路118及び当該CP選択回路118に偏向データを送る制御コンピュータ122から構成されている。
【0056】
前記第1成形アパーチャ24と前記CPアパーチャ26の光学的重なりによる像は、縮小レンズ28及び対物レンズ29により縮小され、前記ウエハ11上に結像される。
【0057】
そして、前記電子ビーム22の前記ウエハ11面上の位置は、ビーム偏向回路119により必要な電圧が対物偏向器30に印加され、その偏向により設定される。
【0058】
前記ウエハ11上の前記電子ビーム22の位置は、データを送るパターンデータデコーダー123と前記対物偏向器30に電圧を印加する前記ビーム偏向回路119で制御される。
【0059】
前記電子ビーム22の照射は、前記可動ステージ13を移動することで、前記ウェハ11又は前記電子ビーム寸法測定用のマーク台12を選択することができる。
【0060】
また、前記ウェハ11上の電子ビーム22位置を移動する場合、前記ウェハ11上の不必要な場所に露光されないように、前記電子ビーム22をブランキング偏向器31によって、前記電子ビーム22をブランキングアパーチャ32上へ偏向し、前記電子ビーム22をカットし、前記ウェハ11面上に到達しないようにする。
【0061】
前記ブランキング偏向器31への偏向電圧の制御は、前記制御コンピュータ122及び前記ブランキング偏向回路116で制御される。
【0062】
これらの全てのデータは、パターンデータメモリー124に格納されている。なお、図中、33は検出器で、117はレンズ制御回路、120は前記検出器33からの検出信号を処理する検出信号処理回路である。
【0063】
上述の電子ビーム描画装置では、前記CP選択偏向器27と前記対物偏向器30は精度良く、高速に電子ビーム22を偏向する必要性があり、静電型の偏向器が用いられている。
【0064】
また、図示しないが、スループット、高精度の関係から前記対物偏向器30には、主偏向器、副偏向器、偏向収差を最小にするために複数の偏向電極が設けられている。
【0065】
次に、図2及び図3を参照して本実施形態における静電偏向器の構成について詳細に述べる。図2(a)は、静電偏向器の外観構成を示す斜視図、(b)は、静電偏向器の上面図、(c)は、図2(b)におけるA−A’線に沿った縦断面図、図3は、図2(b)におけるB−B’線に沿う縦断面図で、偏向電極及び偏向電圧端子は省略してある。
【0066】
図2に示すように、電極偏向基材60は、アルミナ、セラミックス、導電性セラミックス等の材料からなり、円筒状に形成されている。
【0067】
この円筒状電極基材60の内壁面には、複数、例えば8個の偏向電極611〜618が、各々、同一形状に形成され、且つ筒軸対称で互いに電気的に分離して配置固定されている。
【0068】
各偏向電極61i(i=1〜8)は、例えば、アルミナからなる電極基材60の内部に、メッキによる下地金属63としてのNiPの表面に、金属酸化によるチャージアップを防ぐための金属被膜62としての金メッキを施してなる。また、導電性セラミックスを研削加工し、その表面に前記金属被膜62としての白金族のメッキを施してなる。また、セラミックス、或いは導電性セラミックスからなる電極基材60内部に、下地金属63としての銅薄膜をメッキし、更にその表面に前記金属被膜62としての酸化ルテニウムを施してなる。
【0069】
この偏向電極61iに対向する前記電極基材60の側面部には、前記偏向電極61iに達する貫通孔661〜668が、各々、設けられている。
【0070】
そして、この貫通孔66i(i=1〜8)の各々を介して、偏向電圧導入端子651〜658が、各偏向電極61iに電気的に接続されている。
【0071】
この各偏向電圧導入端子65iは、各貫通孔66iの内壁面に形成された銅層67と金層68との積層構造からなる。
【0072】
更に、図3に示すように、前記偏向電極端子65i(i=1〜8)間における前記電極基材60の側面部には、ガス供給通路70が、前記電極基材60の外側面から筒軸方向に向かって筒厚の略中央部まで延び、そして筒軸に沿って前記電極基材60の上、下面の少なくとも一方の面に連通するように形成されている。この実施形態では、筒厚の中央部で前記電極基材60の上下方向に分岐して、前記電極基材60の上、下面に達するように設けられている。
【0073】
図4は、上述した静電偏向器単体を複数段組み合わせて構成した静電偏向器の例を示す模式図である。
【0074】
即ち、図2及び図3に示す静電偏向器単体50とシールド80をホルダー85に精度良く組み込む。それらを複数段、例えば3段組み合わせ、図4に示すような静電偏向器、例えば図1に示すCP選択偏向器27又は対物偏向器30を構成する。なお、前記シールド80は、チタン等の非磁性体金属から形成され、図示しないが、接地電位が与えられる。
【0075】
この各静電偏向器単体50の反応性ガス供給通路70には、図示しない反応ガス供給系に接続される反応性ガス供給管90が接続される。
【0076】
次に、上述の静電偏向器が組み込まれた電子ビーム露光装置のクリーニング方法について説明する。
【0077】
まず、第1のクリーニング方法としては、電子ビーム露光装置の通常の動作を停止し、装置外部に設けられた反応ガス供給系から前記反応性ガス供給管90に活性酸素ガスGを供給する。前記反応性ガス供給管90に供給された活性酸素ガスGは、反応性ガス供給通路70により、各電極基材60の上、下面に導出され、更に前記電極基材60の上、下面を沿って筒軸方向に導入されて各静電偏向器単体50の内部に導入される。
【0078】
そして、各静電偏向器単体50の偏向電極の内部表面に付着したコンタミネーションを活性酸素と反応させることにより、コンタミネーションを洗浄除去する。この反応後のガスは、図示しない排気系により装置外部に排出される。
【0079】
また、第2のクリーニング方法としては、電子ビーム露光装置を通常動作させた状態で、装置外部の反応性ガス供給系から前記反応性ガス供給管90に活性酸素ガスGを供給することにより、各静電偏向器単体50の偏向電極の内部表面に付着したコンタミネーションを活性酸素と反応させることにより、コンタミネーションを洗浄除去する。このように、装置を通常動作させた状態において、クリーニングを行っても、特に、装置の動作には影響を与えることがない。
【0080】
上記実施形態に係わる静電偏向器の構成によれば、活性酸素ガスを静電偏向器の内部表面の近くに直接導入することができるので、偏向電極表面に付着したカーボンコンタミネーションを効率よく除去することができる。
【0081】
そのため、偏向電極の表面をチャージアップすることが無い状態を実現し、高精度な描画を長時間維持することが可能となる静電偏向器を供給することが可能となる。
【0082】
また、このような静電偏向器を用いた電子ビーム露光装置においては、高精度な描画を長時間維持することが可能となる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係わる電子ビーム露光装置ついて説明するが、電子ビーム露光装置の基本的な構成は、上記第1の実施形態の図1に示す構成と同一であるので、説明は省略し、上記第1の実施の形態と異なる静電偏向器の構成について、図5を参照して説明する。図5は、複数段の静電偏向器単体を有する静電偏向器の構成を示す模式図である。
【0083】
本実施形態と上記第1の実施形態とは、上記第1の実施形態では、図4に示すように、静電偏向器単体50とシールド80とをホルダー85に精度良く組み込むことにより、複数段の静電偏向部分を有する静電偏向器を構成しているが、本実施形態では、電極基板を加工してシールドで仕切られた複数段の静電偏向部分を有する静電偏向器を一体的に構成してなり、この点で相違する。この点以外の構成については、上記第1の実施形態の構成と同一である。
【0084】
即ち、図5に示すように、円筒状の電極基材300の内壁面には、筒軸を軸とする環状の溝310が複数形成され、この環状の溝310によってシールド部分320と偏向器単体部分330とを交互に配置した構造に形成している。
【0085】
そして、前記シールド部分320の内壁面の各々には、シールド電極321が形成され、前記偏向器単体部分330の内壁面の各々には、偏向電極331が形成されている。ここでは、前記シールド電極321及び前記偏向電極331は、同一構成に形成してなり、例えば、上記第1の実施形態と同様に、銅の下地金属上に酸化ルテニウムの金属被膜を形成してなる。
【0086】
また、各シールド部分320の側面部には、前記シールド電極321と電気的に接続するシールド電極端子322が各々設けられ、各偏向器単体部分330の側面部には、前記偏向電極331と電気的に接続する偏向電圧導入端子332が各々形成されている。これらシールド電極端子322及び偏向電圧導入端子332は、上記第1の実施形態と同様に貫通孔に銅層及び金層をメッキすることにより形成してなる。
【0087】
また、前記偏向器単体部分330には、上記第1の実施形態と同様に、ガス供給通路333が、外側面から筒軸方向に向かって筒厚の略中央部まで延び、そして筒軸に沿って前記偏向器単体部分330の上、下面の少なくとも一方、ここでは、筒厚の中央部で上下方向に分岐して、上、下面に達するように設けられている。
【0088】
なお、このガス供給通路333の形成の際に、前記シールド部分320にもガス供給通路が形成されるため、静電偏向器の最外側に位置するシールド部分320におけるガス供給通路をセラミック製蓋323で封止し、クリーニング時の反応性ガスの外部流出を防止するようにしている。
【0089】
上記静電偏向器の製作は、まず、エンドミル等の機械的な加工により、円筒状電極基材300の側面部の所定位置に、各々、筒内面に達するシールド電極端子用及び偏向電圧導入端子用の貫通孔を形成した後、前記電極基材300の筒内を保護材で保護し、前記貫通孔内に銅層及び金層をメッキしてシールド電極端子322及び偏向電圧導入端子332を形成する。
【0090】
次に、機械的な加工により円筒状の電極基材300における筒壁の所定位置に、その上下面を貫通する縦方向のガス供給通路333を筒軸に沿って形成し、また前記円筒状電極基材300の側面部の所定位置に、縦方向の前記ガス供給通路333と連通する横方向のガス供給通路333を筒軸方向に形成する。
【0091】
次に、前記保護部材を除去し、且つ前記ガス供給通路333部分及び前記電極端子322、332部分を保護した後、円筒状の電極基材300の内壁面に、例えば無電界メッキ法により、下地金属、例えば銅薄膜を形成し、電界メッキ法により、前記下地金属上にルテニウム膜を形成し、加熱処理して、金属被膜、例えば酸化ルテニウムを形成する。
【0092】
次に、鉤状のような溝堀棒を用いて、筒軸中心に回転させて複数の溝310を形成して、交互に配置されたシールド部分320と偏向器単体部分330とを形成する。これと同時に、前記シールド部分320の内壁面に銅膜及び酸化ルテニウムの積層膜からなる環状のシールド電極321が形成される。
【0093】
次に、例えば、機械的加工により、各偏向器単体部分330の内壁面において、前記酸化ルテニウム膜及び前記銅薄膜の積層膜を、所定間隔をもって精度良く、筒軸に沿って8分割して、各偏向電極331を形成する。
【0094】
その後、前記保護被膜を除去して、図5に示すような静電偏向器を作製してなる。
【0095】
上記実施形態の構成によれば、上記第1の実施の形態と同様に、偏向電極表面に付着したカーボンコンタミネーションを効率よく除去することができ、そのため偏向電極の表面をチャージアップすることが無い状態を実現し、高精度な描画を長時間維持することが可能となる静電偏向器を供給することが可能となる。
【0096】
また、このような静電偏向器を用いた電子ビーム露光装置においては、高精度な描画を長時間維持することが可能となる。
【0097】
(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施形態に係わる電子ビーム露光装置ついて説明するが、電子ビーム露光装置の基本的な構成は、上記第1の実施形態の図1に示す構成と同一であるので、説明は省略し、上記第1の実施の形態と異なる静電偏向器の構成について説明する。
【0098】
図6は、第3の実施形態に係わる静電偏向器を示す図で、図6(a)は、その静電偏向器の外観構成を示す斜視図、図6(b)は、その静電偏向器の上面図、図7(a)は、図6(b)におけるC−C’線に沿う縦断面図、図7(b)は、ヒーターの構成を模式的に示す図である。
【0099】
即ち、図に示すように、電極基材100は、アルミナ、セラミックス、導電性セラミックス等の材料からなり、円筒状に形成されている。
【0100】
この電極基材100の内壁面には、複数、例えば8個のヒーター1301〜1308が、同一形状に形成され、且つ筒軸対称で互いに電気的分離して配置固定されている。
【0101】
この各ヒーター130i(i=1〜8)上には、各々、絶縁膜1311〜1318が、同一形状に形成され、且つ筒軸対称に互いに分離して配置されている。
【0102】
この各絶縁膜131i(i=1〜8)上には、各々、8個の偏向電極1011〜1018が、同一形状に形成され、且つ筒軸対称で互いに電気的に分離して配置固定されている。
【0103】
各偏向電極101iは、この実施形態では、下地金属103としての銅薄膜表面に金属酸化によるチャージアップを防止するための前記金属被膜102としての酸化ルテニウムを形成してなる。この偏向電極101iは、これに限らず、NiPの下地金属表面に金からなる金属被膜を施したものでもよい。また、金属被膜としては、酸化ルテニウムに限らず、Ti,白金系の金属を用いても良い。
【0104】
前記電極基材100における各偏向電極101i(i=1〜8)に対向する側面部には、各々、各絶縁膜131iを貫通して各偏向電極101iに達する貫通孔1061〜1068が設けられ、各偏向電圧導入端子1051〜1058が、各貫通孔106i(i=1〜8)を介して各偏向電極101iに電気的に接続されている。
【0105】
この各偏向電圧導入端子105iは、各貫通孔106iの内壁面に形成された銅層107と金層108との積層構造からなる。
【0106】
前記電極基材100における各ヒーター130iに対向する側面部には、各々、各ヒーター130iに達する貫通孔1361〜1368が設けられ、各ヒーター電力導入端子1351〜1358が、各貫通孔136i(i=1〜8)を介して各ヒーター130iに電気的に接続されている。
【0107】
この各ヒーター電力導入端子135iは、各貫通孔136iの内壁面に形成された銅層107と金層108との積層構造からなる。
【0108】
次に、図8及び図9を参照して上記静電偏向器の製作方法について説明する。図8及び図9は、静電偏向器の製作工程を示す要部の模式図である。
【0109】
まず、導電性セラミクスを研削加工して同心度、真円度の良い、円筒状の電極基材100を形成した後、この円筒状電極基材100の内面を筒軸に沿って複数、例えば8分割した仮想の各領域面に、鉤状のような溝堀棒を上下左右に動かして、所定ヒーター形状となるような溝140を形成する(図8(a))。
【0110】
次に、メッキ法、スパッタ法、蒸着法等により、前記電極基材100の内壁全面に、前記溝140内を埋め込むようにヒーター材、例えばボロンナイトライド141を成膜する(図8(b))。また、このヒーター材を成膜する方法は、上記のメッキ法、スパッタ法、蒸着法に限らない。
