JP4809966B2

JP4809966B2 - 荷電粒子ビーム露光装置、静電偏向器およびその製造方法

Info

Publication number: JP4809966B2
Application number: JP2000034217A
Authority: JP
Inventors: 佳彦今中
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2000-02-10
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2020-02-10
Also published as: JP2001223154A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に半導体装置の製造に関し、特に荷電粒子ビーム露光装置で使われる静電偏向器およびその製造方法に関する。
【０００２】
荷電粒子ビームリソグラフィは集積密度の大きな先端的な半導体集積回路を製造する上で必須の技術である。荷電粒子ビームリソグラフィを使うことにより、０．０５μｍ以下の幅を有するパターンを０．０２μｍ以下のアラインメント誤差で露光することが可能である。例えば米国特許５，２７８，４１９号公報参照。このため、荷電粒子ビームリソグラフィは１Ｇｂｉｔを超える非常に大きな記憶容量を有する半導体記憶装置、あるいは非常に強力な演算機能を備えた高速マイクロプロセッサを始めとする将来の半導体装置の製造において中心的な役割を果たすと考えられている。
【０００３】
【従来の技術】
図１は、かかる荷電粒子ビームリソグラフィにおいて使われる荷電粒子ビーム露光装置１０の概略的構成を示す。
【０００４】
図１を参照するに、前記荷電粒子ビーム露光装置１０は鏡筒１０Ａ内にＬａＢ６等よりなる電子銃等のビーム源１１を備え、前記電子銃１１から所定の光軸に沿って発射され、可動ステージ１２上に保持された基板１３に到達する電子等の荷電粒子ビームの光路内には、電磁レンズ１４Ａ〜１４Ｆが、上流側から下流側に向かって順次配設されている。
【０００５】
前記荷電粒子ビーム露光装置１０では、前記ビーム源１１から出射した荷電粒子ビームは典型的には矩形形状のアパーチャを形成されたビーム整形板１５を通過することにより最初に矩形形状に整形され、前記電磁レンズ１４Ａおよび１４Ｂにより、多数の微細なビーム整形アパーチャが形成されたブロックマスク１６上に、平行ビームの形で集束される。前記ブロックマスク１６の近傍には電磁偏向器１６Ａおよび静電偏向器１６Ｂが配設されており、これらを駆動することにより、前記矩形荷電粒子ビームは前記所定の光軸から偏向され、前記ブロックマスク１６中の選択されたアパーチャを通過することにより、所望の選択された形状に整形される。
【０００６】
前記選択された形状に整形された荷電粒子ビームは、さらに前記電磁レンズ１４Ｃにより前記所定の光軸上に戻され、縮小光学系を構成する前記電磁レンズ１４Ｄおよび１４Ｅにより縮小された後、前記電磁レンズ１４Ｆにより、前記ステージ１２上の基板１３上に集束される。すなわち前記電磁レンズ１４Ｆは対物レンズとして作用する。
【０００７】
前記鏡筒１０Ａ内には，前記電磁レンズ１４Ｆの近傍に、前記基板１３上に集束された荷電粒子ビームを偏向させ、前記基板１３の表面上を走査させる静電偏向器１７および電磁偏向器１８が設けられる。このうち、前記電磁偏向器１８はコイルを含み、発生する磁界により前記荷電粒子ビームを前記基板１３の表面上の数ミリメートル角程度の広範囲な領域において比較的低速で走査させるのに対し、前記静電偏向器１７は電極板よりなり、発生する電界により前記荷電粒子ビームを前記基板１３の表面上の１００μｍ角程度の限られた領域において非常に高速に走査させる。同様に前記電磁偏向器１６Ａは、発生する磁界により、前記荷電粒子ビームに前記ブロックマスク１６上の広範囲な領域を低速で走査させるのに対し、前記静電偏向器１６Ｂは、発生する電界により、前記ブロックマスク１６上の限られた領域を非常に高速に走査させる。
【０００８】
