DE69738276T2 - Elektronenstrahl-Belichtungsgerät, Belichtungsverfahren und Verfahren zur Erzeugung eines Objekts - Google Patents

Elektronenstrahl-Belichtungsgerät, Belichtungsverfahren und Verfahren zur Erzeugung eines Objekts Download PDF

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    • H01J2237/1534—Aberrations

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung und ein Verfahren sowie ein Bauelementherstellungsverfahren wie eine Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung und ein Verfahren, bei denen eine Belichtung durchgeführt wird, indem eine Quelle einen Elektronenstrahl emittieren lässt, um ein Bild durch einen Elektronenstrahl zu erzeugen, und indem das Bild auf eine Targetbelichtungsoberfläche durch ein elektronenoptisches Reduktionssystem reduziert und projiziert wird, eine Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung vom Schablonenmasken-Typ und ein Bauelementherstellungsverfahren, auf das die obige Vorrichtung oder das Verfahren angewandt wird.
  • Beispiele von Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtungen sind Vorrichtungen eines Punktstrahltyps, der einen fleckartigen Strahl verwendet, eines variablen rechteckigen Strahltyps, welcher einen Strahl verwendet, der in seiner Größe variabel ist und einen rechteckigen Querschnitt aufweist, und eines Schablonenmasken-Typs, der eine Schablone verwendet, um einen Strahl zu erzeugen, der eine gewünschte Querschnittform aufweist.
  • Die Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung vom Punktstrahltyp wird ausschließlich für Forschungs- und Entwicklungszwecke aufgrund des niedrigen Durchsatzes benutzt. Die Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung vom variablen rechteckigen Strahltyp weist einen Durchsatz auf, der um eine oder zwei Größenordnungen höher als jener der Vorrichtung vom Punktstrahltyp ist, obgleich das Problem des Durchsatzes beim Aus bilden einer Belichtungsstruktur immer noch bedeutend ist, in welcher ungefähr 0.1 μm feine Strukturen hochintegriert sind. Die Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung vom Schablonenmasken-Typ verwendet eine Schablonenmaske, welche einen Abschnitt aufweist, der einer variablen rechteckigen Apertur entspricht, in welcher eine Vielzahl von wiederholten Strukturen bzw. Mustern durch Löcher ausgebildet sind. Die Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung vom Schablonenmasken-Typ kann vorteilhaft wiederholte Strukturen durch Belichten ausbilden und ihr Durchsatz ist höher als jener der Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung vom variablen rechteckigen Typ.
  • 2 zeigt die Anordnung einer Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung, welche eine Schablonenmaske aufweist. Ein Elektronenstrahl von einer Elektronenkanone 501 wird auf eine erste Apertur 502 eingestrahlt, um den Elektronenstrahl-Einstrahlungsbereich der Schablonenmaske zu definieren. Der durch die erste Apertur definierte Beleuchtungselektronenstrahl bestrahlt die Schablonenmaske auf einer zweiten Apertur 504 über eine Projektionselektronenlinse 503, so dass der Elektronenstrahl, der durch wiederholte Strukturen durch Löcher durchgeht, welche in der Schablonenmaske ausgebildet sind, auf einen Wafer 506 durch ein elektronenoptisches Reduktionssystem 505 reduziert und projiziert wird. Die Bilder der wiederholten Struktur durch Löcher werden auf dem Wafer mittels einer Ablenkeinheit 507 bewegt, um den Wafer sequentiell zu belichten.
  • Die Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung vom Schablonenmasken-Typ kann wiederholte Strukturen durch einen Einzelbelichtungsbetrieb bilden, so dass die Belichtungsgeschwindigkeit erhöht werden kann. Jedoch müssen, obgleich die Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung vom Schablonenmasken-Typ eine Vielzahl von Strukturen durch Löcher aufweist, wie in 3 dargestellt ist, die Strukturen im voraus gebildet werden, wie die Schablonenmaske entsprechend der Belichtungsstruktur.
  • Wegen des Raumladungseffekts und der Aberrationen des optischen Reduktionselektronensystems ist die Belichtungsfläche, die auf einmal belichtet werden kann, begrenzt. Falls eine Halbleiterschaltung so viele Übertragungsstrukturen benötigt, dass sie in nicht in einer einzelnen Schablonenmaske gebildet werden können, muß eine Vielzahl von Schablonenmasken vorbereitet und einzeln verwendet werden. Die Zeit zum Austausch der Maske ist erforderlich, was zu einer starken Verringerung des Durchsatzes führt.
  • Wenn die Schablonenmaske Strukturen mit unterschiedlichen Größen aufweist oder wenn die Struktur eine Kombination aus Strukturen mit unterschiedlichen Größen ist, ändert sich die durch den Raumladungseffekt hervorgerufene Unschärfe der Belichtungsstruktur in Abhängigkeit von der Größe der Struktur. Da sich der Refokussierungsbetrag in Abhängigkeit von der Größe der Struktur dementsprechend ändert, kann die Unschärfe nicht durch Refokussieren korrigiert werden. Demgemäß kann eine derartige Struktur nicht als eine Schablonenmaskenstruktur verwendet werden.
  • Eine Vorrichtung zur Lösung dieses Problems ist eine Mehrfachelektronenstrahlbelichtungsvorrichtung, die eine Vielzahl von Elektronenstrahlen auf die Probenoberfläche entlang projektierter Koordinaten einstrahlt, die Vielzahl von Elektronenstrahlen entlang der projektierten Koordinaten ablenkt, um die Probenoberfläche abzutasten, und gleichzeitig unabhängig die Vielzahl von Elektronenstrahlen in Übereinstimmung mit der zu zeichnenden Struktur ein/ausschaltet, wobei die Struktur gezeichnet wird. Die Mehrfachelektronenstrahlbelichtungsvorrichtung kann eine willkürliche Struktur ohne Verwendung irgendeiner Schablonenmaske zeichnen, so dass der Durchsatz erhöht werden kann.
  • 38A zeigt die Anordnung der Mehrfachelektronenstrahlbelichtungsvorrichtung. Die Bezugszeichen 501a, 501b und 501c bezeichnen Elektronenkanonen, die in der Lage sind, Elektronenstrahlen unabhängig ein/auszuschalten; 502 bezeichnet ein elektronenoptisches Reduktionssystem, um die Vielzahl von Elektronenstrahlen von den Elektronenkanonen 501a, 501b und 501c auf einen Wafer 503 zu reduzieren und projizieren; und 504 bezeichnet einen Deflektor bzw. eine Ablenkeinheit, um die Vielzahl von auf den Wafer 503 reduzierten und projizierten Elektronenstrahlen abzulenken.
  • Die Vielzahl von Elektronenstrahlen von den Elektronenkanonen 501a, 501b und 501c werden um denselben Betrag von der Ablenkeinheit 504 abgelenkt. Unter Bezugnahme auf die Strahlreferenzposition setzt jeder Elektronenstrahl sequentiell seine Position auf den Wafer und bewegt sich entsprechend einer durch die Ablenkeinheit 504 definierten Anordnung. Die Elektronenstrahlen belichten verschiedene Belichtungsflächen in auszubildenden Belichtungsstrukturen.
  • 38B bis 38D zeigen einen Zustand, bei dem die Elektronenstrahlen von den Elektronenkanonen 501a, 501b und 501c die entsprechenden Belichtungsflächen in Belichtungsstrukturen, die entsprechend derselben Anordnung auszubilden sind, belichten. Während die Positionen auf der Anordnung in der Reihenfolge von (1, 1), (1, 2), ..., (1, 16), (2, 1), (2, 2), ..., (2, 16), (3, 1), eingestellt und verschoben werden, wird jeder Elektronenstrahl an einer Position eingeschaltet, wo eine auszubildende Belichtungsstruktur (P1, P2, P3) vorhanden ist, um die entsprechende Belichtungsfläche in der auszubildenden Belichtungsstruktur (P1, P2, P3) zu belichten (d.h. eine sogenannte Rasterabtastung wird durchgeführt).
  • Jedoch muß in der Mehrfachelektronenstrahlbelichtungsvorrichtung unter Verwendung der Rasterabtastung, wenn die Größe der auszubildenden Belichtungsstruktur klein wird, jeder Elektronenstrahl an einer Position eingeschaltet werden, welche definiert ist durch weiteres feines Aufteilen der Belichtungsfläche des Elektronenstrahls (der Anordnungsabstand der Anordnung, der durch die Ablenkeinheit 504 definiert wird, wird klein). Folglich nimmt mit derselben Belichtungsfläche die Wiederholungszahl der Einstellung der Position des Elektronenstrahls und der Belichtung der Fläche zu, was zu einer starken Verringerung des Durchsatzes führt.
  • 43 zeigt den Hauptteil der Mehrfachelektronenstrahlbelichtungsvorrichtung. Die Bezugszeichen 501a, 501b und 501c bezeichnen Elektronenkanonen, die in der Lage sind, Elektronenstrahlen unabhängig ein/auszuschalten; 502 bezeichnet ein elektronenoptisches Reduktionssystem, um die Vielzahl von Elektronenstrahlen von den Elektronenkanonen 501a, 501b und 501c auf einen Wafer zu reduzieren und projizieren; 504 bezeichnet eine Ablenkeinrichtung bzw. einen Deflektor, um die Vielzahl von auf den Wafer 503 reduzierten und projizierten Elektronenstrahlen abzutasten bzw. zu scannen; 505 bezeichnet eine dynamische Fokusspule, um die Fokusposition des Elektronenstrahls in Übereinstimmung mit jeglichen Ablenkungsfehlern zu korrigieren, die in dem Elektronenstrahl erzeugt werden, der durch das elektronenoptische Reduktionssystem 502 durchläuft, wenn die Ablenkeinheit 504 betätigt wird; und 506 bezeichnet eine dynamische stigmatische Spule, um den Astigmatismus des Elektronenstrahls in Übereinstimmung mit den Ablenkungsfehlern zu korrigieren.
  • Mit der obigen Anordnung wird die Vielzahl von Elektronenstrahlen auf dem Wafer gescannt bzw. abgetastet, um den Wafer zu belichten, in welchem die Belichtungsflächen der Elektronenstrahlen benachbart zueinander sind.
  • Jedoch sind die Ablenkungsfehler, die in der Vielzahl von Elektronenstrahlen erzeugt werden, welche durch das elektronenoptische Reduktionssystem 502 durchgehen, wenn die Ablenkeinrichtung 504 betätigt wird, voneinander verschieden. Aus diesem Grund kann, auch wenn die Fokusposition und der Astigmatismus von jedem Elektronenstrahl durch eine dynamische Fokusspule und eine dynamische stigmatische Spule korrigiert werden, eine optimale Korrektur für jeden Elektronenstrahl kaum durchgeführt werden.
  • Ferner bekannte Anordnung sind in JP-A-61-263217 ( JP-B-7-089530 ) und "Electron-Beam Cell-Projection Lithography System" Y. Sakitani et al., J. Vac. Sci. Technol. B 10(6), Nov/Dec 1992, Seiten 2759-2763 dargestellt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung, wie in Anspruch 1 aufgestellt ist, wie in Anspruch 4 aufgestellt ist und wie in Anspruch 6 aufgestellt ist, und ein Herstellungsverfahren vorgesehen, wie in Anspruch 9 aufgestellt ist. Optionale Merkmale sind in den übrigen Ansprüchen aufgestellt.
  • Die Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung und das Verfahren können helfen, den Einfluß des Raumladungseffekts zu reduzieren.
  • Sie/es kann die Begrenzung der in einer Schablonenmaske verwendbaren Strukturen lockern.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht eine Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung vor, die eine Quelle zum Emittieren eines Elektronenstrahls und ein elektronenoptisches Reduktionssystem zum Reduzieren und Projizieren eines mit dem von der Quelle emittierten Elektronenstrahl erzeugten Bilds auf eine Targetbelichtungsoberfläche aufweist, mit: einem elektronenoptischen Korrektursystem, das zwischen der Quelle und dem elektronenoptischen Reduktionssystem angeordnet ist, um eine Vielzahl von Zwischenbildern der Quelle zu bilden, um eine Aberration zu korrigieren, die von dem elektronenoptischen Reduktionssystem erzeugt wird, wobei die Zwischenbilder auf die Targetbelichtungsoberfläche von dem elektronenoptischen Reduktionssystem reduziert und projiziert werden.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht ein Elektronenstrahlbelichtungsverfahren vor, bei dem eine Belichtung durchgeführt wird, indem eine Quelle einen Elektronenstrahl emittieren läßt, um ein Bild zu erzeugen, und indem das Bild auf eine Targetbelichtungsoberfläche durch ein elektronenoptisches Reduktionssystem reduziert und projiziert wird, mit: dem Zwischenbilderzeugungsschritt zum Erzeugen einer Vielzahl von Zwischenbildern der Quelle, um eine Aberration zu korrigieren, die durch das elektronenoptische Reduktionssystem mittels eines elektronenoptischen Korrektursystems erzeugt wird, das zwischen der Quelle und dem elektronenoptischen Reduktionssystem angeordnet ist.
  • Die vorliegende Erfindung kann mit einem Elektronenstrahlbelichtungsverfahren versehen sein, bei dem eine Belichtung durchgeführt wird, indem eine Vielzahl von Elektronenstrahlen in Übereinstimmung mit einer auf einer Targetbelichtungsoberfläche zu erzeugenden Belichtungsstruktur unabhängig abgeschirmt wird, während die Vielzahl von Elektronenstrahlen auf der Targetbelichtungsoberfläche abgetastet wird, mit: dem Belichtungsprozedureinstellungsschritt zum Einstellen einer Belichtungsprozedur, bei welcher die Vielzahl von Elektronenstrahlen abgetastet wird, während ein Abschnitt übersprungen wird, wo die ganze Vielzahl von Elektronenstrahlen abgeschirmt wird; und dem Steuerungsschritt zum Steuern der Belichtung in Übereinstimmung mit der eingestellten Belichtungsprozedur.
  • Die vorliegende Erfindung kann mit einer Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung versehen sein, welche einen Deflektor zum Ablenken einer Vielzahl von Elektronenstrahlen aufweist und eine Targetbelichtungsoberfläche belichtet, indem die Vielzahl von Elektronenstrahlen durch den Deflektor abgelenkt wird und gleichzeitig die Einstrahlung der Vielzahl von Elektronenstrahlen unabhängig gesteuert wird, mit: Steuerungsmitteln zum Steuern eines Belichtungsbetriebs, so dass eine Einheit der Ablenkung durch den Deflektor so gesetzt ist, dass sie in einer ersten Fläche klein ist, wo eine Konturenfläche einer Struktur durch Belichtung mit zumindest einem aus der Vielzahl von Elektronenstrahlen gebildet wird, und die Einheit der Ablenkung durch den Deflektor so gesetzt ist, dass sie in einer zweiten Fläche, die von der ersten Fläche verschieden ist, groß ist, wo eine Innenfläche der Struktur durch Belichtung mit zumindest einem aus der Vielzahl von Elektronenstrahlen gebildet wird.
  • Die vorliegende Erfindung kann mit einem Elektronenstrahlbelichtungsverfahren versehen sein, bei dem eine Targetbelichtungsoberfläche belichtet wird, indem eine Vielzahl von Elektronenstrahlen von einem gemeinsamen Deflektor abgelenkt wird und gleichzeitig die Einstrahlung aus der Vielzahl von Elektronenstrahlen unabhängig gesteuert wird, mit: dem Steuerungsschritt zum Steuern eines Belichtungsbetriebs, um eine Einheit der Ablenkung durch den Deflektor so zu setzen, dass sie in einer ersten Fläche klein ist, wo eine Konturenfläche einer Struktur durch Belichtung mit zumindest einem aus der Vielzahl von Elektronenstrahlen gebildet wird, und die Einheit der Ablenkung durch den Deflektor so zu setzen, dass sie in einer zweiten Fläche, die von der ersten Fläche verschieden ist, groß ist, wo eine Innenfläche der Struktur durch Belichtung mit zumindest einem aus der Vielzahl von Elektronenstrahlen gebildet wird.
