偏向器アレイ、偏向器アレイの製造方法、描画装置、および物品の製造方法
【課題】偏向器の電極対の温度上昇を抑制し、かつ、スループットの向上に有利な偏向器アレイを提供する。
【解決手段】偏向器アレイ１３は、荷電粒子線３０を偏向する偏向器３１を複数備える。ここで、偏向器３１を構成する、荷電粒子線３０が通過する開口部３２に対して設置される電極対３３、および該電極対３３に電圧を印加する制御回路３４は、第１層４０および第２層４１の少なくとも２つの層からなる積層構造体に形成され、層の少なくとも１つ（第１層４０）は、電極対３３と制御回路３４との間に、断熱部４２を有する。
【解決手段】偏向器アレイ１３は、荷電粒子線３０を偏向する偏向器３１を複数備える。ここで、偏向器３１を構成する、荷電粒子線３０が通過する開口部３２に対して設置される電極対３３、および該電極対３３に電圧を印加する制御回路３４は、第１層４０および第２層４１の少なくとも２つの層からなる積層構造体に形成され、層の少なくとも１つ（第１層４０）は、電極対３３と制御回路３４との間に、断熱部４２を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏向器アレイ、偏向器アレイの製造方法、描画装置、および物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路などのデバイスの製造に用いられる描画装置は、素子の微細化、回路パターンの複雑化、またはパターンデータの大容量化が進み、描画精度の向上が要求されている。これを実現させる方法の１つとして、電子ビームなどの荷電粒子線を偏向させて、荷電粒子線の照射のＯＮ／ＯＦＦを制御することで所定の描画データを被処理基板の所定の位置に描画を行う描画装置が知られている。例えば、特許文献１は、複数の荷電粒子線で基板に描画を行う荷電ビーム描画装置を開示している。この描画装置は、電子銃のクロスオーバから発散した荷電粒子線を複数の荷電粒子線に分割、偏向、および結像させる光学系を有する。この光学系では、一般に荷電粒子線の照射のＯＮ／ＯＦＦを切り替える機構としてブランキング偏向器アレイを採用する。通常、ブランキング偏向器アレイは、複数の荷電粒子線を個別に偏向する電極対を１枚の基板に複数備える。
【０００３】
このような荷電粒子線描画装置では、さらにスループットを向上させるために、荷電粒子線の本数を増加させ、描画周波数を高くすることが考えられる。しかしながら、荷電粒子線の本数を増加させると、その総数に対応する数だけ制御回路が増加し、これらの制御回路が高速で駆動することで、消費電力が増大する。特に、ブランキング偏向器アレイに係る制御回路では、高周波数でブランキング駆動信号の応答特性を得るために、制御回路を、電極対との伝送距離を短く、かつ、高密度に実装する必要がある。これは、熱源である制御回路が、電極対の近傍にて高温で発熱することを意味する。そこで、例えば、特許文献２は、ブランキング偏向器アレイの冷却方法の一例として、電極対の電圧印加を制御するドライバの発熱量を熱伝導で熱回収する荷電粒子ビーム露光方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５３１１３号公報
【特許文献２】特開平９−１３４８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に示す露光方法では、制御回路が電極対の近傍に配置される構成自体には従来の機構と変化がないため、発熱が非常に高温である場合には、ブランキング偏向器アレイの温度が上昇する可能性がある。一般に、ブランキング偏向器アレイにおける各ブランキング電極対と複数の荷電粒子線との相対位置関係は、オーバーレイ精度などの描画性能に大きな影響を及ぼす。例えば、ブランキング偏向器アレイが温度上昇して熱変形が生じると、各電極対間の相対位置保証ができなくなる場合がある。
【０００６】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、例えば、偏向器の電極対の温度上昇を抑制し、かつ、スループットの向上に有利な偏向器アレイを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、荷電粒子線を偏向する偏向器を複数備える偏向器アレイであって、偏向器を構成する、荷電粒子線が通過する開口部に対して設置される電極対、および該電極対に電圧を印加する制御回路は、第１層および第２層の少なくとも２つの層からなる積層構造体に形成され、層の少なくとも１つは、電極対と制御回路との間に、断熱部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えば、偏向器の電極対の温度上昇を抑制し、かつ、スループットの向上に有利な偏向器アレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る荷電粒子線描画装置の構成を示す図である。
【図２】第１実施形態に係るブランキング偏向器アレイの構成を示す図である。
【図３】ブランキング偏向器アレイの製造工程の流れを示すフローチャートである。
【図４】第２実施形態に係るブランキング偏向器アレイの構成を示す図である。
【図５】偏向器チップの構成を示す図である。
【図６】ブランキング偏向器アレイの製造工程の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面等を参照して説明する。
【００１１】
（荷電粒子線描画装置）
まず、本発明のブランキング偏向器アレイを備える荷電粒子線描画装置（以下、単に「描画装置」と表記する）について説明する。この描画装置は、複数の電子ビーム（荷電粒子線）を偏向させ、ブランキング偏向器アレイにより電子ビームの照射のＯＮ／ＯＦＦを個別に制御することで、所定の描画データを被処理基板の所定の位置に描画するマルチビーム方式を採用するものとする。ここで、荷電粒子線は、本実施形態のような電子線に限定されず、イオン線などの他の荷電粒子線であってもよい。図１は、描画装置１の構成を示す図である。なお、本図を含む以下の各図では、被処理基板に対する電子ビームの照射方向にＺ軸を取り、該Ｚ軸に垂直な平面内に互いに直交するＸ軸およびＹ軸を取る。さらに、以下の各図では、図１と同一構成のものには同一の符号を付す。この描画装置１は、電子銃２と、該電子銃２のクロスオーバ３から発散した電子ビームを複数の電子ビームに分割、偏向、および結像させる光学系４と、被処理基板を保持する基板ステージ５と、描画装置１の各構成要素の動作などを制御する制御部６とを備える。なお、電子ビームは、大気圧雰囲気ではすぐに減衰し、また高電圧による放電を防止する意味もかねて、制御部６を除く上記構成要素は、不図示の真空排気系により内部圧力が適宜調整された空間内に設置される。例えば、電子銃２および光学系４は、高い真空度に保たれた不図示の電子光学鏡筒内に設置される。同様に、基板ステージ５は、電子光学鏡筒内よりも比較的低い真空度に保たれた不図示のチャンバー内に設置される。また、被処理基板７は、例えば、単結晶シリコンからなるウエハであり、表面上には感光性のレジストが塗布されている。
【００１２】
電子銃２は、熱や電界の印加により電子ビームを放出する荷電粒子線源であり、図中、クロスオーバ３から放出された電子ビームの軌道８を点線で示している。光学系４は、電子銃２側から順に、コリメーターレンズ１０、アパーチャアレイ１１、第１静電レンズアレイ１２、ブランキング偏向器アレイ１３、ブランキングアパーチャアレイ１４、偏向器アレイ１５、および第２静電レンズアレイ１６を備える。コリメーターレンズ１０は、電磁レンズで構成され、クロスオーバ３で発散した電子ビームを平行ビームとする光学素子である。アパーチャアレイ１１は、マトリクス状に配列した複数の円形状の開口を有し、コリメーターレンズ１０から入射した電子ビームを複数の電子ビームに分割する機構である。第１静電レンズアレイ１２は、円形状の開口を有する３枚の電極板（図中、３枚の電極板を一体で示している）から構成され、ブランキングアパーチャアレイ１４に対して電子ビームを結像させる光学素子である。ブランキング偏向器アレイ１３およびブランキングアパーチャアレイ（遮蔽機構）１４は、共にマトリクス状に配置され、各電子ビームの照射のＯＮ（非ブランキング状態）／ＯＦＦ（ブランキング状態）動作を実施する機構である。特にブランキングアパーチャアレイ１４は、第１静電レンズアレイ１２が最初に電子ビームのクロスオーバを形成する位置に配置される。偏向器アレイ１５は、基板ステージ５上に載置された被処理基板７の表面上の像をＸ方向に偏向する機構である。さらに、第２静電レンズアレイ１６は、ブランキングアパーチャアレイ１４を通過した電子ビームを被処理基板７に結像させる光学素子である。
