JP2006049702A - Electrically charged particle beam lens array and electrically charged particle beam exposure device using the same - Google Patents

Electrically charged particle beam lens array and electrically charged particle beam exposure device using the same Download PDF

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太 廣瀬
Haruto Ono
治人 小野
Kenichi Osanaga
兼一 長永
Masato Muraki
真人 村木
Yasuhiro Someta
恭宏 染田
Yasunari Hayata
康成 早田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce crosstalk, to apply high voltage and to make throughput high. <P>SOLUTION: In the electrically charged particle beam lens array, an upper electrode 521, intermediate electrode 522 and a lower electrode 523 are sequentially arranged with a plurality of openings 528, 510 and 514. An insulator 526 is disposed between the upper electrode 521 and the intermediate electrodes 522 or between the intermediate electrodes 522 and the lower electrode 523. The surface of the insulator 526 has an irregular shape. The intermediate electrodes 522 are electrically independent at every column of the openings 510. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電子ビーム等の荷電粒子線を用いた露光装置に用いられる荷電粒子線レンズの技術分野に属し、特に電子レンズをアレイ化した電子レンズアレイに関するものである。   The present invention belongs to the technical field of charged particle beam lenses used in exposure apparatuses using charged particle beams such as electron beams, and particularly relates to an electron lens array in which electron lenses are arrayed.

半導体デバイスの生産において、電子ビーム露光技術は０．１μｍ以下の微細パターンの露光を可能とするリソグラフィの有力候補として脚光を浴びており、いくつかの方式がある。   In the production of semiconductor devices, electron beam exposure technology has been spotlighted as a promising candidate for lithography that enables exposure of fine patterns of 0.1 μm or less, and there are several methods.

その方式の一つに、マスクを用いずに複数本の電子ビームで同時にパターンを描画するマルチビーム型露光装置が有り、物理的なマスク作製や交換をなくし、実用化に向けて多くの利点を備えるものである。電子ビームをマルチ化する上で重要となるのが、これに使用する電子レンズのアレイ数である。マルチビーム型露光装置の内部に配置できる電子レンズのアレイ数によりビーム数が決まり、スループットを決定する大きな要因となる。このため電子レンズの性能を高めながら、かつ、如何に小型化できるかが、マルチビーム型露光装置の性能向上におけるカギのひとつとなる。   One of these methods is a multi-beam type exposure system that draws a pattern simultaneously with multiple electron beams without using a mask, eliminating the need for physical mask fabrication and replacement, and has many advantages for practical application. It is to be prepared. What is important in making an electron beam multi-purpose is the number of arrays of electron lenses used for this. The number of beams is determined by the number of electron lenses that can be arranged inside the multi-beam type exposure apparatus, which is a major factor in determining the throughput. For this reason, how to reduce the size while improving the performance of the electron lens is one of the keys to improving the performance of the multi-beam exposure apparatus.

マルチビーム型露光装置に用いられる電子レンズアレイの例を示す特許文献として、特開２００４−５５１６６号公報がある。図１４は電子レンズアレイ３００の断面図である。ここで電子レンズアレイ３００は、３枚の電極３０１をファイバ３０２とＳｉ基板に形成された溝３０４とを用いてアライメントすることにより、アインツェルレンズのアレイとして開示している。ファイバ３０２と電子ビーム通過領域の間には導電性のシールド電極３０３が設けられ、ファイバ３０２のチャージアップを防ぐ構造となっている。作製はマイクロメカトロニクス技術を用いて行われる。また、該電子レンズアレイ３００を用いたマルチビーム型露光装置を開示している。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-55166 is a patent document showing an example of an electron lens array used in a multi-beam type exposure apparatus. FIG. 14 is a cross-sectional view of the electron lens array 300. Here, the electron lens array 300 is disclosed as an array of Einzel lenses by aligning three electrodes 301 using fibers 302 and grooves 304 formed on a Si substrate. A conductive shield electrode 303 is provided between the fiber 302 and the electron beam passage region to prevent the fiber 302 from being charged up. Fabrication is performed using micromechatronics technology. In addition, a multi-beam type exposure apparatus using the electron lens array 300 is disclosed.

また、他の電子レンズアレイの例を示す特許文献として、特開２００１−３４５２５９号公報がある。図１５は電子レンズアレイ４００の断面図であり、４０１は電極、４０３はシールド電極を示している。ここでは電子レンズアレイ４００は、各電子レンズ間に光軸に平行な方向にシールド電極４０３を設け、各ビーム間のクロストークを防ぐ構造を開示している。ここでも作製はマイクロメカトロニクス技術を用いて行われる。
特開２００４−５５１６６号公報 特開２００１−３４５２５９号公報 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-345259 is a patent document showing an example of another electron lens array. FIG. 15 is a cross-sectional view of the electron lens array 400, 401 is an electrode, and 403 is a shield electrode. Here, the electron lens array 400 discloses a structure in which a shield electrode 403 is provided between the electron lenses in a direction parallel to the optical axis to prevent crosstalk between the beams. Again, the fabrication is done using micromechatronics technology.
JP 2004-55166 A JP 2001-345259 A

本発明は、マルチビーム型露光装置用の電子レンズアレイにおいて、従来のものに改善を試み、クロストークが少なく、高電圧が印加可能な、電子レンズアレイをより簡単な構成で提供することを目的とするものである。   An object of the present invention is to provide an electronic lens array for a multi-beam type exposure apparatus, which is intended to be improved over the conventional one, and to provide an electronic lens array with a simpler configuration that can apply a high voltage with less crosstalk. It is what.

上記目的を達成するために、本発明は、複数の開口をそれぞれ有する上電極、中電極および下電極を順に配置してなる荷電粒子線レンズアレイにおいて、前記上電極と前記中電極の間及び前記中電極と前記下電極の間の少なくとも一方に配置された絶縁体を有し、 前記絶縁体の表面が凹凸形状または波型形状をしていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention provides a charged particle beam lens array in which an upper electrode, a middle electrode, and a lower electrode each having a plurality of openings are arranged in this order, between the upper electrode and the middle electrode, and It has the insulator arrange | positioned at least one between the middle electrode and the said lower electrode, The surface of the said insulator is uneven | corrugated shape or a wave shape, It is characterized by the above-mentioned.

また、本発明は、前記中電極が、前記開口の列ごとに電気的に独立であることを特徴としてもよく、前記凹凸形状または前記波型形状のアスペクト比が２以上であることを特徴としてもよく、前記上電極および前記下電極の少なくともいずれかの電極が前記開口の列ごとにシールド電極を有することを特徴としてもよく、前記シールド電極が円筒形状をしていることを特徴としてもよく、前記シールド電極が前記上電極および前記下電極の少なくともいずれかの電極と電気的に導通していることを特徴としてもよく、前記上電極及び前記下電極の少なくともいずれかの電極が、ＳＯＩ基板からなることを特徴としてもよい。   Further, the present invention may be characterized in that the middle electrode is electrically independent for each row of the openings, and the aspect ratio of the uneven shape or the wave shape is 2 or more. Alternatively, at least one of the upper electrode and the lower electrode may have a shield electrode for each row of the openings, and the shield electrode may have a cylindrical shape. The shield electrode may be electrically connected to at least one of the upper electrode and the lower electrode, and at least one of the upper electrode and the lower electrode is an SOI substrate. It may be characterized by comprising:

また、本発明に係る荷電粒子線露光装置は、荷電粒子線を放射する荷電粒子源と、
前記荷電粒子源の中間像を複数形成する請求項１〜７のいずれかに記載の荷電粒子線レンズアレイを含む補正電子光学系と、前記複数の中間像を露光対象に縮小投影する投影電子光学系と、前記露光対象に投影される前記複数の中間像が前記露光対象上で移動するように偏向する偏向器とを有することを特徴としている。 A charged particle beam exposure apparatus according to the present invention includes a charged particle source that emits a charged particle beam,
A correction electron optical system including the charged particle beam lens array according to any one of claims 1 to 7 and forming a plurality of intermediate images of the charged particle source, and projection electron optics for reducing and projecting the plurality of intermediate images onto an exposure target And a deflector for deflecting the plurality of intermediate images projected onto the exposure target so as to move on the exposure target.

また、本発明は、複数の開口をそれぞれ有する上電極、中電極および下電極を順に配置してなる荷電粒子線レンズアレイの作成方法において、前記上電極と前記中電極の間及び前記中電極と前記下電極の間の少なくとも一方に配置された絶縁体の表面が凹凸形状または波型形状をしており、前記上電極と前記中電極と前記下電極とをそれぞれ形成する工程と、前記上電極と前記中電極と前記下電極とを接合して一体とする工程とを有することを特徴としてもよい。   The present invention also relates to a method for producing a charged particle beam lens array in which an upper electrode, a middle electrode, and a lower electrode each having a plurality of openings are arranged in this order, and between the upper electrode and the middle electrode and the middle electrode. A step of forming the upper electrode, the middle electrode, and the lower electrode, respectively, wherein a surface of an insulator disposed on at least one of the lower electrodes has an uneven shape or a corrugated shape; and the upper electrode And the step of joining and integrating the middle electrode and the lower electrode.

また、本発明に係るデバイス製造方法は、上記いずれかの特徴を有する露光装置を用いて、露光対象に露光を行う工程と、露光された前記露光対象を現像する工程と、を具備することを特徴とする。 Moreover, the device manufacturing method according to the present invention includes a step of exposing an exposure target using the exposure apparatus having any one of the above characteristics, and a step of developing the exposed exposure target. Features.

本発明によれば、クロストークが少なく、高電圧が印加可能な電子レンズアレイをより簡単な構成で提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide an electron lens array with less crosstalk and capable of applying a high voltage with a simpler configuration.

