特開 2024-12973 ブランキングアパーチャアレイシステム及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024012973

(43)【公開日】2024-01-31

(54)【発明の名称】ブランキングアパーチャアレイシステム及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20240124BHJP

【ＦＩ】

H01L21/30 541B

H01L21/30 541W

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022114847

(22)【出願日】2022-07-19

(71)【出願人】

【識別番号】504162958

【氏名又は名称】株式会社ニューフレアテクノロジー

(74)【代理人】

【識別番号】100086911

【弁理士】

【氏名又は名称】重野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100144967

【弁理士】

【氏名又は名称】重野 隆之

(72)【発明者】

【氏名】山下 浩

【テーマコード（参考）】

5F056

【Ｆターム（参考）】

5F056AA07

5F056CB05

5F056DA08

5F056DA23

5F056EA03

5F056EA04

5F056EA08

5F056EA18

(57)【要約】

【課題】散乱電子や制動放射Ｘ線による回路素子の動作不良を抑制する。
【解決手段】ブランキングアパーチャアレイシステムは、マルチ荷電粒子ビームの各ビームが上流側から下流側に通過する複数のビーム通過孔が形成され、各ビーム通過孔に対応してブランカがそれぞれ設けられたブランキングアパーチャアレイ基板と、前記ブランキングアパーチャアレイ基板の上流側に配置され、中央部に前記マルチ荷電粒子ビームが通過する開口が形成されたＸ線シールドと、を備える。前記ビーム通過孔及び前記ブランカを含むセル部は、前記ブランキングアパーチャアレイ基板の中央部に設けられ、前記ブランカに電圧を印加する回路素子を含む回路部が、前記セル部の周縁に配置される。前記回路部は、前記複数のビーム通過孔のうち最も外周側のビーム通過孔の端との最短距離が、前記ブランキングアパーチャアレイ基板内での電子の飛程に基づく距離以上となるように配置される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

マルチ荷電粒子ビームの各ビームが上流側から下流側に通過する複数のビーム通過孔が形成され、各ビーム通過孔に対応して前記各ビームのブランキング偏向を行うブランカがそれぞれ設けられたブランキングアパーチャアレイ基板と、
前記ブランキングアパーチャアレイ基板の上流側に配置され、中央部に前記マルチ荷電粒子ビームが通過する開口が形成されたＸ線シールドと、
を備え、
前記ビーム通過孔及び前記ブランカを含むセル部は、前記ブランキングアパーチャアレイ基板の中央部に設けられ、前記ブランカにそれぞれ電圧を印加する回路素子を含む回路部が、前記セル部の周縁に配置され、
前記回路部は、前記複数のビーム通過孔のうち最も外周側のビーム通過孔の端との最短距離が、前記ブランキングアパーチャアレイ基板内での電子の飛程に基づく距離以上となるように配置される、ブランキングアパーチャアレイシステム。

【請求項2】

前記回路部は、前記Ｘ線シールドの前記開口の開口端との最短距離が、Ｘ線の侵入距離と、前記Ｘ線で発生した光電子の飛程との和に基づく距離以上となるように配置される、請求項１に記載のブランキングアパーチャアレイシステム。

【請求項3】

前記ブランキングアパーチャアレイ基板の上流側又は下流側に配置され、電子の飛程より厚い部材で構成される散乱電子シールドを備える、請求項１又は２に記載のブランキングアパーチャアレイシステム。

【請求項4】

前記散乱電子シールドは、前記ブランキングアパーチャアレイ基板の前記セル部と前記回路部の間で密着し、前記回路部を覆う、請求項３に記載のブランキングアパーチャアレイシステム。

【請求項5】

前記散乱電子シールドは、Ｘ線の所望の減衰量を得る厚さを有する部材で構成される、請求項３に記載のブランキングアパーチャアレイシステム。

【請求項6】

前記Ｘ線シールドは、前記ブランキングアパーチャアレイ基板の前記セル部と前記回路部の間で密着し、前記回路部を覆う、請求項１又は２に記載のブランキングアパーチャアレイシステム。