  • Die vorliegende Erfindung kann mit einem Elektronenstrahlbelichtungsverfahren versehen sein, bei dem eine Targetbelichtungsoberfläche belichtet wird, indem eine Vielzahl von Elektronenstrahlen von einem gemeinsamen Deflektor abgelenkt wird und gleichzeitig die Einstrahlung aus der Vielzahl von Elektronenstrahlen unabhängig gesteuert wird, mit: dem Flächenbestimmungsschritt, um auf der Basis einer auf der Targetbelichtungsoberfläche zu erzeugenden Belichtungsstruktur eine erste Fläche, wo eine Konturenfläche der Struktur durch Belichtung mit zumindest einem aus der Vielzahl von Elektronenstrahlen gebildet wird, und eine zweite Fläche zu bestimmen, die von der ersten Fläche verschieden ist, wo eine Innenfläche der Struktur durch Belichtung mit zumindest einem aus der Vielzahl von Elektronenstrahlen gebildet wird; und dem Steuerungsschritt zum Steuern eines Belichtungsbetriebs, um eine Einheit der Ablenkung durch den Deflektor so zu setzen, dass sie in der ersten Fläche klein ist, und die Einheit der Ablenkung durch den Deflektor so zu setzen, dass sie in der zweiten Fläche groß ist.
  • Die vorliegende Erfindung kann mit einer Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung versehen sein, die eine Quelle zum Emittieren eines Elektronenstrahls und ein elektronenoptisches Reduktionssystem zum Reduzieren und Projizieren eines mit dem von der Quelle emittierten Elektronenstrahl erzeugten Bilds auf eine Targetbelichtungsoberfläche aufweist, mit: einer elektronenoptischen Elementsystemanordnung, die gebildet wird, indem eine Vielzahl von Unteranordnungen angeordnet werden, die jeweils zumindest ein elektronenoptisches Elementsystem beinhalten, das ein Zwischenbild der Quelle zwischen der Quelle und dem elektronenoptischen Reduktionssystem mit dem von der Quelle emittierten Elektronenstrahl erzeugt; Ablenkungsmittel zum Ablenken eines Elektronenstrahls von der elektronenoptischen Elementsystemanordnung, um die Targetbelichtungsoberfläche zu scannen; und Korrekturmittel, um in Einheiten von Unteranordnungen einen Ablenkungsfehler zu korrigieren, der erzeugt wird, wenn der Elektronenstrahl von der elektronenoptischen Elementsystemanordnung durch das Ablenkungsmittel abgelenkt wird.
  • Die vorliegende Erfindung kann mit einem Elektronenstrahlbelichtungsverfahren versehen sein, bei dem eine Belichtung durchgeführt wird, indem eine Quelle einen Elektronenstrahl emittieren läßt, um ein Bild zu erzeugen, und indem das Bild auf eine Targetbelichtungsoberfläche durch ein elektronenoptisches Reduktionssystem reduziert und projiziert wird, mit: dem Korrekturschritt, um in Einheiten von Unteranordnungen einen Ablenkungsfehler zu korrigieren, der erzeugt wird, wenn ein Elektronenstrahl von einer elektronenoptischen Elementsystemanordnung, die durch Anordnen der Vielzahl von Unteranordnungen gebildet wird, die jeweils zumindest ein elektronenoptisches Elementsystem beinhalten, welches ein Zwischenbild zwischen der Quelle erzeugt, abgelenkt wird, um die Targetbelichtungsoberfläche zu scannen bzw. abzutasten.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nunmehr unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
  • 1 eine Ansicht ist, um die Anordnung einer Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erläutern;
  • 2 eine Ansicht ist, um die Anordnung einer Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung vom Schablonenmaskentyp zu erläutern;
  • 3 eine Ansicht zur Erläuterung des Konzepts der Belichtung durch die Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung vom Schablonenmaskentyp ist;
  • 4A und 4B Ansichten zur Erläuterung des Prinzips eines Merkmals der Ausführungsformen sind;
  • 5A und 5B Ansichten zur Erläuterung eines Vergleichselements des elektronenoptischen Systems sind;
  • 6A und 6B Ansichten zur Erläuterung des elektronenoptischen Elementsystems sind;
  • 7 eine Ansicht ist, welche die Verdrahtung einer Austast-Elektrode zeigt;
  • 8 eine Ansicht zur Erläuterung der oberen und unteren Apertur-Elektroden des elektronenoptischen Elementsystems ist;
  • 9 eine Ansicht zur Erläuterung der zwischengeordneten Apertur-Elektrode des elektronenoptischen Elementsystems ist;
  • 10A und 10B Ansichten zur Erläuterung von Unipotential-Linsen sind, die jeweils einen Astigmatismus aufweisen;
  • 11A und 11C Ansichten zur Erläuterung einer Belichtungsstruktur und von Belichtungsstrukturdaten sind, die von der Belichtungsstruktur erzeugt werden;
  • 12 eine Ansicht zur Erläuterung eines Austast-Signals ist, das an jedes elektronenoptische Elementsystem übertragen wird;
  • 13A und 13B Ansichten zur Erläuterung einer ersten Anordnung des elektronenoptischen Elementsystems in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind;
  • 14A und 14B Ansichten zur Erläuterung einer zweiten Anordnung des elektronenoptischen Elementsystems in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind;
  • 15 eine Ansicht zur Erläuterung der Anordnung einer Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 16 eine Ansicht zur Erläuterung einer elektronenoptischen Elementsystemanordnung ist;
  • 17 eine Ansicht zur Erläuterung des Abtastfelds einer Unteranordnung ist;
  • 18 eine Ansicht zur Erläuterung des Abtastfelds der elektronenoptischen Elementsystemanordnung ist;
  • 19 eine Ansicht zur Erläuterung des Belichtungsfelds ist;
  • 20A bis 20C Ansichten zur Erläuterung der Anordnung einer Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind;
  • 21A und 21B Ansichten zur Erläuterung der Anordnung einer Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind;
  • 22 ein Schaubild zur Erläuterung der Elektronendichteverteilung auf einer Pupillenebene ist;
  • 23 eine Ansicht zur Erläuterung der Anordnung einer Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 24 eine Ansicht zur Erläuterung einer elektronenoptischen Elementsystemanordnung ist;
  • 25 eine Ansicht zur Erläuterung eines elektronenoptischen Elementsystems ist;
  • 26A und 26B Ansichten zur Erläuterung der Elektroden des elektronenoptischen Elementsystems sind;
  • 27 ein Blockdiagramm zu Erläuterung der Steuerungsanordnung einer Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung ist;
  • 28A und 28B Ansichten zur Erläuterung von Belichtungsstrukturen sind, die durch elektronenoptische Elementsysteme zu erzeugen sind;
  • 29A und 29B Ansichten zur Erläuterung des Verfahrens zur Bestimmung von Flächen R, F und N auf der Basis der in 28A und 28B dargestellten Strukturen sind;
  • 30A eine Ansicht zur Erläuterung des Verfahrens zur Bestimmung von Flächen FF, RR und NN auf der Basis von Daten ist, die mit den in 29A und 29B dargestellten Flächen R, F und N verknüpft sind;
  • 30B eine Ansicht ist, welche das Ergebnis einer Division der in 30A dargestellten Fläche RR durch ein Anordnungselement RME zeigt;
  • 31A bis 31C Ansichten zur Erläuterung von Belichtungssteuerungsdaten sind;
  • 32A und 32B Ansichten zur Erläuterung von Austast-Steuerungsdaten sind;
  • 33 eine Ansicht zur Erläuterung der Belichtungssteuerungsdaten ist;
  • 34A eine Ansicht zur Erläuterung der kontinuierlich durch das Anordnungselement RME zu belichtenden Fläche ist;
  • 34B eine Ansicht zur Erläuterung der kontinuierlich durch ein Anordnungselement FME zu belichtenden Fläche ist;
  • 35 eine Ansicht zur Erläuterung des Unteranordnungsbelichtungsfelds (SEF) ist;
  • 36 eine Ansicht zur Erläuterung des Unterfelds ist;
  • 37 ein Flußdiagramm zur Erläuterung einer Vorbereitung der Belichtungssteuerungsdaten ist;
  • 38A bis 38D Ansichten zur Erläuterung einer herkömmlichen Mehrfachelektronenstrahlbelichtungsvorrichtung sind;
  • 39A bis 39C Ansichten zur Erläuterung von Marken auf einer Tischreferenzplatte sind;
  • 40 eine Ansicht zur Erläuterung des Belichtungsfelds ist;
  • 41 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Vorbereitung einer Belichtungssteuerungsdatendatei ist;
  • 42 eine Ansicht zur Erläuterung eines für jede Unteranordnung angeordneten Deflektors ist;
  • 43 eine Ansicht zur Erläuterung der herkömmlichen Mehrfachelektronenstrahlbelichtungsvorrichtung ist;
  • 44 ein Flußdiagramm zur Erläuterung einer Kalibrierung ist;
  • 45 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Herstellung eines Mikrobauelements ist; und
  • 46 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Waferq-Prozesses ist.
  • Erster Modus zur Ausführung der Erfindung
  • (Beschreibung des Prinzips)
  • 4A und 4B sind Ansichten zur Erläuterung des Prinzips eines Merkmals der Ausführungsformen. Das Bezugszeichen PL bezeichnet ein elektronenoptisches Reduktionssystem; und AX bezeichnet eine optische Achse des elektronenoptischen Reduktionssystems PL. Die Bezugszeichen 01, 02 und 03 bezeichnen Punktquellen, um Elektronen zu emittieren; und Il, I2 und I3 bezeichnen Punktquellenbilder, welche den Punktquellen entsprechen.
  • Unter Bezugnahme auf 4A bilden Elektronen, welche von den Punktquellen 01, 02 und 03 emittiert werden, die auf einer Ebene angeordnet sind, die senkrecht zu der optischen Achse AX auf der Objektseite des elektronenoptischen Reduktionssystems PL verläuft, die Punktquellenbilder I1, I2 und I3, welche den Punktquellen auf der Bildseite des elektronenoptischen Reduktionssystems PL entsprechen. Die Punktquellenbilder I1, I2 und I3 werden nicht auf derselben Ebene, die senkrecht zu der optischen Achse AX verläuft, wegen der Aberrationen (Feldkrümmung) des elektronenoptischen Reduktionssystems gebildet.
  • In dem vorliegenden Modus der Erfindung sind, um die Punktquellenbilder I1, I2 und I3 auf derselben Ebene, die senkrecht zu der optischen Achse AX verläuft, zu bilden, wie in 4B dargestellt ist, die Punktquellenbilder 01, 02 und 03 an verschiedenen Positionen entlang der optischen Achse in Übereinstimmung mit den Aberrationen (Feldkrümmung) des elektronenoptischen Reduktionssystems angeordnet. Zusätzlich werden, da sich die Aberrationen (Astigmatismus, Koma oder Verzeichnung) des elektronenoptischen Reduktionssystems in Abhängigkeit von den Positionen der Quellen auf der Objektseite ändern, erwünschte Quellenbilder auf derselben Ebene durch Verzeichnung der Quellen im voraus gebildet.
  • In dem vorliegenden Modus der Erfindung ist ein elektronenoptisches Korrektursystem angeordnet, um eine Vielzahl von Zwischenbildern einer Quelle auf der Objektseite des elektronen optischen Reduktionssystems zu bilden und im voraus die erzeugten Aberrationen zu korrigieren, wenn die Zwischenbilder auf eine Targetbelichtungsoberfläche von dem elektronenoptischen Reduktionssystem reduziert und projiziert werden. Mit dieser Anordnung kann eine Menge von Quellenbildern, die jeweils ein gewünschte Form aufweisen, gleichzeitig in einem weiten Belichtungsbereich gebildet werden.
  • Die Vielzahl von Zwischenbildern braucht nicht immer aus einer Quelle gebildet zu werden und kann selbstverständlich aus einer Vielzahl von Quellen gebildet werden.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten ausführlich beschrieben werden.
  • (Erste Ausführungsform)
  • [Beschreibung von Komponentenelementen des Belichtungssystems]
  • 1 ist eine Ansicht, welche eine Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Unter Bezugnahme auf 1 bezeichnet ein Bezugszeichen 1 eine Elektronenkanone, die aus einer Kathode 1a, einem Gitter 1b und einer Anode 1c gebildet wird. Elektronen, die von der Elektronenkanone 1 emittiert werden, erzeugen ein Überkreuzungsbild zwischen den Gitter 1b und der Anode 1c.
  • Die Elektronenkanone 1 weist eine Funktion zum Ändern der Gitterspannung auf, um die Größe des Überkreuzungsbilds zu ändern.
  • Da ein elektronenoptisches System (nicht dargestellt) zum Vergrößern/Reduzieren oder zum Formen des Überkreuzungsbildes verwendet wird, kann ein vergrößertes/reduziertes oder geformtes Überkreuzungsbild erzielt werden. Mit dieser Anordnung kann die Größe und Form des Überkreuzungsbilds geändert werden (das Überkreuzungsbild wird nachstehend als eine Quelle bezeichnet werden).
  • Elektronen, die von der Quelle emittiert werden, werden zu einem nahezu kollimierten Elektronenstrahl durch eine Kondensorlinse 2 ausgebildet, deren vorderseitige fokale Position an der Position der Quelle festgelegt ist. Der nahezu kollimierte Elektronenstrahl fällt auf ein elektronenoptisches Korrektursystem 3 ein, in welchem eine Vielzahl von elektronenoptischen Elementsystemen (31, 32) (die Anzahl von elektronenoptischen Elementsystemen ist vorzugsweise so groß wie möglich, obgleich zwei elektronenoptische Elementsysteme zur beschreibenden Bequemlichkeit veranschaulicht sind) in einer senkrecht zu der optischen Achse verlaufenden Richtung ausgerichtet ist. Die Vielzahl von elektronenoptischen Elementsystemen (31, 32), welche das elektronenoptische Korrektursystem 3 bilden, wird später im einzelnen beschrieben werden.
  • Das elektronenoptische Korrektursystem 3 bildet eine Vielzahl von Zwischenbildern (MI1, MI2) der Quelle. Die Zwischenbilder bilden Quellenbilder (I1, I2) auf einem Wafer 5 über ein elektronenoptisches Reduktionssystem 4. Die Elemente des elektronenoptischen Korrektursystems 3 sind gesetzt, um das Intervall zwischen den Quellenbildern auf dem Wafer 5 zu einem ganzzahligen Vielfachen der Größe des Quellenbilds zu machen. Das elektronenoptische Korrektursystem 3 ändert die Positionen der Zwischenbilder entlang der optischen Achse in Übereinstimmung mit der Feldkrümmung des elektronenoptischen Reduktionssystems 4 und korrigiert gleichzeitig im voraus ir gendwelche Aberrationen, die erzeugt werden, wenn die Zwischenbilder auf den Wafer 5 von dem elektronenoptischen Reduktionssystem 4 reduziert und projiziert werden.
  • Das elektronenoptische Reduktionssystem 4 ist eine symmetrische, magnetische Tafel bzw. Tablette, die aus einer ersten Projektionslinse 41 und einer zweiten Projektionslinse 42 gebildet ist. Wenn die Brennweite der ersten Projektionslinse 41 durch f1 dargestellt wird und jene der zweiten Projektionslinse 42 dargestellt wird durch f2, ist der Abstand zwischen den zwei Linsen f1 + f2. Das Zwischenbild auf der optischen Achse AX wird an der fokalen Position der ersten Projektionslinse 41 erzeugt und das Bild des Zwischenbilds wird an dem Brennpunkt der zweiten Projektionslinse 42 erzeugt. Dieses Bild wird auf -f2/f1 reduziert. Da die zwei Linsenmagnetfelder dazu bestimmt sind, in entgegengesetzten Richtungen zu wirken, sind Seidel-Aberrationen mit Ausnahme von fünf Aberrationen, d.h. die sphärische Aberration, der isotrope Astigmatismus, die isotrope Koma, die Bildfeldkrümmung und axiale chromatische Aberration, sowie chromatische Aberrationen, die mit der Rotation und Vergrößerung verknüpft sind, in der Theorie aufgehoben.