本発明を実施するための最良の形態について、以下、実施例を挙げ図面を参照しながら詳細に説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

＜電子レンズアレイ＞
本発明の実施例に係る電子レンズアレイ５００について図面を用いて説明する。図１-1は電子レンズアレイ５００の概念図であり、３×３のアレイについて示している。この電子レンズアレイ５００は、図中、大きくは、それぞれに複数の開口が形成された上電極５２１、中電極５２２、下電極５２３が順に積層された構造を有する。また、上電極５２１と一体の上シールド電極５２４と下電極５２３と一体の下シールド電極５２５とが、各開口を列ごとに区切るように配置されている。さらに、凹凸形状又は波型形状を有する絶縁体５２６が中電極５２２と上シールド電極５２４を電気的に絶縁するように設置されている。同様に、絶縁体５２６は中電極５２２と下シールド電極５２５とを絶縁している。絶縁体５２６の詳細について図１-2に示した。絶縁体５２６は上シールド電極５２４若しくは下シールド電極５２５に平行な溝５２７を複数有していることを特徴とし、溝５２７は凹型としている。また、絶縁体５２６は図１-3に示したように溝５２７はＶ型でもよい。上電極５２１は導電体で形成された薄膜構造であって、開口５２８が格子状に（縦横の仮想直線の各交点に中心を合わせて）複数配されている。また下電極５２３も同様の構成を有し、上電極５２１の開口５２８と同一位置に複数の開口５１４が形成されている。中電極５２２は、列（ｙ軸方向）ごとに電気的に独立した（絶縁された）電極群である。また、上電極５２１の開口５２８と同一位置に複数の開口５１０が形成されている。各電極の開口の位置を平面上で一致させることで、各開口に電子ビームＥＢを通すことができる。また、上シールド電極５２４と上電極５２１、下シールド電極５２５と下電極５２３は、それぞれ一体となっており、電気的に導通し、それぞれ同電位になるよう構成されている。上電極５２１と下電極５２３とは電気的に接地される。また、中電極５２２は、Ａ列、Ｂ列及びＣ列の各列ごとに独立に電圧印加手段５１５を有する。 <Electronic lens array>
An electronic lens array 500 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1-1 is a conceptual diagram of an electron lens array 500, which shows a 3 × 3 array. The electron lens array 500 generally has a structure in which an upper electrode 521, a middle electrode 522, and a lower electrode 523, each having a plurality of openings, are sequentially stacked. Further, an upper shield electrode 524 integral with the upper electrode 521, and a lower shield electrode 525 integral with the lower electrode 523 are arranged so as to divide each opening into columns. Further, an insulator 526 having a concavo-convex shape or a corrugated shape is provided so as to electrically insulate the middle electrode 522 and the upper shield electrode 524 from each other. Similarly, the insulator 526 insulates the middle electrode 522 and the lower shield electrode 525 from each other. Details of the insulator 526 are shown in FIG. The insulator 526 has a plurality of grooves 527 parallel to the upper shield electrode 524 or the lower shield electrode 525, and the grooves 527 are concave. Further, the insulator 526 may be V-shaped as shown in FIG. 1-3. The upper electrode 521 has a thin film structure formed of a conductor, and a plurality of openings 528 are arranged in a lattice shape (centering on each intersection of vertical and horizontal virtual straight lines). The lower electrode 523 has the same configuration, and a plurality of openings 514 are formed at the same position as the opening 528 of the upper electrode 521. The middle electrode 522 is an electrically independent (insulated) electrode group for each column (y-axis direction). A plurality of openings 510 are formed at the same position as the openings 528 of the upper electrode 521. By matching the positions of the openings of the electrodes on a plane, the electron beam EB can be passed through the openings. Further, the upper shield electrode 524 and the upper electrode 521, the lower shield electrode 525 and the lower electrode 523 are integrated, and are configured to be electrically conductive and have the same potential. The upper electrode 521 and the lower electrode 523 are electrically grounded. Further, the middle electrode 522 has a voltage applying unit 515 independently for each of the A, B, and C columns.

次に、上記構成の電子レンズアレイ５００の動作について説明する。電子レンズアレイ５００において、上電極５２１と下電極５２３とに０Ｖの電位を与え、中電極５２２のＡ列及びＢ列には−１０００Ｖの電位を、中電極５２２のＣ列には−９５０Ｖを印加して、Ｂ列とＣ列との隣接電位差が５０Ｖであるとして、列ごとに独立に電子ビームへのレンズ作用を得る。このとき、上シールド電極５２４と上電極５２１、下シールド電極５２５と下電極５２３の電位は、それぞれ同電位となり、上記の場合０Ｖである。この場合、絶縁体５２６が表面に溝５２７を有することで、絶縁体５２６の外形寸法は変えずに沿面距離ｄを大きくとり、上シールド電極５２４と中電極５２２との間の放電を起きにくくしている。よって、印加電圧を大きくして、レンズ作用を大きくすることができる。絶縁体５２６の外形寸法を単に大きくすることで、沿面距離ｄを大きくとると、構造上、絶縁体５２６が電子ビームＥＢから見えやすくなり、チャージアップが起き易いという問題が発生する。そのため、絶縁体５２６の大きさを最小限にし、絶縁体５２６に設けられている溝５２７のアスペクト比を大きく（例えば２以上）とると放電とチャージアップとが共に起きにくい構造となり、理想的である。また、各列ごとに電界が独立になるように上シールド電極５２４と下シールド電極５２５を設けているため、クロストークの少ない電子レンズアレイ５００を実現することができる。   Next, the operation of the electron lens array 500 having the above configuration will be described. In the electron lens array 500, a potential of 0V is applied to the upper electrode 521 and the lower electrode 523, a potential of −1000V is applied to the A and B rows of the middle electrode 522, and −950V is applied to the C row of the middle electrode 522. Then, assuming that the adjacent potential difference between the B row and the C row is 50 V, the lens action on the electron beam is obtained independently for each row. At this time, the potentials of the upper shield electrode 524 and the upper electrode 521, and the lower shield electrode 525 and the lower electrode 523 are the same potential, which is 0V in the above case. In this case, since the insulator 526 has the groove 527 on the surface, the creepage distance d is increased without changing the outer dimension of the insulator 526, and the discharge between the upper shield electrode 524 and the middle electrode 522 is less likely to occur. ing. Therefore, the lens action can be increased by increasing the applied voltage. If the creepage distance d is increased by simply increasing the outer dimension of the insulator 526, there is a problem that the insulator 526 is easily visible from the electron beam EB due to the structure and charge-up is likely to occur. Therefore, if the size of the insulator 526 is minimized and the aspect ratio of the groove 527 provided in the insulator 526 is increased (for example, 2 or more), it becomes a structure in which both discharge and charge-up hardly occur, which is ideal. is there. Further, since the upper shield electrode 524 and the lower shield electrode 525 are provided so that the electric field is independent for each column, the electron lens array 500 with less crosstalk can be realized.

それぞれが複数の開口を有する上電極と中電極と下電極とを順に積層してなる荷電粒子線レンズアレイにおいて、上電極と中電極の間及び中電極と下電極の間のいずれかに、絶縁体を有し、絶縁体の表面を凹凸形状又は波型形状とすることで、中電極と上電極或いは下電極との間の沿面の距離を長くとることができる。従って、中電極と上電極或いは下電極との間での沿面放電が起きにくくなり、結果的に高い電圧をかけることが可能になる。   In a charged particle beam lens array in which an upper electrode, a middle electrode, and a lower electrode each having a plurality of openings are sequentially stacked, insulation is performed between the upper electrode and the middle electrode and between the middle electrode and the lower electrode. By having a body and making the surface of the insulator uneven or corrugated, the creeping distance between the middle electrode and the upper electrode or the lower electrode can be increased. Therefore, creeping discharge is less likely to occur between the middle electrode and the upper electrode or the lower electrode, and as a result, a high voltage can be applied.

荷電粒子線レンズアレイにおいて、中電極が、開口の列ごとに電気的に独立であることで、列ごとに各粒子線ごとの焦点距離を制御することができる。   In the charged particle beam lens array, since the middle electrode is electrically independent for each column of openings, the focal length for each particle beam can be controlled for each column.

荷電粒子線レンズアレイにおいて、凹凸形状または波型形状のアスペクト比が２以上であることで、中電極と上電極或いは下電極との間の沿面の距離を長くとることができ、高電圧印加が可能になる。   In the charged particle beam lens array, when the aspect ratio of the concavo-convex shape or the corrugated shape is 2 or more, the creepage distance between the middle electrode and the upper electrode or the lower electrode can be increased, and high voltage application can be achieved. It becomes possible.

荷電粒子線レンズアレイにおいて、上電極及び下電極が開口の列ごとに空間を区切るシールド電極を有することで、各粒子線間のクロストークを低減することが可能になる。   In the charged particle beam lens array, the upper electrode and the lower electrode each have a shield electrode that divides a space for each row of openings, so that crosstalk between the particle beams can be reduced.

次に本発明の電子レンズアレイ５００を実際に形成される構造に従って詳しく述べる。図２-1は斜視図、図２-2は図２-1におけるＡ−Ａ’断面図、図２-3は下電極５２３と下シールド電極５２５及び中電極５２２と絶縁体５２６を示す斜視図である。簡単のため１×２のアレイについて示しているが、実際には数十×数十のアレイを形成する。それぞれに複数の開口が形成された上電極５２１、中電極５２２、下電極５２３が順に積層された構造を有する。上電極５２１、中電極５２２及び下電極５２３は別々のシリコン等からなる基板から作製され、表面が金等の導電体５０４がパターニングされている。また、上電極５２１と中電極５２２と下電極５２３とは絶縁体５２６を介して互いに接合され、一体となっている。また、上シールド電極５２４と上電極５２１、下シールド電極５２５と下電極５２３は、それぞれ同一の基板から作製されている。開口５２８の大きさは直径８０μｍ、ピッチは２００μｍである。各電極、及び絶縁体の構成は上記説明のとおりである。各電極間はアスペクト比が２．５である溝５２７を有する絶縁体５２６を介して、電気的に絶縁されている。絶縁体５２６は断面の外形がほぼ四角形の板状のポリイミドや二酸化シリコン等から成る。また、詳細な寸法は図２-2に示した。本実施例の場合、主な寸法は、溝５２７の幅が２μｍ、溝５２７の深さが５μｍ、溝５２７のピッチが４μｍ、中央の絶縁体の幅が５２μｍ、上電極５２１の隣り合う開口５２８の縁間寸法が１２０μｍ、上シールド電極５２４及び中電極５２２の上下寸法が２００μｍである。   Next, the electron lens array 500 of the present invention will be described in detail according to the structure actually formed. 2-1 is a perspective view, FIG. 2-2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. 2-1, and FIG. 2-3 is a perspective view showing the lower electrode 523, the lower shield electrode 525, the middle electrode 522, and the insulator 526. It is. For simplicity, a 1 × 2 array is shown, but in practice several tens × several tens of arrays are formed. The upper electrode 521, the middle electrode 522, and the lower electrode 523 each having a plurality of openings are sequentially stacked. The upper electrode 521, the middle electrode 522, and the lower electrode 523 are manufactured from substrates made of different silicon or the like, and a conductor 504 whose surface is gold or the like is patterned. Further, the upper electrode 521, the middle electrode 522, and the lower electrode 523 are joined together through an insulator 526. Further, the upper shield electrode 524 and the upper electrode 521, and the lower shield electrode 525 and the lower electrode 523 are each made from the same substrate. The opening 528 has a diameter of 80 μm and a pitch of 200 μm. The configuration of each electrode and insulator is as described above. The electrodes are electrically insulated via an insulator 526 having a groove 527 having an aspect ratio of 2.5. The insulator 526 is made of a plate-like polyimide, silicon dioxide or the like having a substantially rectangular cross-section. Detailed dimensions are shown in Fig. 2-2. In this embodiment, the main dimensions are as follows: the width of the groove 527 is 2 μm, the depth of the groove 527 is 5 μm, the pitch of the grooves 527 is 4 μm, the width of the central insulator is 52 μm, and the adjacent opening 528 of the upper electrode 521. The inter-edge dimension is 120 μm, and the vertical dimension of the upper shield electrode 524 and the middle electrode 522 is 200 μm.