【請求項7】

荷電粒子ビームを放出する荷電粒子ビーム源と、
複数の第１開口が形成され、前記前記荷電粒子ビームの一部がそれぞれ前記複数の第１開口を上流側から下流側に通過することによりマルチ荷電粒子ビームを形成する成形アパーチャアレイ基板と、
前記マルチ荷電粒子ビームの各ビームが上流側から下流側に通過する複数のビーム通過孔が形成され、各ビーム通過孔に対応して前記各ビームのブランキング偏向を行うブランカがそれぞれ設けられたブランキングアパーチャアレイ基板と、
前記ブランキングアパーチャアレイ基板の上流側又は下流側に配置され、中央部に前記マルチ荷電粒子ビームが通過する第２開口が形成されたＸ線シールドと、
を備え、
前記ビーム通過孔及び前記ブランカを含むセル部は、前記ブランキングアパーチャアレイ基板の中央部に設けられ、前記ブランカにそれぞれ電圧を印加する回路素子を含む回路部が、前記セル部の周縁に配置され、
前記回路部は、前記複数のビーム通過孔のうち最も外周側のビーム通過孔の端との最短距離が、前記ブランキングアパーチャアレイ基板内での散乱電子の飛程に基づく距離以上である、マルチ荷電粒子ビーム描画装置。

【請求項8】

前記回路部は、前記Ｘ線シールドの前記開口の開口端との最短距離が、Ｘ線の侵入距離と、前記Ｘ線で発生した光電子の飛程との和に基づく距離以上である、請求項７に記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。

【請求項9】

前記ブランキングアパーチャアレイ基板の上流側又は下流側に配置され、電子の飛程より厚い部材で構成される散乱電子シールドを備える、請求項７又は８に記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。

【請求項10】

前記散乱電子シールドは、前記ブランキングアパーチャアレイ基板の前記セル部と前記回路部の間で密着し、記回路部を覆う、請求項９に記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。

【請求項11】

前記散乱電子シールドは、Ｘ線の所望の減衰量を得る厚さを有する部材で構成される、請求項９に記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。

【請求項12】

前記Ｘ線シールドは、前記ブランキングアパーチャアレイ基板の前記セル部と前記回路部の間で密着し、前記回路部を覆う、請求項７又は８に記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ブランキングアパーチャアレイシステム及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体集積回路（ＬＳＩ）の高集積化に伴い、半導体デバイス（ＭＯＳＦＥＴ：金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）の設計寸法はムーアの法則に従い依然として微細化されている。この微細化を担うリソグラフィは、半導体製造プロセスの中でもパターンを生成する極めて重要な技術である。ＬＳＩの所望の回路パターンをウェーハ上に形成するためには、縮小投影型露光装置を用いて、石英上に形成された高精度の原画パターン（マスク、或いは特にステッパやスキャナで用いられるものはレチクルともいう。）をウェーハ上に塗布されたレジスト（感光性樹脂）に縮小転写する手法が主流となっている。現在、最先端の微細パターンの形成においては極端紫外線（Extreme Ultraviolet: EUV）を光源に用いたＥＵＶスキャナも採用されている。ＥＵＶ露光では石英上にＥＵＶを反射させる多層膜と、さらにその上に形成された吸収体をパターニングしたＥＵＶマスクが用いられる。いずれのマスクも、本質的に解像性に優れる電子ビームを応用した電子ビーム描画装置を用いて製造されている。

【0003】

マルチビームを使った描画装置は、１本の電子ビームで描画する場合に比べて、一度に多くのビームを照射できるので、スループットを大幅に向上させることができる。マルチビーム描画装置の一形態であるブランキングアパーチャアレイ基板を使ったマルチビーム描画装置では、例えば、１つの電子源から放出された電子ビームを複数の開口を持った成形アパーチャアレイ基板に通してマルチビーム（複数の電子ビーム）を形成する。マルチビームは、ブランキングアパーチャアレイ基板のそれぞれ対応するブランカ内を通過する。ブランキングアパーチャアレイ基板はビームを個別に偏向するための電極対（ブランカ）と、その間にビーム通過用の開口を備えており、電極対の一方をグラウンド電位で固定し、他方をグラウンド電位とそれ以外の電位に切り替えることにより、それぞれ個別に、通過する電子ビームのブランキング偏向を行う。ブランカによって偏向された電子ビームは制限アパーチャによって遮蔽され、偏向されなかった電子ビームは試料上に照射される。ブランキングアパーチャアレイ基板は、各ブランカの電極電位を独立制御するための回路を搭載する。