【0111】
次に、前記溝140内に前記ヒーター材141を残し、前記電極基材100の内壁面上のヒーター材141を除去した後、前記ヒーター材141を焼結させることにより、ヒーター130iを形成する(図8(c))。前記ヒーター材141は、焼結させてから前記溝140内に埋め込まれたヒーター材141のみを残すように除去することにより形成しても良い。
【0112】
そして、スパッタ法、蒸着法等により、前記ヒーター130i表面を含む前記電極基材100の内壁面全面に、例えば酸化膜等の絶縁膜131を成膜する(図8(d))。
【0113】
次に、前記電極基材100内壁面の絶縁膜131上に、例えば無電界メッキ法により、下地金属103、例えば銅薄膜を形成する。更に、電界メッキ法により、前記下地金属103上にルテニウム膜を形成し、金属被膜102、例えば酸化ルテニウムを形成する(図9(e))。
【0114】
その後、例えば、機械的加工により、前記酸化ルテニウム膜102、前記銅薄膜103及び前記絶縁膜131の積層膜を、所定間隔をもって精度良く、筒軸に沿って8分割して、各偏向電極101i及び各ヒーター130iを形成する(図9(f))。
【0115】
次に、前記電極基材100における各偏向電極101iに対向する側面部に、各々、各絶縁膜131iを貫通して各偏向電極101iの銅薄膜103に達する偏向電圧導入端子用の貫通孔1061〜1068を形成し、また、各ヒーター130iの両端部分における溝140に対向する側面部に、各々、各ヒーター130iの溝140に達するヒーター電力導入端子用の貫通孔136iを形成する。その後、前記電極基材100内の偏向電極101iの表面をレジスト等の保護部材で覆っておく。
【0116】
次いで、前記偏向電極導入端子用の貫通孔106i及び前記ヒーター電力導入端子用の貫通孔136iの内壁面に、膜厚約1.0μmの銅層107をメッキし、更に、膜厚約0.5μmの金層108をメッキして、前記偏向電極101iの銅薄膜103に電気的に接続した偏向電圧導入端子105i及び前記ヒーター130iに電気的に接続したヒーター電力導入端子135iを、各々、作製する。その後、前記保護被膜を除去することにより、図6に示すような静電偏向器を作製してなる。
【0117】
前記偏向電極導入端子用の貫通孔106i及び前記ヒーター電力導入端子用の貫通孔136iは、前記ヒーター130i、絶縁膜131i及び偏向電極101iの形成工程後である必要はなく、例えば、前記円筒状の電極基材100の形成後に予め形成しておいても良い。この場合には、その後のヒーター130i、絶縁膜131i及び偏向電極101iの形成工程において、各材料が付着しないようにレジスト等の保護部材で塞いでおけば良い。そして、前記ヒーター130i、絶縁膜131i及び偏向電極101iの形成工程後にこの部材を除去し、前記偏向電極導入端子用の貫通孔106iを前記偏向電極の裏面に達するようにしてやれば良い。
【0118】
次に、この電子ビーム露光装置のクリーニング方法について説明する。
【0119】
まず、第1のクリーニング方法としては、電子ビーム露光装置の通常の動作を停止し、ヒーターを加熱した状態で、装置外部に設けられた反応性ガス供給系から反応性ガス供給管を介して活性酸素ガスを前記静電偏向器の近傍に供給する。この供給された活性酸素ガスは、静電型電極の筒内部に導入される。
【0120】
そして、偏向電極がヒーターにより加熱さているため、各偏向電極表面に付着したコンタミネーションは、活性酸素と炭素との反応が促進されて、効率よく洗浄除去される。この反応後のガスは、図示しない排気系により装置外部に排出される。
【0121】
また、第2のクリーニング方法としては、電子ビーム露光装置を通常動作させた状態で、且つヒーターを加熱した状態で、装置外部の反応性ガス供給系から前記反応性ガス供給管を介して活性酸素ガスを前記静電偏向電極の近傍に供給する。この供給された活性酸素ガスは、静電型電極の筒内部に導入される。
【0122】
そして、偏向電極がヒーターにより加熱さているため、各偏向電極表面に付着したコンタミネーションは、活性酸素と炭素との反応が促進されて、効率よく洗浄除去される。この反応後のガスは、図示しない排気系により装置外部に排出される。このように、装置を通常動作させた状態において、クリーニングを行っても、特に、装置の動作には影響を与えることがない。
【0123】
上記実施形態に係わる静電偏向器の構成によれば、静電偏向器の偏向電極がその裏面に設けられたヒーターにより加熱されるように構成されているため、他の部品に熱的影響を与えることなく、偏向電極の表面に付着したカーボンコンタミネーションは、反応ガスの活性酸素と炭素との反応が促進されて効率よく除去することができる。
【0124】
そのため、静電型電極の表面をチャージアップすることが無い状態を実現し、高精度な描画を長時間維持することが可能となる静電偏向器を供給することが可能となる。
【0125】
また、このような静電偏向器を用いた電子ビーム露光装置においては、高精度な描画を長時間維持することが可能となる。
【0126】
また、本実施形態では、8分割の偏向電極に対して8分割のヒーターで構成しているが、ヒーターは1個で構成しても問題はなく、個数には拘らない。
また、本実施形態では、絶縁膜は、偏向電極及びヒーターの分割に伴って分割されているが、分割をしなくても良いことは勿論である。
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態に係わる電子ビーム露光装置ついて説明するが、電子ビーム露光装置の基本的な構成は、上記第1の実施形態の図1に示す構成と同一であるので、説明は省略し、上記第1の実施の形態と異なる静電偏向器の構成について説明する。
【0127】
以下、図10乃至図12を参照して本実施形態における静電偏向器の構成について詳細に述べる。図10は、静電偏向器の外観構成を示す斜視図、図11(a)は、図10の上面図、図11(b)は、図10の下面図、図12は、図11(a)のD−D’線に沿う縦断面図である。
【0128】
図10及び図11に示すように、電極基材200は、アルミナ、セラミックス、導電性セラミックス等の材料からなり、円筒状に形成されている。
【0129】
この円筒状電極基材200の内壁面には、複数、例えば8個の偏向電極2011〜2018が、各々、同一形状に形成され、且つ筒軸対称で互いに電気的に分離して配置固定されている。
【0130】
各偏向電極201i(i=1〜8)は、例えば、アルミナからなる電極基材200の内部に、メッキによる下地金属203としてのNiPの表面に、金属酸化によるチャージアップを防ぐための金属被膜202としての金メッキを施してなる。また、導電性セラミックスを研削加工し、その表面に前記金属被膜202としての白金族のメッキを施してなる。或いはアルミ、燐青銅を研削加工し、その表面に前記金属被膜202としての金メッキを施したものをアルミナからなる電極基材200内部に配置してなる。また、セラミックス、或いは導電性セラミックスからなる電極基材200内部に、下地金属203としての銅薄膜をメッキし、更にその表面に前記金属被膜202としての酸化ルテニウムを施してなる。
【0131】
この偏向電極201iに対向する前記電極基材200の側面部には、前記偏向電極201iに達する貫通孔2061〜2068が、各々、設けられている。
【0132】
そして、この貫通孔206i(i=1〜8)の各々を介して、偏向電圧導入端子2051〜2058が、各偏向電極201iに電気的に接続されている。
この各偏向電圧導入端子205iは、図12に示すように、各貫通孔206iの内壁面に形成された銅層207と金層208との積層構造からなる。
【0133】
更に、前記電極基材200の筒壁内には、ヒーター230が埋め込み形成されている。このヒーター230は、複数、例えば16個のボロンナイトライド等の非磁性材料からなるヒーター材2301〜23016から構成され、ヒーター材230iは、各偏向電極201iの各々に対して、例えば2個ずつ配置され、しかも前記偏向電圧導入端子205iを跨いで筒軸に沿って軸対称に配置され、且つ前記電極基材200の筒を貫通して上下面に露出している。勿論、前記ヒーター材230の個数は、分割された偏向電極201の数の倍数個用意する必要はない。
【0134】
また、前記電極基材200の上面において、例えば前記ヒーター材2301及び2302にヒーター電力導入端子235が設けられ、それ以外の隣接する2個のヒーター材230iどうしは、そのヒーター材230i間に溝を掘り、その溝に埋設された低抵抗の金属等で電気的に接続され、前記電極基材200の下面においては、上面の場合とは異なる隣接する2個のヒーター材230iどうしは、そのヒーター材230i間に溝を掘り、その溝に埋設された低抵抗の金属等で電気的に接続され、各ヒーター材230iを直列接続してなるヒーター230が構成される。
【0135】
なお、前記ヒーター電力端子235は、図10に示すように、前記電極基材200の筒上面に必ずしも設ける必要はなく、筒下面、側面、若しくはそれらを組み合わせて設けても良い。
【0136】
そして、前記偏向電極201と前記ヒーター230とは、前記電極基材200により、5MΩ以上の抵抗値で電気的に絶縁されていることが望ましい。
【0137】
次に、上記静電偏向電極の製作方法について説明する。
【0138】
まず、導電性セラミクスを研削加工して同心度、真円度の良い、円筒状の電極基材200を形成した後、この円筒状電極基材200の筒壁に、機械的加工等により上下面に貫通する複数、例えば16個の貫通孔を、筒軸に沿って軸対称に形成する。ここでは、貫通孔は、図11に示すように、上下対称に設けているが、必ずしも上下対称に設ける必要はなく、例えば上面から下面に斜めに形成されていても良い。
【0139】
次に、メッキ法、スパッタ法、蒸着法等により、前記貫通孔内に、ヒーター材230i、例えばボロンナイトライドを埋め込んだ後、ヒーター材230iを焼結させる。前記ヒーター材230iを埋め込む方法は、上記メッキ法、スパッタ法、蒸着法に限らず、例えば焼結させたヒーター材230iを精度良く加工し、前記貫通孔内に隙間なく設置しても良い。
【0140】
そして、スパッタ法、蒸着法等により、前記電極基材200の内壁面全面に、例えば無電界メッキ法により、下地金属203、例えば銅薄膜を形成する。更に、電界メッキ法により、前記下地金属203上にルテニウム膜を形成し、加熱処理して、金属被膜202、例えば酸化ルテニウムを形成する。
【0141】
その後、例えば、機械的加工により、前記酸化ルテニウム膜202及び前記銅薄膜203の積層膜を、所定間隔をもって精度良く、筒軸に沿って8分割して、各偏向電極201iを形成する。
【0142】
次に、前記電極基材200における各偏向電極201iに対向し、且つ前記ヒーター材230i間に位置する側面部に、各々、各偏向電極201iの銅薄膜203に達する偏向電圧導入端子用の貫通孔2061〜2068を形成する。
【0143】
次いで、前記偏向電極導入端子用の貫通孔206iの内壁面に、膜厚約1.0μmの銅層207をメッキし、更に、膜厚約0.5μmの金層208をメッキして、前記偏向電極201iの銅薄膜203に電気的に接続した偏向電圧導入端子205iを、各々、作製する。その後、前記電極基材200の上下面において、所定のヒーター部材230i同士を電気的に接続し、且つ上面において、例えばヒーター材2301及び2302にヒーター電力導入端子235を設けて、図10乃至図12に示すような静電偏向器を作製してなる。
【0144】
前記偏向電極導入端子用の貫通孔206iは、前記偏向電極101iの形成工程後である必要はなく、例えば、前記円筒状の電極基材200の形成後に予め形成しておいても良い。この場合には、その後のヒーター材230i及び偏向電極201iの形成工程において、各材料が付着しないようにレジスト等の保護部材で塞いでおけば良い。そして、前記ヒーター材230i及び偏向電極201iの形成工程後にこの部材を除去して偏向電極導入端子205iを設ければ良い。
【0145】
また、前記ヒーター材を埋め込む貫通孔236iは、前記偏向電極201i及び前記偏向電極導入端子205iの形成工程前である必要はなく、例えば、前記偏向電極201i及び前記偏向電極導入端子205iの形成工程後に形成しても良い。この場合には、ヒーター材230iの形成工程において、ヒーター材が付着しないように、前記偏向電極201i及び前記偏向電極端子205iの表面をレジスト等の保護部材で被覆しておけば良い。そして、前記ヒーター材230iの形成工程後にこの部材を除去すれば良い。
【0146】
この電子ビーム露光装置のクリーニング方法は、上記第3の実施形態の場合と同様に、まず、第1のクリーニング方法としては、電子ビーム露光装置の通常の動作を停止し、ヒーターを加熱した状態で、装置外部に設けられた反応性ガス供給系から反応性ガス供給管を介して活性酸素ガスを前記静電偏向器の近傍に供給することにより行う。
【0147】
また、第2のクリーニング方法としては、電子ビーム露光装置を通常動作させた状態で、且つヒーターを加熱した状態で、装置外部の反応性ガス供給系から前記反応性ガス供給管を介して活性酸素ガスを前記静電偏向電極の近傍に供給することにより行う。
【0148】
上記いずれのクリーニング方法においても、偏向電極がヒーターにより加熱さているため、各偏向電極表面に付着したコンタミネーションは、活性酸素と炭素との反応が促進されて、効率よく洗浄除去される。
【0149】
上記実施形態によれば、上記第3の実施形態と同様に、他の部品に熱的影響を与えることなく、偏向電極の表面に付着したカーボンコンタミネーションは、反応ガスの活性酸素と炭素との反応が促進されて効率よく除去することができる。そのため、静電型電極の表面をチャージアップすることが無い状態を実現し、高精度な描画を長時間維持することが可能となる静電偏向器を供給することが可能となる。
【0150】
また、このような静電偏向器を用いた電子ビーム露光装置においては、高精度な描画を長時間維持することが可能となる。
(第5の実施形態)
本実施形態は、上記第3及び第4の実施形態の静電偏向器において、偏向電極に対して効率よくヒーターの熱を伝達し、且つ静電偏向器から外部への熱伝達を抑制するようにしたものである。
【0151】
以下、図13を参照して本実施形態に係わる静電偏向器について説明する。図13は、静電偏向器の電極基材の構造を模式的に示す斜視図で、偏向電極、ヒーター、偏向電圧導入端子、及びヒーター電力端子等は図示を省略している。
【0152】
図13に示すように、本実施形態では、筒状電極基材300の筒壁に複数、例えば6個の空洞350が、筒軸に沿って設けられ、且つ筒を貫通して上下面を連通している。この空洞350の各々は、互いに等間隔で、且つ筒軸に対称に配置されている。また、この空洞350の各々は、図示略のヒーターと前記電極基材の外側面との間に配置されている。
【0153】
ここでは、図示していないが、上記第3及び第4の実施形態と同様に、偏向電極は、前記筒状電極基材300の内壁面に形成され、偏向電圧導入端子は、電極基材300の側面部において偏向電極の裏面と電気的に接続される。
【0154】