図１の荷電粒子ビーム露光装置１０では、さらに前記鏡筒１０Ａ中に別の静電偏向器１９が設けられ、これを駆動することにより、前記基板１３上における荷電粒子ビームが高速にオンオフされ、その結果前記ステージ１２上の基板１３は、所望の形状の荷電粒子ビームにより、高速で露光される。さらに、前記ステージ１２の下には、荷電粒子ビームの光軸合わせに使われるイマージョンレンズ１１Ｂが形成されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような荷電粒子ビーム露光装置では、前記基板１３の表面には一般にレジスト膜が形成されているため、荷電粒子ビーム露光に伴いレジスト膜の一部が飛散することが避けられず、その結果露光作業を繰り返しているうちに、前記静電偏向器１７を構成する偏向電極上に、飛散したレジスト膜に起因する有機膜が形成されることが避けられない。かかる有機膜は一般に絶縁膜であり、チャージアップを生じやすい。同様な問題は、他の静電偏向器１６Ｂあるいは１９においても生じる。
【００１０】
そこで、従来より、かかる荷電粒子ビーム露光装置では所定の運転時間が経過すると前記鏡筒１０Ａ内において酸素プラズマを発生させ、静電偏向器を構成する偏向電極上に堆積した有機絶縁膜を除去するようにしていた。
【００１１】
ところでかかる荷電粒子ビーム露光装置では、静電偏向器は電磁レンズや電磁偏向器が形成する磁界内において使われるため、前記静電偏向器の偏向電極を通常の、比抵抗の低い金属により形成した場合には、偏向電極中に渦電流が発生し、かかる渦電流が形成する磁界が、前記静電偏向器により偏向される荷電粒子ビームの位置を狂わせてしまう問題が発生する。このため、前記静電偏向器の偏向電極は、１０ ^−１Ω・ｃｍ程度の比抵抗を有するのが好ましく、一般にＡｌ _２Ｏ _３・ＴｉＣ等の導電性セラミック、あるいはかかるセラミックよりなる基体の上にＡｕやＰｔ等の薄い金属膜を被着させた材料により構成されている。
【００１２】
しかし、このような従来の材料を使った場合、例えば前記Ａｌ _２Ｏ _３・ＴｉＣを前記静電偏向器の偏向電極として使った場合、先に説明した酸素プラズマによるクリーニング処理を行うと偏向電極中に含まれるＴｉが酸化し、その結果前記偏向電極の比抵抗が変化してしまう。また、前記Ａｌ _２Ｏ _３．ＴｉＣ等のセラミックよりなる基体を金属膜で覆った構成の偏向電極では、前記金属膜がスパッタリングを受け、その結果やはり偏向電極の比抵抗が変化してしまう。
【００１３】
さらに、特開平９−２９３４７２号公報には、前記静電偏向器の偏向電極として炭素を使った例が開示されている。炭素を偏向電極として使うことにより、酸素プラズマ中におけるクリーニング処理を行っても金属膜の消耗の問題は解決される。しかし、かかる従来の構成では炭素電極自体が酸素プラズマ中での処理により消耗してしまう。
【００１４】
このような理由で、従来の荷電粒子ビーム露光装置では、使われている静電偏向器を頻繁に交換する必要があった。しかし、このような静電偏向器の交換は、面倒な電子光学系のアラインメント等の調整工程を伴うものであり、その結果かかる荷電粒子ビーム露光装置を使って行う半導体装置の製造工程においてスループットの実質的な低下を招いていた。
【００１５】
そこで、本発明は上記の課題を解決した、新規で有用な荷電粒子ビーム露光装置、静電偏向器およびその製造方法を提供することを概括的課題とする。
【００１６】
本発明のより具体的な課題は、比抵抗が適当で、しかも酸素プラズマ処理に対して安定な導電性材料よりなる静電偏向器、およびかかる静電偏向器の製造方法、さらにかかる静電偏向器を使った荷電粒子ビーム露光装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を、例えば荷電粒子ビーム露光装置の静電偏向器であって、前記静電偏向器を構成する偏向電極を、非磁性酸化物粒子と無機ガラスとの複合材料より構成したことを特徴とする静電偏向器、あるいはかかる静電偏向器を使った荷電粒子ビーム露光装置により、解決する。
【００１８】
かかる非磁性酸化物粒子および無機ガラスは、酸素プラズマ処理に対して安定であり、このため荷電粒子ビーム露光装置において、クリーニングのために鏡筒内に酸素プラズマを形成した場合にも、偏向電極の比抵抗が変化することはない。また例えば前記偏向電極の比抵抗の値は、前記非磁性酸化物粒子と前記無機ガラスとの混合比を適当に設定することにより、渦電流を効果的に抑制できる１×１０ ^−１Ω・ｃｍ程度の値に設定することができる。前記非磁性酸化物粒子としては、例えばＲｕＯ _２，ＲｅＯ _２，ＩｒＯ _２，ＳｒＶＯ _３，ＣａＶＯ _３，ＬａＴｉＯ _３，ＳｒＭｏＯ _３，ＣａＭｏＯ _３，ＳｒＣｒＯ _３，ＣａＣｒＯ _３，ＬａＶＯ _３，ＧｄＶＯ _３，ＳｒＭｎＯ _３，ＣａＭｎＯ _３，ＮｉＣｒＯ _３，ＢｉＣｒＯ _３，ＬａＣｒＯ _３，ＬｎＣｒＯ _３，ＳｒＲｕＯ _３，ＣａＲｕＯ _３，ＳｒＦｅＯ _３，ＢａＲｕＯ _３，ＬａＭｎＯ _３，ＬｎＭｎＯ _３，ＬａＦｅＯ _３，ＬｎＦｅＯ _３，ＬａＣｏＯ _３，ＬａＲｈＯ _３，ＬａＮｉＯ _３，ＰｂＲｕＯ _３，Ｂｉ _２Ｒｕ _２Ｏ _７，ＬａＴａＯ _３，ＳｒＲｕＯ _３，ＢｉＲｕＯ _３よりなる群より選択したものを使うことができる。