【0004】

マルチビームを形成するための開口が設けられた成形アパーチャアレイ基板に電子ビームが照射される際に、制動放射Ｘ線が発生する。また、成形アパーチャアレイ基板でマルチビームを形成する際に、開口のエッジで一部の電子ビームが散乱され散乱電子となる。この制動放射Ｘ線や散乱電子がブランキングアパーチャアレイ基板に照射されると、回路素子に含まれるＭＯＳＦＥＴの電気特性がトータルドーズ（Total Ionizing Dose：ＴＩＤ）効果により劣化し、回路素子の動作不良を引き起こすおそれがあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３－０９３５６６号公報

【特許文献2】特開平１１－３１７３５７号公報

【特許文献3】特開２０１７－０７９２５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、散乱電子や制動放射Ｘ線による回路素子の動作不良を抑制するブランキングアパーチャアレイシステム及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様によるブランキングアパーチャアレイシステムは、マルチ荷電粒子ビームの各ビームが上流側から下流側に通過する複数のビーム通過孔が形成され、各ビーム通過孔に対応して前記各ビームのブランキング偏向を行うブランカがそれぞれ設けられたブランキングアパーチャアレイ基板と、前記ブランキングアパーチャアレイ基板の上流側に配置され、中央部に前記マルチ荷電粒子ビームが通過する開口が形成されたＸ線シールドと、を備え、前記ビーム通過孔及び前記ブランカを含むセル部は、前記ブランキングアパーチャアレイ基板の中央部に設けられ、前記ブランカにそれぞれ電圧を印加する回路素子を含む回路部が、前記セル部の周縁に配置され、前記回路部は、前記複数のビーム通過孔のうち最も外周側のビーム通過孔の端との最短距離が、前記ブランキングアパーチャアレイ基板内での電子の飛程に基づく距離以上となるように配置されるものである。

【0008】

本発明の一態様によるマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、荷電粒子ビームを放出する荷電粒子ビーム源と、複数の第１開口が形成され、前記前記荷電粒子ビームの一部がそれぞれ前記複数の第１開口を上流側から下流側に通過することによりマルチ荷電粒子ビームを形成する成形アパーチャアレイ基板と、前記マルチ荷電粒子ビームの各ビームが上流側から下流側に通過する複数のビーム通過孔が形成され、各ビーム通過孔に対応して前記各ビームのブランキング偏向を行うブランカがそれぞれ設けられたブランキングアパーチャアレイ基板と、前記ブランキングアパーチャアレイ基板の上流側又は下流側に配置され、中央部に前記マルチ荷電粒子ビームが通過する第２開口が形成されたＸ線シールドと、を備え、前記ビーム通過孔及び前記ブランカを含むセル部は、前記ブランキングアパーチャアレイ基板の中央部に設けられ、前記ブランカにそれぞれ電圧を印加する回路素子を含む回路部が、前記セル部の周縁に配置され、前記回路部は、前記複数のビーム通過孔のうち最も外周側のビーム通過孔の端との最短距離が、前記ブランキングアパーチャアレイ基板内での散乱電子の飛程に基づく距離以上であるものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ブランキングアパーチャアレイ基板上の回路素子が、散乱電子や制動放射Ｘ線によって動作不良を起こすことを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態によるマルチ荷電粒子ビーム描画装置の概略図である。