また、上記第3の実施形態と同様に、ヒーターは、前記電極基材300の内壁面に設けられ、ヒーター電力導入端子は、前記電極基材300の側面部に設けられる、或いは上記第4の実施形態と同様に、電極基材300の筒壁内に埋め込み形成され、ヒーター電力導入端子は、筒上面に設けられる。
【0155】
なお、前記ヒーター電力端子は、前記電極基材の筒上面に必ずしも設ける必要はなく、筒下面、側面、若しくはそれらを組み合わせて設けても良い。
【0156】
この実施形態によれば、上記第3及び第4の実施形態と同様な効果の他に次のような効果が得られる。
【0157】
一般に、静電偏向器はコラム内へ設置され、偏向電極及びヒーターは、各々、偏向電圧導入端子及びヒーター電力導入端子を介して外部の部品と接している。そのため、偏向電極に付着したコンタミネーションを除去するためにヒーターを加熱した際、熱が外部の部品やコラムに伝達されるが、外部の部品やコラムは耐熱性に乏しく、不具合を生じる恐れがある。
【0158】
しかし、本実施形態では、ヒーターと電極基材の外側面との間に空洞を設けて、熱が伝達される方向の電極基材の断面積を小さくしているため、偏向電圧導入端子及びヒーター電力導入端子を介して外部の部品やコラムに伝達される熱量が抑制される。
(第6の実施形態)
本実施形態は、上記第5の実施形態と同様に、上記第3及び第4の実施形態の静電偏向器において、偏向電極に対して効率よくヒーターの熱を伝達し、且つ静電偏向器から外部への熱伝達を抑制するようにしたものである。
【0159】
以下、図14を参照して本実施形態に係わる静電偏向器について説明する。図14(a)は、静電偏向器の電極基材の構造を模式的に示す上面図、図14(b)は、静電偏向器の電極基材の構造を模式的に示す斜視図で、いずれの図においても、偏向電極、ヒーター、偏向電圧導入端子、及びヒーター電力端子等は図示を省略している。
【0160】
図に示すように、本実施形態では、円筒状の電極基材400が、放射状のフィン構造に形成されている。即ち、円筒状電極基材400を、偏向電圧導入端子の部分を残して、それ以外の壁面部分400aを内面方向に切削することにより、電極基材400は、肉薄円筒部400bとこの肉薄円筒部400bから放射状に延びるフィン部分400cとを有する構造に形成されている。この外側部から内面へ切削は、熱伝達方向の電極基材の断面積を小さくするために、ヒーターを筒壁内に埋め込んでいる場合には、ヒーター近傍まで切削することが最も好ましいが、ヒーターまで切削しても問題はない。
【0161】
ここでは、図示していないが、偏向電極は、前記肉薄円筒部400bの内壁面に、上記第3及び第4の実施形態と同様の構成に形成され、偏向電圧導入端子は、前記フィン部分400cにおいて、上記第3及び第4の実施形態と同様の構成、即ち、その側面部から前記肉薄円筒部400bを貫通して偏向電極の裏面と電気的に接続される。
【0162】
また、上記第3の実施形態と同様に、ヒーターは、前記肉薄円筒部400bの内壁面に設けられ、ヒーター電力導入端子は、前記肉薄円筒部400bの側面部に設けられる、或いは上記第4の実施形態と同様に、筒壁内に埋め込み形成され、ヒーター電力導入端子は、筒上面に設けられる。
【0163】
なお、前記ヒーター電力端子は、前記電極基材の筒上面に必ずしも設ける必要はなく、筒下面、側面、若しくはそれらを組み合わせて設けても良い。
【0164】
この実施形態によれば、上記第5の実施形態と同様に、円筒状の電極基材の壁面を内側方向に切削して、ヒーターから電極基材の外側面に熱が伝達される方向の電極基材の断面積を小さくしているため、偏向電圧導入端子及びヒーター電力導入端子を介して外部の部品やコラムに伝達される熱量が抑制される。
(第7の実施の形態)
次に、本発明の第7の実施形態に係わる電子ビーム露光装置ついて説明するが、電子ビーム露光装置の基本的な構成は、上記第1の実施形態の図1に示す構成と同一であるので、説明は省略し、上記第1の実施の形態と異なる静電偏向器の構成について説明する。
【0165】
以下、図15を参照して本実施形態における静電偏向器の構成について詳細に述べる。図15(a)は、静電偏向器の外観構成を示す斜視図、図15(b)は、静電偏向器の上面図、図15(c)は、図15(b)におけるE−E’線に沿った縦断面図である。
【0166】
図に示すように、中空円筒状の電極基材40と、この電極基材40内部に形成された8個の偏向電極411〜418及び各偏向電極41i(i=1〜8)に電圧を供給する偏向電圧導入端子451〜458よって構成されている。
【0167】
前記電極基材40としては、この実施形態では、例えば、約108Ωcmと比抵抗の高い導電性セラミクスを用いている。
【0168】
各偏向電極41iの各々は、図15(b)に示すように、夫々、同一形状に形成され、且つ前記電極基材40の中空円筒内部に互に電気的に絶縁されて筒軸対称に配置固定されている。
【0169】
また、前記偏向電極41iの各々は、少なくとも表面に導電性酸化物を有する金属被膜42が直接又は間接的に形成されてなる。
【0170】
この実施形態では、前記金属被膜42としては、酸化ルテニウムが用いられ、前記酸化ルテニウム42は、前記電極基板40の導電性セラミクス表面に、下地金属としての銅薄膜43を介して形成してなる。
【0171】
また、前記偏向電圧導入端子45i(i=1〜8)の各々は、各偏向電極41iに対向する前記電極基材40の円筒側面部に各々設けた貫通孔46を介して各偏向電極41iの各銅薄膜43に電気的に接続されている。
【0172】
次に、前記静電偏向器の作製方法を具体的に説明する。
【0173】
まず、導電性セラミクスを研削加工して同心度、真円度の良い、内径が約1.0cm、肉厚が約5.0cm、長さが約2.0cmの中空円筒状の電極基材40を形成する。
【0174】
その後、前記電極基材40の円筒側面の所定位置に、円筒内部にまで達する直径約0.3cmの貫通孔46を形成する。
【0175】
次いで、電極基材40の円筒内面に、無電解メッキして、膜厚約1μmの銅薄膜43を形成する。更に、電解メッキして、ルテニウム膜を形成し、加熱処理により、酸化ルテニウム膜42を形成する。
【0176】
その後、例えば、機械的加工により、前記銅薄膜43と前記酸化ルテニウム42の積層膜を、約0.1cmの間隔をもって精度良く、8分割して、幅約0.9cm、長さ約2.0cmを有する偏向電極41iを作製する。
【0177】
次いで、前記貫通孔46の内壁面に、膜厚約1.0μmの銅層47をメッキし、更に、膜厚約0.5μmの金層48をメッキして、前記偏向電極41iの銅薄膜43に電気的に接続した偏向電圧導入端子45iを作製する。このようにして、静電偏向器を作製してなる。
【0178】
本実施形態の電子ビーム露光装置によれば、電極の表面を酸化ルテニウムで覆っているので、静電偏向器にコンタミネーションが付着して、ビームドリフトが増加した場合、活性酸素を用いて、電極の表面をin-situ洗浄することにより、炭素系のコンタミネーションを除去することができる。
【0179】
一方、静電偏向器の偏向電極表面を被覆している酸化ルテニウムは、導電性酸化物であるため、チャージアップ等の問題は発生しない。このことは、図16の走査線電子顕微鏡(SEM)写真から明らかである。
【0180】
図16は、酸化ルテニウムが電子ビームによってチャージアップしないことを説明するための図で、図16(a)は、酸化ルテニウムの中央部分の領域Aに電子ビームを照射している状態を示す図、図16(b)は、酸化ルテニウムの中央部分を電子ビームで60秒間照射した直後、その中央部分の電子ビーム照射領域Aとその周辺の電子ビームを照射しなかった領域BとをSEMにより観察したSEM写真である。
【0181】
即ち、図16(b)に示すよう、酸化ルテニウムが電子ビームにより、チャージアップする場合、SEM写真には、チャージのよる領域が電位コントラストにより、非チャージアップ領域と異なったコントラストで観察される。しかし、電子ビームを照射した中央部分の領域(電子ビーム照射領域)Aと電子ビームを照射しなかった周辺部(電子ビーム非照射領域)Bとのコントラストの変化は観察されない。これは、電子ビームにより、酸化ルテニウムがチャージアップしないことを示している。
【0182】
また、酸化ルテニウムと活性酸素との化学反応が、ルテニウムそのものと活性酸素との化学反応に比べて、約1/3と極めて弱い。そのため、酸化ルテニウムは、前記in-situ洗浄を繰返しても、活性酸素との化学反応によってエッチングされ難く、公知技術による前記白金族の金属被膜よるものに比べて、長期間に亘って酸化防止機能を失うことがない。
【0183】
以上のことから、本実施形態に係わる静電偏向器並びにそれを用いた電子ビーム露光装置によれば、コンタミネーションを除去することができ、静電偏向器の電極表面をチャージアップすることがない状態を実現し、高精度な露光を長時間維持することが可能となる。
【0184】
なお、本実施形態では、ルテニウム薄膜は、電解メッキ法により形成したが、スパッタリング法により形成してもよいことは勿論である。また、本実施形態では、静電偏向器の電極の表面を、酸化ルテニウムで被覆したが、酸化ルテニウムに限るものではなく、導電性の酸化物であればよい。具体的には、二酸化バナジウム(VO 2 )、二酸化クロム(CrO2)、二酸化モリブデン(MoO2)、二酸化タングステン(WO2)、二酸化レニウム(ReO2)、二酸化ニオブ(NbO2)、二酸化ルテニウム(RuO2)、二酸化ロジウム(RhO2)、二酸化イリジウム(IrO2)、二酸化パラジウム(PdO2)、二酸化白金(PtO2)、二酸化オスミウム(OsO2)等の導電性金属酸化物、ランタンニッケル複合酸化物(LaNiO3)やバナジン酸ストロンチウム(SrVO3)、バナジン酸カルシウム(CaVO3)、鉄酸ストロンチウム(SrFeO3)、チタン酸ランタン(LaTiO3)、ランタンストロンチウムニッケル複合酸化物(LaSrNiO4)クロム酸ストロンチウム(SrCrO3)、クロム酸カルシウム(CaCrO3)、ルテニウム酸カルシウム(CaRuO3)、ルテニウム酸ストロンチウム(SrRuO3)、イリジウム酸ストロンチウム(SrIrO3)等の導電性複合酸化物が好ましく用いることができる。
【0185】
また、本実施形態では、静電偏向器について記述したが、本発明は、偏向器への適用に限定されず、アパーチャ等、コラム中の他の部品についても適用できることは勿論である。
【0186】
なお、本発明は、上記実施形態の静電偏向器に限定されるものではなく、静電レンズに適用できる。即ち、静電レンズの場合には、電極を複数に分割せず、1個で構成すれば良い。
【0187】
また、本発明は、上述した各実施形態を組み合わせても良い。例えば、上記第1の実施形態に第3、4、5,6の実施形態を、また第3の実施形態に第4,5,6の実施形態を、また第4の実施形態に第5、6の実施形態を、また第5及び第6の実施形態に第7の実施形態を組み合わせても良い。
【0188】
また、上記第1乃至第7の実施形態において、偏向電極を構成する金属被膜として、第7の実施形態で記述した導電性酸化物、もしくは導電性複合酸化物を用いても良いことは言うまでもない。
【0189】
【発明の効果】
上述の説明から明らかなように、本発明によれば、静電偏向器、静電レンズ等の電極表面に付着したコンタミネーションを容易に除去することができる。
【0190】
また、請求項25乃至32に記載の発明によれば、静電偏向器、静電レンズ等の電極表面に付着したコンタミネーションを除去することができ、チャージアップすることが殆どない状態を実現し、高精度なビーム位置の制御を長時間維持することが可能で、且つ前記in-situ洗浄を繰返しても、反応性ガスとの化学反応によってエッチングされ難く、長期間に亘って酸化防止機能を失うことがなく、高精度なビーム位置の制御が可能な電子ビーム照射を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係わる電子ビーム露光装置の基本的な構成を示す概念図。
【図2】本発明の第1の実施形態に係わる静電偏向器の構成を示す図で、図2(a)は斜視図、図2(b)は上面図、図2(c)は図2(b)のA−A’線に沿う縦断面図。
【図3】図2(b)のB−B’線に沿う縦断面図。
【図4】本発明の第1の実施形態に係わる静電偏向器単体を複数段組み合わせて構成した静電偏向器の構成を模式的に示す縦断面図。
【図5】本発明の第2の実施形態に係わる複数段の静電偏向器単体を一体形成した静電偏向器の構成を模式的に示す縦断面図。
【図6】本発明の第3の実施形態に係わる静電偏向器の構成を示す図で、図6(a)は斜視図、図6(b)は上面図。
【図7】本発明の第3の実施形態に係わる静電偏向器の構成を示す図で、図7(a)は図6(b)のC−C’線に沿う縦断面図、図7(b)は、ヒーターの構成を模式的に示す図。
【図8】第3の実施形態に係わる静電偏向器の製作工程を示す要部の模式図。
【図9】第3の実施形態に係わる静電偏向器の製作工程を示す要部の模式図。
【図10】本発明の第4の実施形態に係わる静電偏向器を示す斜視図、
【図11】本発明の第4の実施形態に係わる静電偏向器を示す図、図11(a)は、図10(b)の上面図、図11(b)は、図10(a)の下面図。
【図12】図11(a)のD−D’線に沿う断面図。
【図13】本発明の第5の実施形態に係わる静電偏向器の電極基材の構造を模式的に示す斜視図。
【図14】本発明の第6の実施形態に係わる静電偏向器の電極基材の構造を模式的に示す図で、図14(a)は上面図、図14(b)は、斜視図。
【図15】 本発明の第7の実施形態に係わる静電偏向器の構成を示す図で、図15(a)は斜視図、図15(b)は上面図、図15(c)は図15(b)のE−E’線に沿う縦断面図。
【図16】酸化ルテニウムの静電偏向器における電荷のチャージ状態を説明するための図で、図16(a)は電子ビームの照射状態図、図16(b)は電子ビーム照射後の酸化ルテニウムを走査電子顕微鏡(SEM)で見た観察像。
【符号の説明】
10…チャンバー
11…試料(ウエハ)
12…マーク台
13…可動ステージ
20…コラム
21…電子銃
22…電子ビーム
23…コンデンサーレンズ
24…第1成形アパーチャ
25…投影レンズ
26…CPアパーチャ
27…CP選択偏向器
28…縮小レンズ
29…対物レンズ
30…対物偏向器
31…ブランキング偏向器
32…ブランキングアパーチャ
33…検出器
40、60、100、200、300、400…電極基材
41i、61i、101i,201i、201i(i=1〜8)
331…偏向電極
42、62、102、202…金属被膜(酸化ルテニウム)
43、63、103、203…下地金属(銅薄膜)
45i、65i、105i,205i(i=1〜8)
332…偏向電圧導入端子
46、65i、106i、136i,206i(i=1〜8)…貫通孔
47、67、107、207…銅層
48、68、108、208…金層
50…静電偏向器単体
70、333…ガス供給通路
80…シールド
85…ホルダー
90…反応性ガス供給管
116…ブランキング偏向回路
117…レンズ制御回路
118…CP選択回路
119…ビーム偏向回路
120…検出信号処理回路
121…ステージ制御回路
122…制御コンピュータ
123…パターンデータデコーダ
124…パターンデータメモリ
130i(i=1〜8)、230…ヒーター
131i(i=1〜8)…絶縁膜
135i(i=1〜8)、235…ヒーター電力導入端子