【００１９】
かかる静電偏向器は、例えば非磁性酸化物粒子と、無機ガラス粉末粒子とを混合して前駆体を形成し、これを焼成し、されに得られた焼成体を所望の偏向電極の形に加工することにより、あるいは非磁性酸化物粒子と無機ガラス粉末粒子とを混合して前駆体を形成し、得られた前記前駆体を所望の偏向電極の形に成形し、さらに前記成形した前駆体を焼成することにより製造することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
［第１実施例］
図２（Ａ），（Ｂ）は、図１の荷電粒子ビーム露光装置１０において、前記静電偏向器１７の代わりに使われる、本発明の一実施例による静電偏向器２０の構成を示すそれぞれ斜視図および断面図である。ただし、図２（Ｂ）の断面図は図２（Ａ）中、線Ａ−Ｂに沿った断面図を示す。
【００２１】
図２（Ａ），（Ｂ）を参照するに、前記静電偏向器２０はＡｌ _２Ｏ _３等の絶縁物により形成された円筒形状の部材２１と、前記円筒部材２１の内壁面上に、分離溝２３を隔てて互いに平行に配設された複数の電極部材２２とよりなり、電子等の荷電粒子ビームは前記複数の電極部材２２により画成された実質的に円筒形状の通路中を、所定の光軸ＥＢに沿って通過する。その際、前記複数の電極部材２２のうちの選択された部分に駆動電圧を印加することにより、前記荷電粒子ビームは前記光軸ＥＢから偏向される。
【００２２】
図２（Ｂ）の断面図よりわかるように、各々の電極部材２２は前記円筒部材２１の内壁面上に、相互に電気的および空間的に分離された状態で、なおかつ前記円筒部材２１の内壁面を前記光軸ＥＢから見た場合に連続的に覆うように、相互にインターロックするような形状に形成されている。このため、前記絶縁性円筒部材２１の内壁面が露出し、荷電粒子ビームによりチャージアップする問題が回避される。前記電極部材２２は、前記円筒部材２１の内壁面２１Ａ上に、接着剤により固定される。
【００２３】
図３は、図２（Ａ），（Ｂ）の電極部材２２の一つを、前記静電偏向器２０から取り出した状態で示す。
【００２４】
図３を参照するに、前記電極部材２２は比較的複雑な形状をしているが、図４に示す粒径が１μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以下のＲｕＯ _２等の非磁性導電性酸化物よりなる微粒子を、ほうケイ酸塩ガラスあるいはアルミノ珪酸塩ガラス等の無機ガラスマトリクス中に分散したガラスセラミックを加工することにより、あるいは図３の形状に整形した前駆体を焼成することにより、製造することができる。その際、前記非磁性導電性酸化物微粒子のガラスセラミック中における割合を調整することにより、渦電流の発生を効率的に阻止できる１×１０ ^−１Ω・ｃｍ程度の比抵抗を実現することができる。
【００２５】
このようにして形成された電極部材２２は酸化物と無機ガラスの複合材料よりなるため、図１の荷電粒子露光装置において前記静電偏向器２０として使った場合、酸素プラズマ中において繰り返しクリーニングを行っても電気特性が劣化することはない。
【００２６】
図５は、Ｒｕ−Ｏ系の相平衡図を示す。ただし図５中には、ＲｕＯ _２→Ｒｕ＋Ｏ _２の還元反応の相境界が示されている。
【００２７】
図５を参照するに、Ｒｕ−Ｏ系の相平衡図は現時点で完全には確定していないが、低温においては酸素分圧ＰＯ _２が低くても、金属相のＲｕよりもＲｕＯ _２が安定である傾向は疑う余地なく確認される。特に、前記荷電粒子露光装置中においてプラズマクリーニング処理に使われる１０ ^−３〜１０ ^−２Ｔｏｒｒ、すなわち０．１〜１Ｐａ程度の圧力範囲では、９００から１０００℃程度の温度まではＲｕＯ _２が安定であり、実際にかかるプラズマクリーニング処理で使われる温度はこれよりもはるかに低いことを考えると、かかるＲｕＯ _２を非磁性導電性粒子として含むガラスセラミックよりなる電極部材２２は、かかるプラズマクリーニング処理を繰り返しても劣化しないことが理解される。