【００１３】
基板ステージ５は、被処理基板７を、例えば静電吸着により保持しつつ、６軸方向に適宜移動（駆動）可能とする。この基板ステージ５の位置は、不図示のレーザー測長器などにより実時間で計測される。制御部６は、描画装置１の描画に関わる各構成要素の動作を制御する各種制御回路と、各制御部を統括する主制御部２０とを有する。各制御回路として、まず、第１レンズ制御回路２１は、コリメーターレンズ１０および第１静電レンズアレイ１２の動作を制御する。同様に、第２レンズ制御回路２２は、第２静電レンズアレイ１６の動作を制御する。描画パターン発生回路２３は、描画パターンを生成し、この描画パターンは、ビットマップ変換回路２４によりビットマップデータに変換される。ブランキング指令生成回路２５は、このビットマップデータに基づいてブランキング偏向器アレイ１３へ送信するブランキング信号を生成する。偏向アンプ部２６は、偏向信号発生回路２７により生成される偏向信号に基づいて、偏向器アレイ１５の動作を制御する。また、制御部６は、不図示であるが、主制御部２０からの指令であるステージ位置座標に基づいて基板ステージ５への指令目標値を算出し、駆動後の位置がこの目標値となるように基板ステージ５を駆動させるステージ制御回路を含む。このステージ制御回路は、パターン描画中は被処理基板７（基板ステージ５）をＹ方向に連続的にスキャンさせる。このとき、偏向器アレイ１５は、レーザー測長器などの基板ステージ５の測長結果を基準として、被処理基板７の表面上の像をＸ方向に偏向させる。そして、ブランキング偏向器アレイ１３は、被処理基板７上で目標線量が得られるように電子ビームの照射のＯＮ／ＯＦＦを実施する。
【００１４】
（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施形態に係るブランキング偏向器アレイ（偏向器アレイ）１３について説明する。図２は、本実施形態に係るブランキング偏向器アレイ１３の構成を示す概略図である。特に、図２（ａ）は、電子ビームの照射方向から見た平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に対応した断面図である。ブランキング偏向器アレイ１３は、複数の層で形成されており、複数の電子ビーム３０にそれぞれ対応したブランキング偏向器３１を複数備える。以下、本実施形態では、ブランキング偏向器３１は、ＸＹ平面内において、一例として４×４でマトリクス状に配列された計１６個、ブランキング偏向器アレイ１３に設置されるものとする。このブランキング偏向器３１は、それぞれ電子ビーム３０を通過可能とする開口部３２と、該開口部３２の両側、すなわちＸ方向にて対峙する位置に設置された電極対３３とを有する。また、ブランキング偏向器アレイ１３は、電極対３３を駆動するための２箇所の制御回路（ブランキング駆動回路）３４と、該ブランキング制御回路３４にそれぞれ第１配線部３５を介して接続される２箇所の通信処理部３６とを含む。ブランキング指令生成回路２５により生成されるブランキング信号は、信号ケーブル３７を介して各通信処理部３６へ信号伝送される。各制御回路３４は、各通信処理部３６から受信したブランキング信号に基づいてブランキング電極制御信号（駆動信号）を生成し、第２配線部３８を介して各電極対３３に電圧を印加する。ここで、電極対３３に電圧が印加されると、その電極対３３に挟まれた開口部３２には電場が形成され、この電場に侵入した電子ビーム３０は、クーロン力の作用により電場の方向に力を受けて偏向される。偏向された電子ビーム３０は、後段のブランキングアパーチャアレイ１４にて遮蔽されるので、被処理基板７の表面上には照射されない。
【００１５】
次に、ブランキング偏向器アレイ１３の断面構成について説明する。図２（ｂ）に示すように、ブランキング偏向器アレイ１３は、第１層であるシリコン層４０と、第２層である多層配線層４１とからなる積層構造体である。制御回路３４は、シリコン層４０の内部にて多層配線層４１の面に接するように形成される。また、多層配線層４１は、ＳｉＯ２などで構成された絶縁層であり、その厚みは、シリコン層４０の厚みよりも薄い。第１配線部３５および第２配線部３８は、それぞれ多層配線層４１の内部に形成される。第１配線部３５は、多層配線層４１の表面上に設置される通信処理部３６と、制御回路３４とを電気的に接続し、一方、第２配線部３８は、制御回路３４と各電極対３３とを電気的に接続する。ここで、パターン描画時には、複数の電子ビームにおける相対位置の要求精度が厳しいため、各電極対３３の熱変形を可能な限り抑制する必要がある。そこで、本実施形態では、この場合の熱源である制御回路３４から各電極対３３への伝熱を抑えるために、多層配線層４１よりも厚みのあるシリコン層４０に断熱部（断熱領域）４２を設置し、伝熱面積を小さくする。この断熱部４２は、図２（ｂ）に示すように、シリコン層４０内において、厚み方向で、かつ、電極対３３の形成領域と制御回路３４との間に貫設することが望ましい。さらに、ブランキング偏向器アレイ１３の下部（電子ビーム出射側）には、図２（ｂ）に示すように、制御回路３４から発生する熱を回収するための冷却部４３を設置することが望ましい。この冷却部４３は、各開口部３２の形成位置に対応した貫通部４４と、内部に形成された冷媒流路４５とを有する。冷媒流路４５は、冷却配管４６を通して冷却装置４７に接続され、冷却装置４７が冷媒を適宜供給回収することで、その冷媒と制御回路３４から発生する熱とが熱交換される。なお、本実施形態では、電極対３３は、多層配線層４１の表面上に形成されているが、開口部３２のＸ方向にて対峙する位置に設置されさえすれば、例えば、多層配線層４１の電子ビーム開口の側壁面に電極対が形成される構成もあり得る。
【００１６】
次に、ブランキング偏向器アレイ１３の作用について説明する。上記構成からなるブランキング偏向器アレイ１３が描画装置１に組み込まれると、断熱部４２内には、シリコン層４０の材質よりも著しく熱伝導率が低い媒体が存在することになる。すなわち、本実施形態では、ブランキング偏向器アレイ１３の周囲環境は、高真空に維持されているので、断熱部４２内は気体分子間の衝突がほとんど無い希薄流体（真空）となり、熱伝導率は、著しく小さいものとなる。この結果、制御回路３４で発生した熱量（消費電力）は、断熱部４２を回避し、主に電極対３３に対する熱抵抗に比べて著しく小さいシリコン層４０の厚み方向へ熱伝導される。この厚み方向に伝導された熱は、ブランキング偏向器アレイ１３の下部に設置された冷却部４３で熱回収される。このように、制御回路３４と、温度に敏感な各電極対３３との熱抵抗が大きくなるので、ブランキング偏向器アレイ１３では、制御回路３４から各電極対３３への熱が伝わりにくくなり、電極対３３の温度上昇を抑制することができる。また、この断熱作用により、制御回路３４を各電極対３３の近傍に配置することができ、かつ、各配線部３５、３８を多層配線層４１の内部に形成したことにより、結果的に断熱部４２を迂回して配線する必要がない。このように、制御回路３４をブランキング偏向器アレイ１３に組み込み、各電極対３３の近傍に配置することは、高速な信号伝送、すなわち応答性の面で有利であり、高速なＯＮ／ＯＦＦ信号に対応してスループットの向上にも有利となる。
【００１７】
なお、断熱部４２は、シリコン層４０を厚さ方向に貫通しているが、例えば、図２（ｃ）に示すように、断熱部４２の多層配線層４１に向かう部分のシリコン層を薄く（厚さｔ１）残した構成としてもよい（シリコン層４０ａ、断熱部４２ａ）。この厚さｔ１は、シリコン層４０ａの厚みｔ２に対する比率として、制御回路３４での熱量に基づいて制御回路３４と各電極対３３との間に必要な熱抵抗から設定する。また、本実施形態では、断熱部４２は、空間領域となっているが、上記のようにシリコンの熱伝導率よりも低い媒体であれば、例えば、断熱部４２の内部領域を充填剤で埋める構成もあり得る。