140…溝
141、230i…ヒーター材
310…溝
320…シールド部分
321…シールド電極
322…シールド電極端子
323…蓋
330…偏向器単体部分
350…空洞
400a…壁面部分
400b…肉薄部分
400c…フィン部分
A…電子ビーム照射領域
B…非電子ビーム照射領域
G…活性酸素ガス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is used in an electron beam irradiation apparatus such as an electron beam exposure apparatus and an electron beam microscope using an electron beam.RuThe present invention relates to an electrostatic deflector, an electrostatic lens, a manufacturing method thereof, an electron beam irradiation apparatus, and a cleaning method thereof.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as integrated circuits have been miniaturized and densified, exposure methods using charged particle beams such as electron beams and ion beams, or X-rays have been used in place of photolithography technology, which has been the mainstream of fine pattern formation for many years. New exposure methods to be used have been studied and realized.
[0003]
Among them, the electron beam exposure that forms a pattern using an electron beam is in the spotlight because the cross section of the electron beam can be narrowed down to 10 nm and a fine pattern of 0.25 μm or less can be formed. ing. Accordingly, the electron beam exposure apparatus is also required to have stable operation, high throughput, and further fine processability as a semiconductor mass production apparatus.
[0004]
In a conventional typical electron beam exposure apparatus, an objective lens for irradiating a wafer with an electron beam having an appropriately shaped cross section is built in a cylindrical column, and a sample to be exposed (specifically, a wafer) The electrostatic deflector for deflecting the position of the electron beam is disposed substantially integrally with the objective lens (that is, close to each other).
[0005]
As an electrode of the electrostatic deflector, a cylindrical member made of a non-conductive material, for example, alumina, in which aluminum or phosphor bronze is incorporated and gold is applied to the surface is used.CeramicsIn this cylinder, a NiP surface of the base metal plated with gold is used.
[0006]
In the electron beam exposure apparatus, the inside of the column and the inside of the chamber for the exposure process coupled to the column are usually in a high vacuum state. There is a hydrocarbon-based gas due to evaporation. And this gas and an electron beam react, and the contamination which has carbon as a main component generate | occur | produces.
[0007]
Since this contamination is not a conductor, when electrons hit, charges are accumulated and charge up occurs. Due to this charge-up, the electron beam generates deflection, astigmatism, etc., and the originally required location and shape are different, leading to a reduction in exposure accuracy. Particularly, an electrostatic deflector that controls the position of the electron beam and an electrostatic deflector that controls the shape of the electron beam cause beam drift.
[0008]
Conventionally, when contamination is attached to the electrostatic deflector and the amount of beam drift due to charge-up exceeds a certain level, the contamination attached to the electrostatic deflector is removed by an in-situ cleaning method. In this method, contamination is cleaned by flowing an activation gas containing oxygen as a main component in the vicinity of an object to be cleaned and reacting active oxygen with carbon to perform an ashing treatment.
[0009]
However, the electrostatic deflector is composed of a plurality of stages or has a complicated structure in order to minimize optical aberration. In order to prevent the reflected electrons from flowing into the surface of the deflection electrode, a diaphragm or the like is provided. Therefore, there is a problem that it is difficult to efficiently introduce active oxygen in the vicinity of the deflection electrode to which the contamination is attached.
[0010]
In addition, in the in-situ cleaning method described above, contamination containing carbon as a main component can be removed, but the metal surface is oxidized, an oxide is deposited on the metal surface, and charge accumulates in the oxide. In order to generate a charge-up, the position of the electron beam is changed to deteriorate the exposure accuracy.
[0011]
Therefore, repeated in-situ cleaning with active oxygen can reduce the beam drift due to contamination, but the beam drift due to the oxidation of the electrode surface of the electrostatic deflector increases, increasing the exposure accuracy. Furthermore, there is a problem of deteriorating.
[0012]
Therefore, a technique for preventing deterioration of exposure accuracy due to oxidation of the electrodes of the electrostatic deflector as described above is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-11937 (hereinafter referred to as a known example). This is because a platinum group metal (ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, which is difficult to form a compound with oxygen even if the above-mentioned in-situ cleaning is used on the surface of the conductive ceramic for the electrode of the electrostatic deflector. And platinum)CoveredThe film is formed by plating.
[0013]
However, in this known technique, a platinum group metalCoveredThe film is gradually etched by a chemical reaction with active oxygen, and when the in-situ cleaning is repeated, the platinum group metalCoveredThere is a problem that the film is finally etched away and loses its antioxidant function.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described above, in the conventional electron beam exposure apparatus, the electrostatic deflector has a multi-stage configuration or a complicated structure, and is provided with a diaphragm, so that active oxygen is efficiently deflected. There is a problem that it is difficult to introduce in the vicinity of the surface of the electrode.
[0015]
Further, in a known electron beam exposure apparatus for preventing deterioration of exposure accuracy due to oxidation of the electrode of the electrostatic deflector, a platinum group metal as a deflection electrode is repeatedly obtained while the in-situ cleaning is repeated.CoveredThere is a problem that the film is finally etched away by etching by a chemical reaction with active oxygen and loses its antioxidant function.
[0016]
A first object of the present invention is to use an electrostatic deflector and a manufacturing method thereof, an electrostatic lens and a manufacturing method thereof, an electrostatic deflector, and / or an electrostatic lens capable of easily removing contamination. The present invention provides an electron beam irradiation apparatus and a cleaning method therefor.