  • Ein Deflektor bzw. eine Ablenkeinrichtung 6 lenkt die Elektronenstrahlen von der Vielzahl von Zwischenbildern ab, um die Bilder der Vielzahl von Zwischenbildern in den X- und Y-Richtungen auf dem Wafer zu bewegen. Der Deflektor 6 wird durch einen elektromagnetischen Deflektor Öl vom MOL-(Moving Object Lens) Typ, der einen Strahl durch ein konvergentes Magnetfeld und ein magnetisches Ablenkungsfeld, das die MOL-Bedingung erfüllt, ablenkt, und einen elektrostatischen Deflektor 62 gebildet, der einen Strahl durch ein elektrisches Feld ablenkt. Der elektromagnetische Deflektor 61 und der elektrostatische Deflektor 62 werden selektiv entsprechend dem Bewegungsabstand des Quellenbilds verwendet. Eine dynamische Fokusspule 7 korrigiert jede Verschiebung der fokalen Position, die durch Ablenkungsfehler verursacht wird, die erzeugt werden, wenn der Deflektor betätigt wird. Eine dynamische, stigmatische Spule 8 korrigiert den durch Ablenkung erzeugten Astigmatismus.
  • Jeder der Deflektoren 91 und 92 wird gebildet von einer Vielzahl von elektrostatischen Deflektoren zur Translation (in den X- und Y-Richtungen) oder Ablenkung (Neigung bezüglich der Z-Achse) des Elektronenstrahls von der Vielzahl von Zwischenbildern, die durch das elektronenoptische Korrektursystem erzeugt werden.
  • Ein Faradaybecher 10 weist zwei einzelne Schneidkanten auf, die sich entlang der X- und Y-Richtung erstrecken.
  • Ein X-Y-Z-Tisch 11 ist in den X-, Y- und Z-Richtungen bewegbar, während der Wafer 5 darauf montiert wird, und wird von einer Tischantriebssteuerungseinheit 23 gesteuert.
  • Der auf dem Wafer-Tisch fixierte Faradaybecher 10 detektiert die Ladungsmenge des Quellenbilds, das mit dem Elektronenstrahl von dem elektronenoptischen Elementsystem erzeugt wird, während es durch die Schneidkanten in Zusammenwirkung mit einem Laserinterferometer 20 zum Detektieren der Position des X-Y-Z-Tischs bewegt wird. Mit dieser Anordnung können die Größe und Position (X, Y, Z) des Quellenbilds und der von dem elektronenoptischen Elementsystem eingestrahlte Strom detektiert werden.
  • Zum leichteren Verständnis wird eine Vergleichsform des elektronenoptischen Elementsystems, welches das elektronenoptische Korrektursystem bildet, das die vorliegende Erfindung nicht verkörpert, unten unter Bezugnahme auf 5A und 5B beschrieben werden.
  • Unter Bezugnahme auf 5A bezeichnet das Bezugszeichen 301 eine Austast-Elektrode, die aus einem Paar von Elektroden gebildet wird und eine Ablenkungsfunktion aufweist; 302 bezeichnet eine Aperturblende, welche eine Apertur (AP) aufweist, um die Form des Elektronenstrahls, der durch die Apertur durchgeht, zu definieren, auf welcher eine Verdrahtungsschicht (W) zum Ein-/Abschalten der Austast-Elektrode 301 ausgebildet ist. 5A zeigt die Austast-Elektrode 301 und die Aperturblende 302 sowohl von oben als auch im vertikalen Querschnitt. Das Bezugszeichen 303 bezeichnet eine Unipotential-Linse, die aus drei Aperturelektroden gebildet wird und eine Bündelungsfunktion aufweist, um die oberen und unteren Elektroden auf ein Beschleunigungspotential V0 einzustellen und die zwischengeordnete Elektrode auf einem anderen Potential zu halten; und 304 bezeichnet eine Austast-Apertur, welche auf der Brennebene der Aperturblende 302 positioniert ist.
  • Der Elektronenstrahl, der durch die Kondensorlinse 2 nahezu kollimiert ist, wird zu einem Zwischenbild (MI) der Quelle auf der Austast-Apertur 304 durch die Unipotential-Linse 303 über die Austast-Elektrode 301 und die Apertur (AP) gebildet. Falls zu diesem Zeitpunkt kein elektrisches Feld zwischen den Elektroden der Austast-Elektrode 301 angelegt ist, wird ein Elektronenstrahl 305 durch die Apertur der Austast-Apertur 304 durchgelassen. Andererseits wird, wenn ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden der Austast-Elektrode 301 angelegt ist, ein Elektronenstrahl 306 von der Austast-Apertur 304 abgeschirmt. Da die Elektronenstrahlen 305 und 306 unterschiedliche Winkelverteilungen auf der Austast-Apertur 304 (die Objektebene des elektronenoptischen Reduktionssystems) aufweisen, fallen die Elektronenstrahlen 305 und 306 auf verschiedenen Flächen an der Pupillenposition (auf einer Ebene P in 1) des elektronenoptischen Reduktionssystems ein, wie in 5B dargestellt ist. Demgemäß kann anstelle der Austast-Apertur 304 eine Austast-Apertur 304, um lediglich den Elektronenstrahl 305 durchzulassen, an der Pupillenposition (auf der Ebene P in 1) gebildet werden. Die Austast-Apertur kann gemeinsam durch andere elektronenoptische Elementsysteme verwendet werden, welche das elektronenoptische Korrektursystem 3 bilden.
  • In dieser Ausführungsform wird eine Unipotential-Linse verwendet, welche eine Bündelungsfunktion aufweist. Jedoch kann eine Bipotential-Linse, welche eine divergierende Funktion aufweist, verwendet werden, um ein virtuelles Zwischenbild zu erzeugen.
  • Unter Rückbezug auf 1 ändert das elektronenoptische Korrektursystem 3 die Positionen entlang der optischen Achse der Zwischenbilder, die von dem elektronenoptischen Elementsystem erzeugt werden, in Übereinstimmung mit der Bildfeldkrümmung bzw. Feldwölbung des elektronenoptischen Reduktionssystems 4. Als ein spezifisches Mittel dafür werden identische elektronenoptische Elementsysteme verwendet und an verschiedene Positionen entlang der optischen Achse gesetzt. Eine andere Technik besteht darin, dass die elektronenoptischen Elementsysteme auf derselben Ebene festgelegt werden und die elektronenoptischen Charakteristiken (Brennweite und Hauptebenenposition) des elektronenoptischen Elementsystems und insbesondere die Unipotential-Linsen werden geändert, um die Positionen der Zwischenbilder entlang der optischen Achse zu ändern. Das letztere Mittel, das in dieser Ausführungsform verwendet wird, wird ausführlich unter Bezugnahme auf 6A und 6B beschrieben werden.
  • Unter Bezugnahme auf 6A werden Austast-Elektroden für jede Apertur der Aperturblende 302 gebildet, welche zwei Aperturen (AP1, AP2) mit derselben Form aufweist, wobei eine Austast-Anordnung gebildet wird. Diese Austast-Elektroden sind unabhängig verdrahtet, um die elektrischen Felder unabhängig ein/auszuschalten (7).
  • Unipotential-Linsen 303-1 und 303-2 bilden eine Linsenanordnung durch Verbinden von drei Isolatoren 307 bis 309, welche jeweils eine darauf ausgebildete Elektrode aufweisen. Die Elektroden sind derart verdrahtet, dass obere und untere Elektroden (303U, 303D) auf ein gemeinsames Potential (8) gesetzt werden können und zwischengeordnete Elektroden (303M) unabhängig auf verschiedene Potentiale (9) gesetzt werden können. Die Austast-Anordnung und Linsenanordnung bilden eine integrale Struktur, während ein Isolator 310 zwischengeordnet wird.
  • Die Elektroden der Unipotential-Linsen 303-1 und 303-2 weisen dieselbe Form auf. Die Brennweiten sind unterschiedlich, da die Potentiale der zwischengeordneten Elektroden unterschiedlich sind. Demgemäß sind die mit Elektronenstrahlen 311 und 312 erzeugten Zwischenbilder (MI1, MI2) jeweils an unterschiedlichen Positionen entlang der optischen Achse angeordnet.
  • 6B zeigt ein anderes Beispiel des elektronenoptischen Elementsystems, das zwei Linsenanordnungen verwendet, die in 6A dargestellt sind. Jedes elektronenoptische Elementsystem wird durch zwei Unipotential-Linsen gebildet, die mit einem vorbestimmten Abstand angeordnet sind. Mit dieser Anordnung können die Brennweite und die Hauptebenenposition von jedem elektronenoptischen Elementsystem unabhängig gesteuert werden. Wenn die Brennweite der Unipotential-Linse 303-1 durch f1 dargestellt wird, jene einer Unipotential-Linse 303-1' durch f2 dargestellt wird, wird der Abstand zwischen den Unipotential-Linsen durch e dargestellt, wird die zusammengesetzte Brennweite durch f dargestellt und wird die Hauptebenenposition auf der Bildebenenseite (der Abstand von der Unipotential-Linse 303-1' in Richtung auf die Quellenseite) durch s dargestellt, wobei paraxial die folgenden Gleichungen gelten: 1/f = 1/f1 + 1/f2 – e(f1 × f2) s = e × f/f1
  • Indem die Brennweite von jeder Unipotential-Linse (das Potential der zwischengeordneten Elektrode von jeder Unipotential-Linse) justiert wird, kann die zusammengesetzte Brennweite und die Hauptebenenposition von jedem elektronenoptischen Elementsystem innerhalb begrenzter Bereiche unabhängig eingestellt werden. Die Brennweite (Zwischenbilderzeugungsposition) ändert sich selbstverständlich um einen Abstand, welcher dem Bewegungsbetrag der größeren Hauptebene entspricht. Die Brennweiten der elektronenoptischen Elementsysteme können nahezu gleich gemacht werden und gerade die fokalen Positionen können geändert werden. Mit anderen Worten, die Zwischenbilder der Quelle können von den elektronenoptischen Elementsystemen mit derselben Vergrößerung erzeugt werden (so dass die Quellenbilder I1 und I2 auf dem Wafer 5 mit derselben Vergrößerung erzeugt werden), während gerade die Positionen der Zwischenbilder entlang der optischen Achse geändert werden. Demgemäß können die Zwischenbilder (MI1, MI2) der Elektronenstrahlen 311 und 312 an verschiedenen Positionen entlang der optischen Achse erzeugt werden. In dieser Ausführungsform wird das elektronenoptische Elementsystem durch zwei Unipotential-Linsen gebildet. Jedoch kann das elektronenoptische Elementsystem durch drei oder mehr Unipotential-Linsen gebildet werden.
  • Um den Astigmatismus zu korrigieren, der erzeugt wird, wenn jedes Zwischenbild auf die Targetbelichtungsoberfläche durch das elektronenoptische Reduktionssystem 4 reduziert und projiziert wird, erzeugt jedes elektronenoptische Elementsystem einen Astigmatismus von entgegengesetztem Vorzeichen. Um den Astigmatismus von entgegengesetztem Vorzeichen zu erzeugen, wird die Form der Apertur-Elektrode, welche die Unipotential-Linse bildet, verzeichnet. Wie in 10A dargestellt ist, erzeugen, wenn die Unipotential-Linse 303-1 eine kreisförmige Apertur-Elektrode 350 aufweist, Elektronen, die in einer Richtung M verteilt sind, und Elektronen, die in einer Richtung S verteilt sind, Zwischenbilder an nahezu derselben Position 313. Jedoch erzeugen, wenn eine Unipotential-Linse 303-3 eine elliptische Apertur-Elektrode 351 aufweist, Elektronen, welche in der Richtung M (entlang des kurzen Durchmessers) verteilt sind, ein Zwischenbild bei einer Position 314 und erzeugen Elektronen, die in der Richtung S (entlang des langen Durchmessers) verteilt sind, ein Zwischenbild an einer Position 315. Mit dieser Anordnung kann ein Astigmatismus von entgegengesetztem Vorzeichen erzeugt werden.
  • Wie in 10B dargestellt ist, ist die zwischengeordnete Elektrode 303M der Unipotential-Linse 303-1 in vier Abschnitte aufgeteilt. Die Potentiale von entgegengesetzten Elektroden sind auf V1 eingestellt und die Potentiale der anderen entgegengesetzten Elektroden sind auf V2 eingestellt. Die Potentiale V1 und V2 können durch eine Fokussteuerungsschaltung geändert werden und die Funktion der Unipotential-Linse 303-1 kann ebenso in diesem Fall erzielt werden.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann, wenn die Form der Apertur-Elektrode der Unipotential-Linse von jedem elektronenoptischen Elementsystem in Übereinstimmung mit dem Astigmatismus des elektronenoptischen Reduktionssystems 4 geändert wird, der Astigmatismus, der erzeugt wird, wenn jedes Zwischenbild auf die Targetbelichtungsoberfläche durch das elektronenoptische Reduktionssystem 4 reduziert und projiziert wird, korrigiert werden. Ein einzelnes elektronenoptisches Elementsystem kann durch die Unipotential-Linse 303-1 zum Korrigieren der Bildfeldkrümmung gebildet werden, und durch die Unipotential-Linse 303-3, um den Astigmatismus zu korrigieren, so dass die Bildfeldkrümmung und der Astigmatismus selbstverständlich unabhängig korrigiert oder justiert werden können.
  • Um eine Koma zu korrigieren, die erzeugt wird, wenn jedes Zwischenbild auf die Targetbelichtungsoberfläche durch das elektronenoptische Reduktionssystem 4 reduziert und projiziert wird, erzeugt jedes elektronenoptische Elementsystem eine Koma von entgegengesetztem Vorzeichen. Als eine Technik zur Erzeugung der Koma von entgegengesetztem Vorzeichen, wird die Apertur auf der Aperturblende 302 bezüglich der optischen Achse der Unipotential-Linse 303 in jedem elektronenoptischen Elementsystem dezentriert. Als eine andere Technik werden die Elektronenstrahlen von der Vielzahl der Zwischenbilder von den Deflektoren (91, 92) in jedem elektronenoptischen Elementsystem unabhängig abgelenkt.
  • Um eine Verzeichnung zu korrigieren, die erzeugt wird, wenn jedes Zwischenbild auf die Targetbelichtungsoberfläche durch das elektronenoptische Reduktionssystem 4 reduziert und projiziert wird, wird die Verzeichnungscharakteristik des elektronenoptischen Reduktionssystems 4 im voraus bestimmt und wird die Position von jedem elektronenoptischen Elementsystem entlang der Richtung, welche senkrecht zu der optischen Achse des elektronenoptischen Reduktionssystems 4 verläuft, auf der Basis der Verzeichnungscharakteristik eingestellt.
  • (Beschreibung des Betriebs)
  • Die auf dem Wafer 5 von dem elektronenoptischen Elementsystemen (31, 32) erzeugten Quellenbilder (I1, I2) werden von dem Deflektor bzw. der Ablenkeinrichtung 6 abgelenkt, indem von Referenzpositionen (A, B) gestartet wird, und zwar jeweils um denselben vorbestimmten Betrag, wie durch Pfeile in 11A angezeigt wird, in ihren jeweiligen Abtastfeldern, um die jeweiligen Abtastfelder des Wafers 5 zu belichten. In 11A bezeichnet jede Zelle eine Fläche, die mit einem einzigen Quellenbild zu belichten ist. Jede schraffierte Zelle bezeichnet eine zu belichtende Fläche und jede unschraffierte Zelle bezeichnet eine nicht zu belichtende Fläche.
  • Die Prozeduren zum Vorbereiten einer Belichtungssteuerungsdatendatei zur Steuerung des obigen Belichtungsbetriebs werden unten unter Bezugnahme auf 41 beschrieben werden.