【００１８】
次に、ブランキング偏向器アレイ１３の製造方法について説明する。図３は、ブランキング偏向器アレイ１３の製造工程の流れを示すフローチャートである。なお、このブランキング偏向器アレイ１３は、通常の半導体デバイスとして各種半導体製造装置により製造される。まず、シリコン層４０となる母材基板に、制御回路３４が形成される（ステップＳ１００）。次に、シリコン層４０上に、各配線部３５、３８を含む多層配線層４１が形成される（ステップＳ１０１）。このとき、各配線部３５、３８は、リソグラフィー工程により形成される。次に、多層配線層４１上に、例えばメッキ法により複数の電極対３３が形成される（ステップＳ１０２）。次に、複数の電極対３３の形成位置を基準として、シリコン層４０および多層配線層４１に、例えばＤＲＩＥのようなエッチングにより電子ビーム３０が通過する複数の開口部３２が形成される（ステップＳ１０３）。そして、シリコン層４０に、例えば裏面から実施するエッチング工程により断熱部４２が形成され（ステップＳ１０４）、ブランキング偏向器アレイ１３の製造工程を終了する。ここで、高スループットの電子ビームに対応するために、ステップＳ１０１の多層配線層４１の形成工程では、各配線部３５、３８となる配線パターンを高密度に形成する必要があり、厳しい位置決め精度が要求される。これに対して、ステップＳ１０４の断熱部４２の形成工程における位置決め精度は、上記配線パターンの形成時に比べて大幅に緩いものでよい。したがって、図３の流れに示すように、位置決め精度の厳しい多層配線層４１の形成を行った後、位置決め精度の緩い断熱部４２の形成を行った方が、効率が良い。
【００１９】
以上のように、本実施形態によれば、例えば、ブランキング偏向器の電極対の温度上昇を抑制し、かつ、スループットの向上に有利なブランキング偏向器アレイを提供することができる。
【００２０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るブランキング偏向器アレイについて説明する。図４は、本実施形態に係るブランキング偏向器アレイ５０の構成を示す概略図である。特に、図４（ａ）は、電子ビームの照射方向から見た平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に対応した断面図である。なお、図４において、図１に示す第１実施形態のブランキング偏向器アレイ１３と同一構成のものには同一の符号を付し、説明は省略する。また、本実施形態においても、複数のブランキング偏向器５１は、ＸＹ平面内において４×４でマトリクス状に配列されるものとする。このブランキング偏向器アレイ５０の特徴は、全ブランキング偏向器５１のうちの数個のブランキング偏向器５１を含む複数のブランキング偏向器チップ（以下、単に「偏向器チップ」と表記する）５２から構成される点にある。
【００２１】
まず、ブランキング偏向器アレイ５０は、第１実施形態と同様に、シリコン層５３と多層配線層５４とから構成される配線基板５５を含む。ここで、本実施形態のシリコン層５３は、第１実施形態のシリコン層４０に形成される制御回路３４および断熱部４２に相当する部分を有しない。また、通信処理部３６は、第１実施形態と同様に多層配線層５４の表面上に設置され、多層配線層５４は、その内部に、通信処理部３６と、後述する偏向器チップ５２に設置された複数の制御回路５６とを電気的に接続する第３配線部５７を備える。また、ブランキング偏向器アレイ５０は、配線基板５５の表面上に、複数の偏向器チップ５２を含む。本実施形態では、ブランキング偏向器アレイ５０は、１６個のブランキング偏向器５１を含むので、１つの偏向器チップ５２は、それぞれ２つのブランキング偏向器５１を含むものとし、各ブランキング偏向器５１の配置位置は、第１実施形態と同様とする。すなわち、この場合の８つの偏向器チップ５２は、ＸＹ平面内において、４×２で配列されることとなる。なお、この配列数、および１つの偏向器チップ５２内のブランキング偏向器５１の設置数は、一例であり、限定するものではない。さらに、本実施形態のブランキング偏向器アレイ５０においても、その下部には、第１実施形態と同様の冷却部４３と、それに関連した構成とを設置することが望ましい。
【００２２】
図５（ａ）および図５（ｂ）は、本実施形態に係る偏向器チップ５２の構成を示す概略図である。特に、図５（ａ）は、電子ビームの照射方向から見た平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に対応した断面図である。偏向器チップ５２は、複数の層で形成されており、本実施形態では、第１層であるシリコン層５８と、第２層である多層配線層５９とからなる多層構造を有する。また、偏向器チップ５２は、複数（すなわち本実施形態では２つ）の電子ビーム３０にそれぞれ対応したブランキング偏向器５１を含む。このブランキング偏向器５１は、第１実施形態のブランキング偏向器３１と同様に、それぞれ開口部６０と電極対６１とを有し、各電極対６１は、多層配線層５９の表面上に形成される。制御回路５６は、第１実施形態の制御回路３４と同様に電極対６１を駆動するものであり、シリコン層５８の内部にて多層配線層５９の面に接するように形成される。また、多層配線層５９も、第１実施形態の多層配線層４１と同様にＳｉＯ２などで構成された絶縁層であり、その厚みは、シリコン層５８の厚みよりも薄い。本構成では、第１配線部６２は、シリコン層５８の内部に形成され、制御回路５６と、配線基板５５を形成する多層配線層５４の第３配線部５７の端子とを電気的に接続する。この端子と接続される電気接続部６３は、バンプ接合やハンダ接合、配線を介したコネクタ接続、ワイヤボンディング、またはコンタクト方式などのいずれかの手法を用いて配線基板５５に接続され、これにより、偏向器チップ５２は、配線基板５５上に固定される。一方、第２配線部６４は、多層配線層５９の内部に形成され、制御回路５６と各電極対６１とを電気的に接続する。なお、電極対６１は、本実施形態でも多層配線層５９の表面上に形成されているが、第１実施形態の電極対３３と同様に、開口部６０のＸ方向にて対峙する位置に設置されさえすれば、多層配線層５９の開口部６０の側壁面に電極対が形成される構成もあり得る。
【００２３】
また、偏向器チップ５２は、第１実施形態のブランキング偏向器アレイ１３と同様にシリコン層５８に断熱部６５を設置し、伝熱面積を小さくする。特に、図５（ａ）（図５（ｂ））に示す偏向器チップ５２では、断熱部６５は、シリコン層５８において、厚み方向に、かつ、電極対６１の形成領域と制御回路５６との間を遮断するように設置する。なお、シリコン層５８に形成する断熱部の形状は、断熱部６５の形状に限定するものではなく、例えば、以下のような形状もあり得る。図５（ｃ）および図５（ｄ）は、断熱部６５に換えた第２例としての断熱部６５ａを有する偏向器チップ５２の構成を示す概略図である。断熱部６５ａは、積層方向に凹とし、シリコン層５８ａを薄く（厚さｔ３）残した構成としている。この厚さｔ３は、シリコン層５８ａの厚みｔ４に対する比率として、制御回路５６での熱量に基づいて制御回路５６と各電極対６１との間に必要な熱抵抗から設定する。一方、図５（ｅ）および図５（ｆ）は、断熱部６５に換えた第３例としての断熱部６５ｂを有する偏向器チップ５２の構成を示す概略図である。断熱部６５ｂは、シリコン層５８ｂのＹ方向側面に幅ｗ１の梁を有するように、矩形面で貫設された構成としている。この幅ｗ１は、上記と同様に、シリコン層５８ｂの幅ｗ２に対する比率として、制御回路５６での熱量に基づいて制御回路５６と各電極対６１との間に必要な熱抵抗から設定する。なお、断熱部６５（６５ａ、６５ｂ）は、本実施形態でも空間領域としているが、第１実施形態の断熱部４２と同様に、シリコンの熱伝導率よりも低い媒体であれば、内部領域を充填剤で埋める構成もあり得る。
【００２４】