[0017]
The second object of the present invention is to realize a state in which the electrode surface of the electrostatic deflector and the electrostatic lens is hardly charged up, and it is possible to maintain high-precision exposure for a long time, and It is an object to provide an electrostatic deflector having an anti-oxidation function on an electrode surface for a long period of time and a manufacturing method thereof, an electrostatic lens and a manufacturing method thereof, an electron beam irradiation apparatus and a cleaning method thereof.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first invention according to the present invention (invention 1) includes a cylindrical base material and an inner wall surface of the cylindrical base material formed along a cylindrical axis and electrically connected to each other. A plurality of separated deflection electrodes, a deflection voltage introduction terminal electrically connected to each of the deflection electrodes, and at least one of the upper and lower surfaces of the cylindrical base material from the outer surface to the inside. An electrostatic deflector comprising a reactive gas supply passage extending to the surface.
[0019]
To achieve the above object, a second invention according to the present inventionThe electronicIn an electron beam irradiation apparatus having an electron gun for generating a beam and an electrostatic deflector for controlling the electron beam, the electrostatic deflector is arranged on a cylindrical base and a cylindrical shaft on an inner wall surface of the cylindrical base. A plurality of deflection electrodes formed along and electrically separated from each other, a deflection voltage introduction terminal electrically connected to each of the deflection electrodes, and an inner side from the outer surface of the cylindrical base material And a reactive gas supply passage extending to at least one of the upper and lower surfaces, and a reactive gas pipe connected to the reactive gas passage of the electrostatic deflector. In the irradiation device.
[0020]
In order to achieve the above object, a third invention according to the present invention (invention 3) includes a cylindrical base material, a lens electrode formed on an inner wall surface of the cylindrical base material along a cylindrical axis, A voltage introduction terminal electrically connected to the lens electrode; and a reactive gas supply passage extending from the outer surface to the inside of the cylindrical base material and extending to at least one of the upper and lower surfaces. It is in the electrostatic lens characterized by this.
[0021]
In order to achieve the above object, a fourth invention according to the present invention is an electron beam irradiation apparatus having an electron gun for generating an electron beam and an electrostatic lens for controlling the electron beam, wherein the electrostatic lens has a cylindrical shape. A base electrode, a lens electrode formed on an inner wall surface of the cylindrical base material along a cylindrical axis, a voltage introduction terminal electrically connected to the lens electrode, and an outer surface of the cylindrical base material from its outer surface A reactive gas supply passage extending inward and extending to at least one of an upper surface and a lower surface; and a reactive gas supply pipe connected to the reactive gas passage of the electrostatic lens. Beam irradiation device.
[0022]
Said2In the electron beam irradiation apparatus according to the fourth and fourth aspects of the present invention, it is preferable that the reactive gas supply passage extends to the upper and lower surfaces of the electrostatic deflector or the electrostatic lens.
[0023]
In order to achieve the above object, a fifth invention according to the present invention (invention 6) is formed along a cylindrical axis on a cylindrical base material and an inner wall surface of the cylindrical base material.TheA heater, a plurality of deflection electrodes formed on the heater along the cylinder axis of the cylindrical substrate via an insulating film and electrically separated from each other, and electrically connected to the heater A heater power introduction terminal, a deflection voltage introduction terminal electrically connected to each of the deflection electrodes, andA reactive gas supply passage extending from the outer surface to the inside of the cylindrical substrate and extending to at least one of the upper and lower surfaces;An electrostatic deflector characterized by comprising:
[0024]
The heater isIn oneIt may be configured, or may be divided into the same number as the deflection electrodes, formed along the cylinder axis of the cylindrical base material, and disposed opposite to each of the deflection electrodes.
[0025]
To achieve the above object, a sixth invention according to the present invention (claims)8) Is embedded in the cylindrical base material and the cylindrical wall of the cylindrical base material along the cylindrical axis.TheA heater, a plurality of deflection electrodes formed along the cylinder axis on the cylinder inner surface of the cylindrical base material and electrically separated from each other; a heater power introduction terminal electrically connected to the heater; A deflection voltage introduction terminal electrically connected to each of the deflection electrodes;A reactive gas supply passage extending from the outer surface to the inside of the cylindrical substrate and extending to at least one of the upper and lower surfaces;An electrostatic deflector characterized by comprising:
[0026]
The heater is configured by a heater material being embedded in a plurality of through holes provided so as to penetrate the upper and lower surfaces of the cylindrical wall, and adjacent heater materials connected in series on the upper and lower surfaces of the cylindrical wall. Is desirable.
[0027]
Moreover, it is desirable to further provide a cavity along the cylinder axis in the cylinder wall portion of the electrode substrate between the outer surface of the electrode substrate and the heater.
[0028]
The electrode base material preferably has a fin structure in which a cylindrical wall portion between the outer surface and the heater is removed in the cylindrical axis direction.
[0029]
To achieve the above object, a seventh invention according to the present invention (claim 1)2) Is a first step of forming a groove in the inner wall of the cylindrical base material, a second step of forming a heater by embedding a high resistance material in the groove, and an inner wall of the cylindrical base material including the heater upper surface A third step of forming an insulating film on the insulating film; a fourth step of forming a plurality of deflection electrodes on the insulating film along the cylindrical axis of the cylindrical substrate; and electrically connecting to the heater. A fifth step of forming a heater power introduction terminal; and a sixth step of forming a deflection voltage introduction terminal electrically connected to the deflection electrode.It is characterized byThe method is for forming an electrostatic deflector.
[0030]
The groove in the first step and the heater in the second step are formed in each region divided into a plurality along the cylindrical axis of the cylindrical base material, and the fourth deflection electrode is the heater. It is desirable to form the same number as that of the heater and relative to the heater.
[0031]
To achieve the above object, an eighth invention according to the present invention (Claim 1).4) Is formed along the cylindrical axis of the cylindrical base material, a heater formed on the inner wall surface of the cylindrical base material along the cylindrical axis, and an insulating film on the heater Lens electrode, heater power introduction terminal electrically connected to the heater, and electrically connected to the lens electrodelensA voltage introduction terminal;A reactive gas supply passage extending from the outer surface to the inside of the cylindrical base material and extending to at least one of the upper and lower surfaces;The electrostatic lens is characterized by comprising:
[0032]
To achieve the above object, a ninth invention (Claim 1).5) Is a cylindrical base material, a heater embedded in the cylindrical wall of the cylindrical base material along the cylindrical axis, and a lens electrode formed on the cylindrical inner surface of the cylindrical base material along the cylindrical axis; A heater power introduction terminal electrically connected to the heater; a lens voltage introduction terminal electrically connected to the lens electrode;A reactive gas supply passage extending from the outer surface to the inside of the cylindrical substrate and extending to at least one of the upper and lower surfaces;The electrostatic lens is characterized by comprising:
[0033]
The heater is configured by a heater material being embedded in a plurality of through holes provided so as to penetrate the upper and lower surfaces of the cylindrical wall, and adjacent heater materials connected in series on the upper and lower surfaces of the cylindrical wall. Is desirable.
[0034]
Moreover, it is desirable to further provide a cavity along the cylinder axis in the cylinder wall portion of the electrode substrate between the outer surface of the electrode substrate and the heater.
[0035]
The electrode base material preferably has a fin structure in which a cylindrical wall portion between the outer surface and the heater is removed in the cylindrical axis direction.
[0036]
To achieve the above object, a tenth invention according to the present invention (claims)19) Is a first step of forming a groove in the inner wall of the cylindrical base material, a second step of forming a heater by embedding a high resistance material in the groove, and an inner wall of the cylindrical base material including the heater upper surface A third step of forming an insulating film on the insulating film; a fourth step of forming a lens electrode on the insulating film along a cylindrical axis of the cylindrical substrate; and a heater power introduction terminal electrically connected to the heater. A fifth step of forming, and a sixth step of forming a voltage introduction terminal electrically connected to the lens electrode.It is characterized byThe method is for forming an electrostatic lens.
[0037]
In order to achieve the above object, an eleventh invention according to the present invention (Claim 2).0) Is an electron beam irradiation apparatus having an electron gun for generating an electron beam and an electrostatic deflector for controlling the electron beam, the electrostatic deflector comprising a cylindrical base material and an inner wall surface of the cylindrical base material A heater formed along the cylinder axis, a plurality of deflection electrodes formed on the heater along the cylinder axis of the cylindrical substrate via an insulating film, and electrically separated from each other, and the heater A heater power introduction terminal electrically connected, a deflection voltage introduction terminal electrically connected to each of the deflection electrodes, andA reactive gas supply passage extending from the outer surface to the inside of the cylindrical substrate and extending to at least one of the upper and lower surfaces;An electron beam irradiation apparatus comprising:
[0038]
To achieve the above object, a twelfth aspect of the present invention (claim 2).1) Is an electron beam irradiation apparatus having an electron gun for generating an electron beam and an electrostatic lens for controlling the electron beam. The electrostatic lens is formed of a cylindrical base material and a cylindrical member on an inner wall surface of the cylindrical base material. A heater formed along the axis; a lens electrode formed on the heater along the cylinder axis of the cylindrical base material through an insulating film; and a heater power introduction terminal electrically connected to the heater And electrically connected to the lens electrodelensA voltage introduction terminal;A reactive gas supply passage extending from the outer surface to the inside of the cylindrical substrate and extending to at least one of the upper and lower surfaces;An electron beam irradiation apparatus comprising:
[0039]
To achieve the above object, a thirteenth invention according to the present invention (claim 2).2) In the state where the normal operation of the electron beam irradiation apparatus according to the eleventh or twelfth invention is stopped,Reactive gas supply passageThe electron beam irradiation apparatus is characterized in that contamination introduced to the electrostatic deflector or the electrostatic lens is removed by heating the electrostatic deflector or the heater of the electrostatic lens. There is a cleaning method.
[0040]
To achieve the above object, a fourteenth invention according to the present invention (claim 2).3) During the normal operation of the electron beam irradiation apparatus according to the eleventh or twelfth invention,Reactive gas supply passageThe electrostatic deflector or the electrostatic lens heater is heated to adhere to the electrostatic deflector or the electrostatic lens.TheThe present invention provides a cleaning method for an electron beam irradiation apparatus, characterized by removing contamination.
[0049]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments (hereinafter referred to as embodiments) according to the present invention will be described with reference to the drawings. Each embodiment is an example in which the present invention is applied to an electron beam exposure apparatus.
[0050]
(First embodiment)
First, an electron beam exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a basic block diagram of an electron beam exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.
[0051]
As shown in FIG. 1, in an electron beam apparatus, a chamber 11 houses a movable stage 13 on which a sample 11 such as a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) and a mark table 12 are placed. The movable stage 13 is moved by the stage control circuit 121 in the X (left and right direction on the paper surface) and Y direction (perpendicular to the paper surface).
[0052]
A cylindrical column 20 connected to the chamber 10 is provided above the chamber 10. An electron gun 21 that emits an electron beam 22 is attached to the end of the column 20.
[0053]
The current density of the electron beam 22 emitted from the electron gun 21 is adjusted by a condenser lens 23 to uniformly illuminate the first shaping aperture 24. The image of the first shaping aperture 24 is converted into a CP aperture by the projection lens 25.26 topIs imaged.
[0054]
The degree of optical overlap between the two apertures 24 and 26 is controlled by a CP selective deflector 27.
[0055]
This beam shaping mechanism comprises a CP selection deflector 27, a
[0056]
An image resulting from the optical overlap of the first shaping aperture 24 and the CP aperture 26 is reduced by the reduction lens 28 and the objective lens 29 and formed on the wafer 11.
[0057]
The position of the electron beam 22 on the surface of the wafer 11 is set by applying a necessary voltage to the objective deflector 30 by a
[0058]
The position of the electron beam 22 on the wafer 11 is controlled by a pattern data decoder 123 that sends data and the
[0059]
Irradiation of the electron beam 22 can select the wafer 11 or the mark stage 12 for measuring the electron beam size by moving the movable stage 13.
[0060]
Further, when the position of the electron beam 22 on the wafer 11 is moved, the electron beam 22 is blanked by a blanking deflector 31 so that the electron beam 22 is not exposed to an unnecessary place on the wafer 11. The beam is deflected onto the aperture 32 to cut the electron beam 22 so that it does not reach the surface of the wafer 11.
[0061]
The deflection voltage to the blanking deflector 31 is controlled by the control computer 122 and the blanking
[0062]
All these data are stored in the
[0063]
In the above-described electron beam drawing apparatus, the CP selective deflector 27 and the objective deflector 30 need to deflect the electron beam 22 with high accuracy and at high speed, and an electrostatic deflector is used.
[0064]
Although not shown, the objective deflector 30 is provided with a main deflector, a sub deflector, and a plurality of deflection electrodes in order to minimize the deflection aberration because of the throughput and high accuracy.
[0065]
Next, the configuration of the electrostatic deflector in the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 2A is a perspective view showing an external configuration of the electrostatic deflector, FIG. 2B is a top view of the electrostatic deflector, and FIG. 2C is taken along line AA ′ in FIG. FIG. 3 is a longitudinal sectional view taken along line BB ′ in FIG. 2B, and the deflection electrode and the deflection voltage terminal are omitted.