  • Bei Empfang der Strukturdaten einer Belichtungsstruktur, wie in 11A dargestellt ist, teilt eine CPU 12 die Belichtungsfläche in Abtastfelder in Einheiten der elektronenoptischen Elementsysteme in Schritt S001 auf. Wie in 11B dargestellt ist, bestehen Belichtungssteuerungsdaten aus den Positionsdaten (dx, dy) der Belichtungsposition auf der Basis der Startposition (A, B) in jedem Abtastfeld und aus Belichtungsdaten, welche darstellen, ob die Belichtung an der Belichtungsposition in jedem Abtastfeld durchzuführen ist ("1" ist für eine schraffierte Zelle gesetzt und "0" ist für eine unschraffierte Zelle gesetzt). Die Belichtungssteuerungsdaten sind in der Reihenfolge der Belichtung angeordnet, wobei eine Belichtungssteuerungsdatendatei vorbereitet wird. Das Abtast feld von jedem elektronenoptischen Elementsystem wird von dem Deflektor 6 abgelenkt und von der Referenzposition (A, B) in demselben vorbestimmten Betrag bewegt. Demgemäß sind die Belichtungsdaten aus einer Vielzahl von Abtastfeldern mit einem einzelnen Positionsdatum kombiniert.
  • In Schritt S002 werden, wenn die Belichtung nicht in jedem Abtastfeld durchgeführt wird, d.h. wenn alle Belichtungsdaten auf "0" gesetzt werden, die Belichtungssteuerungsdaten gelöscht (Belichtungsdaten, welche durch DEL in 11B dargestellt sind), um eine neue Belichtungssteuerungsdatendatei vorzubereiten, wie in 11C dargestellt ist. Die Belichtungssteuerungsdatendatei wird in einem Speicher 19 über eine Schnittstelle 13 gespeichert. Indem die auf die obige Weise vorbereiteten Belichtungssteuerungsdaten verwendet werden, kann eine Ablenkungssteuerungsschaltung 21 derart betrieben werden, dass die Abtastung durchgeführt wird, während Abschnitte übersprungen werden, wo alle Belichtungsdaten auf "0" gesetzt sind.
  • Wenn die Eingabestruktur eine Menge wiederholter Strukturen bei einer spezifischen Periode (Teilung) aufweist (z.B. eine DRAM-Schaltungsstruktur, die aus einer Menge von Strukturen gebildet wird, welche mit einer Periode wiederholt werden, die der Zellenteilung entspricht), setzt die CPU 12 die Startposition von jedem Abtastfeld in Schritt S003 derart, dass das Intervall der Startpositionen der Abtastfelder (das Intervall zwischen den Positionen der Quellen, die auf dem Wafer durch die elektronenoptischen Elementsysteme gebildet werden) ein ganzzahliges Vielfaches der spezifischen Periode (Teilung) wird. Mit dieser Verarbeitung nimmt die Zahl von Belichtungssteuerungsdaten, für welche alle Belichtungsdaten auf "0" gesetzt sind, zu und die Daten können weiter komprimiert werden. Zu diesem Zweck wird die Vergrößerung des e lektronenoptischen Reduktionssystems 4 justiert bzw. eingestellt (die Brennweiten der ersten und zweiten Projektionslinse 41 und 42 werden von einer Vergrößerungseinstellungsschaltung 22 geändert). Alternativ werden die Positionen von Zwischenbildern, die von den elektronenoptischen Elementsystemen erzeugt werden, durch die Deflektoren bzw. Ablenkeinrichtungen 91 und 92 justiert bzw. eingestellt.
  • Es sei vorausgesetzt, dass eine Struktur bereits auf dem Wafer 5 ausgebildet wurde und dass jene Struktur zu einer Struktureingabe in die Vorrichtung doppelt belichtet werden soll. In einigen Fällen kann der Wafer in Prozessen vor der Doppelbelichtung ausgedehnt/kontrahiert worden sein, wobei die vorher ausgebildete Struktur ebenso ausgedehnt/kontrahiert worden sein kann. In dieser Vorrichtung wird eine Ausrichtungseinheit (Wafermarkenpositionserfassungseinheit) (nicht dargestellt) verwendet, um die Positionen von zumindest zwei Wafer-Ausrichtungsmarken auf dem Wafer 5 zu erfassen, wobei das Ausdehnungs-/Kontraktions-Verhältnis der bereits ausgebildeten Struktur erfaßt wird. Die Vergrößerung des elektronenoptischen Reduktionssystems 4 wird justiert von der Vergrößerungsjustierungsschaltung 22 auf der Basis des erfassten Ausdehnungs-/Kontraktions-Verhältnisses, um das Intervall zwischen den Quellenbildern zu vergrößern/verringern. Zur gleichen Zeit wird die Verstärkung bzw. der Gewinn des Deflektors 6 durch die Ablenkungssteuerungsschaltung 21 justiert, um den Bewegungsbetrag des Quellenbildes zu vergrößern/verringern. Mit dieser Anordnung kann eine Doppelbelichtung in zufriedenstellender Weise auch für eine ausgedehnte/kontrahierte Struktur durchgeführt werden.
  • Unter Rückbezug auf 1 wird der Betrieb dieser Ausführungsform beschrieben werden. Wenn eine Kalibrierungsanweisung für das Belichtungssystem von der CPU 12 ausgegeben wird, stellt eine Sequenzsteuerungseinrichtung 14 über eine Fokussteuerungsschaltung 15 die Potentiale der zwischengeordneten Elektroden der elektronenoptischen Elementsysteme ein, um Zwischenbilder von den elektronenoptischen Elementsystemen des elektronenoptischen Korrektursystems 3 an vorbestimmten Positionen entlang der optischen Achse zu erzeugen.
  • Die Sequenzsteuerungseinrichtung 14 steuert eine Austaststeuerungsschaltung 16, um die Austast-Elektroden mit Ausnahme des elektronenoptischen Elementsystems 31 (Austastung ein) einzuschalten, so dass lediglich der Elektronenstrahl von dem elektronenoptischen Elementsystem 31 auf die X-Y-Z-Tisch-11-Seite eingestrahlt wird. Gleichzeitig wird der X-Y-Z-Tisch 11 durch die Tischantriebssteuerungseinheit 23 angetrieben, um den Faradaybecher 10 nahe an das Quellenbild zu bewegen, das durch den Elektronenstrahl von dem elektronenoptischen Elementsystem 31 erzeugt wird. Die Position des X-Y-Z-Tischs 11 zu diesem Zeitpunkt wird durch das Laserinterferometer 20 detektiert. Während die Position des X-Y-Z-Tischs 11 detektiert wird und der X-Y-Z-Tisch bewegt wird, wird das von dem Elektronenstrahl erzeugte Quellenbild von dem elektronenoptischen Elementsystem 31 durch den Faradaybecher 10 detektiert, wobei die Position und die Größe des Quellenbilds und der eingestrahlte Strom detektiert werden. Eine Position (X1, Y1, Z1), wo das Quellenbild zu jenem Zeitpunkt eine vorbestimmte Größe annimmt, und ein eingestrahlter Strom I1 werden detektiert.
  • Die Sequenzsteuerungseinrichtung 14 steuert die Austaststeuerungsschaltung 16, um die Austast-Elektroden mit Ausnahme von jener des elektronenoptischen Elementsystems 32 einzuschalten, so dass lediglich der Elektronenstrahl von dem elektronenoptischen Elementsystem 32 auf die X-Y-Z-Tisch-11-Seite eingestrahlt wird. Gleichzeitig wird der X-Y-Z-Tisch 11 durch die Tischantriebssteuerungseinheit 23 angetrieben, um den Fa radaybecher 10 nahe an das Quellenbild zu bewegen, das durch den Elektronenstrahl von dem elektronenoptischen Elementsystem 31 erzeugt wird. Die Position des X-Y-Z-Tischs 11 zu diesem Zeitpunkt wird durch das Laserinterferometer 20 detektiert. Während die Position des X-Y-Z-Tischs 11 detektiert wird und der X-Y-Z-Tisch bewegt wird, wird das von dem Elektronenstrahl erzeugte Quellenbild von dem elektronenoptischen Elementsystem 31 durch den Faradaybecher 10 detektiert, wobei die Position und die Größe des Quellenbilds und der eingestrahlte Strom detektiert werden. Auf diese Weise detektiert die Sequenzsteuerungseinrichtung 14 eine Position (X2, Y2, Z2), wo das Quellenbild eine vorbestimmte Größe aufweist, und einen zu jenem Zeitpunkt eingestrahlten Strom I2.
  • Auf der Basis der Detektionsergebnisse überträgt bzw. verschiebt die Sequenzsteuerungseinrichtung 14 die Zwischenbilder in der X- und Y-Richtung durch die Deflektoren bzw. Ablenkeinrichtungen 91 und 92 über eine Optikachsenausrichtungssteuerungsschaltung 18, um die von den Elektronenstrahlen erzeugten Quellenbilder von den elektronenoptischen Elementsystemen 31 und 32 zu lokalisieren, um eine vorbestimmte relative Positionsbeziehung entlang der X- und Y-Richtung zu halten. Die Sequenzsteuerungseinrichtung 14 stellt ebenso die Potentiale der zwischengeordneten Elektroden der elektronenoptischen Elementsysteme erneut über die Fokussteuerungsschaltung 15 ein, um die von den Elektronenstrahlen erzeugten Quellenbilder von den elektronenoptischen Elementsystemen 31 und 32 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs entlang der Z-Richtung festzulegen. Zusätzlich werden die detektierten Ströme der elektronenoptischen Elementsysteme, welche auf den Wafer eingestrahlt werden, in dem Speicher 19 gespeichert.
  • Wenn die Strukturbelichtung entsprechend einer Anweisung von der CPU 12 gestartet wird, berechnet die Sequenzsteuerungs einrichtung 14 auf der Basis der Empfindlichkeit eines auf den Wafer 5 aufgebrachten Resists, welche im voraus in den Speicher 19 eingegeben wurde, und des Stroms, der auf den Wafer durch jedes elektronenoptische Elementsystem eingestrahlt wurde, der in dem Speicher 19 gespeichert wurde, wie oben beschrieben wurde, die Belichtungszeit an der Belichtungsposition des Quellenbilds (die Zeit des Verbleibens des Quellenbilds an der Belichtungsposition), das von jedem elektronenoptischen Elementsystem erzeugt wurde, und übermittelt die berechnete Belichtungszeit an die Austaststeuerungsschaltung 16. Die Sequenzsteuerungseinrichtung übermittelt ebenso die Belichtungssteuerungsdatendatei, die in dem Speicher 19 gespeichert wurde, wie oben beschrieben wurde, an die Austaststeuerungsschaltung 16. Die Austaststeuerungsschaltung 16 setzt die Austast-AUS-Zeit (Belichtungszeit) für jedes elektronenoptische Elementsystem. Die Austaststeuerungsschaltung 16 übermittelt ferner ein Austastsignal, wie in 12 dargestellt ist, an jedes elektronenoptische Elementsystem auf der Basis der Belichtungsdaten für jedes elektronenoptische Elementsystem und der Austast-Aus-Zeit für jedes elektronenoptische Elementsystem, welche in der übermittelten Belichtungssteuerungsdatei gespeichert sind, in zeitlicher Übereinstimmung mit der Ablenkungssteuerungsschaltung 21, wobei das Belichtungszeitverhalten und die Belichtungsmenge für jedes elektronenoptische Elementsystem gesteuert wird (die Belichtungszeit an jeder Belichtungsposition von Feld 1 ist kürzer als jene von Feld 2).
  • Die Sequenzsteuerungseinrichtung 14 übermittelt ferner die in dem Speicher 19 gespeicherte Belichtungssteuerungsdatendatei, wie oben beschrieben wurde, an die Ablenkungssteuerungsschaltung 21. Auf der Basis der Positionsdaten in der empfangenen Belichtungssteuerungsdatei übermittelt die Ablenkungssteuerungsschaltung 21 ein Ablenkungssteuerungssignal, ein Fokus steuerungssignal und ein Astigmatismuskorrektursignal jeweils an den Deflektor 6, die dynamische Fokusspule 7 und die dynamische, stigmatische Spule 8 über einen D/A-Wandler in zeitlicher Übereinstimmung mit der Austaststeuerungsschaltung 16. Mit diesem Betrieb werden die Positionen der Vielzahl von Quellenbildern auf dem Wafer gesteuert.
  • Wenn die Verschiebung der Fokusposition, welche durch Ablenkungsfehler verursacht wird, die erzeugt werden, wenn der Deflektor betätigt wird, nicht vollständig durch die dynamische Fokusspule korrigiert werden kann, können die Potentiale der zwischengeordneten Elektroden der elektronenoptischen Elementsysteme durch die Fokussteuerungsschaltung 15 eingestellt werden, um das Quellenbild innerhalb eines vorbestimmten Bereichs entlang der Z-Achse zu setzen, wobei die Positionen der Zwischenbilder entlang der optischen Achse geändert werden.
  • [Erste erfinderische Anordnung eines elektronenoptischen Elementsystems]
  • Eine erste Anordnung des elektronenoptischen Elementsystems, welche die Erfindung verkörpert, wird unter Bezugnahme auf 13A beschrieben werden. Dieselben Bezugszeichen wie in 5A bezeichnen dieselben Komponentenelemente in 13A und eine ausführliche Beschreibung davon wird weggelassen werden.
  • Diese Anordnung unterscheidet sich hauptsächlich von dem in 5A dargestellten elektronenoptischen Elementsystem hinsichtlich der Apertur-Form auf der Aperturblende und hinsichtlich der Austast-Elektrode. Die Apertur (AP) schirmt einen Elektronenstrahl ab, welcher nahe der optischen Achse der Unipotential-Linse 303 eintritt, um einen hohlen Strahl (hohlzylindrischer Strahl) zu erzeugen. Eine Austast-Elektrode 321 wird durch ein Paar von zylindrischen Elektroden in Übereinstimmung mit der Apertur-Form gebildet.
  • Der Elektronenstrahl, der zu einem nahezu kollimierten Strahl durch die Kondensorlinse 2 ausgebildet wird, geht durch die Austast-Elektrode 321 und eine Aperturblende 320 durch und erzeugt ein Zwischenbild der Quelle auf der Austast-Apertur 304 durch die Unipotential-Linse 303. Falls zu jenem Zeitpunkt kein elektrisches Feld zwischen den Elektroden der Austast-Elektrode 321 angelegt ist, wird ein Elektronenstrahl 323 durch die Apertur der Austast-Apertur 304 durchgelassen. Andererseits wird, wenn ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden der Austast-Elektrode 321 angelegt ist, ein Elektronenstrahl 324 von der Austast-Apertur 304 abgelenkt und abgeschirmt. Da die Elektronenstrahlen 323 und 324 unterschiedliche Winkelverteilungen auf der Austast-Apertur 304 aufweisen (die Objektebene des elektronenoptischen Reduktionssystems), fallen die Elektronenstrahlen 323 und 324 auf verschiedene Bereiche an der Pupillenposition (P in 1) des elektronenoptischen Reduktionssystems ein, wie in 13B dargestellt ist. Demgemäß kann anstelle der Austast-Apertur 304 die Austast-Apertur 304', um lediglich den Elektronenstrahl 323 durchzulassen, an der Pupillenposition des elektronenoptischen Reduktionssystems gebildet sein. Die Austast-Apertur kann gemeinsam von anderen elektronenoptischen Elementsystemen verwendet werden, welche das elektronenoptische Korrektursystem 3 bilden.
  • Da der Raumladungseffekt eines hohlen Elektronenstrahls (hohlzylindrischer Strahl) kleiner ist als jener eines nicht-hohlen Elektronenstrahls (z.B. ein Gaußscher Strahl), kann der Elektronenstrahl in einen Brennpunkt auf dem Wafer gebracht werden, um ein von jeglicher Unschärfe freies Quellen bild auf dem Wafer zu erzeugen. Noch spezifischer erzielt, wenn der Elektronenstrahl von jedem elektronenoptischen Elementsystem durch die Pupillenebene P des elektronenoptischen Reduktionssystems 4 durchgeht, der Elektronenstrahl auf der Pupillenebene eine Elektronendichteverteilung, in welcher die Elektronendichte an dem peripheren Abschnitt höher wird als jene an dem zentralen Abschnitt. Mit dieser Anordnung kann der obige Effekt erzielt werden. Die Elektronendichteverteilung auf der Pupillenebene P kann durch die Apertur (Apertur zum Abschirmen von Licht an dem zentralen Abschnitt) auf der Aperturblende 320, die an einer Position angeordnet ist, welche nahezu konjugiert zu der Pupillenebene P des elektronenoptischen Reduktionssystems 4 ist, wie in dieser Ausführungsform erzielt werden.