【図2】成形アパーチャアレイ基板の平面図である。

【図3】ブランキングアパーチャアレイシステムの概略構成図である。

【図4】ブランキングアパーチャアレイ基板の平面図である。

【図5】ブランキングアパーチャアレイシステムの一部拡大図である。

【図6】ブランキングアパーチャアレイシステムの一部拡大図である。

【図7】ブランキングアパーチャアレイシステムの一部拡大図である。

【図8】変形例による成形アパーチャアレイ基板の概略構成である。

【図9】変形例によるブランキングアパーチャアレイシステムの概略構成図である。

【図10】変形例によるブランキングアパーチャアレイシステムの概略構成図である。

【図11】変形例によるブランキングアパーチャアレイシステムの概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは電子ビームに限るものでなく、イオンビーム等でもよい。

【0012】

図１は、実施形態に係る描画装置の概略構成図である。図１に示す描画装置１００は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置の一例である。描画装置１００は、電子鏡筒１０２と描画室１０３とを備えている。電子鏡筒１０２内には、電子源１１１、照明レンズ１１２、成形アパーチャアレイ基板１０、ブランキングアパーチャアレイシステム１、縮小レンズ１１５、制限アパーチャ部材１１６、投影レンズ１１７及び偏向器１１８が配置されている。

【0013】

ブランキングアパーチャアレイシステム１は、ブランキングアパーチャアレイ基板３０、実装基板４０及びＸ線シールド５０を有する。ブランキングアパーチャアレイ基板３０は、実装基板４０の裏面側（下面側）に実装されている。本実施形態では、電子ビーム（マルチビームＭＢ）の進行方向上流側を表面側又は上面側といい、進行方向下流側を裏面側又は下面側という。

【0014】

Ｘ線シールド５０は、実装基板４０とブランキングアパーチャアレイ基板３０との間に配置されている。Ｘ線シールド板０は、原子番号が大きい程、Ｘ線吸収率が高くなる。そのため、Ｘ線シールド５０は、重金属、例えばタングステン、金、タンタル、鉛等で構成されていることが好ましい。

【0015】

実装基板４０及びＸ線シールド５０の中央部には、それぞれ、電子ビーム（マルチビームＭＢ）が通過するための開口４２、５２が形成されている。Ｘ線シールド５０の開口５２と実装基板４０の開口４２とが位置合わせされている。

【0016】

描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、描画時には描画対象基板となる、レジストが塗布されたまだ何も描画されていないマスクブランクス等の試料１０１が配置される。また、試料１０１には、半導体装置を製造する際の露光用マスク、或いは、半導体装置が製造される半導体基板（シリコンウェハ）等が含まれる。

【0017】

図２に示すように、成形アパーチャアレイ基板１０には、縦ｍ列×横ｎ列（ｍ，ｎ≧２）の開口１２が所定の配列ピッチで形成されている。各開口１２は、共に同じ寸法形状の矩形で形成される。開口１２の形状は、円形であっても構わない。これらの複数の開口１２を電子ビームＢの一部がそれぞれ通過することで、マルチビームＭＢが形成される。

【0018】

図３に示すように、ブランキングアパーチャアレイ基板３０には、成形アパーチャアレイ基板１０の各開口１２の配置位置に合わせて、それぞれのマルチビームＭＢが通過できるよう通過孔３２が形成されている。各通過孔３２には、対となる２つの電極の組からなるブランカ３４が配置される。ブランカ３４の電極の一方はグラウンド電位で固定されており、他方をグラウンド電位と別の電位に切り替える。各通過孔３２を通過する電子ビームは、ブランカ３４に印加される電圧（電界）によってそれぞれ独立に偏向される。

【0019】

このように、複数のブランカ３４が、成形アパーチャアレイ基板１０の複数の開口１２を通過したマルチビームＭＢのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う。

【0020】

図４に示すように、複数のブランカ３４は、ブランキングアパーチャアレイ基板３０の中央のセル部Ｃに設けられている。また、ブランキングアパーチャアレイ基板３０のセル部Ｃより外側（周縁側）には、ブランカ３４への電圧印加を制御するＬＳＩ回路を含む回路部３６が形成されている。