【００２８】
前記Ｒｕ−Ｏ系においては、さらにＲｕＯ _２＋１／２Ｏ _２→ＲｕＯ _３の酸化反応が考えられるが、ＲｕＯ _３は室温以上の温度で気体であり、上記酸化反応のギブス自由エネルギは少なくとも室温以上の温度では正となることが確認されている。したがって、ＲｕＯ _２が酸化プラズマ雰囲気中でさらに酸化され、気体状のＲｕＯ _３となって除去される可能性は考えられない。
【００２９】
図６は、図３の電極部材２２を形成する工程を示す。
【００３０】
図６を参照するに、Ｓ１の工程において図４に示すような、典型的にはＲｕＯ _２よりなる非磁性導電性酸化物微粒子とほうケイ酸塩ガラスあるいはアルミノケイ酸塩ガラス等の無機ガラス粉末とを、バインダ樹脂とともに混合し、これをＳ２の工程において、所定の形状、例えば板状の形状に成型する。
【００３１】
さらに、Ｓ３の工程において前記板状成型体を約１０００°Ｃの温度で数時間熱処理し、無機ガラスマトリクス中に非磁性導電性酸化物微粒子が分散した組織を有する板状のガラスセラミック体を形成する。
【００３２】
さらに、Ｓ４の工程において、このようにして得られたガラスセラミック体を機械加工することにより、図３の電極部材を得ることができる。
［実験例１］
平均粒径が１μｍのＲｕＯ _２粉末を、平均粒径が３μｍのほうケイ酸塩ガラス粉末（コーニング社の製品名＃７７４０）に対して体積比で２０％の割合で混合し、これにアセトンおよびＰＶＢ（ポリビニルブチラール）樹脂を体積比で２％の割合で添加し、ボールミル中において２０時間混合した。
【００３３】
次に前記ミリング工程により得られたスラリを乾燥し溶剤を除去した後らいかい機において粉砕し、混合ガラス粉末原料を形成した。
【００３４】
さらにこのようにして得られた混合ガラス粉末原料を金型中に装填し、５ＭＰａの圧力で板状に加圧成型した後、得られた板状の成型体を１０００°Ｃで約２時間、大気中にて焼成した後、得られたガラスセラミック体を機械加工して図２の電極部材２２を形成した。
【００３５】
かかる電極部材２２は、荷電粒子ビーム露光装置中で使われる静電偏向器として適当な、１×１０^−２〜１×１０^２Ω・ｃｍの比抵抗を有する。また、前記電極部材はすべて酸化物あるいは酸化物ガラスであるため、先に図５で説明したように、酸素プラズマ中でのクリーニング処理に対して安定である。
［実験例２］
平均粒径が０．５μｍのＲｕＯ _２粉末と、平均粒径が１μｍのＢｉＲｕＯ _３組成のガラス粉末とを、平均粒径が３μｍのほうケイ酸塩ガラスに対して体積比でそれぞれ１０％および７０％の割合で混合し、これにアセトンおよびＰＶＢ（ポリビニルブチラール）樹脂を体積比で２％の割合で添加し、ボールミル中において２０時間混合した。
【００３６】
次に前記ミリング工程により得られたスラリを乾燥し溶剤を除去した後らいかい機において粉砕し、混合ガラス粉末原料を形成した。
【００３７】
さらにこのようにして得られた混合ガラス粉末原料を金型中に装填し、５ＭＰａの圧力で板状に加圧成型した後、得られた板状の成型体を１０００°Ｃで約２時間、大気中にて焼成した後、さらに１０％のＯ２を含むＡｒ雰囲気中において、約２００ＧＰａ、あるいは約２０００気圧の圧力下において、９５０°Ｃで５時間程度焼成した。さらに、得られたガラスセラミック体を機械加工して図２の電極部材２２を形成した。
【００３８】
かかる電極部材２２は、荷電粒子ビーム露光装置中で使われる静電偏向器として適当な、約１×１０^-1〜１×１０^-2Ω・ｃｍの比抵抗を有する。また、前記電極部材はすべて酸化物あるいは酸化物ガラスであるため、先に図５で説明したように、酸素プラズマ中でのクリーニング処理に対して安定である。
［実験例３］
平均粒径が１μｍのＬａＴａＯ _３粉末と、平均粒径が２μｍで約８００℃の軟化点を有するほう珪酸塩ガラス粉末と、平均粒径が３μｍで約１１００℃の軟化点を有するアルミノ珪酸塩ガラス粉末とを、体積比でそれぞれ６０％，３０％および１０％の割合で混合し、これにアセトンおよびＰＶＢ（ポリビニルブチラール）樹脂を体積比で２％の割合で添加し、ボールミル中において２０時間混合した。
【００３９】
次に前記ミリング工程により得られたスラリを乾燥し溶剤を除去した後粉砕し、混合ガラス粉末原料を形成した。
【００４０】