  • [Zweite erfinderische Anordnung des elektronenoptischen Elementsystems]
  • Eine zweite Anordnung des elektronenoptischen Elementsystems, welche die Erfindung verkörpert, wird unten unter Bezugnahme auf 14A beschrieben werden. Dieselben Bezugszeichen wie in 5A oder 13A bezeichnen dieselben Komponentenelemente in 14A und eine ausführliche Beschreibung davon wird weggelassen werden.
  • Diese Anordnung unterscheidet sich hauptsächlich von dem in 5A dargestellten elektronenoptischen Elementsystem hinsichtlich der Apertur-Form auf der Aperturblende (dieselbe Form wie jene der Aperturblende in 13A) und der Weglassung der Austast-Elektrode.
  • Der Elektronenstrahl, der zu einem nahezu kollimierten Strahl durch die Kondensorlinse 2 ausgebildet wird, geht durch eine Aperturblende 322 und erzeugt ein Zwischenbild der Quelle auf der Austast-Apertur 304 durch die Unipotential-Linse 303. Wenn die zwischengeordnete Elektrode der Unipotential-Linse 303 auf ein vorbestimmtes Potential eingestellt wird, wird der Elektronenstrahl gebündelt und ein Elektronenstrahl 330 wird durch die Apertur der Austast-Apertur 304 durchgelassen. Andererseits wird, wenn die zwischengeordnete Elektrode auf dasselbe Potential eingestellt wird wie jenes von anderen Elektroden, der Elektronenstrahl nicht gebündelt und ein Elektronenstrahl 331 wird von der Austast-Apertur 304 abgeschirmt. Indem das Potential der zwischengeordneten Elektrode der Unipotential-Linse 303 geändert wird, kann die Austastung gesteuert werden.
  • Da die Elektronenstrahlen 330 und 331 verschiedene Winkelverteilungen auf der Austast-Apertur 304 aufweisen (die Objektebene des elektronenoptischen Reduktionssystems), fallen die Elektronenstrahlen 330 und 331 auf verschiedene Flächen bzw. Bereiche an der Pupillenposition (P in 1) des elektronenoptischen Reduktionssystems ein, wie in 14B dargestellt ist. Demgemäß kann anstelle der Austast-Apertur 304 die Austast-Apertur 304', um lediglich den Elektronenstrahl 330 durchzulassen, an der Pupillenposition des elektronenoptischen Reduktionssystems gebildet werden. Die Austast-Apertur kann gemeinsam durch andere elektronenoptische Elementsysteme verwendet werden, welche das elektronenoptische Korrektursystem 3 bilden.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • [Beschreibung von Komponentenelementen des Belichtungssystems]
  • 15 ist eine Ansicht, welche eine Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung zeigt. Bezugszeichen wie in 1 bezeichnen dieselben Komponentenelementen in 15 und eine ausführliche Beschreibung davon wird weggelassen werden.
  • Unter Bezugnahme auf 15 werden Elektroden, die von der Quelle einer Elektronenkanone 1 emittiert werden, zu einem nahezu kollimierten Elektronenstrahl durch eine Kondensorlinse 2 ausgebildet, deren vorderseitige fokale Position an die Position der Quelle gesetzt ist. Der nahezu kollimierte Elektronenstrahl fällt auf eine elektronenoptische Elementsystemanordnung 130 ein (entsprechend dem elektronenoptischen Korrektursystem 3 der ersten Ausführungsform), welche durch Anordnen einer Vielzahl von elektronenoptischen Elementsystemen, was unter Bezugnahme auf 13A beschrieben wurde, in einer senkrecht zu der optischen Achse verlaufenden Richtung gebildet wird, wobei eine Vielzahl von Zwischenbildern der Quelle erzeugt wird. Die elektronenoptische Elementsystemanordnung 130 weist eine Vielzahl von Unteranordnungen auf, von denen jede durch Anordnen einer Vielzahl von elektronenoptischen Elementsystemen gebildet wird, welche dieselben elektronenoptischen Charakteristiken aufweisen. Zumindest zwei Unteranordnungen weisen elektronenoptische Elementsysteme mit verschiedenen elektronenoptischen Charakteristiken auf. Die elektronenoptische Elementsystemanordnung 130 wird später im einzelnen beschrieben werden.
  • Ein Deflektor bzw. eine Ablenkeinrichtung 140 zum Ablenken (Neigung bezüglich der Z-Achse) des auf die Unteranordnung einfallenden Elektronenstrahls ist für jede Unteranordnung angeordnet. Der Deflektor 140 weist eine Funktion zur Korrektur der Differenz des Einfallswinkels zwischen Elektronenstrahlen, welche auf Unteranordnungen an verschiedenen Positionen einfallen, wegen der Aberration der Kondensorlinse 2 in Einheiten von Unteranordnungen auf.
  • Ein Deflektor bzw. eine Ablenkeinrichtung 150 überträgt bzw. verschiebt (in der X- und Y-Richtung) Elektronenstrahlen von der Vielzahl von Zwischenbildern, die durch die Unteranordnungen erzeugt werden, und lenkt sie (Neigung bezüglich der Z-Achse) ab. Der Deflektor 150 entspricht dem Deflektor 91 oder 92 der ersten Ausführungsform. Der Deflektor 150 unterscheidet sich von dem Deflektor 91 oder 92 darin, dass der Deflektor 150 die Vielzahl von Elektronenstrahlen von einer einzelnen Unteranordnung als eine Gruppe überträgt bzw. verschiebt und ablenkt.
  • Die Vielzahl von Zwischenbildern, die durch die elektronenoptische Elementsystemanordnung 130 erzeugt werden, werden auf einen Wafer 5 durch ein elektronenoptisches Reduktionssystem 100 und ein elektronenoptisches Reduktionssystem 4 reduziert und projiziert.
  • In dieser Ausführungsform wird eine Zwei-Schritt-Reduktion angewandt, um das Reduktionsverhältnis zu verringern, ohne die Belichtungsvorrichtung sperrig zu machen. Das elektronenoptische Reduktionssystem 100 wird von einer ersten Projektionslinse 101 und einer zweiten Projektionslinse 102 ähnlich wie das elektronenoptische Reduktionssystem 4 gebildet. Das bedeutet, ein einzelnes elektronenoptisches Reduktionssystem wird von dem elektronenoptischen Reduktionssystem 4 und dem elektronenoptischen Reduktionssystem 100 gebildet.
  • Wenn die Anzahl von Elektronenstrahlen von der elektronenoptischen Elementsystemanordnung zunimmt, nimmt die Größe des auf das elektronenoptische Reduktionssystem einfallenden Strahls zu und Unschärfen werden in den Quellenbildern aufgrund des Raumladungseffekts erzeugt. Um diese Unschärfen zu korrigieren, steuert eine Refokussierungsspule 110 die Fokus position auf der Basis der Anzahl von auf den Wafer eingestrahlten Quellenbildern (die Anzahl von Austast-Elektroden in dem AUS-Zustand), die von einer Sequenzsteuerungseinrichtung 14 erstellt wird.
  • Eine Austast-Apertur 120, welche auf der Pupillenebene des elektronenoptischen Reduktionssystems 100 positioniert ist, ist den elektronenoptischen Elementsystemen gemeinsam, welche die elektronenoptische Elementsystemanordnung bilden, und entspricht der in 13B dargestellten Austast-Apertur 304'.
  • Die elektronenoptische Elementsystemanordnung 130 wird unten unter Bezugnahme auf 16 beschrieben werden. 16 zeigt die elektronenoptische Elementsystemanordnung 130 aus der Sicht von der Elektronenkanonen-1-Seite.
  • In der elektronenoptischen Elementsystemanordnung 130 sind die in 13A beschriebenen elektronenoptischen Elementsysteme angeordnet. Die elektronenoptische Elementsystemanordnung 130 wird durch eine Austast-Anordnung, in welcher eine Vielzahl von Aperturen, Austast-Elektroden, welche den Aperturen entsprechen, und eine Verdrahtungsschicht auf einem Substrat gebildet sind, und eine Linsenanordnung gebildet, die gebildet wird durch gestapelte Elektroden, welche eine Unipotential-Linse bilden, während Isolatoren zwischengeordnet sind. Die Austast-Anordnung und die Linsenanordnung sind positioniert und gekoppelt, um die Aperturen den entsprechenden Unipotential-Linsen gegenüberliegen zu lassen.
  • Bezugszeichen 130A bis 130G bezeichnen Unteranordnungen, die jeweils aus einer Vielzahl von elektronenoptischen Elementsystemen gebildet sind. In der Unteranordnung 130 sind 16 elektronenoptische Elementsysteme 130A-1 bis 130A-16 ausgebil det. Da die Beträge von Aberrationen, die in einer Unteranordnung zu korrigieren sind, nahezu dieselben bleiben oder innerhalb einer Zulässigkeit fallen, weisen die Unipotential-Linsen der elektronenoptischen Elementsysteme 130A-1 bis 130A-16 dieselbe Apertur-Elektrodenform auf und sind an dasselbe Potential angelegt. Demgemäß können Verdrahtungsleitungen zum Anlegen verschiedener Potentiale an die Elektroden weggelassen werden, obgleich die Austast-Elektroden unabhängige Verdrahtungsleitungen wie in der ersten Ausführungsform benötigen.
  • Eine Unteranordnung kann in eine Vielzahl von Unteranordnungen aufgeteilt sein und die elektronenoptischen Charakteristiken (Brennweite, Astigmatismus, Koma und dergleichen) der elektronenoptischen Elementsysteme der Unter-Unteranordnungen können selbstverständlich gleichgemacht werden. Gleichzeitig sind Verdrahtungsleitungen für zwischengeordnete Elektroden in Einheiten von Unter-Unteranordnungen notwendig.
  • [Beschreibung des Betriebs]
  • Ein Unterschied zu der ersten Ausführungsform wird beschrieben werden.
  • In der ersten Ausführungsform werden, wenn eine Kalibrierung für das Belichtungssystem durchzuführen ist, die Position (X, Y, Z), wo ein Quellenbild eine vorbestimmte Größe annimmt, und der Strom I zu jenem Zeitpunkt für alle Quellenbilder detektiert. In der zweiten Ausführungsform wird zumindest ein Quellenbild, das die Unteranordnung darstellt, detektiert. Auf der Basis des Detektionsergebnisses bewirkt die Sequenzsteuerungseinrichtung 14, dass der Deflektor bzw. die Ablenkeinrichtung 15 die Zwischenbilder in der Unteranordnung in einer senkrecht zu der optischen Achse des elektronenopti schen Reduktionssystems verlaufenden Richtung um denselben Betrag durch eine Optikachsenausrichtungssteuerungsschaltung 18 überträgt bzw. verschiebt, um das Quellenbild des elektronenoptischen Elementsystems, welches die Unteranordnung darstellt, mit einer vorbestimmten relativen Positionsverschiebung entlang der X- und Y-Richtung festzulegen. Zusätzlich wird das Potential der zwischengeordneten Elektrode von jeder Unteranordnung erneut durch eine Fokussteuerungsschaltung 15 eingestellt, um das Quellenbild des elektronenoptischen Elementsystems, welches die Unteranordnung darstellt, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs entlang der Z-Achse festzulegen. Außerdem wird der detektierte Bestrahlungsstrom des elektronenoptischen Elementsystems, welches die Unteranordnung darstellt, in einem Speicher 19 als der Bestrahlungsstrom jedes elektronenoptischen Elementsystems in derselben Unteranordnung gespeichert.
  • Die Quellenbilder, die auf dem Wafer 5 durch die elektronenoptischen Elementsysteme in der Unteranordnung erzeugt werden, werden um denselben Bewegungsbetrag von einem Deflektor 6 abgelenkt, wobei von Referenzpositionen (volle Kreise in 17) in ihren jeweiligen Abtastfeldern gestartet wird, um den Wafer mit den Abtastfeldern der jeweiligen elektronenoptischen Elementsysteme benachbart zueinander zu belichten, wie in 17 dargestellt ist. Auf diese Weise wird der Wafer durch alle Unteranordnungen belichtet, wie in 18 dargestellt ist. Die Abtastfelder werden um einen Betrag Ly in der Y-Richtung von einem Deflektor 7 abgeschritten. Erneut werden die Quellenbilder um denselben Betrag von dem Deflektor 6 abgelenkt, wobei von den Referenzpositionen (volle Kreise) in den Abtastfeldern der jeweiligen elektronenoptischen Elementsysteme gestartet wird, um den Wafer zu belichten. Wenn der obige Vorgang viermal wiederholt wird, z.B. in der Reihenfolge von 1, 2, 3 und 4, wird ein Belichtungsfeld gebildet, in welchem die Belichtungsfelder der Unteranordnungen benachbart sind, wie in 19 dargestellt ist.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • [Beschreibung von Komponentenelementen des Belichtungssystems]
  • 20A bis 20C sind Ansichten, welche eine Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. Dieselben Bezugszeichen wie in 1 und 15 bezeichnen dieselben Komponentenelemente in 20A bis 20C und eine ausführliche Beschreibung davon wird weggelassen werden.
  • In dieser Ausführungsform ist zumindest eine Elektrode zur Verzögerung oder Beschleunigung des Elektronenstrahls hinzugefügt und ein Mittel zum Ändern der Quellenform ist in der zweiten Ausführungsform angeordnet.
  • Eine Unipotential-Linse, welche als eine elektrostatische Linse dient, die eine elektronenoptische Elementsystemanordnung 130 bildet, kann eine kleinere Elektronenlinse verwirklichen, wenn die Elektronen eine niedrigere Energie aufweisen.
  • Jedoch muß, um eine Menge von Elektronenstrahlen von einer Elektronenkanone 1 herauszuziehen, die Anodenspannung erhöht werden. Folglich können Elektronen von der Elektronenkanone 1 eine hohe Energie erzielen. In dieser Ausführungsform ist eine Verzögerungselektrode DCE, die in 20A dargestellt ist, zwischen der Elektronenkanone 1 und der elektronenoptischen Elementsystemanordnung 130 angeordnet. Die Verzögerungselektrode ist eine Elektrode bei einem niedrigeren Po tential als das Anodenpotential und justiert die Energie von Elektronen, die auf die elektronenoptische Elementsystemanordnung 130 einfallen. Die Verzögerungselektrode kann Aperturen, welche den elektronenoptischen Elementsystemen entsprechen, wie in 20A dargestellt ist, oder Aperturen aufweisen, welche Unteranordnungen entsprechen, wie in 20B dargestellt ist.
  • In einem elektronenoptischen Reduktionssystem (4, 100) wird, wenn die Energie eines Elektronenstrahls niedrig ist, die Konvergenz bzw. Bündelung des Elektronenstrahls auf dem Wafer durch den Raumladungseffekt verschlechtert. Demgemäß muß die Energie des Elektronenstrahls von der Unipotential-Linse erhöht (beschleunigt) werden. In dieser Ausführungsform ist eine Beschleunigungselektrode ACE, wie in 20A bis 20C dargestellt ist, zwischen der elektronenoptischen Elementsystemanordnung 130 und dem elektronenoptischen Reduktionssystem (4, 100) angeordnet. Die Beschleunigungselektrode ist eine Elektrode bei einem höheren Potential als jene der elektronenoptischen Elementsystemanordnung und justiert die Energie von Elektronen, die auf das elektronenoptische Reduktionssystem (4, 100) einfallen. Ähnlich wie die Verzögerungselektrode kann die Beschleunigungselektrode Aperturen, welche den elektronenoptischen Elementsystemen entsprechen, wie in 20A dargestellt ist, oder Aperturen aufweisen, welche den Unteranordnungen entsprechen, wie in 20B dargestellt ist.