[0066]
As shown in FIG. 2, the
[0067]
On the inner wall surface of the
[0068]
Each deflection electrode 61i (i = 1 to 8) is a metal for preventing charge-up due to metal oxidation on the surface of NiP as a
[0069]
A through-hole 66 reaching the deflection electrode 61i is formed in a side surface portion of the
[0070]
Then, the deflection
[0071]
Each deflection voltage introduction terminal 65i has a laminated structure of a copper layer 67 and a gold layer 68 formed on the inner wall surface of each through hole 66i.
[0072]
Further, as shown in FIG. 3, a
[0073]
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of an electrostatic deflector configured by combining a plurality of the above-described electrostatic deflectors alone.
[0074]
That is, the
[0075]
Each of these electrostatic deflectorsSimple substance50 reactive gasesServingA reactive gas supply pipe 90 connected to a reaction gas supply system (not shown) is connected to the
[0076]
Next, a cleaning method for an electron beam exposure apparatus incorporating the above-described electrostatic deflector will be described.
[0077]
First, as a first cleaning method, the normal operation of the electron beam exposure apparatus is stopped, and active oxygen gas G is supplied to the reactive gas supply pipe 90 from a reactive gas supply system provided outside the apparatus. The active oxygen gas G supplied to the reactive gas supply pipe 90 is led out to the upper and lower surfaces of each
[0078]
And each electrostatic deflectorSimple substanceContamination adhered to the inner surface of 50 deflection electrodesReaction with active oxygenTo remove the contamination. The gas after the reaction is discharged outside the apparatus by an exhaust system (not shown).
[0079]
Further, as a second cleaning method, in a state in which the electron beam exposure apparatus is normally operated, each of the reactive gas supply pipes 90 is supplied with active oxygen gas G from a reactive gas supply system outside the apparatus. Electrostatic deflectorSimple substanceContamination adhered to the inner surface of 50 deflection electrodesReaction with active oxygenTo remove the contamination. In this way, in a state where the device is normally operated,DEven if the operation is performed, the operation of the apparatus is not particularly affected.
[0080]
According to the configuration of the electrostatic deflector according to the above embodiment, the active oxygen gas can be directly introduced near the inner surface of the electrostatic deflector, so that carbon contamination adhering to the surface of the deflecting electrode is efficiently removed. can do.
[0081]
Therefore, it is possible to supply an electrostatic deflector that realizes a state in which the surface of the deflection electrode is not charged up and can maintain highly accurate drawing for a long time.
[0082]
In addition, in an electron beam exposure apparatus using such an electrostatic deflector, highly accurate drawing can be maintained for a long time.
(Second Embodiment)
Next, an electron beam exposure apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. The basic configuration of the electron beam exposure apparatus is the same as that shown in FIG. 1 of the first embodiment. Description of the electrostatic deflector that is different from that of the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of an electrostatic deflector having a plurality of stages of electrostatic deflectors.
[0083]
The present embodiment and the first embodiment are different from each other in the first embodiment in that, as shown in FIG. In this embodiment, an electrostatic deflector having a plurality of stages of electrostatic deflection parts that are partitioned by a shield by processing the electrode substrate is integrated. This is different in this respect. The configuration other than this point is the same as the configuration of the first embodiment.
[0084]
That is, as shown in FIG. 5, an
[0085]
A
[0086]
Further,
[0087]
Further, in the
[0088]
The gas supply passage 333Since the gas supply passage is also formed in the
[0089]
First, the electrostatic deflector is manufactured for a shield electrode terminal and a deflection voltage introduction terminal that reach the inner surface of the cylinder at predetermined positions on the side surface of the
[0090]
Next, a vertical
[0091]
Next, after removing the protective member and protecting the
[0092]
Next, rotate it around the cylinder axis using a grooved bar like a bowl.Multiple grooves310 is formed to form alternately arranged
[0093]
Next, for example, by machining, on the inner wall surface of each
[0094]
Thereafter, the protective film is removed to produce an electrostatic deflector as shown in FIG.
[0095]
Embodiment aboveofAccording to the configuration, as in the first embodiment, carbon contamination attached to the surface of the deflection electrode can be efficiently removed, so that the surface of the deflection electrode is not charged up. It is possible to supply an electrostatic deflector that can maintain high-precision drawing for a long time.
[0096]
In addition, in an electron beam exposure apparatus using such an electrostatic deflector, highly accurate drawing can be maintained for a long time.
[0097]
(Third embodiment)
Next, an electron beam exposure apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described. The basic configuration of the electron beam exposure apparatus is the same as that shown in FIG. 1 of the first embodiment. Description of the electrostatic deflector that is different from that of the first embodiment will be described.
[0098]
6A and 6B are diagrams showing an electrostatic deflector according to the third embodiment. FIG. 6A is a perspective view showing an external configuration of the electrostatic deflector, and FIG. FIG. 7A is a top view of the deflector, FIG. 7A is a longitudinal sectional view taken along the line CC ′ in FIG. 6B, and FIG. 7B is a diagram schematically showing the configuration of the heater.
[0099]
That is, as shown in the figure, the
[0100]
A plurality of, for example, eight heaters 130 are provided on the inner wall surface of the electrode substrate 100.1~ 1308Are formed in the same shape, and are arranged and fixed in a cylindrical axis symmetry and electrically separated from each other.
[0101]
On each
[0102]
On each of the insulating films 131i (i = 1 to 8), eight
[0103]
In this embodiment, each deflection electrode 101i is formed of the metal for preventing charge-up due to metal oxidation on the surface of the copper thin film as the base metal 103.CoveredRuthenium oxide is formed as the
[0104]
A through
[0105]
Each deflection voltage introduction terminal 105i has a laminated structure of a
[0106]
A through-
[0107]
Each heater
[0108]
Next, a method for manufacturing the electrostatic deflector will be described with reference to FIGS. 8 and 9 are schematic views of the main part showing the manufacturing process of the electrostatic deflector.
[0109]
First, the conductive ceramic is ground to form a
[0110]
Next, a heater material such as
[0111]
Next, the
[0112]
Then, an insulating
[0113]
Next, the
[0114]
Thereafter, for example, by mechanical processing, the laminated film of the
[0115]
Next, a through-
[0116]
Next, a
[0117]
The through-hole 106i for the deflection electrode introduction terminal and the through-hole 136i for the heater power introduction terminal do not need to be after the formation process of the
[0118]
Next, a cleaning method for the electron beam exposure apparatus will be described.
[0119]
First, as a first cleaning method, the normal operation of the electron beam exposure apparatus is stopped, the heater is heated, and activated from a reactive gas supply system provided outside the apparatus through a reactive gas supply pipe. Oxygen gas is supplied in the vicinity of the electrostatic deflector. The supplied active oxygen gas is introduced into the cylinder of the electrostatic electrode.
[0120]
Since the deflection electrode is heated by the heater, the contamination adhering to the surface of each deflection electrode is promoted by the reaction between active oxygen and carbon, and is efficiently removed by washing. The gas after the reaction is discharged outside the apparatus by an exhaust system (not shown).
[0121]
As a second cleaning method, active oxygen is supplied from a reactive gas supply system outside the apparatus through the reactive gas supply pipe in a state where the electron beam exposure apparatus is normally operated and a heater is heated. Gas is supplied in the vicinity of the electrostatic deflection electrode. The supplied active oxygen gas is introduced into the cylinder of the electrostatic electrode.
[0122]
Since the deflection electrode is heated by the heater, the contamination adhering to the surface of each deflection electrode is promoted by the reaction between active oxygen and carbon, and is efficiently removed by washing. The gas after the reaction is discharged outside the apparatus by an exhaust system (not shown). In this way, in a state where the device is normally operated,DEven if the operation is performed, the operation of the apparatus is not particularly affected.
[0123]
According to the configuration of the electrostatic deflector according to the above embodiment, since the deflection electrode of the electrostatic deflector is configured to be heated by the heater provided on the back surface thereof, other components are thermally affected. Without giving, carbon contamination adhering to the surface of the deflection electrode can be efficiently removed because the reaction between the active oxygen of the reaction gas and carbon is promoted.
[0124]
Therefore, it is possible to supply an electrostatic deflector that realizes a state in which the surface of the electrostatic electrode is not charged up and can maintain high-precision drawing for a long time.
[0125]
In addition, in an electron beam exposure apparatus using such an electrostatic deflector, highly accurate drawing can be maintained for a long time.
[0126]
Further, in this embodiment, the heater is divided into eight parts with respect to the eight-part deflecting electrode. However, there is no problem even if the number of heaters is one, and the number is not limited.
In this embodiment, the insulating film is divided along with the division of the deflection electrode and the heater, but it is needless to say that the division may not be performed.
(Fourth embodiment)
Next, an electron beam exposure apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described. The basic configuration of the electron beam exposure apparatus is the same as that shown in FIG. 1 of the first embodiment. Description of the electrostatic deflector that is different from that of the first embodiment will be described.
[0127]
Hereinafter, the configuration of the electrostatic deflector according to this embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 10 to 12. 10 is a perspective view showing an external configuration of the electrostatic deflector, FIG. 11A is a top view of FIG. 10, FIG. 11B is a bottom view of FIG. 10, and FIG. It is a longitudinal cross-sectional view which follows the DD 'line of).
[0128]
As shown in FIGS. 10 and 11, the
[0129]
On the inner wall surface of the
[0130]
Each deflection electrode 201i (i = 1 to 8) is a metal for preventing charge-up due to metal oxidation on the surface of NiP as a
[0131]
A through-hole 206 reaching the deflection electrode 201 i is formed in a side surface portion of the
[0132]
The deflection
As shown in FIG. 12, each deflection voltage introduction terminal 205i has a laminated structure of a copper layer 207 and a gold layer 208 formed on the inner wall surface of each through hole 206i.
[0133]
Further, a
[0134]
Further, on the upper surface of the
[0135]
As shown in FIG. 10, the
[0136]
The
[0137]
Next, a method for manufacturing the electrostatic deflection electrode will be described.
[0138]
First, the conductive ceramics is ground to form a
[0139]
Next, after the heater material 230i, for example, boron nitride, is embedded in the through hole by plating, sputtering, vapor deposition, or the like, the heater material 230i is sintered. The method of embedding the heater material 230i is not limited to the plating method, the sputtering method, and the vapor deposition method. For example, the sintered heater material 230i may be processed with high accuracy and placed in the through hole without a gap.
[0140]
Then, a
[0141]
After that, for example, by mechanical processing, the laminated film of the
[0142]
Next, a through-hole for a deflection voltage introduction terminal that reaches the copper
[0143]
Next, a copper layer 207 having a film thickness of about 1.0 μm is plated on the inner wall surface of the through hole 206i for the deflection electrode introduction terminal, and further, a gold layer 208 having a film thickness of about 0.5 μm is plated. Each of the deflection voltage introduction terminals 205i electrically connected to the copper
[0144]
The through hole 206i for the deflection electrode introduction terminal does not need to be after the step of forming the deflection electrode 101i, and may be formed in advance after the formation of the
[0145]
Further, the through hole 236i for embedding the heater material does not need to be before the step of forming the deflection electrode 201i and the deflection electrode introduction terminal 205i, for example, after the step of forming the deflection electrode 201i and the deflection electrode introduction terminal 205i. It may be formed. In this case, in the process of forming the heater material 230i, the surfaces of the deflection electrode 201i and the deflection electrode terminal 205i may be covered with a protective member such as a resist so that the heater material does not adhere. And this member should just be removed after the formation process of the said heater material 230i.
[0146]
As in the case of the third embodiment, the cleaning method of the electron beam exposure apparatus is as follows. First, the normal operation of the electron beam exposure apparatus is stopped and the heater is heated. The active oxygen gas is supplied to the vicinity of the electrostatic deflector through a reactive gas supply pipe from a reactive gas supply system provided outside the apparatus.
[0147]
As a second cleaning method, active oxygen is supplied from a reactive gas supply system outside the apparatus through the reactive gas supply pipe in a state where the electron beam exposure apparatus is normally operated and a heater is heated. This is done by supplying gas in the vicinity of the electrostatic deflection electrode.
[0148]
In any of the above cleaning methods, since the deflection electrode is heated by the heater, the contamination adhering to the surface of each deflection electrode is promoted by the reaction between active oxygen and carbon, and is efficiently removed by washing.
[0149]
According to the above embodiment, as in the third embodiment, the carbon contamination adhered to the surface of the deflection electrode without causing thermal influence on other components is obtained by reacting active oxygen and carbon of the reaction gas. The reaction is promoted and can be efficiently removed. Therefore, it is possible to supply an electrostatic deflector that realizes a state in which the surface of the electrostatic electrode is not charged up and can maintain high-precision drawing for a long time.