さらにこのようにして得られた混合ガラス粉末原料を金型中に装填し、５ＭＰａの圧力で板状に加圧成型した後、得られた板状の成型体を１０００°Ｃで約５時間、大気中にて焼成した後、得られたガラスセラミック体を機械加工して図２の電極部材２２を形成した。
【００４１】
かかる電極部材２２は、荷電粒子ビーム露光装置中で使われる静電偏向器として適当な、１×１０^-1〜１×１０^-2Ω・ｃｍの範囲の比抵抗を有する。また、前記電極部材はすべて酸化物あるいは酸化物ガラスであるため、先に図５で説明したように、酸素プラズマ中でのクリーニング処理に対して安定である。
［実験例４］
平均粒径が１μｍのＲｕＯ _２粉末と、平均粒径が２μｍのＲｕＯ粉末と、平均粒径が２μｍで約８００°Ｃの軟化点を有するほう珪酸塩ガラス粉末と、平均粒径が３μｍで約１１００℃の軟化点を有するアルミノ珪酸塩ガラス粉末とを、体積比でそれぞれ１５％，５％および４０％および４０％の割合で混合し、これにアセトンおよびＰＶＢ（ポリビニルブチラール）樹脂を体積比で２％の割合で添加し、ボールミル中において２０時間混合した。
【００４２】
次に前記ミリング工程により得られたスラリを乾燥し溶剤を除去した後らいかい機において粉砕し、混合ガラス粉末原料を形成した。
【００４３】
さらにこのようにして得られた混合ガラス粉末原料を金型中に装填し、５ＭＰａの圧力で板状に加圧成型した後、得られた板状の成型体を１０００°Ｃで約５時間、大気中にて焼成した後、得られたガラスセラミック体を機械加工して図２の電極部材２２を形成した。
【００４４】
以下の表１は、前記実験例４による電極部材２２を、図１の荷電粒子ビーム露光装置１０において前記静電偏向器２０として使った場合の、前記基板１３上で観測した電子ビームの応答特性を、前記電極部材２２として従来のＡｌ _２Ｏ _３・ＴｉＣセラミックを使った場合（従来電極材料１）、および前記電極部材２２として従来のＡｌ _２Ｏ _３・ＴｉＣセラミックを１μｍのＰｔ膜で覆った材料を使った場合（従来電極材料２）と比較して示す。
【００４５】
【表１】

表１を参照するに、従来電極材料１を使った場合には、比抵抗が大きすぎて、電子ビームが前記基板１３上において１００μｍ変位するのに１０００μ秒もかかってしまうが、前記従来電極材料２を使った場合はこれが９０秒まで短縮される。これに対し、前記実験例４による電極部材２２を使った場合、電子ビームの１００μｍの変位に要する時間は５０μ秒まで減少する。すなわち、本発明による電極材料を使った電極部材を図１の荷電粒子ビーム露光装置１０において前記静電偏向器１７を代替する静電偏向器２０として使うことにより、前記電極部材の比抵抗が最適化され、前記電子ビーム露光装置１０の描画速度を向上させることができる。
【００４６】
さらに、表１は、かかる静電偏向器を有する荷電粒子ビーム露光装置において、酸素プラズマによるクリーニング処理を２分間および１８０分間行った後における応答時間を、前記電極部材２２として前記従来電極材料１、従来電極材料２および実験例４による電極材料を使った場合について示す。
【００４７】
表１よりわかるように、従来の電極材料を使った場合、電子ビームの応答速度がプラズマ処理とともに変化するのに対し、本発明による電極材料を使った場合には、かかる変化は全く見られない。
【００４８】
図７は、前記実験例１による電極材料について、無機ガラスマトリクス中に含まれるＲｕＯ _２微粒子の含有量と比抵抗との関係を示す。
【００４９】
図７を参照するに、前記電極材料の比抵抗は含まれるＲｕＯ _２微粒子の割合が増大するとともに減少し、ＲｕＯ _２微粒子の割合を体積で１５％以上、４０％以下にすれば、比抵抗の値を、前記静電偏向器２０の偏向電極として好ましい１×１０²Ω・ｃｍ以下、１×１０^-2以上の範囲に設定することができるのがわかる。
【００５０】
なお前記非磁性酸化物粒子はＲｕＯ_２に限定されるものではなく、ＲｅＯ _２，ＩｒＯ _２，ＳｒＶＯ _３，ＣａＶＯ _３，ＬａＴｉＯ _３，ＳｒＭｏＯ _３，ＣａＭｏＯ _３，ＳｒＣｒＯ _３，ＣａＣｒＯ _３，ＬａＶＯ _３，ＧｄＶＯ _３，ＳｒＭｎＯ _３，ＣａＭｎＯ _３，ＮｉＣｒＯ _３，ＢｉＣｒＯ _３，ＬａＣｒＯ _３，ＬｎＣｒＯ _３，ＳｒＲｕＯ _３，ＣａＲｕＯ _３，ＳｒＦｅＯ _３，ＢａＲｕＯ _３，ＬａＭｎＯ _３，ＬｎＭｎＯ _３，ＬａＦｅＯ _３，ＬｎＦｅＯ _３，ＬａＣｏＯ _３，ＬａＲｈＯ _３，ＬａＮｉＯ _３，ＰｂＲｕＯ _３，Ｂｉ _２Ｒｕ _２Ｏ _７，ＬａＴａＯ _３，ＳｒＲｕＯ _３，ＢｉＲｕＯ _３等の非磁性導電性酸化物より選択することができる。