このブランキング偏向器アレイ５０の作用は、基本的に第１実施形態に係るブランキング偏向器アレイ１３の作用と同様である。ただし、上記のように、ブランキング偏向器アレイ５０は、制御回路５６や電極対６１を微細加工にて小さく形成した複数の偏向器チップ５２を備えた構成としている。したがって、偏向器チップ５２の製造段階にて性能検査を実施し、良品判断した偏向器チップのみを利用すれば、第１実施形態の効果に加え、ブランキング偏向器アレイとしての製造歩留まりを大幅に向上させることができる。
【００２５】
次に、ブランキング偏向器アレイ５０の製造方法について説明する。図６は、ブランキング偏向器アレイ５０の製造工程の流れを示すフローチャートである。なお、このブランキング偏向器アレイ５０も、第１実施形態のブランキング偏向器アレイ１３の製造方法と同様に、通常の半導体デバイスとして各種半導体製造装置により製造される。また、以下のステップＳ２００〜Ｓ２０８の工程は、偏向器チップ５２の製造工程であり、特にステップＳ２０６までの工程では、１つの母材基板に複数の偏向器チップ５２を形成するものとする。まず、シリコン層５８となる母材基板に、第１配線部６２が形成され、さらに、この第１配線部６２と連接して、制御回路５６が形成される（ステップＳ２００）。次に、シリコン層５８上に、例えばリソグラフィー工程により第２配線部６４を含む多層配線層５９が形成される（ステップＳ２０１）。次に、良品チップを選別するために、制御回路５６および各配線部６２、６４の電気特性検査を実施する（ステップＳ２０２）。次に、多層配線層５９上に、例えばメッキ法により複数の電極対６１が形成される（ステップＳ２０３）。次に、シリコン層５８の裏面に、第１配線部６２に連接するように電気接続部６３が形成される（ステップＳ２０４）。次に、複数の電極対６１の形成位置を基準として、シリコン層５８および多層配線層５９に、例えばＤＲＩＥのようなエッチングにより電子ビーム３０が通過する複数の開口部６０が形成される（ステップＳ２０５）。次に、シリコン層５８に、例えば裏面から実施するエッチング工程により断熱部６５が形成される（ステップＳ２０６）。次に、母材基板は、ダイシングにより切断され、複数の偏向器チップ５２に分割される（ステップＳ２０７）。次に、分割された複数の偏向器チップ５２に対してそれぞれ性能検査を実施し、欠陥のない偏向器チップ５２を選定する（ステップＳ２０８）。そして、ステップＳ２０８にて選定された偏向器チップ５２のみを、別に製造された配線基板５５における多層配線層５４の第３配線部５７の出力部に対して電気接続部６３を接続させることで、配線基板５５上に固定する。なお、本製造工程においても、位置決め精度の厳しい多層配線層５９の形成を行った後、位置決め精度の緩い断熱部６５の形成を行った方が望ましいことは、第１実施形態と同様である。
【００２６】
このように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、例えば、ブランキング偏向器アレイの歩留まりを向上させることができる。
【００２７】
（物品の製造方法）
本発明の実施形態に係る物品の製造方法は、例えば、半導体デバイスなどのマイクロデバイスや微細構造を有する素子などの物品を製造するのに好適である。該製造方法は、感光剤が塗布された基板の該感光剤に上記の描画装置を用いて潜像パターンを形成する工程（基板に描画を行う工程）と、該工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含み得る。さらに、該製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージングなど）を含み得る。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
【００２８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【００２９】
例えば、上記実施形態では、ブランキング偏向器アレイ（偏向器チップ）は、シリコン層と多層配線層との２層の積層構造としている。ただし、本発明は、少なくともこの基本構造を有していればよく、例えば、上記２層に加え、用途を問わずその他の層を含む構成もあり得る。
【符号の説明】
【００３０】
１３ 偏向器アレイ
３０ 電子ビーム
３１ 偏向器
３２ 開口部
３３ 電極対
３４ 制御回路
４０ シリコン層
４１ 多層配線層
４２ 断熱部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏向器アレイ、偏向器アレイの製造方法、描画装置、および物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路などのデバイスの製造に用いられる描画装置は、素子の微細化、回路パターンの複雑化、またはパターンデータの大容量化が進み、描画精度の向上が要求されている。これを実現させる方法の１つとして、電子ビームなどの荷電粒子線を偏向させて、荷電粒子線の照射のＯＮ／ＯＦＦを制御することで所定の描画データを被処理基板の所定の位置に描画を行う描画装置が知られている。例えば、特許文献１は、複数の荷電粒子線で基板に描画を行う荷電ビーム描画装置を開示している。この描画装置は、電子銃のクロスオーバから発散した荷電粒子線を複数の荷電粒子線に分割、偏向、および結像させる光学系を有する。この光学系では、一般に荷電粒子線の照射のＯＮ／ＯＦＦを切り替える機構としてブランキング偏向器アレイを採用する。通常、ブランキング偏向器アレイは、複数の荷電粒子線を個別に偏向する電極対を１枚の基板に複数備える。
【０００３】
このような荷電粒子線描画装置では、さらにスループットを向上させるために、荷電粒子線の本数を増加させ、描画周波数を高くすることが考えられる。しかしながら、荷電粒子線の本数を増加させると、その総数に対応する数だけ制御回路が増加し、これらの制御回路が高速で駆動することで、消費電力が増大する。特に、ブランキング偏向器アレイに係る制御回路では、高周波数でブランキング駆動信号の応答特性を得るために、制御回路を、電極対との伝送距離を短く、かつ、高密度に実装する必要がある。これは、熱源である制御回路が、電極対の近傍にて高温で発熱することを意味する。そこで、例えば、特許文献２は、ブランキング偏向器アレイの冷却方法の一例として、電極対の電圧印加を制御するドライバの発熱量を熱伝導で熱回収する荷電粒子ビーム露光方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５３１１３号公報
【特許文献２】特開平９−１３４８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に示す露光方法では、制御回路が電極対の近傍に配置される構成自体には従来の機構と変化がないため、発熱が非常に高温である場合には、ブランキング偏向器アレイの温度が上昇する可能性がある。一般に、ブランキング偏向器アレイにおける各ブランキング電極対と複数の荷電粒子線との相対位置関係は、オーバーレイ精度などの描画性能に大きな影響を及ぼす。例えば、ブランキング偏向器アレイが温度上昇して熱変形が生じると、各電極対間の相対位置保証ができなくなる場合がある。
【０００６】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、例えば、偏向器の電極対の温度上昇を抑制し、かつ、スループットの向上に有利な偏向器アレイを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、荷電粒子線を偏向する偏向器を複数備える偏向器アレイであって、偏向器を構成する、荷電粒子線が通過する開口部に対して設置される電極対、および該電極対に電圧を印加する制御回路は、第１層および第２層の少なくとも２つの層からなる積層構造体に形成され、層の少なくとも１つは、電極対と制御回路との間に、断熱部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えば、偏向器の電極対の温度上昇を抑制し、かつ、スループットの向上に有利な偏向器アレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る荷電粒子線描画装置の構成を示す図である。
【図２】第１実施形態に係るブランキング偏向器アレイの構成を示す図である。