[0150]
In addition, in an electron beam exposure apparatus using such an electrostatic deflector, highly accurate drawing can be maintained for a long time.
(Fifth embodiment)
In this embodiment, in the electrostatic deflectors of the third and fourth embodiments, the heat of the heater is efficiently transmitted to the deflection electrode, and the heat transfer from the electrostatic deflector to the outside is suppressed. It is a thing.
[0151]
Hereinafter, the electrostatic deflector according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a perspective view schematically showing the structure of the electrode base material of the electrostatic deflector, in which the deflection electrode, the heater, the deflection voltage introduction terminal, the heater power terminal, and the like are not shown.
[0152]
As shown in FIG. 13, in this embodiment, a plurality of, for example, six
[0153]
Although not shown here, as in the third and fourth embodiments, the deflection electrode is formed on the inner wall surface of the
[0154]
Similarly to the third embodiment, the heater is provided on the inner wall surface of the
[0155]
The heater power terminal is not necessarily provided on the upper surface of the cylinder of the electrode base material, and may be provided on the lower surface of the cylinder, the side surface, or a combination thereof.
[0156]
According to this embodiment, the following effects can be obtained in addition to the same effects as those of the third and fourth embodiments.
[0157]
In general, an electrostatic deflector is installed in a column, and a deflection electrode and a heater are in contact with external components via a deflection voltage introduction terminal and a heater power introduction terminal, respectively. Therefore, when the heater is heated to remove the contamination attached to the deflection electrode, the heat is transmitted to the external parts and columns, but the external parts and columns have poor heat resistance and may cause problems. .
[0158]
However, in this embodiment, since a cavity is provided between the heater and the outer surface of the electrode base material to reduce the cross-sectional area of the electrode base material in the direction in which heat is transmitted, the deflection voltage introduction terminal and the heater The amount of heat transmitted to external components and columns via the power introduction terminal is suppressed.
(Sixth embodiment)
As in the fifth embodiment, this embodiment efficiently transfers the heat of the heater to the deflection electrode in the electrostatic deflectors of the third and fourth embodiments, and the electrostatic deflector. The heat transfer from the outside to the outside is suppressed.
[0159]
Hereinafter, the electrostatic deflector according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 14A is a top view schematically showing the structure of the electrode base material of the electrostatic deflector, and FIG. 14B is a perspective view schematically showing the structure of the electrode base material of the electrostatic deflector. In any of the drawings, the deflection electrode, the heater, the deflection voltage introduction terminal, the heater power terminal, and the like are not shown.
[0160]
As shown in the drawing, in the present embodiment, the
[0161]
Although not shown here, the deflection electrode is formed on the inner wall surface of the thin
[0162]
Similarly to the third embodiment, the heater is provided on the inner wall surface of the thin
[0163]
The heater power terminal is not necessarily provided on the upper surface of the cylinder of the electrode base material, and may be provided on the lower surface of the cylinder, the side surface, or a combination thereof.
[0164]
According to this embodiment, as in the fifth embodiment, the electrode in the direction in which heat is transferred from the heater to the outer surface of the electrode substrate by cutting the wall surface of the cylindrical electrode substrate inward. Since the cross-sectional area of the base material is reduced, the amount of heat transmitted to external components and columns via the deflection voltage introduction terminal and the heater power introduction terminal is suppressed.
(Seventh embodiment)
Next, an electron beam exposure apparatus according to the seventh embodiment of the present invention will be described. The basic configuration of the electron beam exposure apparatus is the same as that shown in FIG. 1 of the first embodiment. Description of the electrostatic deflector that is different from that of the first embodiment will be described.
[0165]
Hereinafter, the configuration of the electrostatic deflector in the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. 15A is a perspective view showing an external configuration of the electrostatic deflector, FIG. 15B is a top view of the electrostatic deflector, and FIG. 15C is an EE in FIG. 15B. It is a longitudinal cross-sectional view along the line.
[0166]
As shown in the figure, a hollow
[0167]
As the
[0168]
As shown in FIG. 15 (b), each of the deflection electrodes 41i is formed in the same shape, and is electrically insulated from each other inside the hollow cylinder of the
[0169]
Each of the deflection electrodes 41i is a metal having a conductive oxide at least on the
[0170]
In this embodiment, the metalCoveredAs the
[0171]
In addition, each of the deflection voltage introduction terminals 45i (i = 1 to 8) is connected to each deflection electrode 41i through a through hole 46 provided in a cylindrical side surface of the
[0172]
Next, a method for manufacturing the electrostatic deflector will be specifically described.
[0173]
First, a hollow
[0174]
Thereafter, a through hole 46 having a diameter of about 0.3 cm reaching the inside of the cylinder is formed at a predetermined position on the cylindrical side surface of the
[0175]
Next, electroless plating is performed on the cylindrical inner surface of the
[0176]
Thereafter, for example, by mechanical processing, the laminated film of the copper
[0177]
Next, a copper layer 47 with a film thickness of about 1.0 μm is plated on the inner wall surface of the through hole 46, and further a gold layer 48 with a film thickness of about 0.5 μm is plated, so that the copper
[0178]
According to the electron beam exposure apparatus of this embodiment, since the surface of the electrode is covered with ruthenium oxide, active oxygen is used when contamination is attached to the electrostatic deflector and beam drift increases.TheCarbon-based contamination can be removed by in-situ cleaning of the electrode surface.
[0179]
On the other hand, since ruthenium oxide covering the surface of the deflection electrode of the electrostatic deflector is a conductive oxide, problems such as charge-up do not occur. This is apparent from the scanning line electron microscope (SEM) photograph of FIG.
[0180]
FIG. 16 is a diagram for explaining that ruthenium oxide is not charged up by an electron beam, and FIG. 16A is a diagram showing a state in which the region A of the central portion of ruthenium oxide is irradiated with an electron beam. In FIG. 16B, immediately after the central portion of ruthenium oxide is irradiated with an electron beam for 60 seconds, an electron beam irradiation region A in the central portion and a region B in which the surrounding electron beam is not irradiated are observed by SEM. It is a SEM photograph.
[0181]
That is, as shown in FIG. 16B, when ruthenium oxide is charged up by an electron beam, a region due to charge is observed in the SEM photograph with a contrast different from the non-charge-up region due to potential contrast. However, a change in contrast between the central part area (electron beam irradiation area) A irradiated with the electron beam and the peripheral part (electron beam non-irradiation area) B not irradiated with the electron beam is not observed. This indicates that ruthenium oxide is not charged up by the electron beam.
[0182]
Further, the chemical reaction between ruthenium oxide and active oxygen is extremely weak, about 1/3, compared with the chemical reaction between ruthenium itself and active oxygen. Therefore, oxidationLuteNi is not easily etched by a chemical reaction with active oxygen even after repeated in-situ cleaning.CoveredCompared with a film, the antioxidant function is not lost over a long period of time.
[0183]
From the above, according to the electrostatic deflector and the electron beam exposure apparatus using the same according to the present embodiment, contamination can be removed and the electrode surface of the electrostatic deflector is not charged up. The state can be realized and high-precision exposure can be maintained for a long time.
[0184]
In this embodiment,Ruthenium thin filmIs formed by electrolytic plating, but may of course be formed by sputtering. In this embodiment, the surface of the electrode of the electrostatic deflector is coated with ruthenium oxide, but is not limited to ruthenium oxide, and any conductive oxide may be used. Specifically, vanadium dioxide (VO 2 ), Chromium dioxide (CrO)2), Molybdenum dioxide (MoO)2), Tungsten dioxide (WO2), Rhenium dioxide (ReO)2), Niobium dioxide (NbO)2), Ruthenium dioxide (RuO)2), Rhodium dioxide (RhO)2), Iridium dioxide (IrO2), Palladium dioxide (PdO)2), Platinum dioxide (PtO)2), Osmium dioxide (OsO)2) And other conductive metal oxides, lanthanum nickel composite oxides (LaNiO)Three) And strontium vanadate (SrVO)Three), Calcium vanadate (CaVO)Three), Strontium ferrate (SrFeO)Three), Lanthanum titanate (LaTiO)Three), Lanthanum strontium nickel composite oxide (LaSrNiO)Four) Strontium chromate (SrCrOThree), Calcium chromate (CaCrO)Three), Calcium ruthenate (CaRuO)Three), Strontium ruthenate (SrRuO)Three), Strontium iridium (SrIrO)Three) And the like can be preferably used.
[0185]
In this embodiment, the electrostatic deflector is described. However, the present invention is not limited to the application to the deflector, but can be applied to other components in the column such as an aperture.
[0186]
In addition, this invention is not limited to the electrostatic deflector of the said embodiment, It can apply to an electrostatic lens. That is, in the case of an electrostatic lens, the electrode is not divided into a plurality of parts and may be constituted by one.
[0187]
Moreover, you may combine each embodiment mentioned above in this invention. For example, the third, fourth, fifth, and sixth embodiments are included in the first embodiment, the fourth, fifth, and sixth embodiments are included in the third embodiment, and the fifth, The seventh embodiment may be combined with the sixth embodiment, and the fifth and sixth embodiments may be combined with the seventh embodiment.
[0188]
In the first to seventh embodiments, it is needless to say that the conductive oxide described in the seventh embodiment or the conductive complex oxide may be used as the metal film constituting the deflection electrode. .
[0189]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to easily remove contamination adhered to the electrode surface of an electrostatic deflector, an electrostatic lens, or the like.
[0190]
In addition, according to the invention described in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a basic configuration of an electron beam exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B are diagrams showing a configuration of an electrostatic deflector according to the first embodiment of the present invention, in which FIG. 2A is a perspective view, FIG. 2B is a top view, and FIG. The longitudinal cross-sectional view which follows the AA 'line of 2 (b).
FIG. 3 is a longitudinal sectional view taken along line B-B ′ of FIG.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of an electrostatic deflector formed by combining a plurality of electrostatic deflectors alone according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of an electrostatic deflector in which a plurality of stages of electrostatic deflectors alone are integrally formed according to a second embodiment of the present invention.
6A and 6B are diagrams showing a configuration of an electrostatic deflector according to a third embodiment of the present invention, in which FIG. 6A is a perspective view and FIG. 6B is a top view.
7A and 7B are diagrams showing a configuration of an electrostatic deflector according to a third embodiment of the present invention, in which FIG. 7A is a longitudinal sectional view taken along the line CC ′ of FIG. (B) is a figure which shows the structure of a heater typically.
FIG. 8 is a schematic diagram of a main part showing a manufacturing process of an electrostatic deflector according to a third embodiment.
FIG. 9 is a schematic diagram of a main part showing a manufacturing process of an electrostatic deflector according to a third embodiment.
FIG. 10 is a perspective view showing an electrostatic deflector according to a fourth embodiment of the present invention.
11A and 11B are views showing an electrostatic deflector according to a fourth embodiment of the present invention, FIG. 11A is a top view of FIG. 10B, and FIG. 11B is FIG. FIG.
12 is a cross-sectional view taken along line D-D ′ of FIG.
FIG. 13 is a perspective view schematically showing a structure of an electrode base material of an electrostatic deflector according to a fifth embodiment of the present invention.
14A and 14B are views schematically showing the structure of an electrode base material of an electrostatic deflector according to a sixth embodiment of the present invention, in which FIG. 14A is a top view and FIG. 14B is a perspective view. .
15A and 15B are diagrams showing a configuration of an electrostatic deflector according to a seventh embodiment of the present invention, in which FIG. 15A is a perspective view, FIG. 15B is a top view, and FIG.15The longitudinal cross-sectional view which follows the E-E 'line of (b).
FIGS. 16A and 16B are diagrams for explaining a charge state in an electrostatic deflector of ruthenium oxide, FIG. 16A is an irradiation state diagram of an electron beam, and FIG. 16B is a ruthenium oxide after electron beam irradiation; The observation image which looked at with the scanning electron microscope (SEM).