【００５１】
さらに、前記電極部材２２は、上記の非磁性導電性酸化物を分散させた結晶化ガラスであってもよい。
【００５２】
また、前記非磁性導電性酸化物は、それ自体で１×１０ ^−４〜１×１０ ^４Ω・ｃｍ程度の比抵抗を有するのが好ましい。
［第２実施例］
先に説明した図６の工程では、前記Ｓ２の工程で得られる成型体は、板状あるいは円柱状の簡単な形状のものに限られており、このためＳ３の焼成工程で得られる焼成体も、同様に簡単な形状のものに限定されていた。このため、図６の工程では、Ｓ４の工程において、得られた焼成体を機械加工して図３に示す電極部材を形成する必要があった。
【００５３】
これに対し、本発明の第２実施例による図８の工程では、Ｓ１１の工程において前記Ｓ１の工程と同様にＲｕＯ _２等の非磁性導電性酸化物を無機ガラス粉末と混合するが、次のＳ１２の工程において、前記Ｓ１１の工程で得られたガラス粉末混合物を適当なバインダとともに射出成型機に供給し、図３の形の前駆体を形成する。
【００５４】
さらにかかる前駆体からバインダを熱処理により除去した後、Ｓ１３の工程において焼成を行い、先に図３で説明した形状の電極部材を得る。
【００５５】
かかる射出成型を行う場合でも、Ｓ１４の工程において機械加工が不可欠であるが、Ｓ１４における機械加工は簡単であり、その結果電極部材２２の製造効率を大きく増大させることができる。
［第３実施例］
図９は、本発明の第３実施例による荷電粒子ビーム露光装置３０の構成を、図１０は図９の荷電粒子ビーム露光装置３０で使われるステージ３１の概略的構成を示す。ただし図９中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００５６】
図９を参照するに、本実施例の荷電粒子ビーム露光装置３０では、前記静電偏向器２０のみならず、全ての静電偏向器、すなわち静電偏向器１６Ｂおよび静電偏向器１９に対応する静電偏向器３６Ｂおよび３９の偏向電極を、先の非磁性導電性酸化物と無機ガラスとの複合材料により形成している。また、図１０に示すように、基板１２を担持するステージ３１を、金属製の基体３１Ａ上に、前記非磁性導電性酸化物と無機ガラスとの複合材料の被膜３１Ｂを形成した構成とする。かかる構成により、従来のステージ１３中に生じていた渦電流による、電子ビームのドリフトが抑制され、高速で高精度の露光が可能になる。
【００５７】
図１０の構成における前記被膜３１Ｂは、前記複合材料の粉末を、プラズマ溶射により、前記基体３１Ａ上に堆積することで、容易に形成することができる。
［第４実施例］
図１１は、本発明の第４実施例による荷電粒子ビーム露光装置４０の構成を示す。ただし図１１中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００５８】
図１１を参照するに、前記荷電粒子ビーム露光装置４０は図９の荷電粒子ビーム露光装置３０と同様な構成を有するが、前記鏡筒１０Ａおよびこれに連続する試料室の内壁に、先の非磁性導電性酸化物粉末と無機ガラスとよりなる複合材料のライナ１０Ｂが形成されている。
【００５９】
かかるライナ１０Ｂを形成することにより、電磁偏向器１６Ａ，電磁レンズ１４Ａ〜１４Ｆ、あるいは電磁偏向器１８が形成する磁界に伴い前記鏡筒１０Ａを流れる渦電流を抑制することができる。これに伴い、かかる渦電流による二次的な磁界も抑制され、電子ビーム露光の精度を向上させることができる。
【００６０】
かかるライナ１０Ｂは、前記鏡筒１０Ａの内壁面上にプラズマ溶射を行うことにより、容易に形成することが可能である。
【００６１】
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。
【００６２】
本発明を要約すると、以下のようになる。
【００６３】
（１）真空室と、
前記真空室中に配設された荷電粒子ビーム源と、
前記真空室中に配設され、被露光基板を担持するように適合されたステージと、
前記真空室中、前記荷電粒子ビーム源と前記ステージとの間に配設された電磁レンズと、
前記真空室中、前記荷電粒子ビーム源と前記ステージとの間に配設された静電偏向器とを備えた荷電粒子ビーム露光装置において、
前記静電偏向器は、非磁性酸化物粒子と無機ガラスとの複合材料より構成される偏向電極を含むことを特徴とする荷電粒子ビーム露光装置。