特に、電極間隔は電子レンズアレイ５００の性能に直接関わるので、重要な要素であり、所望の仕様によって決定される。本実施例では、電極間隔（離間寸法）は２１０μｍである。   In particular, since the electrode interval is directly related to the performance of the electron lens array 500, it is an important factor and is determined by a desired specification. In this embodiment, the electrode interval (separation dimension) is 210 μm.

次に本発明の実施例に係る電子レンズアレイ５００の別の構成について説明する。図２-4は別の構成の電子レンズアレイ５００の下電極５２３、下シールド電極５２５及び中電極５２２を示す斜視図である。上記の通り説明した電子レンズアレイ５００は各シールド電極が各開口を列ごとに区切るように配置されているが、ここでは例えば図２-4に示したように、円筒型の下シールド電極５２５が開口ごとに独立に形成されていることを特徴としている。また、中電極５２２に設置された絶縁体５２６は下シールド電極５２５に対応して、各開口ごとに独立した円形状の溝５２７を有していることを特徴としている。このため、電場が光軸に対して対称になりやすく、収差を小さくしやすい。   Next, another configuration of the electron lens array 500 according to the embodiment of the present invention will be described. 2-4 is a perspective view showing the lower electrode 523, the lower shield electrode 525, and the middle electrode 522 of the electron lens array 500 having another configuration. In the electron lens array 500 described above, each shield electrode is arranged so as to divide each opening into columns. Here, for example, as shown in FIG. 2-4, a cylindrical lower shield electrode 525 is provided. It is characterized by being formed independently for each opening. Further, the insulator 526 provided in the middle electrode 522 has a feature of having an independent circular groove 527 for each opening corresponding to the lower shield electrode 525. For this reason, the electric field tends to be symmetric with respect to the optical axis, and aberrations are easily reduced.

即ち、荷電粒子線レンズアレイにおいて、上電極及び下電極が開口ごとに空間を区切るシールド電極を有し、シールド電極が円筒形状であることで、各粒子線間のクロストークを低減することができる。また、開口内の電場が光軸に対して対称であるために、収差を小さく抑えることに対して、有利である。   That is, in the charged particle beam lens array, the upper electrode and the lower electrode have shield electrodes that divide the space for each opening, and the shield electrode is cylindrical, so that crosstalk between the particle beams can be reduced. . In addition, since the electric field in the aperture is symmetric with respect to the optical axis, it is advantageous for suppressing aberrations to a small value.

次に、上記構造の電子レンズアレイ５００の作製方法について説明する。
まず、中電極５２２の作製方法について図２-1におけるＡ−Ａ’断面図である図３-1（ａ）〜（ｆ）及び図３-2（ｇ）〜（ｋ）を用いて説明する。ここでも簡単のため１×２のアレイについて説明する。例えば、以下の（１）〜（１１）に示す工程を行うことにより作製する。 Next, a manufacturing method of the electron lens array 500 having the above structure will be described.
First, a method for manufacturing the middle electrode 522 will be described with reference to FIGS. 3-1 (a) to (f) and FIGS. 3-2 (g) to (k) which are cross-sectional views taken along line AA ′ in FIG. 2-1. . Again, for simplicity, a 1 × 2 array will be described. For example, it manufactures by performing the process shown to the following (1)-(11).

（１）基板５０１を用意する。基板５０１は単結晶シリコンより成り、厚さは例えば２００μｍのものを用いる。厚さは、電子レンズの仕様によって決定する。次に、熱酸化法を用いて、基板５０１の表裏面に膜厚１．５μｍの二酸化シリコン５０７を形成する（図３-1（ａ））。 (1) A substrate 501 is prepared. The substrate 501 is made of single crystal silicon and has a thickness of, for example, 200 μm. The thickness is determined by the specifications of the electron lens. Next, silicon dioxide 507 having a film thickness of 1.5 μm is formed on the front and back surfaces of the substrate 501 by using a thermal oxidation method (FIG. 3A).

（２）表面に、チタン／金をそれぞれ５ｎｍ／１００ｎｍの厚さで連続蒸着して電極層５０２を形成する。また、チタンの膜厚は密着促進の働きをすればよく、数ｎｍ〜数百ｎｍの範囲で使用される。また、電極層５０２となる金は数十ｎｍ〜数百ｎｍの範囲で使用される。その後、基板５０１の表面にノボラック系のレジストを用いて、フォトリソグラフィを行い、エッチングのマスクを形成する（不図示）。次に、ＡｒやＣｌ系のガスを用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行い、金からなる電極層５０２をエッチングする。その後、レジストを除去する。この工程を裏面についても同様に行う（図３-1（ｂ））。 (2) The electrode layer 502 is formed on the surface by continuously depositing titanium / gold with a thickness of 5 nm / 100 nm, respectively. Moreover, the film thickness of titanium should just work of adhesion | attachment promotion, and is used in the range of several nm-several hundred nm. Further, gold used as the electrode layer 502 is used in the range of several tens of nm to several hundreds of nm. After that, photolithography is performed on the surface of the substrate 501 using a novolac resist to form an etching mask (not shown). Next, reactive ion etching (RIE) using Ar or Cl-based gas is performed to etch the electrode layer 502 made of gold. Thereafter, the resist is removed. This process is similarly performed on the back surface (FIG. 3B).

（３）フィルム又はレジンの感光性ポリイミドを１０μｍ程度表裏面に成膜し、パターニングを行い、絶縁体５２６とする。（図３-1（ｃ））。 (3) About 10 μm of photosensitive polyimide film or resin is formed on the front and back surfaces and patterned to form an insulator 526. (Fig. 3-1 (c)).

（４）表裏面に、チタン／金をそれぞれ５ｎｍ／１００ｎｍの厚さで連続蒸着し、パターニングを行い接合層５２９を形成する（図３-1（ｄ））。 (4) Titanium / gold is continuously deposited on the front and back surfaces at a thickness of 5 nm / 100 nm, respectively, and patterned to form a bonding layer 529 (FIG. 3-1 (d)).

（５）ノボラック系のレジストを厚さ８μｍ程度塗布して、フォトリソグラフィを行い、ドライエッチングのマスクを形成する（不図示）。その後、Ｏ２系のガスを用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行い、ポリイミドからなる絶縁体５２６をエッチングし、溝５２７を形成する。溝５２７を高アスペクト比構造に加工するために、ＲＩＥ装置は垂直性の高い誘導結合型プラズマを用いたものが望ましい。その後、レジストを除去する（図３-1（ｅ））。 (5) A novolak resist is applied to a thickness of about 8 μm, and photolithography is performed to form a dry etching mask (not shown). Thereafter, reactive ion etching (RIE) using an O 2 -based gas is performed, the insulator 526 made of polyimide is etched, and a groove 527 is formed. In order to process the groove 527 into a high aspect ratio structure, it is desirable that the RIE apparatus uses inductively coupled plasma having high perpendicularity. Thereafter, the resist is removed (FIG. 3-1 (e)).

（６）ノボラック系のレジストを厚さ１０μｍ程度塗布して、フォトリソグラフィを行い、ドライエッチングのマスクを形成する。その後、ＣＦ４やＣＨＦ３等のガスを用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行い、二酸化シリコン５０７をエッチングし、Ｓｉからなる基板５０１を露出させる。続いて、表面からシリコンである基板５０１を誘導結合型プラズマおよびＢＯＳＣＨプロセスを用いたＲＩＥを行い、エッチングストッパーである裏面の二酸化シリコン５０７を露出させる。さらに、裏面の二酸化シリコン５０７をドライエッチングにて除去し、貫通口５３１を形成する。その後、レジストを除去する（図３-1（ｆ））。ここで、ＢＯＳＣＨプロセスとは、エッチングガスと側壁保護用ガスを交互に供給し、エッチングと側壁保護を切換えることにより、シリコンを選択的にかつ異方性良くエッチングする方式である。本方式のＲＩＥを用いることで、アスペクト比の高い開口５３１を形成することができる。具体的には、エッチングガスにＳＦ６（六弗化硫黄）を、側壁保護用ガスにはＣ４Ｆ８（八弗化四炭素）を使用し、ＲＦパワー：１８００Ｗ、バイアスパワー：３０Ｗ、ガス流量：ＳＦ６＝３００ｓｃｃｍ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｕｂｉｃ Ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ）、Ｃ４Ｆ８＝１５０ｓｃｃｍ、ＳＦ６／Ｃ４Ｆ８ガス切替時間：７秒／２秒、基板温度：１０℃、エッチング時間：４０分という条件でエッチングを行うと良い。 (6) A novolak resist is applied to a thickness of about 10 μm, and photolithography is performed to form a dry etching mask. Thereafter, reactive ion etching (RIE) using a gas such as CF 4 or CHF 3 is performed, the silicon dioxide 507 is etched, and the substrate 501 made of Si is exposed. Subsequently, RIE using an inductively coupled plasma and a BOSCH process is performed on the substrate 501 which is silicon from the front surface to expose the silicon dioxide 507 on the back surface which is an etching stopper. Further, the silicon dioxide 507 on the back surface is removed by dry etching, and a through hole 531 is formed. Thereafter, the resist is removed (FIG. 3-1 (f)). Here, the BOSCH process is a method in which silicon is selectively etched with good anisotropy by alternately supplying an etching gas and a sidewall protection gas and switching between etching and sidewall protection. By using this type of RIE, an opening 531 having a high aspect ratio can be formed. Specifically, SF 6 (sulfur hexafluoride) is used as an etching gas, C 4 F 8 (tetrafluorocarbon 8 ) is used as a side wall protecting gas, RF power: 1800 W, bias power: 30 W, gas Flow rate: SF 6 = 300 sccm (Standard Cubic Centimeter), C 4 F 8 = 150 sccm, SF 6 / C 4 F 8 gas switching time: 7 seconds / 2 seconds, substrate temperature: 10 ° C., etching time: 40 minutes Etching is good.