  • In der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform wird das Quellenbild auf den Wafer übertragen und abgetastet, um eine gewünschte Belichtungsstruktur auszubilden. Die Größe des Quellenbilds wird auf 1/5 bis 1/10 der minimalen Linienbreite der Belichtungsstruktur eingestellt. Wenn die Größe des Quellenbilds in Übereinstimmung mit der minimalen Linienbreite der Belichtungsstruktur geändert wird, kann die Anzahl von Quellenbildbewegungsschritten zur Belichtung minimiert werden. In dieser Ausführungsform ist ein elektronenoptisches System 160, wie in 20C dargestellt ist, angeordnet, um die Quelle zu formen. Das elektronenoptische System 160 erzeugt ein Bild S1 einer Quelle S0 der Elektronenkanone 1 über eine erste Elektronenlinse 161 und erzeugt ferner ein Bild S2 des Quellenbilds S1 über eine zweite Elektronenlinse 162. Mit dieser Anordnung kann, wenn die Brennweiten der ersten Elektronenlinse 161 und der zweiten Elektronenlinse 162 geändert werden, lediglich die Größe des Quellenbilds S2 geändert werden, während die Position des Quellenbilds S2 fixiert wird. Die Brennweiten der ersten und zweiten Elektronenlinse 161 und 162 werden von einer Quellenformungsschaltung 163 gesteuert.
  • Wenn eine Apertur, die eine gewünschte Form aufweist, an der Position des Quellenbilds S2 gebildet wird, kann nicht nur die Größe, sondern auch die Form der Quelle geändert werden.
  • (Vierte Ausführungsform)
  • [Beschreibung von Komponentenelementen des Belichtungssystems]
  • 21A und 21B sind Ansichten, welche eine Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. Dieselben Bezugszeichen wie in 1, 15 und 20C bezeichnen dieselben Komponentenelemente in 21A und 21B und eine ausführliche Beschreibung davon wird weggelassen werden.
  • Die Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung dieser Ausführungsform ist eine Belichtungsvorrichtung vom Schablonenmaskentyp. Ein Elektronenstrahl von einer Elektronenkanone 1 wird von einer ersten Formungsapertur 200 geformt, welche eine Apertur zum Definieren der Beleuchtungsfläche aufweist. Eine Schablonenmaske 230, welche eine Struktur durch Löcher aufweist, wird beleuchtet, indem eine erste elektronische Formungslinse 210 (gebildet durch Elektronenlinsen 211 und 212) und ein formender Deflektor 220 verwendet wird. Die Zeichnungsstrukturelemente der Schablonenmaske 230 werden auf einen Wafer 5 über ein elektronenoptisches Reduktionssystem (4, 100) reduziert und projiziert.
  • Diese Ausführungsform ist von der herkömmlichen Belichtungsvorrichtung vom Schablonenmaskentyp darin verschieden, dass eine Blende nahe der Pupille des elektronenoptischen Reduktionssystems 100 angeordnet ist, um eine Elektronendichteverteilung des Elektronenstrahls auf der Pupillenebene zu erzielen, in welcher die Elektronendichte an dem peripheren Abschnitt höher wird als jene an dem zentralen Abschnitt. Noch spezifischer ist eine Hohlstrahlformungsblende 240 angeordnet, welche eine Apertur 241 aufweist, deren zentraler Abschnitt abgeschirmt ist, wie in 21A dargestellt ist. Wie in 22 dargestellt ist, weist der Elektronenstrahl von der Schablonenmaske die Elektronendichteverteilung eines hohlen Strahls auf. Als Bezug ist die Elektronendichteverteilung eines herkömmlichen Gaußschen Strahls ebenso in 22 dargestellt.
  • Wie in der ersten erfinderischen Anordnung des elektronenoptischen Elementsystems beschrieben wurde, ist der Raumladungseffekt des hohlen Strahls kleiner als jener des herkömmlichen Gaußschen Strahls. Aus diesem Grund kann der Elektronenstrahl in einen Brennpunkt auf dem Wafer gebracht werden, um ein von jeglicher Unschärfe freies Quellenbild auf dem Wafer zu bilden. Der durch die Schablonenmaske durchgehende Elektronenstrahl kann als eine Quelle betrachtet werden, die auf der Schablonenmaske positioniert ist. Wenn ein Bild einer Quelle, welche die Form der Struktur der Schablonenmaske aufweist, auf dem Wafer zu erzeugen ist, kann ein Quellenbild, das eine exakte Form aufweist, aufgrund des kleinen Raumladungseffekts erzeugt werden. Das bedeutet, dass eine Belichtungsstruktur, welche die exakte Form der Struktur der Schablonenmaske aufweist, auf dem Wafer erzeugt werden kann.
  • In dieser Ausführungsform ist die Hohlstrahlformungsblende 240 nahe der Pupillenebene des elektronenoptischen Reduktionssystems 100 angeordnet. Jedoch kann, auch wenn eine Blende, welche dieselbe Form aufweist wie jene der Hohlstrahlformungsblende 240, an einer Position angeordnet ist, die zu der Pupille des elektronenoptischen Reduktionssystems 100 konjugiert ist, z.B. die Pupillenposition der ersten Formungselektronenlinse 210 oder die Position der Quelle S2, derselbe Effekt erzielt werden, wie oben beschrieben wurde.
  • Die Form oder das Potential jeder Elektrode der Elektronenkanone kann eingestellt werden, um die Quelle selbst zu einer hohlen Strahlform auszubilden.
  • In dieser Ausführungsform kann, auch wenn die erste Formungsapertur 201 eine rechteckige Form aufweist, und eine zweite Formungsapertur, welche eine rechteckige Form aufweist, anstelle der Schablonenmaske angeordnet ist, um eine Belichtungsvorrichtung vom variablen rechteckigen Strahltyp zu bilden, derselbe Effekt, wie oben beschrieben wurde, mit derselben Anordnung erzielt werden.
  • Gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform:
    erstens wird keine Schablonenmaske benötigt;
    zweitens kann eine Menge von Quellenbildern, die eine gewünschte Form aufweisen, in einer weiten Belichtungsfläche gebildet werden; und
    drittens werden, da die Quellenbilder diskret angeordnet sind, die Quellenbilder nicht durch den Raumladungseffekt beeinträchtigt.
  • Demgemäß kann eine gewünschte Belichtungsstruktur mit einem hohen Durchsatz gebildet werden.
  • Indem eine hohler Elektronenstrahl gebildet wird, wird der Einfluß des Raumladungseffekts minimiert. Insbesondere kann wie in der vierten Ausführungsform die Begrenzung der Strukturen, die für eine Schablonenmaske verwendbar sind, in einer Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung vom Schablonenmaskentyp minimiert werden, so dass der Durchsatz weiter gesteigert werden kann.
  • Zweiter Modus zum Ausführen der Erfindung
  • (Fünfte Ausführungsform)
  • [Beschreibung von Komponentenelementen der Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung]
  • 23 ist eine Ansicht, welche den Hauptteil einer Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung zeigt, welche die vorliegende Erfindung verkörpert.
  • Unter Bezugnahme auf 23 bezeichnet das Bezugszeichen 601 eine Elektronenkanone, welche aus einer Kathode 601a, einem Gitter 601b und einer Anode 601c gebildet wird. Elektronen, die von der Kathode 601a emittiert werden, erzeugen ein Überkreuzungsbild zwischen dem Gitter 601b und der Anode 601c (das Überkreuzungsbild wird nachstehend als Quelle bezeichnet).
  • Die Elektronen, die von der Quelle emittiert werden, werden zu einem nahezu kollimierten Elektronenstrahl durch eine Kondensorlinse 602 ausgebildet, deren vorderseitige fokale Position auf die Position der Quelle eingestellt ist. Der nahezu kollimierte Elektronenstrahl fällt auf eine elektronenoptische Elementsystemanordnung 603 ein. Die elektronenoptische Elementsystemanordnung 603 wird gebildet, indem eine Vielzahl von elektronenoptischen Elementsystemen, die jeweils aus einer Austast-Elektrode, einer Apertur und einer Elektronenlinse gebildet sind, in einer senkrecht zu einer optischen Achse AX verlaufenden Richtung angeordnet wird. Die elektronenoptische Elementsystemanordnung 603 wird später ausführlich beschrieben werden.
  • Die elektronenoptische Elementsystemanordnung 603 erzeugt eine Vielzahl von Zwischenbildern der Quelle. Jedes Zwischenbild wird von einem elektronenoptischen Reduktionssystem 604 reduziert und projiziert, um ein Quellenbild auf einem Wafer 605 zu erzeugen.
  • Die Elemente der elektronenoptischen Elementsystemanordnung 603 sind derart eingestellt, dass der Abstand zwischen den Quellen auf dem Wafer 605 ein ganzzahliges Vielfaches der Größe eines Quellenbilds wird. Die elektronenoptische Elementsystemanordnung 603 ändert die Positionen der Zwischenbilder entlang der optischen Achse in Übereinstimmung mit der Feldkrümmung des elektronenoptischen Reduktionssystems 604 und korrigiert gleichzeitig im voraus jede Aberration, die erzeugt wird, wenn jedes Zwischenbild auf dem Wafer 605 von dem elektronenoptischen Reduktionssystem 604 reduziert und projiziert wird wie in dem ersten Modus zum Ausführen der Erfindung.
  • Das elektronenoptische Reduktionssystem 604 ist eine symmetrische, magnetische Tafel bzw. Tablette, die aus einer ersten Projektionslinse 641 (643) und einer zweiten Projektionslinse 642 (644) gebildet wird. Wenn die Brennweite der ersten Projektionslinse 641 (643) durch f1 dargestellt wird und jene der zweiten Projektionslinse 642 (644) durch f2 dargestellt wird, ist der Abstand zwischen den zwei Linsen f1 + f2. Der Objektpunkt auf der optischen Achse AX ist an der fokalen Position der ersten Projektionslinse 641 (643) angeordnet und der Bildpunkt ist auf den Brennpunkt der zweiten Projektionslinse 642 (644) eingestellt. Dieses Bild ist auf -f2/f1 reduziert. Da die zwei magnetischen Linsenfelder dazu bestimmt sind, in entgegengesetzten Richtungen zu wirken, sind die Seidel-Aberrationen mit Ausnahme von fünf Aberrationen, d.h. die sphärische Aberration, der isotrope Astigmatismus, die isotrope Koma, die Bildfeldkrümmung und die axiale chromatische Aberration, sowie chromatische Aberrationen, die mit der Rotation und Vergrößerung verknüpft sind, in der Theorie aufgehoben.
  • Ein Deflektor bzw. eine Ablenkeinrichtung 606 lenkt die Vielzahl von Elektronenstrahlen aus der elektronenoptischen Elementsystemanordnung 603 ab, um die Vielzahl von Quellenbildern in der X- und Y-Richtung auf dem Wafer 605 grob um dieselben Beträge zu verschieben. Der Deflektor 606 wird durch einen Haupt-Deflektor, der verwendet wird, wenn die Ablenkungsweite groß ist, und einen Neben-Deflektor gebildet, der verwendet wird, wenn die Ablenkungsweite klein ist (keiner davon ist dargestellt). Der Haupt-Deflektor ist ein elektromagnetischer Deflektor und der Neben-Deflektor ist ein elektrostatischer Deflektor.
  • Eine dynamische Fokusspule 607 korrigiert jede Verschiebung der Fokusposition des Quellenbilds, welche durch Ablenkungsfehler verursacht wird, die erzeugt werden, wenn der Deflektor 606 betätigt wird. Eine dynamische, stigmatische Spule 608 korrigiert den Astigmatismus, der durch Ablenkungsfehler hervorrufen wird, welche durch Ablenkung ähnlich wie bei der dynamischen Fokusspule 607 erzeugt werden.
  • Ein Reflexionselektronendetektor 609 detektiert reflektierte Elektronen oder Sekundärelektronen, die erzeugt werden, wenn der Elektronenstrahl von der elektronenoptischen Elementsystemanordnung 603 eine auf dem Wafer 605 ausgebildete Ausrichtungsmarke oder eine auf einer Tischreferenzplatte 613 ausgebildete Marke bestrahlt.
  • Ein Faradaybecher 610, der zwei einzelne Schneidkanten aufweist, die sich in der X- und Y-Richtung erstrecken, detektiert die Ladungsmenge des Quellenbilds, das von dem Elektronenstrahl von dem elektronenoptischen Elementsystem erzeugt wird.
  • Ein θ-Z-Tisch 611 mit einem montierten Wafer ist entlang der optischen Achse AX (Z-Achse) und in einer Drehachse um die Z-Achse bewegbar. Eine Tischreferenzplatte 613 und der Faradaybecher 610 sind auf dem θ-Z-Tisch 611 fixiert.
  • Ein X-Y-Tisch 612 mit dem montierten θ-Z-Tisch ist in der X- und Y-Richtung senkrecht zu der optischen Achse AX (Z-Achse) bewegbar.
  • Zum leichteren Verständnis wird eine Vergleichsform der elektronenoptischen Elementsystemanordnung 603, die nicht die vorliegende Erfindung verkörpert, unten unter Bezugnahme auf 24 beschrieben werden.
  • In der elektronenoptischen Elementsystemanordnung 603 wird eine Vielzahl von elektronenoptischen Elementsystemen zu einer Gruppe (Unteranordnung) ausgebildet und eine Vielzahl von Unteranordnungen wird ausgebildet. In dieser Ausführungsform sind sieben Unteranordnungen A bis G ausgebildet. In jeder Unteranordnung ist eine Vielzahl von elektronenoptischen Elementsystemen zweidimensional angeordnet. In jeder Unteranordnung dieser Ausführungsform sind 25 elektronenoptische Elementsysteme D(1, 1) bis D(5, 5) ausgebildet. Die elektronenoptischen Elementsysteme erzeugen Quellenbilder, die auf dem Wafer mit einer Teilung Pb (μm) in den X- und Y-Richtungen durch das elektronenoptische Reduktionssystem 604 angeordnet sind.
  • 25 ist eine Schnittansicht von jedem elektronenoptischen Elementsystem.
  • Unter Bezugnahme auf 25 bezeichnet das Bezugszeichen 701 eine Austast-Elektrode, die aus einem Paar von Elektroden gebildet ist und eine Ablenkungsfunktion aufweist; und bezeichnet 702 ein Substrat, das den verbleibenden elektronenoptischen Elementsystemen gemeinsam zugeordnet ist und eine Apertur (AP) zum Definieren der Form des transmittierten bzw. durchgelassenen Elektronenstrahls aufweist. Eine Verdrahtungsschicht (W) zum Ein-/Ausschalten der Austast-Elektrode 701 ist auf dem Substrat 702 ausgebildet. Das Bezugszeichen 703 bezeichnet eine Elektronenlinse, welche zwei Unipotential-Linsen 703a und 703b verwendet, die jeweils aus drei Apertur-Elektroden gebildet sind und eine Bündelungsfunktion aufweisen, um die oberen und unteren Elektroden auf ein Be schleunigungspotential V0 und die zwischengeordnete Elektrode auf ein anderes Potential V1 oder V2 zu setzen.
  • Obere, zwischengeordnete und untere Elektroden 750 bis 752 der Unipotential-Linsen 703a sowie obere und untere Elektroden 753 und 755 der Unipotential-Linse 703b weisen eine in 26A dargestellte Form auf. In allen elektronenoptischen Elementsystemen sind die oberen und unteren Elektroden der Unipotential-Linsen 703a und 703b auf ein gemeinsames Potential durch eine erste Fokus-/Astigmatismus-Steuerungsschaltung 615 gesetzt.
  • Das Potential der zwischengeordneten Elektrode 751 der Unipotential-Linse 703a kann für jedes elektronenoptische Elementsystem durch die erste Fokus-/Astigmatismus-Steuerungsschaltung 615 eingestellt werden. Aus diesem Grund kann die Brennweite der Unipotential-Linse 703a für jedes elektronenoptische Elementsystem eingestellt werden.