【0021】

回路部３６は、ＭＯＳＦＥＴ等を有し、実装基板４０とワイヤボンディングにより接続され、外部から転送されてくるデータに応じた信号を生成し、ブランキングアパーチャアレイ基板３０内に配置された配線（図示せず）を介してブランカ３４に電圧を印加する。

【0022】

セル部Ｃは、Ｘ線シールド５０の開口５２及び実装基板４０の開口４２と位置合わせされている。

【0023】

電子源１１１（放出部）から放出された電子ビームＢは、照明レンズ１１２によりほぼ垂直に成形アパーチャアレイ基板１０全体を照明する。電子ビームＢが成形アパーチャアレイ基板１０の複数の開口１２を通過することによって、複数の電子ビーム（マルチビームＭＢ）が形成される。マルチビームＭＢは、実装基板４０の開口４２及びＸ線シールド５０の開口５２を通過し、ブランキングアパーチャアレイ基板３０のセル部Ｃ内の、それぞれ対応する通過孔３２を通過する。

【0024】

ブランキングアパーチャアレイ基板３０を通過したマルチビームＭＢは、縮小レンズ１１５によって、縮小され、制限アパーチャ部材１１６の中心の開口に向かって進む。ここで、ブランカ３４によって僅かに偏向された電子ビームは、制限アパーチャ部材１１６の中心の開口から位置がはずれ、制限アパーチャ部材１１６によって遮蔽される。一方、ブランカ３４によって偏向されなかった電子ビームは、制限アパーチャ部材１１６の中心の開口を通過する。ブランカ３４への電圧印加による電界の制御、すなわちオン／オフ操作によってビームのブランキング制御が行われ、各ビームの試料１０１上でのオフ／オン状態が制御される。

【0025】

このように、制限アパーチャ部材１１６は、複数のブランカ３４によってビームオフの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽する。そして、ビームオンになってからビームオフになるまでの時間が、試料１０１上のレジストへのビーム照射による１回分の露光時間となる。

【0026】

制限アパーチャ部材１１６を通過したマルチビームは、投影レンズ１１７により焦点が試料１０１上に合わされ、成形アパーチャアレイ基板１０の開口１２の形状（物面の像）が試料１０１（像面）に所望の縮小率で投影される。偏向器１１８によってマルチビーム全体が同方向にまとめて偏向され、各ビームの試料１０１上のそれぞれの照射位置に照射される。ＸＹステージ１０５が連続移動している時、ビームの照射位置がＸＹステージ１０５の移動に追従するように偏向器１１８によって制御される。

【0027】

ここで、成形アパーチャアレイ基板１０でマルチビームＭＢを形成する際に、電子ビームＢの一部が開口１２のエッジで散乱され散乱電子となり、また一部は開口（通過孔）の側壁で反射し反射電子となる（以下、反射電子と併せて散乱電子あるいは単に電子と記す）。この散乱電子が、通過孔３２の端からブランキングアパーチャアレイ基板３０の内部に侵入し、エネルギーを落としながら進行して止まる。このときの入射点から停止点までの直線距離が電子の飛程ｄ_ｅｌｃとなる。この際、制動放射Ｘ線と特性Ｘ線（以下併せて制動放射Ｘ線あるいは単にＸ線と呼ぶ）がブランキングアパーチャアレイ基板３０内で発生するが、散乱電子がＴＩＤ効果により直接トランジスタに与えるダメージ（影響）は、制動放射Ｘ線のそれよりも５～６桁程度大きい。

【0028】

そこで、本実施形態においては、図５に示すように、通過孔３２の端からの回路部３６の退避距離を、電子の飛程ｄ_ｅｌｃ以上とする。

【0029】

一方、成形アパーチャアレイ基板１０に電子ビームＢが照射される際に、同様に制動放射Ｘ線が発生する。制動放射Ｘ線は、一部がＸ線シールド５０で吸収されて減衰する。なお、成形アパーチャアレイ基板１０で発生した制動放射Ｘ線がブランキングアパーチャアレイ基板３０を照射した際に発生する光電子も、上述した散乱電子同様に振る舞う。