（７）厚さ２０μｍ程度のフィルムレジスト５０８をパターニングし、貫通口５３１以外の部位をマスクする。その後、二酸化シリコン５０９をスパッタリングにより成膜し、貫通口５３１の側壁を絶縁する（図３-2（ｇ））。 (7) A film resist 508 having a thickness of about 20 μm is patterned, and parts other than the through-hole 531 are masked. Thereafter, silicon dioxide 509 is formed by sputtering to insulate the side wall of the through-hole 531 (FIG. 3-2 (g)).

（８）フィルムレジスト５０８を除去することで、二酸化シリコン５０９の不要部分をリフトオフにより除去して絶縁体５２６を露出させる（図３-2（ｈ）。 (8) By removing the film resist 508, unnecessary portions of the silicon dioxide 509 are removed by lift-off to expose the insulator 526 (FIG. 3-2 (h)).

（９）新たにフィルムレジスト５１０をパターニングし、電極層５０２を１０μｍ程度露出させる。次に、表面に、チタン／金をそれぞれ５ｎｍ／１００ｎｍの厚さでスパッタリングにより成膜し、電極層５０３を形成する（図３-2（ｉ））。ここで、電極層５０２と電極層５０３とは基板５０１の表面において電気的に導通している。 (9) The film resist 510 is newly patterned to expose the electrode layer 502 by about 10 μm. Next, a titanium / gold film is formed on the surface by sputtering at a thickness of 5 nm / 100 nm, respectively, to form an electrode layer 503 (FIG. 3-2 (i)). Here, the electrode layer 502 and the electrode layer 503 are electrically connected to each other on the surface of the substrate 501.

（１０）フィルムレジスト５１０を除去することで、電極層５０３の不要部分をリフトオフにより除去する（図３-2（ｊ））。 (10) By removing the film resist 510, unnecessary portions of the electrode layer 503 are removed by lift-off (FIG. 3-2 (j)).

（１１）（９）〜（１０）の工程を裏面にも同様に行う（図３-2（ｋ））。 (11) The steps (9) to (10) are similarly performed on the back surface (FIG. 3-2 (k)).

次に、上電極５２１及び下電極５２３の作製方法について図２-1におけるＡ−Ａ’断面図である図４（ａ）〜（ｆ）を用いて説明する。ここでも簡単のため１×２のアレイについて説明する。例えば、以下の（１）〜（６）に示す工程を行うことにより作製する。   Next, a method for manufacturing the upper electrode 521 and the lower electrode 523 will be described with reference to FIGS. 4A to 4F which are A-A ′ cross-sectional views in FIG. Again, for simplicity, a 1 × 2 array will be described. For example, it manufactures by performing the process shown to the following (1)-(6).

（１）基板６０１を用意する。基板６０１は単結晶シリコンより成るＳＯＩ基板であり、厚さはデバイス層６０４、ＢＯＸ層６０６、支持層６０５がそれぞれ、２５μｍ、１μｍ、２００μｍであり、全体として厚さ２２６μｍのものを用いる。厚さは、電子レンズの仕様によって決定する。次に、裏面にスパッタリングにより二酸化シリコン６０７を１μｍ程度成膜する（図４（ａ））。 (1) A substrate 601 is prepared. The substrate 601 is an SOI substrate made of single crystal silicon, and the device layer 604, the BOX layer 606, and the support layer 605 have a thickness of 25 μm, 1 μm, and 200 μm, respectively, and have a thickness of 226 μm as a whole. The thickness is determined by the specifications of the electron lens. Next, about 1 μm of silicon dioxide 607 is formed on the back surface by sputtering (FIG. 4A).

（２）ノボラック系のレジストを厚さ１０μｍ程度塗布して、フォトリソグラフィを行い、ドライエッチングのマスクを形成する（不図示）。続いて、表面からシリコンである基板６０１を誘導結合型プラズマおよびＢＯＳＣＨプロセスを用いたＲＩＥを行い、エッチングストッパーで二酸化シリコンからなるＢＯＸ層６０６を露出させる。その後、レジストを除去する（図４（ｂ））。 (2) A novolak resist is applied to a thickness of about 10 μm, and photolithography is performed to form a dry etching mask (not shown). Subsequently, RIE using an inductively coupled plasma and a BOSCH process is performed on the substrate 601 that is silicon from the surface, and the BOX layer 606 made of silicon dioxide is exposed by an etching stopper. Thereafter, the resist is removed (FIG. 4B).

（３）裏面に、チタン／金をそれぞれ５ｎｍ／１００ｎｍの厚さで連続蒸着してシード層６０２を形成する。導電層となる金は数十ｎｍ〜数百ｎｍの範囲で使用される。ノボラック系のレジスト６０８を厚さ１５μｍ程度塗布して、フォトリソグラフィを行い、電気メッキのマスクを形成する。その後、シアン金メッキ液を用いて、金の電気メッキを、厚さ１０μｍ程度になるまで行い、接合バンプ６２８を形成する（図４（ｃ））。 (3) A seed layer 602 is formed on the back surface by continuously depositing titanium / gold with a thickness of 5 nm / 100 nm, respectively. Gold used as the conductive layer is used in the range of several tens nm to several hundreds nm. A novolak resist 608 is applied to a thickness of about 15 μm, and photolithography is performed to form an electroplating mask. Thereafter, gold electroplating is performed using a cyan gold plating solution until the thickness reaches about 10 μm, thereby forming bonding bumps 628 (FIG. 4C).

（４）次に、レジスト６０８を除去後、アルゴン等のガスを用いた反応性イオンエッチングを行い、チタン／金をエッチングしてシード層６０２の不要な部分を除去する（図４（ｄ））。 (4) Next, after removing the resist 608, reactive ion etching using a gas such as argon is performed, and titanium / gold is etched to remove unnecessary portions of the seed layer 602 (FIG. 4D). .

（５）裏面に、ノボラック系のレジストを厚さ１０μｍ程度塗布して、フォトリソグラフィを行い、ドライエッチングのマスクを形成する（不図示）。その後、ＣＦ４やＣＨＦ３等のガスを用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行い、二酸化シリコン６０７をエッチングし、Ｓｉからなる基板６０１を露出させる。続いて、表面からシリコンである基板６０１を誘導結合型プラズマおよびＢＯＳＣＨプロセスを用いたＲＩＥを行い、エッチングストッパーであるＢＯＸ層６０８を露出させる。さらに、ＢＯＸ層６０８をドライエッチングにて除去し、貫通口６３１を形成する。その後、レジストを除去する（図４（ｅ））。 (5) A novolac resist is applied on the back surface to a thickness of about 10 μm, and photolithography is performed to form a dry etching mask (not shown). Thereafter, reactive ion etching (RIE) using a gas such as CF 4 or CHF 3 is performed to etch the silicon dioxide 607 to expose the substrate 601 made of Si. Subsequently, RIE using an inductively coupled plasma and a BOSCH process is performed on the substrate 601 that is silicon from the surface to expose the BOX layer 608 that is an etching stopper. Further, the BOX layer 608 is removed by dry etching, and a through hole 631 is formed. Thereafter, the resist is removed (FIG. 4E).

（６）表裏面に、チタン／金をそれぞれ５ｎｍ／１００ｎｍの厚さでスパッタリングにより成膜し、電極層６０３とする（図４（ｆ））。 (6) Titanium / gold is formed on the front and back surfaces by sputtering at a thickness of 5 nm / 100 nm, respectively, to form an electrode layer 603 (FIG. 4F).

上述の通り、荷電粒子線レンズアレイにおいて、上電極又は下電極をＳＯＩ基板から作製することで、ＢＯＸ層をエッチングストップ層として利用でき、精度の高い上電極又は下電極を作製することができる。   As described above, in the charged particle beam lens array, by manufacturing the upper electrode or the lower electrode from the SOI substrate, the BOX layer can be used as an etching stop layer, and the upper electrode or the lower electrode with high accuracy can be manufactured.

次に、上記の通り説明した上電極５２１、中電極５２２、及び下電極５２３を一体にする方法について図２-1におけるＡ−Ａ’断面図である図５（ａ）〜（ｂ）を用いて説明する。例えば、以下の（１）〜（２）に示す工程を行うことにより作製する。   Next, a method of integrating the upper electrode 521, the middle electrode 522, and the lower electrode 523 described above with reference to FIGS. 5A and 5B which are AA ′ sectional views in FIG. I will explain. For example, it manufactures by performing the process shown to the following (1)-(2).

（１）上記の通り説明した上電極５２１、中電極５２２、及び下電極５２３を用意する。 (1) The upper electrode 521, the middle electrode 522, and the lower electrode 523 described above are prepared.

（２）接合面である上電極５２１の裏面と中電極５２２の表面とをアルゴンガスによるプラズマ中にさらして、接合層５２９と接合バンプ６２８との表面をイオン衝撃により洗浄する。その後、上電極５２１と中電極５２２とをアライメントし、接合バンプ６２８にかかる応力が５００Ｍｐａ程度になるように、荷重を印加して接合する。接合層５２９と接合バンプ６２８とが金からなる場合には上記説明したＡｕ―Ａｕ常温接合を行うことができる。接合を常温で行うと、材料による熱膨張率の違いを考慮する必要が少なく、基板の反りやアライメントずれに対して有利である。 (2) The surface of the bonding layer 529 and the bonding bump 628 is cleaned by ion bombardment by exposing the back surface of the upper electrode 521 which is the bonding surface and the surface of the middle electrode 522 to plasma with argon gas. Thereafter, the upper electrode 521 and the middle electrode 522 are aligned, and a load is applied and bonded so that the stress applied to the bonding bump 628 is about 500 Mpa. When the bonding layer 529 and the bonding bump 628 are made of gold, the Au—Au room temperature bonding described above can be performed. When bonding is performed at room temperature, there is little need to consider the difference in coefficient of thermal expansion depending on the material, which is advantageous for substrate warpage and misalignment.