  • Eine zwischengeordnete Elektrode 754 der Unipotential-Linse 703b wird von vier Elektroden gebildet, wie in 26B dargestellt ist. Die Potentiale von Elektroden 703M können durch die erste Fokus-/Astigmatismus-Steuerungsschaltung 615 unabhängig eingestellt werden. Die Potentiale der Elektroden 703M werden ebenso für jedes elektronenoptische Elementsystem unabhängig eingestellt. Demgemäß kann die Brennweite der Unipotential-Linse 703b entlang von Abschnitten, die senkrecht zueinander sind, geändert werden. Die Brennweite der Unipotential-Linse 703b kann für jedes elektronenoptische Elementsystem unabhängig eingestellt werden. Mit dieser Anordnung können die Astigmatismen der elektronenoptischen Elementsysteme unabhängig gesteuert werden.
  • Folglich können, wenn die Potentiale der zwischengeordneten Elektroden der elektronenoptischen Elementsysteme unabhängig gesteuert werden, die elektronenoptischen Eigenschaften (zwischengeordnete Bilderzeugungspositionen und Astigmatismen) der elektronenoptischen Elementsysteme gesteuert werden.
  • Der Elektronenstrahl, der zu einem nahezu kollimierten Strahl durch die Kondensorlinse 602 ausgebildet wird, gelangt durch die Austast-Elektrode 701 und die Apertur (AP) und erzeugt ein Zwischenbild der Quelle über die Elektronenlinse 703. Falls zu diesem Zeitpunkt kein elektrisches Feld zwischen den Elektroden der Austast-Elektrode 701 angelegt ist, wird ein Elektronenstrahl 705 nicht abgelenkt. Andererseits wird, wenn ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden der Austast-Elektrode 701 angelegt ist, ein Elektronenstrahl 706 abgelenkt. Da die Elektronenstrahlen 705 und 706 verschiedene Winkelverteilungen auf der Objektebene des elektronenoptischen Reduktionssystems 604 aufweisen, fallen die Elektronenstrahlen 705 und 706 auf verschiedene Flächen an der Pupillenposition (auf einer Ebene P in 23) des elektronenoptischen Reduktionssystems 604 ein. Demgemäß wird eine Austast-Apertur BA, um lediglich den Elektronenstrahl 705 durchlaufen zu lassen, an der Pupillenposition (auf der Ebene P in 23) des elektronenoptischen Reduktionssystems gebildet.
  • Um die/den Bildfeldkrümmung/Astigmatismus zu korrigieren, die/der erzeugt wird, wenn das Zwischenbild auf die Target-Belichtungsoberfläche durch das elektronenoptische Reduktionssystem 604 reduziert und projiziert wird, werden die Potentiale der zwei zwischengeordneten Elektroden von jedem elektronenoptischen Elementsystem unabhängig eingestellt, um die elektronenoptischen Eigenschaften (Zwischenbilderzeugungsposition und Astigmatismus) des elektronenoptischen Ele mentsystems zu ändern. In dieser Ausführungsform werden jedoch, um die Verdrahtungsleitungen zwischen den zwischengeordneten Elektroden und der ersten Fokus-/Astigmatismus-Steuerungsschaltung 615 zu minimieren, elektronenoptische Elementsysteme in dieselbe Unteranordnung eingesetzt, um dieselben elektronenoptischen Eigenschaften aufzuweisen, so dass die elektronenoptischen Eigenschaften (Zwischenbilderzeugungspositionen und Astigmatismen) der elektronenoptischen Elementsysteme in Einheiten von Unteranordnungen gesteuert werden.
  • Um die Verzeichnung zu korrigieren, die erzeugt wird, wenn die Vielzahl von Zwischenbildern auf die Targetbelichtungsoberfläche von dem elektronenoptischen Reduktionssystem 604 reduziert und projiziert wird, wird die Verzeichnungscharakteristik des elektronenoptischen Reduktionssystems 604 im voraus bestimmt und wird die Position von jedem elektronenoptischen Elementsystem entlang der senkrecht zu der optischen Achse verlaufenden Richtung des elektronenoptischen Reduktionssystems 604 auf der Basis der Verzeichnungscharakteristik eingestellt.
  • 27 ist ein Blockdiagramm, das die Systemkonfiguration dieser Ausführungsform zeigt.
  • Eine Austast-Steuerungsschaltung 614 steuert unabhängig EIN/AUS der Austast-Elektrode von jedem elektronenoptischen Elementsystem der elektronenoptischen Elementsystemanordnung 603. Die erste Fokus-/Astigmatismus-Steuerungsschaltung 615 steuert unabhängig die elektronenoptischen Eigenschaften (Zwischenbilderzeugungsposition und Astigmatismus) von jedem elektronenoptischen Elementsystem der elektronenoptischen Elementsystemanordnung 603.
  • Eine zweite Fokus-/Astigmatismus-Steuerungsschaltung 616 steuert die dynamische, stigmatische Spule 608 und die dynamische Fokusspule 607, um die fokale Position und den Astigmatismus des elektronenoptischen Reduktionssystems 604 zu steuern. Eine Ablenkungssteuerungsschaltung 617 steuert den Deflektor 606. Eine Vergrößerungseinstellungsschaltung 618 steuert die Vergrößerung des elektronenoptischen Reduktionssystems 604. Eine Optikcharakteristik-Steuerungsschaltung 619 ändert den Anregungsstrom der elektromagnetischen Linse, welche das elektronenoptische Reduktionssystem 604 bildet, um die Aberration der Dreh- bzw. Rotationsachse und optischen Achse einzustellen.
  • Eine Tischantriebssteuerungsschaltung 620 treibt den θ-Z-Tisch 611 an und steuert ihn und treibt ferner den X-Y-Tisch 612 an und steuert ihn in Zusammenwirkung mit einem Laserinterferometer 621 zum Detektieren der Position des X-Y-Tischs 612.
  • Ein Steuerungssystem 622 steuert die oben beschriebene Vielzahl von Steuerungsschaltungen, den Reflexionselektronendetektor 609 und den Faradaybecher 610 in zeitlich synchroner Übereinstimmung zueinander zur Belichtung und Ausrichtung auf der Basis von Daten aus einem Speicher 623, welcher die Information speichert, die mit einer Zeichnungsstruktur verknüpft ist. Das Steuerungssystem 622 wird von einer CPU 625 gesteuert, welche den gesamten Betrieb der Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung über eine Schnittstelle 624 steuert.
  • [Beschreibung des Betriebs]
  • Der Betrieb der Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung dieser Ausführungsform wird unten unter Bezugnahme auf 27 beschrieben werden.
  • Bei Empfang von Strukturdaten zur Belichtung des Wafers bestimmt der Deflektor bzw. die Ablenkeinrichtung 606 den minimalen Betrag der Ablenkung, welche auf den Elektronenstrahl ausgeübt wird, auf der Basis der minimalen Linienbreite und der Art und Form der Linienbreite der auf dem Wafer auszubildenden Belichtungsstruktur. Die Strukturdaten werden in Einheiten von Belichtungsflächen von jedem elektronenoptischen Elementsystem aufgeteilt. Eine gemeinsame Anordnung, welche aus Anordnungselementen FME gebildet wird, wird auf einen Anordnungsabstand eingestellt, der dem minimalen Ablenkungsbetrag entspricht, und die Strukturdaten werden in Daten umgewandelt, welche auf der gemeinsamen Anordnung in Einheiten von elektronenoptischen Elementsystemen dargestellt sind. Zur Beschreibungsbequemlichkeit wird die Verarbeitung verknüpfter Strukturdaten beim Belichten unter Verwendung von zwei elektronenoptischen Elementsystemen a und b unten beschrieben werden.
  • 28A und 28B sind Ansichten, welche Belichtungsstrukturen Pa und Pb zeigen, die durch die elektronenoptischen Elementsysteme a und b jeweils auf einer gemeinsamen Anordnung DM auszubilden sind. Noch spezifischer strahlt jedes elektronenoptische Elementsystem einen Elektronenstrahl auf den Wafer an einer schraffierten Anordnungsposition ein, wo die Struktur vorhanden ist, wobei die Austast-Elektrode ausgeschaltet wird.
  • Normalerweise muß der Konturenabschnitt der Struktur präzise belichtet werden. Jedoch muß ein Abschnitt mit Ausnahme des Konturenabschnitts der Struktur, d.h. der Innenabschnitt der Struktur, nicht präzise belichtet werden, und eine definierte Belichtungsmenge muß lediglich erfüllt sein. Dieser Betrieb wird unter Bezugnahme auf 37 beschrieben werden.
  • Auf der Basis von Daten (Strukturdaten) von Anordnungspositionen, wie in 28A und 28B dargestellt ist, wo eine Belichtung für jedes elektronenoptische Elementsystem durchgeführt werden muß, bestimmt die CPU 625 die Flächen bzw. Bereiche, die in 29A und 29B dargestellt sind, in Schritt S100. Diese sind eine Fläche F (schwarzer Abschnitt) auf einer Anordnung, die aus Anordnungspositionen gebildet ist (Anordnungselemente FME), an denen der Konturenabschnitt belichtet wird, eine Fläche R (schraffierter Abschnitt) auf einer Anordnung, die aus Anordnungspositionen (Anordnungselemente FME) gebildet ist, an denen der Innenabschnitt der Struktur belichtet wird, und eine Fläche N (weißer Abschnitt) auf einer Anordnung, die aus Anordnungspositionen (Anordnungselemente FME) gebildet ist, an denen eine Belichtung nicht durchgeführt wird. Der Konturenabschnitt kann als ein Innenabschnitt angesehen werden, der von der Form der Struktur abhängt. In dieser Ausführungsform entspricht die Breite des Konturenabschnitts einem einzelnen Anordnungselement FME. Jedoch kann die Breite des Konturenabschnitts durch zwei Anordnungselemente FME dargestellt werden.
  • Auf der Basis der Daten, die mit den in 29A und 29B dargestellten Flächen F, R und N verknüpft sind, bestimmt die CPU 625 die Flächen, die in 30A dargestellt sind, in Schritt S200. Diese sind eine erste Fläche FF (schwarzer Abschnitt) die aus Anordnungspositionen gebildet ist, an denen der Konturenabschnitt durch zumindest eines der elektronenoptischen Elementsysteme a und b belichtet wird, eine zweite Fläche RR (schraffierter Abschnitt), die von der ersten Fläche verschieden ist und aus Anordnungspositionen gebildet ist, an denen der Innenabschnitt der Struktur durch zumindest eines der elektronenoptischen Elementsysteme a und b belichtet wird, und eine dritte Fläche NN (weißer Abschnitt), die aus Anordnungspositionen gebildet ist, an denen keines der elektronenoptischen Elementsysteme a und b eine Belichtung durchführt. Die CPU 625 teilt ferner die zweite Fläche RR auf, indem ein Anordnungselement RME verwendet wird, das größer als der Anordnungsabstand der Anordnung ist. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Fläche, welche nicht aufgeteilt werden kann, indem das Anordnungselement RME verwendet wird, der ersten Fläche FF hinzugefügt. Das Ergebnis ist in 30B dargestellt.
  • Wenn eine Vielzahl von Elektronenstrahlen in der ersten Fläche FF auf der Anordnung positioniert wird, werden die Elektronenstrahlen von dem Deflektor 606 abgelenkt, wobei der minimale Ablenkungsbetrag (Anordnungsabstand bzw. -intervall der Anordnung) als eine Einheit zur Durchführung der Belichtung verwendet wird. Mit diesem Betriebsvorgang können die Konturenabschnitte von allen Belichtungsstrukturen, die auf dem Wafer auszubilden sind, präzise reproduziert werden. Wenn die Vielzahl von Elektronenstrahlen in der zweiten Fläche RR auf der Anordnung positioniert wird, werden die Elektronenstrahlen von dem Deflektor 606 abgelenkt, indem ein Ablenkungsbetrag, der größer als der minimale Ablenkungsbetrag (Anordnungsabstand bzw. -intervall der Anordnung) ist, als eine Einheit zur Durchführung der Belichtung verwendet wird. Mit diesem Betriebsvorgang kann der Innenabschnitt der Struktur, welcher keine hohe Präzision benötigt, mit einer kleineren Wiederholungszahl von Belichtungsvorgängen ausgebildet werden. Die Vielzahl von Elektronenstrahlen wird abgelenkt, ohne auf die Positionen in der dritten Fläche NN auf der Anordnung gesetzt zu werden. Mit diesem Vorgang kann eine Belichtung durchgeführt werden, während eine verschwenderische Ablenkung von Elektronenstrahlen minimiert wird.
  • Auf der Basis von Daten, die mit den in 30B dargestellten Flächen FF, RR und NN verknüpft sind, bestimmt die CPU 625 in Schritt S300 die Anordnungspositionen der Anordnungselemente FME und RME, die zu belichten sind, wie in 31A dargestellt ist, wobei Ablenkungssteuerungsdaten zur Positionierung der Elektronenstrahlen an den Anordnungselementen FME und RME, die zu belichten sind, vorbereitet werden, d.h. sequentielle Daten, die durch sequentielles Anordnen einer Vielzahl von Daten von Anordnungspositionen gebildet werden, auf welche die Elektronenstrahlen in dem Ablenkungsweg gesetzt werden müssen, wie in 31B dargestellt ist.
  • In dieser Ausführungsform ist die zweite Fläche RR aufgeteilt, indem lediglich das Anordnungselement RME verwendet wird, das größer als der Anordnungsabstand der Anordnungselemente FME auf der Anordnung ist. Jedoch kann eine Fläche, die durch die Anordnungselemente RME gebildet wird, aufgeteilt sein, indem ein Anordnungselement XRME verwendet wird, das größer als das Anordnungselement RME ist. Zu diesem Zeitpunkt kann eine Fläche, welche nicht aufgeteilt werden kann, indem das Anordnungselement XRME verwendet wird, durch die Anordnungselemente RME gebildet werden. Das Ergebnis ist in 31C dargestellt. Ablenkungssteuerungsdaten, welche lediglich die Anordnungselemente FME, RME und XRME darstellen, welche mit den Elektronenstrahlen zu belichten sind, können vorbereitet werden. Die Fläche, welche durch die Anordnungselemente XRME gebildet wird, kann belichtet werden, indem der Elektronenstrahl von dem Deflektor 606 abgelenkt wird, wobei als eine Einheit ein Ablenkungsbetrag verwendet wird, der größer als der Einheitsablenkungsbetrag für eine Fläche ist, welche von den Anordnungselementen RME gebildet wird. Demgemäß kann der Innenabschnitt der Struktur, welcher nicht eine hohe Präzision benötigt, mit einer viel kleineren Wiederholungszahl von Belichtungsvorgängen gebildet werden.
  • Um eine Strukturbelichtung durchzuführen, müssen die Austast-Elektroden auf der Basis der Anordnungspositionen der Vielzahl von Elektronenstrahlen gesteuert werden, um die Elektronenstrahlen von den elektronenoptischen Elementsystemen einzustrahlen. 32A und 32B sind Ansichten, welche die Einstrahlung von Elektronenstrahlen von den elektronenoptischen Elementsystemen entsprechend den Anordnungspositionen zeigen. Noch spezifischer wird der Elektronenstrahl auf ein schraffiertes Anordnungselement eingestrahlt. Die CPU 625 bereitet Austast-Steuerungsdaten in Schritt S400 vor, welche mit den Anordnungspositionen von jedem elektronenoptischen Elementsystem korrespondieren.
  • Aus Daten der auf dem Wafer auszubildenden Belichtungsstruktur bereitet die CPU 625 in Schritt S500 Belichtungssteuerungsdaten vor, wie in 33 dargestellt ist, welche die Anordnungspositionen, die Arten von Anordnungselementen, die Austast-Steuerungsdaten einschließlich der Betriebszeit der Austast-Elektrode von jedem elektronenoptischen Elementsystem umfassen. In dieser Ausführungsform führt die CPU 625 der Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung die obige Verarbeitung durch. Jedoch ändern sich, auch wenn die Verarbeitung von einer externen Verarbeitungseinheit durchgeführt wird und die Belichtungssteuerungsdaten in die CPU 625 übertragen werden, das Objekt und der Effekt nicht.