【図３】ブランキング偏向器アレイの製造工程の流れを示すフローチャートである。
【図４】第２実施形態に係るブランキング偏向器アレイの構成を示す図である。
【図５】偏向器チップの構成を示す図である。
【図６】ブランキング偏向器アレイの製造工程の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面等を参照して説明する。
【００１１】
（荷電粒子線描画装置）
まず、本発明のブランキング偏向器アレイを備える荷電粒子線描画装置（以下、単に「描画装置」と表記する）について説明する。この描画装置は、複数の電子ビーム（荷電粒子線）を偏向させ、ブランキング偏向器アレイにより電子ビームの照射のＯＮ／ＯＦＦを個別に制御することで、所定の描画データを被処理基板の所定の位置に描画するマルチビーム方式を採用するものとする。ここで、荷電粒子線は、本実施形態のような電子線に限定されず、イオン線などの他の荷電粒子線であってもよい。図１は、描画装置１の構成を示す図である。なお、本図を含む以下の各図では、被処理基板に対する電子ビームの照射方向にＺ軸を取り、該Ｚ軸に垂直な平面内に互いに直交するＸ軸およびＹ軸を取る。さらに、以下の各図では、図１と同一構成のものには同一の符号を付す。この描画装置１は、電子銃２と、該電子銃２のクロスオーバ３から発散した電子ビームを複数の電子ビームに分割、偏向、および結像させる光学系４と、被処理基板を保持する基板ステージ５と、描画装置１の各構成要素の動作などを制御する制御部６とを備える。なお、電子ビームは、大気圧雰囲気ではすぐに減衰し、また高電圧による放電を防止する意味もかねて、制御部６を除く上記構成要素は、不図示の真空排気系により内部圧力が適宜調整された空間内に設置される。例えば、電子銃２および光学系４は、高い真空度に保たれた不図示の電子光学鏡筒内に設置される。同様に、基板ステージ５は、電子光学鏡筒内よりも比較的低い真空度に保たれた不図示のチャンバー内に設置される。また、被処理基板７は、例えば、単結晶シリコンからなるウエハであり、表面上には感光性のレジストが塗布されている。
【００１２】
電子銃２は、熱や電界の印加により電子ビームを放出する荷電粒子線源であり、図中、クロスオーバ３から放出された電子ビームの軌道８を点線で示している。光学系４は、電子銃２側から順に、コリメーターレンズ１０、アパーチャアレイ１１、第１静電レンズアレイ１２、ブランキング偏向器アレイ１３、ブランキングアパーチャアレイ１４、偏向器アレイ１５、および第２静電レンズアレイ１６を備える。コリメーターレンズ１０は、電磁レンズで構成され、クロスオーバ３で発散した電子ビームを平行ビームとする光学素子である。アパーチャアレイ１１は、マトリクス状に配列した複数の円形状の開口を有し、コリメーターレンズ１０から入射した電子ビームを複数の電子ビームに分割する機構である。第１静電レンズアレイ１２は、円形状の開口を有する３枚の電極板（図中、３枚の電極板を一体で示している）から構成され、ブランキングアパーチャアレイ１４に対して電子ビームを結像させる光学素子である。ブランキング偏向器アレイ１３およびブランキングアパーチャアレイ（遮蔽機構）１４は、共にマトリクス状に配置され、各電子ビームの照射のＯＮ（非ブランキング状態）／ＯＦＦ（ブランキング状態）動作を実施する機構である。特にブランキングアパーチャアレイ１４は、第１静電レンズアレイ１２が最初に電子ビームのクロスオーバを形成する位置に配置される。偏向器アレイ１５は、基板ステージ５上に載置された被処理基板７の表面上の像をＸ方向に偏向する機構である。さらに、第２静電レンズアレイ１６は、ブランキングアパーチャアレイ１４を通過した電子ビームを被処理基板７に結像させる光学素子である。
【００１３】
基板ステージ５は、被処理基板７を、例えば静電吸着により保持しつつ、６軸方向に適宜移動（駆動）可能とする。この基板ステージ５の位置は、不図示のレーザー測長器などにより実時間で計測される。制御部６は、描画装置１の描画に関わる各構成要素の動作を制御する各種制御回路と、各制御部を統括する主制御部２０とを有する。各制御回路として、まず、第１レンズ制御回路２１は、コリメーターレンズ１０および第１静電レンズアレイ１２の動作を制御する。同様に、第２レンズ制御回路２２は、第２静電レンズアレイ１６の動作を制御する。描画パターン発生回路２３は、描画パターンを生成し、この描画パターンは、ビットマップ変換回路２４によりビットマップデータに変換される。ブランキング指令生成回路２５は、このビットマップデータに基づいてブランキング偏向器アレイ１３へ送信するブランキング信号を生成する。偏向アンプ部２６は、偏向信号発生回路２７により生成される偏向信号に基づいて、偏向器アレイ１５の動作を制御する。また、制御部６は、不図示であるが、主制御部２０からの指令であるステージ位置座標に基づいて基板ステージ５への指令目標値を算出し、駆動後の位置がこの目標値となるように基板ステージ５を駆動させるステージ制御回路を含む。このステージ制御回路は、パターン描画中は被処理基板７（基板ステージ５）をＹ方向に連続的にスキャンさせる。このとき、偏向器アレイ１５は、レーザー測長器などの基板ステージ５の測長結果を基準として、被処理基板７の表面上の像をＸ方向に偏向させる。そして、ブランキング偏向器アレイ１３は、被処理基板７上で目標線量が得られるように電子ビームの照射のＯＮ／ＯＦＦを実施する。
【００１４】
（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施形態に係るブランキング偏向器アレイ（偏向器アレイ）１３について説明する。図２は、本実施形態に係るブランキング偏向器アレイ１３の構成を示す概略図である。特に、図２（ａ）は、電子ビームの照射方向から見た平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に対応した断面図である。ブランキング偏向器アレイ１３は、複数の層で形成されており、複数の電子ビーム３０にそれぞれ対応したブランキング偏向器３１を複数備える。以下、本実施形態では、ブランキング偏向器３１は、ＸＹ平面内において、一例として４×４でマトリクス状に配列された計１６個、ブランキング偏向器アレイ１３に設置されるものとする。このブランキング偏向器３１は、それぞれ電子ビーム３０を通過可能とする開口部３２と、該開口部３２の両側、すなわちＸ方向にて対峙する位置に設置された電極対３３とを有する。また、ブランキング偏向器アレイ１３は、電極対３３を駆動するための２箇所の制御回路（ブランキング駆動回路）３４と、該ブランキング制御回路３４にそれぞれ第１配線部３５を介して接続される２箇所の通信処理部３６とを含む。ブランキング指令生成回路２５により生成されるブランキング信号は、信号ケーブル３７を介して各通信処理部３６へ信号伝送される。各制御回路３４は、各通信処理部３６から受信したブランキング信号に基づいてブランキング電極制御信号（駆動信号）を生成し、第２配線部３８を介して各電極対３３に電圧を印加する。ここで、電極対３３に電圧が印加されると、その電極対３３に挟まれた開口部３２には電場が形成され、この電場に侵入した電子ビーム３０は、クーロン力の作用により電場の方向に力を受けて偏向される。偏向された電子ビーム３０は、後段のブランキングアパーチャアレイ１４にて遮蔽されるので、被処理基板７の表面上には照射されない。
【００１５】