それぞれが複数の開口を有する上電極と中電極と下電極とを順に積層してなり、前記上電極と前記中電極の間及び前記中電極と前記下電極の間のいずれかに、絶縁体を有し、前記絶縁体の表面が凹凸形状及び波型形状のいずれかを有する荷電粒子線レンズアレイの作製方法において、前記上電極と前記中電極と前記下電極とを形成する工程と、前記上電極と前記中電極と前記下電極とを接合して一体とする工程とを有することで、半導体プロセスを基本とするマイクロメカトロニクス技術によって作製することができ、作製精度の高い荷電粒子線レンズアレイを実現できる。   An upper electrode, a middle electrode, and a lower electrode each having a plurality of openings are sequentially laminated, and an insulator is provided between the upper electrode and the middle electrode and between the middle electrode and the lower electrode. And forming the upper electrode, the middle electrode, and the lower electrode in a method for manufacturing a charged particle beam lens array, wherein the surface of the insulator has an uneven shape or a corrugated shape; By having the process of joining and integrating the electrode, the middle electrode and the lower electrode, a charged particle beam lens array with high fabrication accuracy can be produced by a micro-mechatronics technology based on a semiconductor process. realizable.

＜電子ビーム露光装置の構成要素の説明＞
本発明の実施例２として上記実施例１に係る電子レンズアレイを適用可能な電子ビーム露光装置について説明する。 <Description of components of electron beam exposure apparatus>
An electron beam exposure apparatus to which the electron lens array according to the first embodiment can be applied will be described as a second embodiment of the present invention.

図６は本実施例に係る電子ビーム露光装置の要部概略図である。図６において、１は電子銃であり、カソード１ａ、グリッド１ｂ、アノード１ｃを含んで構成される。電子銃１において、カソード１ａから放射された電子はグリッド１ｂとアノード１ｃの間でクロスオーバ像を形成する（以下、このクロスオーバ像を電子源ＥＳと記す）。   FIG. 6 is a schematic diagram of a main part of the electron beam exposure apparatus according to the present embodiment. In FIG. 6, reference numeral 1 denotes an electron gun including a cathode 1a, a grid 1b, and an anode 1c. In the electron gun 1, electrons emitted from the cathode 1a form a crossover image between the grid 1b and the anode 1c (hereinafter, this crossover image is referred to as an electron source ES).

この電子銃１から放射される電子は、その前側焦点位置が電子源ＥＳの位置にあるコンデンサーレンズ２によって略平行の電子ビームＥＢとなる。本実施例のコンデンサーレンズ２は、３枚の開口電極で構成されるユニポテンシャルレンズを２組（２１、２２）有する。コンデンサーレンズ２によって得られた略平行な電子ビームは、補正電子光学系３に入射する。補正電子光学系３は、アパーチャアレイ、ブランカーアレイ、マルチ荷電ビームレンズ、上記の通り説明した電子レンズアレイを用いた要素電子光学系アレイユニット、及びストッパーアレイで構成される。なお、補正電子光学系３の詳細については後述する。   The electrons emitted from the electron gun 1 become a substantially parallel electron beam EB by the condenser lens 2 whose front focal position is at the position of the electron source ES. The condenser lens 2 of the present embodiment has two sets (21, 22) of unipotential lenses composed of three aperture electrodes. The substantially parallel electron beam obtained by the condenser lens 2 enters the correction electron optical system 3. The correction electron optical system 3 includes an aperture array, a blanker array, a multi-charged beam lens, an element electron optical system array unit using the electron lens array described above, and a stopper array. Details of the correction electron optical system 3 will be described later.

補正電子光学系３は、光源の中間像を複数形成し、各中間像は後述する縮小電子光学系４によって縮小投影され、ウエハ５上に光源像を形成する。その際、ウエハ５上の光源像の間隔が光源像の大きさの整数倍になるように、補正電子光学系３は複数の中間像を形成する。更に、補正電子光学系３は、各中間像の光軸方向の位置を縮小電子光学系４の像面湾曲に応じて異ならせるとともに、各中間像が縮小電子光学系４によってウエハ５に縮小投影される際に発生する収差を予め補正している。   The correction electron optical system 3 forms a plurality of intermediate images of the light source, and each intermediate image is reduced and projected by a reduction electron optical system 4 described later to form a light source image on the wafer 5. At this time, the correction electron optical system 3 forms a plurality of intermediate images so that the interval between the light source images on the wafer 5 is an integral multiple of the size of the light source image. Further, the correction electron optical system 3 varies the position of each intermediate image in the optical axis direction according to the field curvature of the reduction electron optical system 4, and each intermediate image is reduced and projected onto the wafer 5 by the reduction electron optical system 4. Aberrations that occur during the correction are corrected in advance.

縮小電子光学系４は、２組の対称磁気タブレットを含んで構成され、各対称磁気タブレットは第１投影レンズ４１（４３）と第２投影レンズ４２（４４）とからなる。第１投影レンズ４１（４３）の焦点距離をｆ１、第２投影レンズ４２（４４）の焦点距離をｆ２とすると、この２つのレンズ間距離はｆ１＋ｆ２になっている。光軸上ＡＸの物点は第１投影レンズ４１（４３）の焦点位置にあり、その像点は第２投影レンズ４２（４４）の焦点に結ぶ。この像は−ｆ２／ｆ１に縮小される。また、２つのレンズ磁界が互いに逆方向に作用する様に決定されているので、理論上は、球面収差、等方性非点収差、等方性コマ収差、像面湾曲収差、軸上色収差の５つの収差を除いて他のザイデル収差および回転と倍率に関する色収差が打ち消される。   The reduction electron optical system 4 includes two sets of symmetric magnetic tablets, and each symmetric magnetic tablet includes a first projection lens 41 (43) and a second projection lens 42 (44). When the focal length of the first projection lens 41 (43) is f1, and the focal length of the second projection lens 42 (44) is f2, the distance between the two lenses is f1 + f2. The object point on the optical axis AX is at the focal position of the first projection lens 41 (43), and the image point is connected to the focal point of the second projection lens 42 (44). This image is reduced to -f2 / f1. In addition, since the two lens magnetic fields are determined so as to act in opposite directions, theoretically, the five aberrations of spherical aberration, isotropic astigmatism, isotropic coma aberration, field curvature aberration, and axial chromatic aberration are determined. Except for aberrations, other Seidel aberrations and chromatic aberrations related to rotation and magnification are canceled out.

６は、偏向器であり、補正電子光学系３からの複数の電子ビームを偏向させて、複数の光源像をウエハ５上でＸ，Ｙ方向に略同一の変位量だけ変位させる。偏向器６は、図示はされていないが、偏向幅が広い場合に用いられる主偏向器と偏向幅が狭い場合に用いられる副偏向器とで構成されている。なお、主偏向器は電磁型偏向器で、副偏向器は静電型偏向器である。   A deflector 6 deflects a plurality of electron beams from the correction electron optical system 3 to displace a plurality of light source images on the wafer 5 by substantially the same amount of displacement in the X and Y directions. Although not shown, the deflector 6 includes a main deflector used when the deflection width is wide and a sub-deflector used when the deflection width is narrow. The main deflector is an electromagnetic deflector, and the sub deflector is an electrostatic deflector.

７はダイナミックフォーカスコイルであり、偏向器６を作動させた際に発生する偏向収差による光源像のフォーカス位置のずれを補正する。また、８はダイナミックスティグコイルであり、ダイナミックフォーカスコイル７と同様に、偏向により発生する偏向収差の非点収差を補正する。   Reference numeral 7 denotes a dynamic focus coil, which corrects the focus position shift of the light source image due to deflection aberration generated when the deflector 6 is operated. Reference numeral 8 denotes a dynamic stig coil which, like the dynamic focus coil 7, corrects astigmatism of deflection aberration caused by deflection.

９は、ウエハを載置し、光軸ＡＸ（Ｚ軸）方向とＺ軸回りの回転方向に移動可能なθ−Ｚステージである。θ−Ｚステージ９には、ステージ基準板１０とファラデーカップ１３が固設されている。このファラデーカップ１３は補正電子光学系３からの電子ビームが形成する光源像の電荷量を検出する。１１はＸＹステージであり、θ−Ｚステージ９を載置し、光軸ＡＸ（Ｚ軸）と直交するＸＹ方向に移動可能なステージである。１２は、電子ビームによってステージ基準板１０上のマークが照射された際に生じる反射電子を検出する反射電子検出器である。   Reference numeral 9 denotes a θ-Z stage on which a wafer is placed and can move in the optical axis AX (Z-axis) direction and the rotation direction around the Z-axis. A stage reference plate 10 and a Faraday cup 13 are fixed to the θ-Z stage 9. The Faraday cup 13 detects the charge amount of the light source image formed by the electron beam from the correction electron optical system 3. Reference numeral 11 denotes an XY stage, which is a stage on which the θ-Z stage 9 is mounted and is movable in the XY direction orthogonal to the optical axis AX (Z axis). A reflected electron detector 12 detects reflected electrons generated when the mark on the stage reference plate 10 is irradiated with an electron beam.

次に、図７を用いて補正電子光学系３について説明する。図７（ａ）は、電子銃１側から補正電子光学系３を見た図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡＡ’断面図である。   Next, the correction electron optical system 3 will be described with reference to FIG. 7A is a view of the correction electron optical system 3 as viewed from the electron gun 1 side, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.

前述したように、補正電子光学系３は、光軸ＡＸに沿って、電子銃１側から順に配置されたアパーチャアレイＡＡ、ブランカーアレイＢＡ、マルチ荷電ビームレンズＭＬ、要素電子光学系アレイユニットＬＡＵ（ＬＡ１〜ＬＡ４）、及びストッパーアレイＳＡで構成される。   As described above, the correction electron optical system 3 includes the aperture array AA, blanker array BA, multi-charged beam lens ML, element electron optical system array unit LAU (ordered from the electron gun 1 side) along the optical axis AX. LA1 to LA4) and a stopper array SA.

アパーチャアレイＡＡは、基板に複数の開口が形成されており、コンデンサーレンズ２から略平行な電子ビームを複数の電子ビームに分割する。ブランカーアレイＢＡは、アパーチャアレイＡＡで分割された複数の電子ビームを個別に偏向する偏向手段を一枚の基板上に複数形成したものである。そのひとつの偏向手段の詳細を図８に示す。基板３１は開口ＡＰを有する。また、３２は開口ＡＰを挟んだ一対の電極で構成され、偏向機能を有するブランキング電極である。また、基板上３１にはブランキング電極３２を個別にｏｎ／ｏｆｆするための配線（Ｗ）が形成されている。   The aperture array AA has a plurality of openings formed in a substrate, and divides a substantially parallel electron beam from the condenser lens 2 into a plurality of electron beams. The blanker array BA is formed by forming a plurality of deflecting means for individually deflecting a plurality of electron beams divided by the aperture array AA on a single substrate. The details of one of the deflecting means are shown in FIG. The substrate 31 has an opening AP. A blanking electrode 32 is composed of a pair of electrodes sandwiching the opening AP and has a deflection function. Further, wiring (W) for individually turning on / off the blanking electrode 32 is formed on the substrate 31.