[Explanation of symbols]
10 ... Chamber
11 ... Sample (wafer)
12 ... Mark stand
13 ... Moveable stage
20 ... Column
21 ... electron gun
22 ... Electron beam
23 ... Condenser lens
24. First molding aperture
25 ... Projection lens
26 ... CP aperture
27 ... CP selection deflector
28 ... Reduction lens
29 ... Objective lens
30 ... Objective deflector
31 ... Blanking deflector
32 ... Blanking aperture
33 ... Detector
40, 60, 100, 200, 300, 400 ... electrode base material
41i, 61i, 101i, 201i, 201i (i = 1 to 8)
331 ... Deflection electrode
42, 62, 102, 202 ... metalCoveredFilm (ruthenium oxide)
43, 63, 103, 203 ... Underlying metal (copper thin film)
45i, 65i, 105i, 205i (i = 1-8)
332 ... Deflection voltage introduction terminal
46, 65i, 106i, 136i, 206i (i = 1 to 8) ... through holes
47, 67, 107, 207 ... copper layer
48, 68, 108, 208 ... gold layer
50 ... Single electrostatic deflector
70, 333 ... Gas supply passage
80 ... Shield
85 ... Holder
90 ... Reactive gas supply pipe
116: Blanking deflection circuit
117 ... Lens control circuit
118 ... CP selection circuit
119: Beam deflection circuit
120. Detection signal processing circuit
121. Stage control circuit
122 ... Control computer
123 ... Pattern data decoder
124 ... Pattern data memory
130i (i = 1-8), 230 ... heater
131 i (i = 1 to 8)... Insulating film
135 i (i = 1 to 8), 235... Heater power introduction terminal
140 ... groove
141, 230i ... heater material
310 ... Groove
320 ... Shield part
321 ... Shield electrode
322 ... Shield electrode terminal
323 ... Lid
330 ... Deflector single part
350 ... Cavity
400a ... Wall part
400b ... Thin part
400c ... Fin part
A ... Electron beam irradiation area
B ... Non-electron beam irradiation area
G ... Active oxygen gas
Claims (23)
前記筒状基材の内壁面に筒軸に沿って形成され、且つ互いに電気的に分離された複数の偏向電極と、
前記偏向電極の各々に、それぞれ電気的に接続された偏向電圧導入端子と、
前記筒状基材にその外側面から内部に向かい、且つ上、下面の少なくとも一方面まで延びる反応性ガス供給通路と、
を具備してなることを特徴とする静電偏向器。A tubular substrate;
A plurality of deflection electrodes formed along the cylinder axis on the inner wall surface of the cylindrical substrate and electrically separated from each other;
A deflection voltage introduction terminal electrically connected to each of the deflection electrodes;
A reactive gas supply passage extending from the outer surface to the inside of the cylindrical base material and extending to at least one of the upper and lower surfaces;
An electrostatic deflector comprising:
筒状基材と、
前記筒状基材の内壁面に筒軸に沿って形成され、且つ互いに電気的に分離された複数の偏向電極と、
前記偏向電極の各々に、それぞれ電気的に接続された偏向電圧導入端子と、
前記筒状基材にその外側面から内部に向かい、且つ上、下面の少なくとも一方面まで延びる反応性ガス供給通路と、
を具備し、
前記静電偏向器の反応性ガス通路に反応性ガス供給管が接続されてなることを特徴とする電子ビーム照射装置。In an electron beam irradiation apparatus having an electron gun that generates an electron beam and an electrostatic deflector that controls the electron beam, the electrostatic deflector includes:
A tubular substrate;
A plurality of deflection electrodes formed along the cylinder axis on the inner wall surface of the cylindrical substrate and electrically separated from each other;
A deflection voltage introduction terminal electrically connected to each of the deflection electrodes;
A reactive gas supply passage extending from the outer surface to the inside of the cylindrical base material and extending to at least one of the upper and lower surfaces;
Comprising
An electron beam irradiation apparatus, wherein a reactive gas supply pipe is connected to a reactive gas passage of the electrostatic deflector.
前記筒状基材の内壁面に筒軸に沿って形成されたレンズ電極と、
前記レンズ電極に電気的に接続された電圧導入端子と、
前記筒状基材にその外側面から内部に向かい、且つ上、下面の少なくとも一方面まで延びる反応性ガス供給通路と、
を具備してなることを特徴とする静電レンズ。A tubular substrate;
A lens electrode formed along the cylinder axis on the inner wall surface of the cylindrical substrate;
A voltage introduction terminal electrically connected to the lens electrode;
A reactive gas supply passage extending from the outer surface to the inside of the cylindrical base material and extending to at least one of the upper and lower surfaces;
An electrostatic lens comprising:
筒状基材と、
前記筒状基材の内壁面に筒軸に沿って形成されたレンズ電極と、
前記レンズ電極に電気的に接続された電圧導入端子と、
前記筒状基材にその外側面から内部に向かい、且つ上、下面の少なくとも一方面まで延びる反応性ガス供給通路と、
を具備し、
前記静電レンズの反応性ガス通路に反応性ガス供給管が接続されてなることを特徴とする電子ビーム照射装置。In an electron beam irradiation apparatus having an electron gun that generates an electron beam and an electrostatic lens that controls the electron beam, the electrostatic lens includes:
A tubular substrate;
A lens electrode formed along the cylinder axis on the inner wall surface of the cylindrical substrate;
A voltage introduction terminal electrically connected to the lens electrode;
A reactive gas supply passage extending from the outer surface to the inside of the cylindrical base material and extending to at least one of the upper and lower surfaces;
Comprising
An electron beam irradiation apparatus, wherein a reactive gas supply pipe is connected to a reactive gas passage of the electrostatic lens.
前記筒状基材の内壁面に筒軸に沿って形成されたヒーターと、
前記ヒーター上に絶縁膜を介して前記筒状基材の筒軸に沿って形成され、且つ互いに電 気的に分離された複数の偏向電極と、
前記ヒーターに、電気的に接続されたヒーター電力導入端子と、
前記偏向電極の各々に、それぞれ電気的に接続された偏向電圧導入端子と、
前記筒状基材にその外側面から内部に向かい、且つ上、下面の少なくとも一方面まで延 びる反応性ガス供給通路と、
を具備してなることを特徴とする静電偏向器。A tubular substrate;
A heater formed along the cylinder axis on the inner wall surface of the cylindrical substrate;
A plurality of deflection electrodes formed along the cylinder axis of the cylindrical base material via an insulating film on the heater and electrically separated from each other;
A heater power introduction terminal electrically connected to the heater;
A deflection voltage introduction terminal electrically connected to each of the deflection electrodes;
Toward the inside from the outside surface the cylindrical base member, and on the extension building reactive gas supply path to the lower surface of the at least one surface,
An electrostatic deflector comprising:
前記筒状基材の筒壁内に筒軸に沿って埋め込み形成されたヒーターと、A heater embedded and formed along the cylinder axis in the cylinder wall of the cylindrical substrate;
前記筒状基材の筒内面に筒軸に沿って形成され、且つ互いに電気的に分離された複数の偏向電極と、A plurality of deflection electrodes formed along the cylinder axis on the cylinder inner surface of the cylindrical substrate and electrically separated from each other;
前記ヒーターに、電気的に接続されたヒーター電力導入端子と、A heater power introduction terminal electrically connected to the heater;
前記偏向電極の各々に、それぞれ電気的に接続された偏向電圧導入端子と、A deflection voltage introduction terminal electrically connected to each of the deflection electrodes;
前記筒状基材にその外側面から内部に向かい、且つ上、下面の少なくとも一方面まで延びる反応性ガス供給通路と、A reactive gas supply passage extending from the outer surface to the inside of the cylindrical base material and extending to at least one of the upper and lower surfaces;
を具備してなることを特徴とする静電偏向器。An electrostatic deflector comprising:
前記溝内に高抵抗物質を埋め込んでヒーターを形成する第2工程と、A second step of forming a heater by embedding a high resistance material in the groove;
前記ヒーター上面を含む前記筒状基材の内壁に絶縁膜を形成する第3工程と、A third step of forming an insulating film on the inner wall of the cylindrical substrate including the heater upper surface;
前記絶縁膜上に前記筒状基材の筒軸に沿って分割されて複数の偏向電極を形成する第4工程と、A fourth step in which a plurality of deflection electrodes are formed on the insulating film along the cylinder axis of the cylindrical substrate;
前記ヒーターと電気的に接続するヒーター電力導入端子を形成する第5工程と、A fifth step of forming a heater power introduction terminal electrically connected to the heater;
前記偏向電極と電気的に接続する偏向電圧導入端子を形成する第6工程と、A sixth step of forming a deflection voltage introduction terminal electrically connected to the deflection electrode;
を具備することを特徴とする静電偏向電極の形成方法。A method for forming an electrostatic deflection electrode, comprising:
前記筒状基材の内壁面に筒軸に沿って形成されたヒーターと、A heater formed along the cylinder axis on the inner wall surface of the cylindrical substrate;
前記ヒーター上に絶縁膜を介して前記筒状基材の筒軸に沿って形成されたレンズ電極と、A lens electrode formed along the cylinder axis of the cylindrical substrate via an insulating film on the heater;
前記ヒーターに電気的に接続されたヒーター電力導入端子と、A heater power introduction terminal electrically connected to the heater;
前記レンズ電極に電気的に接続されたレンズ電圧導入端子と、A lens voltage introduction terminal electrically connected to the lens electrode;
前記筒状基材にその外側面から内部に向かい、且つ上、下面の少なくとも一方面まで延びる反応性ガス供給通路と、A reactive gas supply passage extending from the outer surface to the inside of the cylindrical base material and extending to at least one of the upper and lower surfaces;
を具備してなることを特徴とする静電レンズ。An electrostatic lens comprising:
前記筒状基材の筒壁内に筒軸に沿って埋め込み形成されヒーターと、
前記筒状基材の筒内面に筒軸に沿って形成されたレンズ電極と、
前記ヒーターに電気的に接続されたヒーター電力導入端子と、
前記レンズ電極に電気的に接続されたレンズ電圧導入端子と、
前記筒状基材にその外側面から内部に向かい、且つ上、下面の少なくとも一方面まで延びる反応性ガス供給通路と、
を具備してなることを特徴とする静電レンズ。 A tubular substrate;
A heater embedded in the cylindrical wall of the cylindrical base material along the cylindrical axis; and
A lens electrode formed along the cylinder axis on the cylinder inner surface of the cylindrical substrate;
A heater power introduction terminal electrically connected to the heater;
A lens voltage introduction terminal electrically connected to the lens electrode;
A reactive gas supply passage extending from the outer surface to the inside of the cylindrical base material and extending to at least one of the upper and lower surfaces;
An electrostatic lens comprising:
前記溝内に高抵抗物質を埋め込んでヒーターを形成する第2工程と、A second step of forming a heater by embedding a high resistance material in the groove;
前記ヒーター上面を含む前記筒状基材の内壁に絶縁膜を形成する第3工程と、A third step of forming an insulating film on the inner wall of the cylindrical substrate including the heater upper surface;
前記絶縁膜上に前記筒状基材の筒軸に沿ってレンズ電極を形成する第4工程と、A fourth step of forming a lens electrode along the cylinder axis of the cylindrical substrate on the insulating film;
前記ヒーターと電気的に接続するヒーター電力導入端子を形成する第5工程と、A fifth step of forming a heater power introduction terminal electrically connected to the heater;
前記レンズ電極と電気的に接続する電圧導入端子を形成する第6工程と、A sixth step of forming a voltage introduction terminal electrically connected to the lens electrode;
を具備することを特徴とする静電レンズの形成方法。A method of forming an electrostatic lens, comprising:
筒状基材と、A tubular substrate;
前記筒状基材の内壁面に筒軸に沿って形成されヒーターと、A heater formed along the cylinder axis on the inner wall surface of the cylindrical substrate; and
前記ヒーター上に絶縁膜を介して前記筒状基材の筒軸に沿って形成され、且つ互いに電気的に分離された複数の偏向電極と、A plurality of deflection electrodes formed along the cylinder axis of the cylindrical base material via an insulating film on the heater and electrically separated from each other;
前記ヒーターに、電気的に接続されたヒーター電力導入端子と、A heater power introduction terminal electrically connected to the heater;
前記偏向電極の各々に、それぞれ電気的に接続された偏向電圧導入端子と、A deflection voltage introduction terminal electrically connected to each of the deflection electrodes;
前記筒状基材にその外側面から内部に向かい、且つ上、下面の少なくとも一方面まで延びる反応性ガス供給通路と、A reactive gas supply passage extending from the outer surface to the inside of the cylindrical base material and extending to at least one of the upper and lower surfaces;
を具備してなることを特徴とする電子ビーム照射装置。An electron beam irradiation apparatus comprising:
筒状基材と、A tubular substrate;
前記筒状基材の内壁面に筒軸に沿って形成されたヒーターと、A heater formed along the cylinder axis on the inner wall surface of the cylindrical substrate;
前記ヒーター上に絶縁膜を介して前記筒状基材の筒軸に沿って形成されたレンズ電極と、A lens electrode formed along the cylinder axis of the cylindrical substrate via an insulating film on the heater;
前記ヒーターに電気的に接続されたヒーター電力導入端子と、A heater power introduction terminal electrically connected to the heater;
前記レンズ電極に電気的に接続されたレンズ電圧導入端子と、A lens voltage introduction terminal electrically connected to the lens electrode;
前記筒状基材にその外側面から内部に向かい、且つ上、下面の少なくとも一方面まで延びる反応性ガス供給通路と、A reactive gas supply passage extending from the outer surface to the inside of the cylindrical base material and extending to at least one of the upper and lower surfaces;
を具備してなることを特徴とする電子ビーム照射装置。An electron beam irradiation apparatus comprising:
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