【００６４】
（２）さらに前記ステージが、非磁性酸化物粒子と無機ガラスとの複合材料より構成されることを特徴とする（１）記載の荷電粒子ビーム露光装置。
【００６５】
（３）さらに、前記真空室の内壁が、非磁性酸化物粒子と無機ガラスとの複合材料よりなるライナにより覆われていることを特徴とする（１）または（２）記載の荷電粒子ビーム露光装置。
【００６６】
（４）前記非磁性酸化物粒子は、ＲｕＯ _２，ＲｅＯ _２，ＩｒＯ _２，ＳｒＶＯ _３，ＣａＶＯ _３，ＬａＴｉＯ _３，ＳｒＭｏＯ _３，ＣａＭｏＯ _３，ＳｒＣｒＯ _３，ＣａＣｒＯ _３，ＬａＶＯ _３，ＧｄＶＯ _３，ＳｒＭｎＯ _３，ＣａＭｎＯ _３，ＮｉＣｒＯ _３，ＢｉＣｒＯ _３，ＬａＣｒＯ _３，ＬｎＣｒＯ _３，ＳｒＲｕＯ _３，ＣａＲｕＯ _３，ＳｒＦｅＯ _３，ＢａＲｕＯ _３，ＬａＭｎＯ _３，ＬｎＭｎＯ _３，ＬａＦｅＯ _３，ＬｎＦｅＯ _３，ＬａＣｏＯ _３，ＬａＲｈＯ _３，ＬａＮｉＯ _３，ＰｂＲｕＯ _３，Ｂｉ _２Ｒｕ _２Ｏ _７，ＬａＴａＯ _３，ＳｒＲｕＯ _３，ＢｉＲｕＯ _３よりなる群より選択されることを特徴とする（１）〜（３）のうち、いずれか一項記載の荷電粒子ビーム露光装置。
【００６７】
（５）前記非磁性酸化物粒子は、１×１０ ^−４〜１×１０ ^４Ω・ｃｍの範囲の固有比抵抗を有することを特徴とする（１）〜（４）のうち、いずれか一項記載の荷電粒子ビーム露光装置。
【００６８】
（６）前記非磁性酸化物粒子は、前記無機ガラスに対して、前記偏向電極の比抵抗が約１０^-2〜１０²Ω・ｃｍの範囲に入るような割合で混合されていることを特徴とする（１）〜（５）のうち、いずれか一項記載の荷電粒子ビーム露光装置。
【００６９】
（７）荷電粒子ビーム露光装置の静電偏向器であって、
前記静電偏向器は偏向電極を含み、
前記偏向電極は、非磁性酸化物粒子と無機ガラスとの複合材料より構成されることを特徴とする静電偏向器。
【００７０】
（８）前記非磁性酸化物粒子は、ＲｕＯ _２，ＲｅＯ _２，ＩｒＯ _２，ＳｒＶＯ _３，ＣａＶＯ _３，ＬａＴｉＯ _３，ＳｒＭｏＯ _３，ＣａＭｏＯ _３，ＳｒＣｒＯ _３，ＣａＣｒＯ _３，ＬａＶＯ _３，ＧｄＶＯ _３，ＳｒＭｎＯ _３，ＣａＭｎＯ _３，ＮｉＣｒＯ _３，ＢｉＣｒＯ _３，ＬａＣｒＯ _３，ＬｎＣｒＯ _３，ＳｒＲｕＯ _３，ＣａＲｕＯ _３，ＳｒＦｅＯ _３，ＢａＲｕＯ _３，ＬａＭｎＯ _３，ＬｎＭｎＯ _３，ＬａＦｅＯ _３，ＬｎＦｅＯ _３，ＬａＣｏＯ _３，ＬａＲｈＯ _３，ＬａＮｉＯ _３，ＰｂＲｕＯ _３，Ｂｉ _２Ｒｕ _２Ｏ _７，ＬａＴａＯ _３，ＳｒＲｕＯ _３，ＢｉＲｕＯ _３
よりなる群より選択されることを特徴とする（７）記載の静電偏向器。
【００７１】
（９）前記非磁性酸化物粒子は、平均粒径が約１０μｍ以下の粒子であり、前記無機ガラス中に分散されていることを特徴とする（７）または（８）記載の静電偏向器。
【００７２】
（１０）前記非磁性酸化物粒子は、１×１０ ^−４〜１×１０ ^４Ω・ｃｍの範囲の固有比抵抗を有することを特徴とする請求項（７）〜（９）のうち、いずれか一項記載の静電偏向器。
【００７３】
（１１）前記非磁性酸化物粒子は、前記無機ガラスに対して、前記偏向電極の比抵抗が約１０^-1〜１０^-2 Ω・ｃｍ程度になるような割合で混合されていることを特徴とする（７）〜（１０）のうち、いずれか一項記載の静電偏向器。
【００７４】
（１２）前記無機ガラスは、揮発性金属元素を実質的に含まない組成を有することを特徴とする（７）〜（１１）のうち、いずれか一項記載の静電偏向器。
【００７５】
（１３）荷電粒子ビーム露光装置で使われる静電偏向器の製造方法であって、
平均粒径が１０μｍ以下の非磁性酸化物粒子と、無機ガラス粉末粒子とを混合し、前駆体を形成する工程と、
前記前駆体を焼成し、焼成体を形成する工程と、
前記焼成体を前記静電偏向器の偏向電極の形に加工する工程とを含むことを特徴とする、静電偏向器の製造方法。
【００７６】
（１４）荷電粒子ビーム露光装置で使われる静電偏向器の製造方法であって、
平均粒径が１０μｍ以下の非磁性酸化物粒子と、無機ガラス粉末粒子とを混合し、前駆体を形成する工程と、
前記前駆体を、前記静電偏向器の偏向電極の形に整形する工程と、