次に、ブランキング偏向器アレイ１３の断面構成について説明する。図２（ｂ）に示すように、ブランキング偏向器アレイ１３は、第１層であるシリコン層４０と、第２層である多層配線層４１とからなる積層構造体である。制御回路３４は、シリコン層４０の内部にて多層配線層４１の面に接するように形成される。また、多層配線層４１は、ＳｉＯ２などで構成された絶縁層であり、その厚みは、シリコン層４０の厚みよりも薄い。第１配線部３５および第２配線部３８は、それぞれ多層配線層４１の内部に形成される。第１配線部３５は、多層配線層４１の表面上に設置される通信処理部３６と、制御回路３４とを電気的に接続し、一方、第２配線部３８は、制御回路３４と各電極対３３とを電気的に接続する。ここで、パターン描画時には、複数の電子ビームにおける相対位置の要求精度が厳しいため、各電極対３３の熱変形を可能な限り抑制する必要がある。そこで、本実施形態では、この場合の熱源である制御回路３４から各電極対３３への伝熱を抑えるために、多層配線層４１よりも厚みのあるシリコン層４０に断熱部（断熱領域）４２を設置し、伝熱面積を小さくする。この断熱部４２は、図２（ｂ）に示すように、シリコン層４０内において、厚み方向で、かつ、電極対３３の形成領域と制御回路３４との間に貫設することが望ましい。さらに、ブランキング偏向器アレイ１３の下部（電子ビーム出射側）には、図２（ｂ）に示すように、制御回路３４から発生する熱を回収するための冷却部４３を設置することが望ましい。この冷却部４３は、各開口部３２の形成位置に対応した貫通部４４と、内部に形成された冷媒流路４５とを有する。冷媒流路４５は、冷却配管４６を通して冷却装置４７に接続され、冷却装置４７が冷媒を適宜供給回収することで、その冷媒と制御回路３４から発生する熱とが熱交換される。なお、本実施形態では、電極対３３は、多層配線層４１の表面上に形成されているが、開口部３２のＸ方向にて対峙する位置に設置されさえすれば、例えば、多層配線層４１の電子ビーム開口の側壁面に電極対が形成される構成もあり得る。
【００１６】
次に、ブランキング偏向器アレイ１３の作用について説明する。上記構成からなるブランキング偏向器アレイ１３が描画装置１に組み込まれると、断熱部４２内には、シリコン層４０の材質よりも著しく熱伝導率が低い媒体が存在することになる。すなわち、本実施形態では、ブランキング偏向器アレイ１３の周囲環境は、高真空に維持されているので、断熱部４２内は気体分子間の衝突がほとんど無い希薄流体（真空）となり、熱伝導率は、著しく小さいものとなる。この結果、制御回路３４で発生した熱量（消費電力）は、断熱部４２を回避し、主に電極対３３に対する熱抵抗に比べて著しく小さいシリコン層４０の厚み方向へ熱伝導される。この厚み方向に伝導された熱は、ブランキング偏向器アレイ１３の下部に設置された冷却部４３で熱回収される。このように、制御回路３４と、温度に敏感な各電極対３３との熱抵抗が大きくなるので、ブランキング偏向器アレイ１３では、制御回路３４から各電極対３３への熱が伝わりにくくなり、電極対３３の温度上昇を抑制することができる。また、この断熱作用により、制御回路３４を各電極対３３の近傍に配置することができ、かつ、各配線部３５、３８を多層配線層４１の内部に形成したことにより、結果的に断熱部４２を迂回して配線する必要がない。このように、制御回路３４をブランキング偏向器アレイ１３に組み込み、各電極対３３の近傍に配置することは、高速な信号伝送、すなわち応答性の面で有利であり、高速なＯＮ／ＯＦＦ信号に対応してスループットの向上にも有利となる。
【００１７】
なお、断熱部４２は、シリコン層４０を厚さ方向に貫通しているが、例えば、図２（ｃ）に示すように、断熱部４２の多層配線層４１に向かう部分のシリコン層を薄く（厚さｔ１）残した構成としてもよい（シリコン層４０ａ、断熱部４２ａ）。この厚さｔ１は、シリコン層４０ａの厚みｔ２に対する比率として、制御回路３４での熱量に基づいて制御回路３４と各電極対３３との間に必要な熱抵抗から設定する。また、本実施形態では、断熱部４２は、空間領域となっているが、上記のようにシリコンの熱伝導率よりも低い媒体であれば、例えば、断熱部４２の内部領域を充填剤で埋める構成もあり得る。
【００１８】
次に、ブランキング偏向器アレイ１３の製造方法について説明する。図３は、ブランキング偏向器アレイ１３の製造工程の流れを示すフローチャートである。なお、このブランキング偏向器アレイ１３は、通常の半導体デバイスとして各種半導体製造装置により製造される。まず、シリコン層４０となる母材基板に、制御回路３４が形成される（ステップＳ１００）。次に、シリコン層４０上に、各配線部３５、３８を含む多層配線層４１が形成される（ステップＳ１０１）。このとき、各配線部３５、３８は、リソグラフィー工程により形成される。次に、多層配線層４１上に、例えばメッキ法により複数の電極対３３が形成される（ステップＳ１０２）。次に、複数の電極対３３の形成位置を基準として、シリコン層４０および多層配線層４１に、例えばＤＲＩＥのようなエッチングにより電子ビーム３０が通過する複数の開口部３２が形成される（ステップＳ１０３）。そして、シリコン層４０に、例えば裏面から実施するエッチング工程により断熱部４２が形成され（ステップＳ１０４）、ブランキング偏向器アレイ１３の製造工程を終了する。ここで、高スループットの電子ビームに対応するために、ステップＳ１０１の多層配線層４１の形成工程では、各配線部３５、３８となる配線パターンを高密度に形成する必要があり、厳しい位置決め精度が要求される。これに対して、ステップＳ１０４の断熱部４２の形成工程における位置決め精度は、上記配線パターンの形成時に比べて大幅に緩いものでよい。したがって、図３の流れに示すように、位置決め精度の厳しい多層配線層４１の形成を行った後、位置決め精度の緩い断熱部４２の形成を行った方が、効率が良い。
【００１９】
以上のように、本実施形態によれば、例えば、ブランキング偏向器の電極対の温度上昇を抑制し、かつ、スループットの向上に有利なブランキング偏向器アレイを提供することができる。
【００２０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るブランキング偏向器アレイについて説明する。図４は、本実施形態に係るブランキング偏向器アレイ５０の構成を示す概略図である。特に、図４（ａ）は、電子ビームの照射方向から見た平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に対応した断面図である。なお、図４において、図１に示す第１実施形態のブランキング偏向器アレイ１３と同一構成のものには同一の符号を付し、説明は省略する。また、本実施形態においても、複数のブランキング偏向器５１は、ＸＹ平面内において４×４でマトリクス状に配列されるものとする。このブランキング偏向器アレイ５０の特徴は、全ブランキング偏向器５１のうちの数個のブランキング偏向器５１を含む複数のブランキング偏向器チップ（以下、単に「偏向器チップ」と表記する）５２から構成される点にある。
【００２１】
まず、ブランキング偏向器アレイ５０は、第１実施形態と同様に、シリコン層５３と多層配線層５４とから構成される配線基板５５を含む。ここで、本実施形態のシリコン層５３は、第１実施形態のシリコン層４０に形成される制御回路３４および断熱部４２に相当する部分を有しない。また、通信処理部３６は、第１実施形態と同様に多層配線層５４の表面上に設置され、多層配線層５４は、その内部に、通信処理部３６と、後述する偏向器チップ５２に設置された複数の制御回路５６とを電気的に接続する第３配線部５７を備える。また、ブランキング偏向器アレイ５０は、配線基板５５の表面上に、複数の偏向器チップ５２を含む。本実施形態では、ブランキング偏向器アレイ５０は、１６個のブランキング偏向器５１を含むので、１つの偏向器チップ５２は、それぞれ２つのブランキング偏向器５１を含むものとし、各ブランキング偏向器５１の配置位置は、第１実施形態と同様とする。すなわち、この場合の８つの偏向器チップ５２は、ＸＹ平面内において、４×２で配列されることとなる。なお、この配列数、および１つの偏向器チップ５２内のブランキング偏向器５１の設置数は、一例であり、限定するものではない。さらに、本実施形態のブランキング偏向器アレイ５０においても、その下部には、第１実施形態と同様の冷却部４３と、それに関連した構成とを設置することが望ましい。
【００２２】