【0030】

Ｘ線シールド５０で吸収されなかったＸ線や光電子を含む散乱電子がブランキングアパーチャアレイ基板３０の回路部３６に照射されると、ＴＩＤ効果によりトランジスタの電気特性が劣化し、動作不良を引き起こし得る。

【0031】

そこで、本実施形態では、さらに、図６に示すように、ブランキングアパーチャアレイ基板３０の回路部３６を、Ｘ線シールド５０の開口５２の端部（開口端５２ａ）よりも外側（周縁側）に退避させた位置に設け、制動放射Ｘ線や光電子を含む散乱電子による影響を抑える。

【0032】

Ｘ線はブランキングアパーチャアレイ基板３０内をほぼ直線的に進行し、光電子を生成して止まる（光電効果）。従って、開口端５２ａと回路部３６との間隔（退避距離ｄ_ｅｖｃ）は、下記の式（１）に示すように、Ｘ線が浸み込む（侵入する）距離ｄ_ｘと電子の飛程ｄ_ｅｌｃとの和より大きいことが好ましい。これにより、ブランキングアパーチャアレイ基板３０にＸ線が侵入し、このＸ線がブランキングアパーチャアレイ基板３０内で光電子を生成した場合であっても、回路部３６への影響を抑えることができる。
ｄ_ｅｖｃ＞ｄ_ｘ＋ｄ_ｅｌｃ ・・・（１）

【0033】

Ｘ線が浸み込む距離ｄ_ｘは、所望の減衰量を得るＸ線シールド５０の厚さｄ_ｓ、ブランキングアパーチャアレイ基板３０の上面から回路部３６までの深さｄ_ｂ、Ｘ線の最小侵入角度θを用いて、以下の式（２）で表すことができる。最小侵入角度θは、成形アパーチャアレイ基板１０とブランキングアパーチャアレイ基板３０の位置関係によって幾何学的に決定される。例えば、電子ビームが照射される成形アパーチャアレイ基板１０の最も左上の端（制動放射Ｘ線が発生する一番遠い点）から、ブランキングアパーチャアレイ基板３０の直上のＸ線シールド５０の右下の端の開口５２ａに向かって引いた直線の角度とし、ブランキングアパーチャアレイ基板３０に到達するまでに所望のＸ線減衰量を得る。すなわち、Ｘ線シールド５０への侵入角度がθ、Ｘ線シールド５０に侵入する距離がｄ_ｂで、さらにそのままブランキングアパーチャアレイ基板３０を直進する。
ｄ_ｘ＝ｄ_ｓｃｏｓθ＋ｄ_ｂｃｏｔθ ・・・（２）

【0034】

ここで、回路部３６を構成するＭＯＳＦＥＴのゲート酸化膜の厚さは数ｎｍ程度で、数百μｍ厚のブランキングアパーチャアレイ基板３０の最表面に形成されている。そのため、ブランキングアパーチャアレイ基板３０の上面から回路部３６までの深さｄ_ｂは、ブランキングアパーチャアレイ基板３０の厚さと見做すことができる。

【0035】

電子の飛程ｄ_ｅｌｃは、例えば、電子が全エネルギーを落とすまでブランキングアパーチャアレイ基板３０内を進行する距離を示すグリュン飛程Ｒｇ程度であり、十分なマージンを考慮すると例えばグリュン飛程Ｒｇの２倍とみなすことができる。

【0036】

Ｘ線シールド５０とブランキングアパーチャアレイ基板３０との位置合わせ誤差ε_ａｌを考慮すると、退避距離ｄ_ｅｖｃは、下記の式（３）を満たすことが好ましい。
ｄ_ｅｖｃ＞ｄ_ｓｃｏｓθ＋ｄ_ｂｃｏｔθ＋２Ｒｇ＋ε_ａｌ ・・・（３）