図７に戻り、マルチ荷電ビームレンズＭＬは補正電子光学系３の中で荷電ビーム収束作用を大きくするために用いられる。   Returning to FIG. 7, the multi-charged beam lens ML is used in the correction electron optical system 3 to increase the charged beam convergence effect.

要素電子光学系アレイユニットＬＡＵは、同一平面内に複数の電子レンズを２次元配列して形成した上記の通り説明した本発明の実施例１に係る電子レンズアレイである、第１電子光学系アレイＬＡ１、第２電子光学系アレイＬＡ２、第３電子光学系アレイＬＡ３、及び第４電子光学系アレイＬＡ４で構成される。   The element electron optical system array unit LAU is a first electron optical system array which is the electron lens array according to the first embodiment of the present invention described above, which is formed by two-dimensionally arranging a plurality of electron lenses in the same plane. It is composed of LA1, a second electron optical system array LA2, a third electron optical system array LA3, and a fourth electron optical system array LA4.

図９は、第１電子光学系アレイＬＡ１を説明するための図である。第１電子光学系アレイＬＡ１は、開口が複数配列された上部電極ＵＥ、中間電極ＣＥ、下部電極ＬＥの３枚から成るマルチ静電レンズであり、光軸ＡＸ方向に並ぶ上・中・下電極で一つの電子レンズＥＬ１、いわゆるユニポテンシャルレンズを構成している。各電子光学系の上部・下部の電極の全てを同一電位で接続して同一の電位に設定している（本実施例では、電子ビームの加速電位にしている）。そして、ｙ方向に並ぶ各電子レンズの中間電極は配線（Ｗ）で列ごとに独立に接続されている。その結果、後述するＬＡＵ制御回路１１２によりｙ方向に並ぶ各電子レンズの中間電極毎の電位を個別に設定することができ、これにより、ｙ方向に並ぶ電子レンズの光学特性は略同一に設定され、ｙ方向に並ぶ電子レンズ群毎の光学特性（焦点距離）をそれぞれ個別に設定している。言い換えれば、ｙ方向に並び同一の光学特性（焦点距離）に設定される電子レンズを一つのグループとし、ｙ方向と直交するｘ方向に並ぶグループの光学特性（焦点距離）をそれぞれ個別に設定している。   FIG. 9 is a diagram for explaining the first electron optical system array LA1. The first electron optical system array LA1 is a multi-electrostatic lens composed of three pieces of an upper electrode UE, an intermediate electrode CE, and a lower electrode LE in which a plurality of openings are arranged, and upper, middle, and lower electrodes arranged in the optical axis AX direction This constitutes one electron lens EL1, a so-called unipotential lens. All the upper and lower electrodes of each electron optical system are connected at the same potential and set to the same potential (in this embodiment, the acceleration potential of the electron beam is set). The intermediate electrodes of the electron lenses arranged in the y direction are independently connected for each column by wiring (W). As a result, the potentials of the intermediate electrodes of the electron lenses arranged in the y direction can be individually set by the LAU control circuit 112 described later, whereby the optical characteristics of the electron lenses arranged in the y direction are set to be substantially the same. , Optical characteristics (focal lengths) for the respective electron lens groups arranged in the y direction are individually set. In other words, the electronic lenses arranged in the y direction and set to the same optical characteristic (focal length) are grouped together, and the optical characteristics (focal length) of the group arranged in the x direction orthogonal to the y direction are individually set. ing.

図１０は、第２電子光学系アレイＬＡ２を説明するための図である。第２電子光学系アレイＬＡ２が第１電子光学系アレイＬＡ１と異なる点は、ｘ方向に並ぶ各電子レンズの中間電極が配線（Ｗ）で列ごとに独立に接続されている点である。その結果、後述するＬＡＵ制御回路１１２により、ｘ方向に並ぶ各電子レンズの中間電極毎の電位を個別に設定することができ、ｘ方向に並ぶ電子レンズの光学特性は略同一に設定され、ｘ方向に並ぶ電子レンズ群毎の光学特性（焦点距離）を個別に設定している。言い換えれば、ｘ方向に並び同一の光学特性（焦点距離）に設定される電子レンズを一つのグループとし、ｙ方向に並ぶグループの光学特性（焦点距離）をそれぞれ個別に設定している。   FIG. 10 is a diagram for explaining the second electron optical system array LA2. The second electron optical system array LA2 is different from the first electron optical system array LA1 in that the intermediate electrodes of the electron lenses arranged in the x direction are independently connected to each other by wiring (W). As a result, the potential of each intermediate electrode of the electron lenses arranged in the x direction can be individually set by the LAU control circuit 112 described later, and the optical characteristics of the electron lenses arranged in the x direction are set to be substantially the same. The optical characteristics (focal length) for each group of electron lenses arranged in the direction are individually set. In other words, the electronic lenses arranged in the x direction and set to the same optical characteristic (focal length) are set as one group, and the optical characteristics (focal length) of the group arranged in the y direction are individually set.

第３電子光学系アレイＬＡ３は、第１電子光学系アレイＬＡ１と同じであり、また、第４電子光学系アレイＬＡ４は、第２電子光学系アレイＬＡ２と同じであるので、それらの説明は省略する。   Since the third electron optical system array LA3 is the same as the first electron optical system array LA1, and the fourth electron optical system array LA4 is the same as the second electron optical system array LA2, their description is omitted. To do.

次に、電子ビームが上記の通り説明した補正電子光学系３によって受ける作用に関して、図１１を用いて説明する。   Next, the action that the electron beam receives by the correction electron optical system 3 described above will be described with reference to FIG.

アパーチャアレイＡＡによって分割された電子ビームＥＢ１、ＥＢ２は、互いに異なるブランキング電極を介して、要素電子光学系アレイユニットＬＡＵに入射する。電子ビームＥＢ１は第１電子レンズアレイＬＡ１の電子レンズＥＬ１１、第２電子レンズアレイＬＡ２の電子レンズＥＬ２１、第３電子レンズアレイＬＡ３の電子レンズＥＬ３１、及び第４電子レンズアレイＬＡ４の電子レンズＥＬ４１を介して、電子源の中間像ｉｍｇ１を形成する。一方、電子ビームＥＢ２は、第１電子レンズアレイＬＡ１の電子レンズＥＬ１２、第２電子レンズアレイＬＡ２の電子レンズＥＬ２２、第３電子レンズアレイＬＡ３の電子レンズＥＬ３２、及び第４電子レンズアレイＬＡ４の電子レンズＥＬ４２を介して、電子源の中間像ｉｍｇ２を形成する。   The electron beams EB1 and EB2 divided by the aperture array AA are incident on the element electron optical system array unit LAU via different blanking electrodes. The electron beam EB1 passes through the electron lens EL11 of the first electron lens array LA1, the electron lens EL21 of the second electron lens array LA2, the electron lens EL31 of the third electron lens array LA3, and the electron lens EL41 of the fourth electron lens array LA4. Thus, an intermediate image img1 of the electron source is formed. On the other hand, the electron beam EB2 is an electron lens EL12 of the first electron lens array LA1, an electron lens EL22 of the second electron lens array LA2, an electron lens EL32 of the third electron lens array LA3, and an electron lens of the fourth electron lens array LA4. An intermediate image img2 of the electron source is formed via EL42.

その際、前述したように、第１、３電子レンズアレイＬＡ１，ＬＡ３のｘ方向に並ぶ電子レンズは、互いに異なる焦点距離になるように設定されていて、第２、４電子レンズアレイＬＡ２，ＬＡ４のｘ方向に並ぶ電子レンズは同一の焦点距離になるように設定されている。更に、電子ビームＥＢ１が通過する電子レンズＥＬ１１、電子レンズＥＬ２１、電子レンズＥＬ３１、及び電子レンズＥＬ４１の合成焦点距離と、電子ビームＥＢ２が通過する電子レンズＥＬ１２、電子レンズＥＬ２２、電子レンズＥＬ３２、及び電子レンズＥＬ４２の合成焦点距離が略等しくなるように、各電子レンズの焦点距離を設定している。それにより、電子源の中間像ｉｍｇ１とｉｍｇ２とは略同一の倍率で形成される。また、各中間像が縮小電子光学系４を介してウエハ５に縮小投影される際に発生する像面湾曲を補正するために、その像面湾曲に応じて、電子源の中間像ｉｍｇ１とｉｍｇ２が形成される光軸ＡＸ方向の位置を異ならせしめている。   At this time, as described above, the electron lenses arranged in the x direction of the first and third electron lens arrays LA1 and LA3 are set to have different focal lengths, and the second and fourth electron lens arrays LA2, LA4 are set. The electron lenses arranged in the x direction are set to have the same focal length. Furthermore, the combined focal length of the electron lens EL11, electron lens EL21, electron lens EL31, and electron lens EL41 through which the electron beam EB1 passes, and the electron lens EL12, electron lens EL22, electron lens EL32, and electron through which the electron beam EB2 passes. The focal length of each electron lens is set so that the combined focal length of the lens EL42 is substantially equal. Thereby, the intermediate images img1 and img2 of the electron source are formed at substantially the same magnification. Further, in order to correct the field curvature that occurs when each intermediate image is reduced and projected onto the wafer 5 via the reduction electron optical system 4, the intermediate images img1 and img2 of the electron source according to the field curvature. Are formed in different positions in the optical axis AX direction.

また、電子ビームＥＢ１、ＥＢ２は、通過するブランキング電極に電界が印加されると、図中破線のようにその軌道を変え、ストッパーアレイＳＡの各電子ビームに対応した開口を通過できず、電子ビームＥＢ１、ＥＢ２が遮断される。   Further, when an electric field is applied to the passing blanking electrode, the electron beams EB1 and EB2 change their trajectories as shown by broken lines in the figure, and cannot pass through the openings corresponding to the respective electron beams of the stopper array SA. The beams EB1 and EB2 are blocked.

次に本実施例のシステム構成図を図１２に示す。ＢＡ制御回路１１１は、ブランカーアレイＢＡのブランキング電極のｏｎ／ｏｆｆを個別に制御する制御回路であり、ＬＡＵ制御回路１１２は、レンズアレイユニットＬＡＵの電子光学特性（焦点距離）を制御する制御回路である。   Next, a system configuration diagram of this embodiment is shown in FIG. The BA control circuit 111 is a control circuit that individually controls on / off of the blanking electrodes of the blanker array BA, and the LAU control circuit 112 is a control circuit that controls the electro-optical characteristics (focal length) of the lens array unit LAU. It is.