図５（ａ）および図５（ｂ）は、本実施形態に係る偏向器チップ５２の構成を示す概略図である。特に、図５（ａ）は、電子ビームの照射方向から見た平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に対応した断面図である。偏向器チップ５２は、複数の層で形成されており、本実施形態では、第１層であるシリコン層５８と、第２層である多層配線層５９とからなる多層構造を有する。また、偏向器チップ５２は、複数（すなわち本実施形態では２つ）の電子ビーム３０にそれぞれ対応したブランキング偏向器５１を含む。このブランキング偏向器５１は、第１実施形態のブランキング偏向器３１と同様に、それぞれ開口部６０と電極対６１とを有し、各電極対６１は、多層配線層５９の表面上に形成される。制御回路５６は、第１実施形態の制御回路３４と同様に電極対６１を駆動するものであり、シリコン層５８の内部にて多層配線層５９の面に接するように形成される。また、多層配線層５９も、第１実施形態の多層配線層４１と同様にＳｉＯ２などで構成された絶縁層であり、その厚みは、シリコン層５８の厚みよりも薄い。本構成では、第１配線部６２は、シリコン層５８の内部に形成され、制御回路５６と、配線基板５５を形成する多層配線層５４の第３配線部５７の端子とを電気的に接続する。この端子と接続される電気接続部６３は、バンプ接合やハンダ接合、配線を介したコネクタ接続、ワイヤボンディング、またはコンタクト方式などのいずれかの手法を用いて配線基板５５に接続され、これにより、偏向器チップ５２は、配線基板５５上に固定される。一方、第２配線部６４は、多層配線層５９の内部に形成され、制御回路５６と各電極対６１とを電気的に接続する。なお、電極対６１は、本実施形態でも多層配線層５９の表面上に形成されているが、第１実施形態の電極対３３と同様に、開口部６０のＸ方向にて対峙する位置に設置されさえすれば、多層配線層５９の開口部６０の側壁面に電極対が形成される構成もあり得る。
【００２３】
また、偏向器チップ５２は、第１実施形態のブランキング偏向器アレイ１３と同様にシリコン層５８に断熱部６５を設置し、伝熱面積を小さくする。特に、図５（ａ）（図５（ｂ））に示す偏向器チップ５２では、断熱部６５は、シリコン層５８において、厚み方向に、かつ、電極対６１の形成領域と制御回路５６との間を遮断するように設置する。なお、シリコン層５８に形成する断熱部の形状は、断熱部６５の形状に限定するものではなく、例えば、以下のような形状もあり得る。図５（ｃ）および図５（ｄ）は、断熱部６５に換えた第２例としての断熱部６５ａを有する偏向器チップ５２の構成を示す概略図である。断熱部６５ａは、積層方向に凹とし、シリコン層５８ａを薄く（厚さｔ３）残した構成としている。この厚さｔ３は、シリコン層５８ａの厚みｔ４に対する比率として、制御回路５６での熱量に基づいて制御回路５６と各電極対６１との間に必要な熱抵抗から設定する。一方、図５（ｅ）および図５（ｆ）は、断熱部６５に換えた第３例としての断熱部６５ｂを有する偏向器チップ５２の構成を示す概略図である。断熱部６５ｂは、シリコン層５８ｂのＹ方向側面に幅ｗ１の梁を有するように、矩形面で貫設された構成としている。この幅ｗ１は、上記と同様に、シリコン層５８ｂの幅ｗ２に対する比率として、制御回路５６での熱量に基づいて制御回路５６と各電極対６１との間に必要な熱抵抗から設定する。なお、断熱部６５（６５ａ、６５ｂ）は、本実施形態でも空間領域としているが、第１実施形態の断熱部４２と同様に、シリコンの熱伝導率よりも低い媒体であれば、内部領域を充填剤で埋める構成もあり得る。
【００２４】
このブランキング偏向器アレイ５０の作用は、基本的に第１実施形態に係るブランキング偏向器アレイ１３の作用と同様である。ただし、上記のように、ブランキング偏向器アレイ５０は、制御回路５６や電極対６１を微細加工にて小さく形成した複数の偏向器チップ５２を備えた構成としている。したがって、偏向器チップ５２の製造段階にて性能検査を実施し、良品判断した偏向器チップのみを利用すれば、第１実施形態の効果に加え、ブランキング偏向器アレイとしての製造歩留まりを大幅に向上させることができる。
【００２５】
次に、ブランキング偏向器アレイ５０の製造方法について説明する。図６は、ブランキング偏向器アレイ５０の製造工程の流れを示すフローチャートである。なお、このブランキング偏向器アレイ５０も、第１実施形態のブランキング偏向器アレイ１３の製造方法と同様に、通常の半導体デバイスとして各種半導体製造装置により製造される。また、以下のステップＳ２００〜Ｓ２０８の工程は、偏向器チップ５２の製造工程であり、特にステップＳ２０６までの工程では、１つの母材基板に複数の偏向器チップ５２を形成するものとする。まず、シリコン層５８となる母材基板に、第１配線部６２が形成され、さらに、この第１配線部６２と連接して、制御回路５６が形成される（ステップＳ２００）。次に、シリコン層５８上に、例えばリソグラフィー工程により第２配線部６４を含む多層配線層５９が形成される（ステップＳ２０１）。次に、良品チップを選別するために、制御回路５６および各配線部６２、６４の電気特性検査を実施する（ステップＳ２０２）。次に、多層配線層５９上に、例えばメッキ法により複数の電極対６１が形成される（ステップＳ２０３）。次に、シリコン層５８の裏面に、第１配線部６２に連接するように電気接続部６３が形成される（ステップＳ２０４）。次に、複数の電極対６１の形成位置を基準として、シリコン層５８および多層配線層５９に、例えばＤＲＩＥのようなエッチングにより電子ビーム３０が通過する複数の開口部６０が形成される（ステップＳ２０５）。次に、シリコン層５８に、例えば裏面から実施するエッチング工程により断熱部６５が形成される（ステップＳ２０６）。次に、母材基板は、ダイシングにより切断され、複数の偏向器チップ５２に分割される（ステップＳ２０７）。次に、分割された複数の偏向器チップ５２に対してそれぞれ性能検査を実施し、欠陥のない偏向器チップ５２を選定する（ステップＳ２０８）。そして、ステップＳ２０８にて選定された偏向器チップ５２のみを、別に製造された配線基板５５における多層配線層５４の第３配線部５７の出力部に対して電気接続部６３を接続させることで、配線基板５５上に固定する。なお、本製造工程においても、位置決め精度の厳しい多層配線層５９の形成を行った後、位置決め精度の緩い断熱部６５の形成を行った方が望ましいことは、第１実施形態と同様である。
【００２６】
このように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、例えば、ブランキング偏向器アレイの歩留まりを向上させることができる。
【００２７】
（物品の製造方法）
本発明の実施形態に係る物品の製造方法は、例えば、半導体デバイスなどのマイクロデバイスや微細構造を有する素子などの物品を製造するのに好適である。該製造方法は、感光剤が塗布された基板の該感光剤に上記の描画装置を用いて潜像パターンを形成する工程（基板に描画を行う工程）と、該工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含み得る。さらに、該製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージングなど）を含み得る。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
【００２８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【００２９】
例えば、上記実施形態では、ブランキング偏向器アレイ（偏向器チップ）は、シリコン層と多層配線層との２層の積層構造としている。ただし、本発明は、少なくともこの基本構造を有していればよく、例えば、上記２層に加え、用途を問わずその他の層を含む構成もあり得る。
【符号の説明】
【００３０】
１３ 偏向器アレイ
３０ 電子ビーム
３１ 偏向器
３２ 開口部
３３ 電極対
３４ 制御回路
４０ シリコン層
４１ 多層配線層
４２ 断熱部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線を偏向する偏向器を複数備える偏向器アレイであって、
前記偏向器を構成する、前記荷電粒子線が通過する開口部に対して設置される電極対、および該電極対に電圧を印加する制御回路は、第１層および第２層の少なくとも２つの層からなる積層構造体に形成され、
前記層の少なくとも１つは、前記電極対と前記制御回路との間に、断熱部を有する、
ことを特徴とする偏向器アレイ。
【請求項２】
前記第１層は、シリコン層であり、
前記第２層は、前記第１層に積層される絶縁層であり、
前記断熱部は、前記第１層に形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の偏向器アレイ。
【請求項３】