【0037】

例えば、Ｘ線の最小侵入角度θを２６．５°、Ｘ線シールド５０の厚さｄ_ｓを１０００μｍ、ブランキングアパーチャアレイ基板３０の上面から回路部までの深さ厚さｄ_ｂを１３０μｍ、（５０ｋｅＶ電子のシリコンでの）グリュン飛程Ｒｇを１７μｍ、位置合わせ誤差ε_ａｌを１００μｍとした場合、式（３）から、退避距離ｄ_ｅｖｃを１．３ｍｍ以上とすればよいことが求まる。

【0038】

図７に示すように、ブランカ３４と回路部３６はブランキングアパーチャアレイ基板３０の上面（表面）側に配置されていてもよく、退避距離ｄ_ｅｖｃは式（３）から同様に求めることができる。

【0039】

この場合、Ｘ線シールド５０は、ブランキングアパーチャアレイ基板３０の回路部３６を覆う。これにより、成形アパーチャアレイ基板１０で発生する散乱電子からも回路部３６を保護することができる。Ｘ線シールド５０は、散乱電子が隙間から侵入してこないようセル部Ｃと回路部３６の間でブランキングアパーチャアレイ基板３０と銀ペースト等の導電性のシールド材で密着させることにより散乱電子シールドとしても機能させることができる
。

【0040】

退避距離ｄ_ｅｖｃの上限は特に限定されないが、退避距離ｄ_ｅｖｃが長い程、セル部Ｃのブランカ３４への信号伝搬遅延が大きくなるため、退避距離ｄ_ｅｖｃは１００ｍｍ以下が好ましく、露光装置の最大露光エリアが３３ｍｍであることと、貼り合わせの誤差とを考慮すると、６６ｍｍ以下がより好ましく、３３ｍｍ以下がさらに好ましく、１６．５ｍｍ以下がさらに好ましい。

【0041】

開口端５２ａから水平方向（ビーム進行方向に直交する方向）の外側に上記の退避距離ｄ_ｅｖｃを空けて回路部３６を設けることで、散乱電子や制動放射Ｘ線が回路素子に与える影響を抑え、動作不良の発生を防止できる。

【0042】

図８に示すように、成形アパーチャアレイ基板１０の下面にＸ線シールド２０を設けてもよい。例えば、Ｘ線シールド２０は、銀ペーストにより成形アパーチャアレイ基板１０に固着されている。Ｘ線シールド２０には、成形アパーチャアレイ基板１０の各開口１２の配置位置に合わせて、電子ビーム通過用の開口２２が形成されている。開口２２のピッチ（開口２２の中心から、隣接する開口２２の中心までの距離）は、開口１２のピッチと同じである。

【0043】

開口２２の径は開口１２の径と同じか、又は開口１２の径よりも大きく、開口２２と開口１２とが連通している。Ｘ線シールド２０が開口１２を塞がないように、開口１２と開口２２との位置合わせ精度を考慮して、開口２２の径を開口１２の径よりも大きくすることが好ましい。また、Ｘ線シールド２０が厚くかつビームが斜めに進行する場合は、それを考慮して開口２２のピッチを厚さ方向で変えることが好ましい。

【0044】

Ｘ線シールド２０は、Ｘ線シールド５０と同じ材料を用いることができる。

【0045】

Ｘ線シールド２０は成形アパーチャアレイ基板１０で電子ビームを止める際に発生する制動放射Ｘ線を減衰させて、ブランキングアパーチャアレイ基板３０の回路部３６に設けられた素子へのダメージを抑えることができる。このとき、所望のＸ線減衰量を得る厚さ（実効厚）は、例えば、特開２０１９－３６５８０公報に記載された方法など、公知の方法で求めることができる。

【0046】

成形アパーチャアレイ基板１０の上面にはプレアパーチャアレイ基板１４が成形アパーチャアレイ基板１０と一体的に設けられていてもよい。プレアパーチャアレイ基板１４には、成形アパーチャアレイ基板１０の各開口１２の配置位置にあわせて、ビーム通過用の開口１６が形成されている。開口１６の径は、開口１２の径よりも大きく、開口１６と開口１２とが連通している。成形アパーチャアレイ基板１０及びプレアパーチャアレイ基板１４は、例えばシリコン基板に開口を形成したものである。