前記整形した前駆体を焼成する工程とを含むことを特徴とする静電偏向器の製造方法。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、荷電粒子ビーム露光装置中で使われる静電偏向器の偏向電極を、非磁性導電性酸化物粒子を分散させた無機ガラスより構成することにより、比抵抗の値を最適化しつつ、同時にプラズマを使ったクリーニング処理に対する電極材料の高い安定性を実現することができる。また、かかる材料は、静電偏向器の偏向電極のみならず、ステージや鏡筒のライナ等、磁界内で使われる導電性部材に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来および本発明第１実施例による荷電粒子ビーム露光装置の構成を示す図である。
【図２】（Ａ），（Ｂ）は、図１の荷電粒子ビーム露光装置で使われる静電偏向器の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１実施例による偏向電極の構成を示す図である。
【図４】図３の偏向電極の形成に使われる、ＲｕＯ _２微粒子を示す図である。
【図５】Ｒｕ−Ｏ系の相平衡図を示す図である。
【図６】本発明の第１実施例による偏向電極の製造工程を示す図である。
【図７】無機ガラス中におけるＲｕＯ _２微粒子の含有量と比抵抗との関係を示す図である。
【図８】本発明の第２実施例による偏向電極の製造工程を示す図である。
【図９】本発明の第３実施例による荷電粒子ビーム露光装置の構成を示す図である。
【図１０】図９の荷電粒子ビーム露光装置中において使われるステージの構成を示す図である。
【図１１】本発明の第４実施例による荷電粒子ビーム露光装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０，３０，４０荷電粒子ビーム露光装置
１０Ａ鏡筒
１０Ｂライナ
１１電子ビーム源
１１Ｂイマージョンレンズ
１２ステージ
１３被露光基板
１４Ａ〜１４Ｆ電磁レンズ
１６ブロックマスク
１６Ａ，１８電磁偏向器
１６Ｂ，１７，１９，２０、３６Ｂ，３９静電偏向器
２１絶縁性円筒部材
２２偏向電極
２３分離溝

Claims

真空室と、
前記真空室中に配設された荷電粒子ビーム源と、
前記真空室中に配設され、被露光基板を担持するように適合されたステージと、
前記真空室中、前記荷電粒子ビーム源と前記ステージとの間に配設された電磁レンズと、
前記真空室中、前記荷電粒子ビーム源と前記ステージとの間に配設された静電偏向器とを備えた荷電粒子ビーム露光装置において、
前記静電偏向器は偏向電極を含み、
前記偏向電極は、非磁性酸化物粒子と無機ガラスとの複合材料のみからなり、
前記非磁性酸化物粒子は、酸化ルテニウム、酸化ランタン・タンタル、および、酸化ビスマス・ルテニウムからなる群より選択される少なくとも一種を含有することを特徴とする荷電粒子ビーム露光装置。
荷電粒子ビーム露光装置の静電偏向器であって、
前記静電偏向器は偏向電極を含み、
前記偏向電極は、非磁性酸化物粒子と無機ガラスとの複合材料のみからなり、
前記非磁性酸化物粒子は、酸化ルテニウム、酸化ランタン・タンタル、および、酸化ビスマス・ルテニウムからなる群より選択される少なくとも一種を含有することを特徴とする静電偏向器。
荷電粒子ビーム露光装置で使われる静電偏向器の製造方法であって、
平均粒径が１０μｍ以下の非磁性酸化物粒子と、無機ガラス粉末粒子とを混合し、前駆体を形成する工程と、
前記前駆体を焼成し、焼成体を形成する工程と、
前記焼成体を前記静電偏向器の偏向電極の形に加工する工程と
を含み、
前記偏向電極は、前記非磁性酸化物粒子と前記向きガラス粒子との複合材料のみからなり、
前記非磁性酸化物粒子は、酸化ルテニウム、酸化ランタン・タンタル、および、酸化ビスマス・ルテニウムからなる群より選択される少なくとも一種を含有することを特徴とする、静電偏向器の製造方法。
荷電粒子ビーム露光装置で使われる静電偏向器の製造方法であって、
平均粒径が１０μｍ以下の非磁性酸化物粒子と、無機ガラス粉末粒子とを混合し、前駆体を形成する工程と、
前記前駆体を、前記静電偏向器の偏向電極の形に整形する工程と、
前記整形した前駆体を焼成する工程と
を含み、
前記偏向電極は、前記非磁性酸化物粒子と前記無機ガラス粒子との複合材料のみからなり、
前記非磁性酸化物粒子は、酸化ルテニウム、酸化ランタン・タンタル、および、酸化ビスマス・ルテニウムからなる群より選択される少なくとも一種を含有することを特徴とする静電偏向器の製造方法。