前記第２層の厚みは、前記第１層の厚みよりも薄い、
ことを特徴とする請求項２に記載の偏向器アレイ。
【請求項４】
前記制御回路は、前記第１層に形成され、
前記電極対は、前記第２層に形成され、
前記制御回路と前記電極対とは、前記第２層の内部に形成された配線部により電気的に接続される、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の偏向器アレイ。
【請求項５】
前記断熱部は、前記第１層の厚み方向に貫設される、
ことを特徴とする請求項２に記載の偏向器アレイ。
【請求項６】
前記断熱部は、前記第１層の厚み方向で、かつ、積層方向に対して凹に形成される、
ことを特徴とする請求項２に記載の偏向器アレイ。
【請求項７】
前記断熱部は、前記第１層の厚み方向で、かつ、前記電極対の形成領域と前記制御回路との間を遮断するように形成される、
ことを特徴とする請求項２に記載の偏向器アレイ。
【請求項８】
前記断熱部の内部は、シリコンよりも熱伝導率が低い媒体で満たされる、
ことを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載の偏向器アレイ。
【請求項９】
前記媒体は、真空である、
ことを特徴とする請求項８に記載の偏向器アレイ。
【請求項１０】
複数の前記偏向器のうちの少なくとも１つと、該少なくとも１つの偏向器に対して前記制御回路と前記断熱部とをそれぞれ含む複数の偏向器チップから構成される、
ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の偏向器アレイ。
【請求項１１】
前記複数の偏向器チップは、複数の前記制御回路と電気的に接続される配線部が形成された絶縁層を含む配線基板に、並べて固定される、
ことを特徴とする請求項１０に記載の偏向器アレイ。
【請求項１２】
さらに、前記制御回路から発生し、前記断熱部を回避しつつ伝わる熱を回収する冷却部を備える、
ことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の偏向器アレイ。
【請求項１３】
荷電粒子線を偏向する偏向器を複数備える偏向器アレイの製造方法であって、
前記偏向器アレイは、第１層および第２層の少なくとも２つの層からなる積層構造を有し、
前記第１層に、前記偏向器を構成し、前記荷電粒子線が通過する開口部に対して設置される電極対に対して、電圧を印加する制御回路を形成する工程と、
前記第２層の内部に、該第２層に設置される前記電極対と、前記制御回路とを電気的に接続する配線部を形成する工程と、
前記配線部が形成された後、前記電極対と前記制御回路との間に断熱部を形成する工程と、を含む、
ことを特徴とする偏向器アレイの製造方法。
【請求項１４】
偏向器アレイを有し、該偏向器アレイで偏向された荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、
前記偏向器アレイは、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の偏向器アレイ、または請求項１３に記載の製造方法により製造された偏向器アレイである、
ことを特徴とする描画装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の描画装置を用いて基板に描画を行う工程と、
前記工程で描画を行われた基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
【請求項１】
荷電粒子線を偏向する偏向器を複数備える偏向器アレイであって、
前記偏向器を構成する、前記荷電粒子線が通過する開口部に対して設置される電極対、および該電極対に電圧を印加する制御回路は、第１層および第２層の少なくとも２つの層からなる積層構造体に形成され、
前記層の少なくとも１つは、前記電極対と前記制御回路との間に、断熱部を有する、
ことを特徴とする偏向器アレイ。
【請求項２】
前記第１層は、シリコン層であり、
前記第２層は、前記第１層に積層される絶縁層であり、
前記断熱部は、前記第１層に形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の偏向器アレイ。
【請求項３】
前記第２層の厚みは、前記第１層の厚みよりも薄い、
ことを特徴とする請求項２に記載の偏向器アレイ。
【請求項４】
前記制御回路は、前記第１層に形成され、
前記電極対は、前記第２層に形成され、
前記制御回路と前記電極対とは、前記第２層の内部に形成された配線部により電気的に接続される、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の偏向器アレイ。
【請求項５】
前記断熱部は、前記第１層の厚み方向に貫設される、
ことを特徴とする請求項２に記載の偏向器アレイ。
【請求項６】
前記断熱部は、前記第１層の厚み方向で、かつ、積層方向に対して凹に形成される、
ことを特徴とする請求項２に記載の偏向器アレイ。
【請求項７】
前記断熱部は、前記第１層の厚み方向で、かつ、前記電極対の形成領域と前記制御回路との間を遮断するように形成される、
ことを特徴とする請求項２に記載の偏向器アレイ。
【請求項８】
前記断熱部の内部は、シリコンよりも熱伝導率が低い媒体で満たされる、
ことを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載の偏向器アレイ。
【請求項９】
前記媒体は、真空である、
ことを特徴とする請求項８に記載の偏向器アレイ。
【請求項１０】
複数の前記偏向器のうちの少なくとも１つと、該少なくとも１つの偏向器に対して前記制御回路と前記断熱部とをそれぞれ含む複数の偏向器チップから構成される、
ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の偏向器アレイ。
【請求項１１】
前記複数の偏向器チップは、複数の前記制御回路と電気的に接続される配線部が形成された絶縁層を含む配線基板に、並べて固定される、
ことを特徴とする請求項１０に記載の偏向器アレイ。
【請求項１２】
さらに、前記制御回路から発生し、前記断熱部を回避しつつ伝わる熱を回収する冷却部を備える、
ことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の偏向器アレイ。
【請求項１３】
荷電粒子線を偏向する偏向器を複数備える偏向器アレイの製造方法であって、
前記偏向器アレイは、第１層および第２層の少なくとも２つの層からなる積層構造を有し、
前記第１層に、前記偏向器を構成し、前記荷電粒子線が通過する開口部に対して設置される電極対に対して、電圧を印加する制御回路を形成する工程と、
前記第２層の内部に、該第２層に設置される前記電極対と、前記制御回路とを電気的に接続する配線部を形成する工程と、
前記配線部が形成された後、前記電極対と前記制御回路との間に断熱部を形成する工程と、を含む、
ことを特徴とする偏向器アレイの製造方法。
【請求項１４】
偏向器アレイを有し、該偏向器アレイで偏向された荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、
前記偏向器アレイは、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の偏向器アレイ、または請求項１３に記載の製造方法により製造された偏向器アレイである、
ことを特徴とする描画装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の描画装置を用いて基板に描画を行う工程と、
前記工程で描画を行われた基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１８２２９４（Ｐ２０１２−１８２２９４Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４３９７９（Ｐ２０１１−４３９７９）
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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