Ｄ＿ＳＴＩＧ制御回路１１３は、ダイナミックスティグコイル８を制御して縮小電子光学系４の非点収差を制御する制御回路である。Ｄ＿ＦＯＣＵＳ制御回路１１４は、ダイナミックフォーカスコイル７を制御して縮小電子光学系４のフォーカスを制御する制御回路である。偏向制御回路１１５は偏向器６を制御する制御回路である。光学特性制御回路１１６は、縮小電子光学系４の光学特性（倍率、歪曲、回転収差、光軸等）を調整する制御回路である。   The D_STIG control circuit 113 is a control circuit that controls the astigmatism of the reduction electron optical system 4 by controlling the dynamic stig coil 8. The D_FOCUS control circuit 114 is a control circuit that controls the focus of the reduction electron optical system 4 by controlling the dynamic focus coil 7. The deflection control circuit 115 is a control circuit that controls the deflector 6. The optical characteristic control circuit 116 is a control circuit that adjusts optical characteristics (magnification, distortion, rotational aberration, optical axis, etc.) of the reduction electron optical system 4.

ステージ駆動制御回路１１８は、θ−Ｚステージ９を駆動制御し、かつＸＹステージ１１の位置を検出するレーザ干渉計ＬＩＭと共同してＸＹステージ１１を駆動制御する制御回路である。   The stage drive control circuit 118 is a control circuit that drives and controls the XY stage 11 in cooperation with the laser interferometer LIM that drives and controls the θ-Z stage 9 and detects the position of the XY stage 11.

制御系１２０は、描画パターンが記憶されたメモリ１２１からのデータに基づいて、上述した各制御回路を制御する。制御系１２０は、インターフェース１２２を介して電子ビーム露光装置全体をコントロールするＣＰＵ１２３によって制御されている。   The control system 120 controls each control circuit described above based on data from the memory 121 in which the drawing pattern is stored. The control system 120 is controlled by a CPU 123 that controls the entire electron beam exposure apparatus via an interface 122.

＜露光動作の説明＞
次に、図１３を参照して、上述した本実施例に係る電子ビーム露光装置の露光動作について説明する。 <Explanation of exposure operation>
Next, with reference to FIG. 13, the exposure operation of the electron beam exposure apparatus according to this embodiment will be described.

制御系１２０は、メモリ１２１からの露光制御データに基づいて、偏向制御回路１１５に命じ、偏向器６によって複数の電子ビームを偏向させるとともに、ＢＡ制御回路１１１に命じ、ウエハ５に露光すべきパターンに応じてブランカーアレイＢＡのブランキング電極を個別にｏｎ／ｏｆｆさせる。このとき、ＸＹステージ１１はｙ方向に連続移動しており、ＸＹステージの移動に複数の電子ビームが追従するように、偏向器６によって複数の電子ビームを偏向する。   The control system 120 commands the deflection control circuit 115 based on the exposure control data from the memory 121, deflects a plurality of electron beams by the deflector 6, and commands the BA control circuit 111 to pattern the wafer 5 to be exposed. In response to this, the blanking electrodes of the blanker array BA are individually turned on / off. At this time, the XY stage 11 continuously moves in the y direction, and the deflector 6 deflects the plurality of electron beams so that the plurality of electron beams follow the movement of the XY stage.

そして、各電子ビームは、図１３に示すようにウエハ５上の対応する要素露光領域（ＥＦ）を走査露光する。各電子ビームの要素露光領域（ＥＦ）は、２次元に隣接するように設定されているので、その結果、同時に露光される複数の要素露光領域（ＥＦ）で構成されるサブフィールド（ＳＦ）が露光される。   Each electron beam scans and exposes a corresponding element exposure region (EF) on the wafer 5 as shown in FIG. Since the element exposure area (EF) of each electron beam is set so as to be adjacent in two dimensions, as a result, a subfield (SF) composed of a plurality of element exposure areas (EF) that are exposed simultaneously is formed. Exposed.

制御系１２０は、サブフィールド（ＳＦ１）を露光後、次のサブフィールド（ＳＦ２）を露光する為に、偏向制御回路１１５に命じ、偏向器６によって、ステージ走査方向（ｙ方向）と直交する方向（ｘ方向）に複数の電子ビームを偏向させる。このとき、偏向によってサブフィールドが変わることにより、各電子ビームが縮小電子光学系４を介して縮小投影される際の収差も変わる。そこで、制御系１２０は、 ＬＡＵ制御回路１１２、Ｄ＿ＳＴＩＧ制御回路１１３、及びＤ＿ＦＯＣＵＳ制御回路１１４に命じ、変化した収差を補正するように、レンズアレイユニットＬＡＵ、ダイナミックスティグコイル８、およびダイナミックフォーカスコイル７を調整する。そして、再度、前述したように、各電子ビームが対応する要素露光領域（ＥＦ）を露光することにより、サブフィールド（ＳＦ２）を露光する。そして、図１４に示すように、サブフィールド（ＳＦ１〜ＳＦ６）を順次露光して、ウエハ５にパターンを露光する。その結果、ウエハ５上において、ステージ走査方向（ｙ方向）と直交する方向（ｘ方向）に並ぶサブフィールド（ＳＦ１〜ＳＦ６）で構成されるメインフィールド（ＭＦ）が露光される。   After exposing the subfield (SF1), the control system 120 instructs the deflection control circuit 115 to expose the next subfield (SF2), and the deflector 6 causes the direction orthogonal to the stage scanning direction (y direction). A plurality of electron beams are deflected in the (x direction). At this time, the aberration when each electron beam is reduced and projected via the reduction electron optical system 4 also changes due to the change of the subfield due to the deflection. Therefore, the control system 120 instructs the LAU control circuit 112, the D_STIG control circuit 113, and the D_FOCUS control circuit 114 to set the lens array unit LAU, the dynamic stig coil 8, and the dynamic focus coil 7 so as to correct the changed aberration. adjust. Then, as described above, the subfield (SF2) is exposed by exposing the element exposure region (EF) to which each electron beam corresponds. Then, as shown in FIG. 14, the subfields (SF1 to SF6) are sequentially exposed to expose the pattern on the wafer 5. As a result, on the wafer 5, a main field (MF) composed of subfields (SF1 to SF6) arranged in a direction (x direction) perpendicular to the stage scanning direction (y direction) is exposed.

さらに、制御系１２２は、図１３に示すメインフィールド１（ＭＦ１）を露光後、偏向制御回路１１５に命じ、順次、ステージ走査方向（ｙ方向）に並ぶメインフィールド（ＭＦ２，ＭＦ３，ＭＦ４…）に複数の電子ビームを偏向させると共に露光していく。その結果、図１７に示すように、メインフィールド（ＭＦ２，ＭＦ３，ＭＦ４…）で構成されるストライプ（ＳＴＲＩＰＥ１）を露光する。   Further, after exposing the main field 1 (MF1) shown in FIG. 13, the control system 122 instructs the deflection control circuit 115 to sequentially enter the main fields (MF2, MF3, MF4...) Aligned in the stage scanning direction (y direction). A plurality of electron beams are deflected and exposed. As a result, as shown in FIG. 17, a stripe (STRIPE1) composed of main fields (MF2, MF3, MF4...) Is exposed.

そして、 ＸＹステージ１１をｘ方向にステップさせ、次のストライプ（ＳＴＲＩＰＥ２）を露光する。   Then, the XY stage 11 is stepped in the x direction to expose the next stripe (STRIPE2).

荷電粒子線露光装置において、荷電粒子線を放射する荷電粒子源と、荷電粒子源の中間像を複数形成する荷電粒子線レンズアレイを含む補正電子光学系と、複数の中間像を露光対象に縮小投影する投影電子光学系と、露光対象に投影される複数の中間像が露光対象上で移動するように偏向する偏向器とを有することで、各中間像が縮小電子光学系を介してウエハ等の露光対象に縮小投影される際に発生する像面湾曲を補正し、結果的に描画エリアを拡大することで、該荷電粒子線露光装置の高スループット化を図ることができる。   In a charged particle beam exposure apparatus, a charged particle source that emits a charged particle beam, a correction electron optical system that includes a charged particle beam lens array that forms a plurality of intermediate images of the charged particle source, and a plurality of intermediate images reduced to an exposure target By having a projection electron optical system to project and a deflector that deflects the plurality of intermediate images projected onto the exposure target to move on the exposure target, each intermediate image is transferred to the wafer or the like via the reduction electron optical system. It is possible to increase the throughput of the charged particle beam exposure apparatus by correcting the curvature of field that occurs when the image is reduced and projected onto the exposure object, and as a result, the drawing area is enlarged.

次に、上記実施例に係る露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図１６は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（ＥＢデータ変換）では設計した回路パターンに基づいて露光装置の露光制御データを作成する。   Next, a semiconductor device manufacturing process using the exposure apparatus according to the above embodiment will be described. FIG. 16 is a diagram showing a flow of an entire manufacturing process of a semiconductor device. In step 1 (circuit design), a semiconductor device circuit is designed. In step 2 (EB data conversion), exposure control data for the exposure apparatus is created based on the designed circuit pattern.

一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記露光制御データが入力された露光装置とウエハを用い、リソグラフィ技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組み立て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、ステップ７でこれを出荷する。   On the other hand, in step 3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer using lithography using the exposure apparatus and wafer to which the exposure control data has been input. The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer produced in step 4, and is an assembly process (dicing, bonding), packaging process (chip encapsulation), etc. Process. In step 6 (inspection), the semiconductor device manufactured in step 5 undergoes inspections such as an operation confirmation test and a durability test. A semiconductor device is completed through these processes, and is shipped in Step 7.