【0047】

図９に示すように、ブランキングアパーチャアレイ基板３０の下面（裏面）側に散乱電子シールド７０を設けてもよい。散乱電子シールド７０の中央には開口７２が形成されており、ブランキングアパーチャアレイ基板３０のセル部Ｃを通過したマルチビームが通過できるようになっている。

【0048】

散乱電子シールド７０の材料は、ブランキングアパーチャアレイ基板３０の下流側で散乱電子によって発生する制動放射Ｘ線の影響が無視できるほど小さい場合は、例えばシリコンを用いることができる。この場合、散乱電子シールドを構成する部材は電子の飛程よりも厚いことが必要である。さらに、Ｘ線もシールドするためには、例えば金やタングステンを用いることができる。この場合、Ｘ線シールドを構成する部材は、所望のＸ線減衰量を得る厚さである必要がある。

【0049】

散乱電子シールド７０は、ブランキングアパーチャアレイ基板３０の回路部３６を覆う。これにより、ブランキングアパーチャアレイ基板３０の下方にある構造物で発生する散乱電子から回路部３６を保護することができる。一方、ブランキングアパーチャアレイ基板３０のセル部Ｃのブランカ（電極）で散乱された電子は、広い角度分布を持ち、数十ミクロン程度の僅かな隙間からも侵入するため、散乱電子シールド７０はセル部Ｃと回路部３６の間でブランキングアパーチャアレイ基板３０にと銀ペースト等の導電性のシールド材で密着させることが好ましい。

【0050】

図１０に示すように、ブランキングアパーチャアレイ基板３０の上面側、かつＸ線シールド５０の開口５２内に、散乱電子の飛程より厚い部材で構成される散乱電子シールド６０を設けてもよい。散乱電子シールド６０には、ブランキングアパーチャアレイ基板３０のセル部Ｃの通過孔３２にあわせた開口６２が形成されている。散乱電子シールド６０を設けることで、ブランキングアパーチャアレイ基板３０に到達する散乱電子を低減できる。

【0051】

散乱電子シールド６０の材料は、散乱電子シールド７０と同様に、例えばシリコンや金、タングステンを用いることができる。上述したように、金やタングステンを用いる場合は、Ｘ線もシールドすることができる。

【0052】

図１１に示すように、ブランキングアパーチャアレイ基板３０のブランカ３４に近接して、クロストークシールド８０を設けてもよい。クロストークシールド８０は、ブランキングアパーチャアレイ基板３０のセル部Ｃの通過孔３２にあわせた開口８１が形成されたものであり、隣接電極間のクロストークを抑制する。このクロストークシールド８０を散乱電子の飛程より厚い部材で構成することにより、ブランキングアパーチャアレイ基板３０の下方にある構造物で発生する散乱電子から回路部３６を保護することができる。

【0053】

クロストークシールド８０の材料は、散乱電子シールド７０と同様に、例えばシリコンや金、タングステンを用いることができる。上述したように、金やタングステンを用いる場合は、Ｘ線もシールドすることができる。

【0054】

散乱電子シールド６０、７０、クロストークシールド８０の全てを設けてもよいし、いずれか１つまたは２つを設けてもよい。

【0055】

通過孔３２の側壁に照射された散乱電子によって発生した制動放射Ｘ線対策として、回路部３６の素子に、放射線照射耐性の高いＬＳＩを使用してもよい。照射線照射耐性の高いＬＳＩは、例えば、通常の環境条件下で使用することを前提に設計されたＭＯＳＦＥＴのゲート酸化膜を薄くしたり、ウェルの不純物濃度を高めたりしたものである。

【0056】

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0057】

１０ 成形アパーチャアレイ基板
２０ Ｘ線シールド
３０ ブランキングアパーチャアレイ基板
３４ ブランカ
３６ 回路部
４０ 実装基板
５０ Ｘ線シールド
１００ 描画装置
１０１ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１１１ 電子源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】