上記ステップ４のウエハプロセスは以下のステップを有する。ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するＣＶＤステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上記の露光装置によって回路パターンをレジスト処理ステップ後のウエハに焼付け露光する露光ステップ、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト剥離ステップ。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。   The wafer process in step 4 includes the following steps. An oxidation step for oxidizing the surface of the wafer, a CVD step for forming an insulating film on the wafer surface, an electrode formation step for forming electrodes on the wafer by vapor deposition, an ion implantation step for implanting ions on the wafer, and applying a photosensitive agent to the wafer The resist processing step, the exposure step for printing and exposing the circuit pattern onto the wafer after the resist processing step by the above-described exposure apparatus, the development step for developing the wafer exposed in the exposure step, and the etching for removing portions other than the resist image developed in the development step Step, resist stripping step to remove resist that is no longer needed after etching. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

本発明の実施例に係る電子レンズアレイの概念を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the concept of the electron lens array which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る絶縁体の詳細を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the detail of the insulator which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る絶縁体の変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the modification of the insulator which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る電子レンズアレイを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the electronic lens array which concerns on the Example of this invention. 図２-1におけるＡ−Ａ’である。This is A-A 'in FIG. 本発明の実施例に係る下電極と下シールド電極及び中電極と絶縁体を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the lower electrode, lower shield electrode, middle electrode, and insulator which concern on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る下電極と下シールド電極及び中電極と絶縁体の別の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another example of the lower electrode which concerns on the Example of this invention, a lower shield electrode, a middle electrode, and an insulator. 本発明の実施例に係る電子レンズアレイの中電極の作製方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the middle electrode of the electronic lens array which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る電子レンズアレイの中電極の作製方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the middle electrode of the electronic lens array which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る電子レンズアレイの上電極及び下電極の作製方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the preparation methods of the upper electrode and lower electrode of an electronic lens array which concern on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る電子レンズアレイの作製方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the electron lens array which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る電子ビーム露光装置の光学系を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical system of the electron beam exposure apparatus which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る電子ビーム露光装置の補正電子光学系を示す図である。It is a figure which shows the correction | amendment electron optical system of the electron beam exposure apparatus which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る電子ビーム露光装置のブランカーアレイを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the blanker array of the electron beam exposure apparatus which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る電子ビーム露光装置の電子光学系アレイを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the electron optical system array of the electron beam exposure apparatus which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る電子ビーム露光装置の電子光学系アレイを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the electron optical system array of the electron beam exposure apparatus which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る電子ビーム露光装置の補正電子光学系によって受ける作用を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect | action received with the correction | amendment electron optical system of the electron beam exposure apparatus which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る電子ビーム露光装置のシステム構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure of the electron beam exposure apparatus which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る電子ビーム露光装置の露光動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the exposure operation | movement of the electron beam exposure apparatus which concerns on the Example of this invention. 背景技術を説明するための図である。It is a figure for demonstrating background art. 背景技術を説明するための図である。It is a figure for demonstrating background art. 半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of the whole manufacturing process of a semiconductor device.

符号の説明Explanation of symbols

ＡＡ：アパーチャアレイ、ＢＡ：ブランカーアレイ、ＭＬ：マルチ荷電ビームレンズ、ＬＡＵ：要素電子光学系アレイユニット、ＬＡ（ＬＡ１〜ＬＡ４）：電子光学系アレイ、ＳＡ：ストッパーアレイ、ＵＥ：上部電極、ＣＥ：中間電極、ＬＥ：下部電極、ＥＬ：電子レンズ、ＥＢ：電子ビーム、ＬＩＭ：レーザ干渉計、ＡＰ：開口、Ｗ：配線、
１：電子銃、２：コンデンサーレンズ、３：補正電子光学系、４：縮小電子光学系、５：ウエハ、６：偏向器、７：ダイナミックフォーカスコイル、８：ダイナミックスティグコイル、９：θ-Ｚステージ、１０：ステージ基準板、１１：ＸＹステージ、１２：反射電子検出器、１３：ファラデーカップ、２１，２２：ユニポテンシャルレンズ、３１：基板、３２：ブランキング電極、４１，４３：第1投影レンズ、４２，４４：第２投影レンズ、１１１：ＢＡ制御回路、１１２：ＬＡＵ制御回路、１１３：Ｄ＿ＳＴＩＧ制御回路、１１４：Ｄ＿ＦＯＣＵＳ制御回路、１１５：偏向制御回路、１１６：光学特性制御回路、１１７：ステージ駆動制御回路、１２０：制御系、１２１：メモリ、１２２：インターフェース、１２３：ＣＰＵ、３００：電子レンズアレイ、３０１：電極、３０２：ファイバ、３０３：シールド電極、４００：電子レンズアレイ、４０１：電極、４０３：シールド電極、５００：電子レンズアレイ、５０１：基板、５０２：電極層、５０３：電極層、５０４：導電体、５０７：二酸化シリコン、５０８：フィルムレジスト、５０９：二酸化シリコン、５１０：フィルムレジスト、５１４：開口、５１５：電圧印加手段、５２１：上電極、５２２：中電極、５２３：下電極、５２４：上シールド電極、５２５：下シールド電極、５２６：絶縁体、５２７：溝、５２８：開口、５２９：接合層、５３１：開口、６０１：基板、６０３：電極層、６０４：デバイス層、６０５：支持層、６０６：BOX層、６０７：二酸化シリコン、６０８：レジスト、６２８：接合バンプ、６３１：貫通口。 AA: Aperture array, BA: Blanker array, ML: Multi-charged beam lens, LAU: Element electron optical system array unit, LA (LA1 to LA4): Electro optical system array, SA: Stopper array, UE: Upper electrode, CE: Intermediate electrode, LE: lower electrode, EL: electron lens, EB: electron beam, LIM: laser interferometer, AP: aperture, W: wiring,
1: electron gun, 2: condenser lens, 3: correction electron optical system, 4: reduction electron optical system, 5: wafer, 6: deflector, 7: dynamic focus coil, 8: dynamic stig coil, 9: θ-Z Stage: 10: Stage reference plate, 11: XY stage, 12: Backscattered electron detector, 13: Faraday cup, 21, 22: Unipotential lens, 31: Substrate, 32: Blanking electrode, 41, 43: First projection Lens, 42, 44: second projection lens, 111: BA control circuit, 112: LAU control circuit, 113: D_STIG control circuit, 114: D_FOCUS control circuit, 115: deflection control circuit, 116: optical characteristic control circuit, 117: Stage drive control circuit, 120: control system, 121: memory, 122: interface, 123: CPU, 300: Electronic lens array, 301: electrode, 302: fiber, 303: shield electrode, 400: electron lens array, 401: electrode, 403: shield electrode, 500: electron lens array, 501: substrate, 502: electrode layer, 503: electrode Layer, 504: conductor, 507: silicon dioxide, 508: film resist, 509: silicon dioxide, 510: film resist, 514: opening, 515: voltage applying means, 521: upper electrode, 522: middle electrode, 523: lower Electrode, 524: upper shield electrode, 525: lower shield electrode, 526: insulator, 527: groove, 528: opening, 529: bonding layer, 531: opening, 601: substrate, 603: electrode layer, 604: device layer, 605: support layer, 606: BOX layer, 607: silicon dioxide, 608: resist, 628: bonding bump 631: through-hole.

Claims (10)

複数の開口をそれぞれ有する上電極、中電極および下電極を順に配置してなる荷電粒子線レンズアレイにおいて、
前記上電極と前記中電極の間及び前記中電極と前記下電極の間の少なくとも一方に配置された絶縁体を有し、
前記絶縁体の表面が凹凸形状または波型形状をしていることを特徴とする荷電粒子線レンズアレイ。 In a charged particle beam lens array in which an upper electrode, a middle electrode, and a lower electrode each having a plurality of openings are sequentially arranged,
An insulator disposed between at least one of the upper electrode and the middle electrode and between the middle electrode and the lower electrode;
The charged particle beam lens array, wherein the surface of the insulator has an uneven shape or a wave shape. 前記中電極が、前記開口の列ごとに電気的に独立であることを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子線レンズアレイ。   The charged particle beam lens array according to claim 1, wherein the middle electrode is electrically independent for each row of the openings. 前記凹凸形状または前記波型形状のアスペクト比が２以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の荷電粒子線レンズアレイ。   The charged particle beam lens array according to claim 1, wherein an aspect ratio of the uneven shape or the wave shape is 2 or more. 前記上電極および前記下電極の少なくともいずれかの電極が前記開口の列ごとにシールド電極を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の荷電粒子線レンズアレイ。   The charged particle beam lens array according to claim 1, wherein at least one of the upper electrode and the lower electrode has a shield electrode for each row of the openings. 前記シールド電極が円筒形状をしていることを特徴とする請求項４に記載の荷電粒子線レンズアレイ。   The charged particle beam lens array according to claim 4, wherein the shield electrode has a cylindrical shape. 前記シールド電極が前記上電極および前記下電極の少なくともいずれかの電極と電気的に導通していることを特徴とする請求項４または５に記載の荷電粒子線レンズアレイ。   6. The charged particle beam lens array according to claim 4, wherein the shield electrode is electrically connected to at least one of the upper electrode and the lower electrode. 前記上電極及び前記下電極の少なくともいずれかの電極が、ＳＯＩ基板からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の荷電粒子線レンズアレイ。   The charged particle beam lens array according to claim 1, wherein at least one of the upper electrode and the lower electrode is made of an SOI substrate. 荷電粒子線を放射する荷電粒子源と、
前記荷電粒子源の中間像を複数形成する請求項１〜７のいずれかに記載の荷電粒子線レンズアレイを含む補正電子光学系と、
前記複数の中間像を露光対象に縮小投影する投影電子光学系と、
前記露光対象に投影される前記複数の中間像が前記露光対象上で移動するように偏向する偏向器とを有することを特徴とする荷電粒子線露光装置。 A charged particle source emitting a charged particle beam;
A correction electron optical system including the charged particle beam lens array according to any one of claims 1 to 7, wherein a plurality of intermediate images of the charged particle source are formed.
A projection electron optical system for reducing and projecting the plurality of intermediate images onto an exposure target;
A charged particle beam exposure apparatus comprising: a deflector configured to deflect the plurality of intermediate images projected onto the exposure target so as to move on the exposure target. 複数の開口をそれぞれ有する上電極、中電極および下電極を順に配置してなる荷電粒子線レンズアレイの作成方法において、
前記上電極と前記中電極の間及び前記中電極と前記下電極の間の少なくとも一方に配置された絶縁体の表面が凹凸形状または波型形状をしており、
前記上電極と前記中電極と前記下電極とをそれぞれ形成する工程と、
前記上電極と前記中電極と前記下電極とを接合して一体とする工程とを有することを特徴とする荷電粒子線レンズアレイの作製方法。 In a method of creating a charged particle beam lens array in which an upper electrode, a middle electrode, and a lower electrode each having a plurality of openings are sequentially arranged,
The surface of the insulator disposed between at least one of the upper electrode and the middle electrode and between the middle electrode and the lower electrode has a concavo-convex shape or a corrugated shape,
Forming the upper electrode, the middle electrode, and the lower electrode, respectively;
A method of manufacturing a charged particle beam lens array, comprising the step of joining the upper electrode, the middle electrode, and the lower electrode together. 請求項８に記載の露光装置を用いて、露光対象に露光を行う工程と、露光された前記露光対象を現像する工程と、を具備することを特徴とするデバイス製造方法。
A device manufacturing method comprising: a step of exposing an exposure target using the exposure apparatus according to claim 8; and a step of developing the exposed exposure target.
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