  • Die CPU 625 weist das Steuerungssystem 622 über die Schnittstelle 624 an, eine "Belichtung auszuführen". Das Steuerungssystem 622 arbeitet wie folgt auf der Basis von Daten auf dem Speicher 623, in den die Belichtungssteuerungsdaten übertragen werden.
  • In Schritt 1 weist das Steuerungssystem 622 die Ablenkungssteuerungsschaltung 617 auf der Basis der Belichtungssteuerungsdaten aus dem Speicher 623, welche synchron mit dem internen Referenztakt übertragen werden, an, den Neben-Deflektor des Deflektors 606 zu veranlassen, die Vielzahl von Elektronenstrahlen von der elektronenoptischen Elementsystemanordnung 603 abzulenken, und weist ferner die Austast-Steuerungsschaltung 614 an, die Austast-Elektroden der elektronenoptischen Elementsysteme in Übereinstimmung mit der auf dem Wafer 605 auszubildenden Belichtungsstruktur ein/auszuschalten.
  • Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich der X-Y-Tisch 612 kontinuierlich in der X- und der Y-Richtung. Die Ablenkungssteuerungsschaltung 617 steuert die Ablenkungsposition des Elektronenstrahls unter Berücksichtigung des Bewegungsbetrags des X-Y-Tischs 612.
  • Das Steuerungssystem 622 ändert die AUS-Zeit der Austast-Elektrode von jedem elektronenoptischen Elementsystem oder ändert die Größe des Quellenbilds auf dem Wafer in Abhängigkeit von der Art des Anordnungselements (FME, RME). Da das Anordnungselement RME im wesentlichen eine Belichtungsfläche aufweist, die größer ist als jene des Anordnungselements FME, tritt eine Unterbelichtung auf, falls dieselbe Belichtungszeit für die Anordnungselemente FME und RME eingestellt wird. Die Austast-Elektrode wird von der Austast-Steuerungsschaltung 614 gesteuert, um die Belichtungszeit für das Anordnungselement RME zu verlängern. Alternativ kann, wenn das Anordnungselement RME zu belichten ist, die Größe des Überkreuzungsbilds der Quellen der Elektronenkanone 601 durch eine Elektronenkanonensteuerungsschaltung 631 vergrößert werden. Außerdem kann die Brennweite des elektronenoptischen Elementsystems durch die erste Fokus-/Astigmatismus- Steuerungsschaltung 615 reduziert werden, um die Größe des Quellenbilds auf dem Wafer zu erhöhen (die Vergrößerung des von dem elektronenoptischen Elementsystem erzeugten Zwischenbilds wird auf der Basis des Verhältnisses der Brennweite der Kondensorlinse 602 zu jener des elektronenoptischen Elementsystems definiert). Jedoch ändert sich, wenn die Brennweite des elektronenoptischen Elementsystems zu verringern ist, die Zwischenbilderzeugungsposition. In diesem Fall kann die Positionsveränderung des Quellenbilds auf dem Wafer entlang der optischen Achse, welche von der Veränderung der Zwischenbilderzeugungsposition hervorrufen wird, von einer Refokussierungsspule (nicht dargestellt) korrigiert werden, die in dem elektronenoptischen Reduktionssystem 604 angeordnet ist.
  • Wenn eine Belichtung der Anordnungselemente RME und eine Belichtung des Anordnungselements FME alternierend durchgeführt werden, nimmt die Belastung des Steuerungssystems zu. Im Hinblick darauf können die sequentiellen Steuerungsdaten geändert werden, um zuerst eine Belichtung an Ablenkungspositionen der Anordnungselemente RME sequentiell durchzuführen, wie in 34A dargestellt ist, und als nächstes an Ablenkungspositionen der Anordnungselemente FME, wie in 34B dargestellt, ist.
  • Folglich scannen die Elektronenstrahlen von den elektronenoptischen Elementsystemen, um Belichtungsfelder (EF) auf dem Wafer 605 zu belichten, wie in 32A und 32B dargestellt ist. Eine Vielzahl von Elektronenstrahlen von einer Unteranordnung dient dazu, ein Unteranordnungsbelichtungsfeld (SEF) zu belichten, in welchem die Belichtungsfelder der elektronenoptischen Elementsysteme in der Nebenanordnung benachbart zueinander sind, wie in 35 dargestellt ist. Auf diese Weise wird ein Unterfeld belichtet, das durch Unteranordnungsbelichtungsfelder SEF(A) bis SEF(G) auf dem Wafer 605 gebildet wird, welche von den Unteranordnungen A des G jeweils gebildet werden, wie in 36 dargestellt ist.
  • In Schritt 2 weist nach Belichten des Unterfelds 1, das in 19 dargestellt ist, das Steuerungssystem 622 die Ablenkungssteuerungsschaltung 617 an, den Haupt-Deflektor des Deflektors 606 zu veranlassen, die Vielzahl von Elektronenstrahlen von der elektronenoptischen Elementsystemanordnung abzulenken, um das Unterfeld 2 zu belichten. Zu diesem Zeitpunkt befiehlt das Steuerungssystem 622 der zweiten Fokus-/Astigmatismus-Steuerungsschaltung 616, die dynamische Fokusspule 607 auf der Basis von dynamischen Fokuskorrekturdaten zu steuern, welche im voraus erstellt wurden, wobei die fokale Position des elektronenoptischen Reduktionssystems 604 korrigiert wird. Gleichzeitig befiehlt das Steuerungssystem 622 die Steuerung der dynamischen, stigmatischen Spule 608 auf der Basis von dynamischen Astigmatismuskorrekturdaten, welche im voraus erstellt wurden, wobei der Astigmatismus des elektronenoptischen Reduktionssystems korrigiert wird. Der Vorgang von Schritt 1 wird durchgeführt, um das Unterfeld 2 zu belichten.
  • Die obigen Schritte 1 und 2 werden wiederholt, um Unterfelder in der Reihenfolge von 3, 4, ..., sequentiell zu belichten, wie in 19 dargestellt ist, wobei die gesamte Oberfläche des Wafers belichtet wird.
  • Gemäß der fünften Ausführungsform kann, auch wenn die Größe der auszubildenden Belichtungsstruktur klein wird, eine Abnahme des Durchsatzes minimiert werden.
  • (Sechste Ausführungsform)
  • Diese Ausführungsform sieht einen anderen Betrieb der Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform vor. Demgemäß weist eine Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform dieselbe Anordnung auf wie jene der Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung, welche in [Beschreibung von Komponentenelementen der Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung] der fünften Ausführungsform beschrieben ist.
  • Vor der Wafer-Belichtung durch diese Belichtungsvorrichtung weist eine CPU 625 ein Steuerungssystem 622 über eine Schnittstelle 624 an, eine "Kalibrierung" durchzuführen. Das Steuerungssystem 622 bestimmt dynamische Astigmatismuskorrekturdaten und dynamische Korrekturdaten für jede Unteranordnung in Übereinstimmung mit dem Flußdiagramm in 44.
  • (Schritt S1100)
  • Wie in 39C dargestellt ist, sind Kreuzmarken auf einer Tischreferenzplatte 613 an Positionen ausgebildet, welche den Elementen entsprechen, die gesetzt werden, wenn die Ablenkungsfläche (MEF) des Haupt-Deflektors eines Deflektors 606 aufgeteilt ist, um eine Matrix aus neun Elementen zu bilden.
  • Eine Position, wo ein Elektronenstrahl von einem elektronenoptischen Elementsystem D(3, 3) in dem Zentrum einer in 24 dargestellten elektronenoptischen Elementsystemanordnung 603 auf den Wafer eingestrahlt wird, ohne abgelenkt zu werden, ist als eine Strahlreferenzposition eingestellt. Das Steuerungssystem 622 weist eine Tischantriebssteuerungsschaltung 620 an, einen X-Y-Tisch 612 zu bewegen und eine Marke (M(0, 0) der Tischreferenzplatte 613 an die Strahlreferenzposition zu setzen.
  • Das Steuerungssystem 622 weist eine Austast-Steuerungsschaltung 614 an, lediglich die Austast-Elektrode des elektronenoptischen Elementsystems D(3, 3) auszuschalten, während die übrigen Austast-Elektroden EIN bleiben, so dass lediglich der Elektronenstrahl von dem elektronenoptischen Elementsystem D(3, 3) auf die Tischreferenzplatte 613 einfallend wird.
  • Simultan weist das Steuerungssystem 622 eine Ablenkungssteuerungsschaltung 617 an, den Haupt-Deflektor des Deflektors 606 zu veranlassen, einen Elektronenstrahl BE von dem elektronenoptischen Elementsystem D(3, 3) zu der Position einer Marke M(1, 1) abzulenken. Wie in 39A dargestellt ist, wird die Marke M(1, 1) mit dem Elektronenstrahl BE in der X-Richtung gescannt bzw. abgetastet. Reflektierte Elektronen/Sekundärelektronen von der Marke werden von einem Reflexionselektronendetektor 609 detektiert und in das Steuerungssystem 622 eingegeben. Das Steuerungssystem 622 erhält die Unschärfe des Strahls in der X-Richtung auf der Basis der Markendaten. Zusätzlich wird die Marke M(1, 1) mit dem Elektronenstrahl BE in der Y-Richtung gescannt bzw. abgetastet, wie in 39A dargestellt ist. Reflektierte Elektronen/Sekundärelektronen von der Marke werden von dem Reflexionselektronendetektor 609 detektiert und in das Steuerungssystem 622 eingegeben. Das Steuerungssystem 622 erhält die Unschärfe des Elektronenstrahls in der Y-Richtung auf der Basis der Markendaten.
  • Als nächstes weist das Steuerungssystem 622 eine zweite Fokus-/Astigmatismus-Steuerungsschaltung 616 an, die Einstellung einer dynamischen stigmatischen Spule 608 zu ändern (Änderung der dynamischen Astigmatismuskorrekturdaten), scannt erneut die Marke M(1, 1) mit dem Elektronenstrahl BE und erhält die Unschärfen des Strahls in der X- und der Y-Richtung auf eine ähnliche Weise. Durch Wiederholen des obigen Vor gangs erstellt das Steuerungssystem 622 dynamische Astigmatismuskorrekturdaten, um im wesentlichen die Unschärfen des Strahls in der X- und der Y-Richtung gleichzumachen. Mit diesem Vorgang werden die optimalen, dynamischen Astigmatismuskorrekturdaten an der Ablenkungsposition, welche der Marke M(1, 1) entspricht, bestimmt. Der obige Vorgang wird für alle Marken durchgeführt, wobei optimale dynamische Astigmatismuskorrekturdaten an Ablenkungspositionen, die den jeweiligen Marken entsprechen, bestimmt werden.
  • (Schritt S1200)
  • Das Steuerungssystem 622 veranlaßt den Haupt-Deflektor des Deflektors 606, den Elektronenstrahl BE von dem elektronenoptischen Elementsystem D(3, 3) zu der Position der Marke M(1, 1) abzulenken, und scannt die Marke M(1, 1) in der X-Richtung, wie in 39A dargestellt ist. Reflektierte Elektronen/Sekundärelektronen von der Marke werden von dem Reflexionselektronendetektor 609 detektiert und in das Steuerungssystem 622 eingegeben. Das Steuerungssystem 622 erhält die Unschärfe des Strahls auf der Basis der Markendaten. Zu diesem Zeitpunkt wird die dynamische stigmatische Spule 608 auf der Basis der vorher erstellten dynamischen Astigmatismuskorrekturdaten gesteuert.
  • Als nächstes weist das Steuerungssystem 622 die zweite Fokus-/Astigmatismus-Steuerungsschaltung 616 an, die Einstellung einer dynamischen Fokusspule 607 zu ändern (Änderung der dynamischen Fokuskorrekturdaten), scannt die Marke M(1, 1) mit dem Elektronenstrahl BE erneut und erhält die Unschärfe des Strahls auf eine ähnliche Weise. Durch Wiederholen des obigen Vorgangs erstellt das Steuerungssystem 622 dynamische Fokuskorrekturdaten, um die Unschärfen des Strahls zu minimieren. Mit diesem Vorgang werden die optimalen dynamischen Fokuskor rekturdaten an der Ablenkungsposition, welche der Marke M(1, 1) entspricht, bestimmt. Der obige Vorgang wird für alle Marken durchgeführt, wobei optimale dynamische Fokuskorrekturdaten an Ablenkungspositionen bestimmt werden, welche den jeweiligen Marken entsprechen.
  • (Schritt S1300)
  • Eine Position, wo ein Elektronenstrahl von einem elektronenoptischen Elementsystem A(3, 3) der in 24 dargestellten elektronenoptischen Elementsystemanordnung 603 auf den Wafer eingestrahlt wird, ohne abgelenkt zu werden, ist als eine Strahlreferenzposition eingestellt. Das Steuerungssystem 622 weist die Tischantriebssteuerungsschaltung 620 an, den X-Y-Tisch 612 zu bewegen und die Marke M(0, 0) der Tischreferenzplatte 613 an die Strahlreferenzposition zu setzen.
  • Das Steuerungssystem 622 weist die Austast-Steuerungsschaltung 614 an, lediglich die Austast-Elektrode des elektronenoptischen Elementsystems A(3, 3) auszuschalten, während die übrigen Austast-Elektroden EIN bleiben, so dass lediglich der Elektronenstrahl von dem elektronenoptischen Elementsystem A(3, 3) auf die Tischreferenzplatte 613 einfallen wird.
  • Simultan befiehlt das Steuerungssystem 622 der Ablenkungssteuerungsschaltung 617, zu bewirken, dass der Haupt-Deflektor des Deflektors 606 den Elektronenstrahl BE von dem elektronenoptischen Elementsystem A(3, 3) zu der Position der Marke M(1, 1) ablenkt. Wie in 39A dargestellt ist, wird die Marke M(1, 1) mit dem Elektronenstrahl BE in der X-Richtung gescannt bzw. abgetastet. Reflektierte Elektronen/Sekundärelektronen von der Marke werden von dem Reflexionselektronendetektor 609 detektiert und in das Steuerungssystem 622 eingegeben. Das Steuerungssystem 622 erhält die Unschärfe des Elektronenstrahls in der X-Richtung auf der Basis der Markendaten. Zusätzlich wird die Marke M(1, 1) mit dem Elektronenstrahl BE in der Y-Richtung gescannt, wie in 39B dargestellt ist. Reflektierte Elektronen/Sekundärelektronen von der Marke werden von dem Reflexionselektronendetektor 609 detektiert und in das Steuerungssystem 622 eingegeben. Das Steuerungssystem 622 erhält die Unschärfe des Strahls in der Y-Richtung auf der Basis der Markendaten. Zu diesem Zeitpunkt wird die dynamische Fokusspule auf der Basis der in Schritt S1200 erstellten dynamischen Fokuskorrekturdaten gesteuert und die dynamische stigmatische Spule 86 wird auf der Basis der in Schritt S1100 erstellten dynamischen Astigmatismus-Korrekturdaten gesteuert.
  • Als nächstes weist das Steuerungssystem 622 eine erste Fokus-/Astigmatismus-Steuerungsschaltung 615 an, die Einstellung des Astigmatismus einer Unteranordnung A zu ändern (Änderung der dynamischen Astigmatismus-Korrekturdaten für jede Unteranordnung), scannt die Marke M(1, 1) mit dem Elektronenstrahl BE erneut und erhält die Unschärfen des Strahls in der X- und der Y-Richtung auf eine ähnliche Weise. Durch Wiederholen des obigen Vorgangs erstellt das Steuerungssystem 622 dynamische Astigmatismus-Korrekturdaten für die Unteranordnung A, was im wesentlichen die Unschärfen des Strahls in der X- und Y-Richtung gleichmacht und minimiert. Mit diesem Vorgang werden die optimalen dynamischen Astigmatismus-Korrekturdaten für die Unteranordnung A an der Ablenkungsposition, welche der Marke M(1, 1) entspricht, bestimmt. Der obige Vorgang wird für alle Marken durchgeführt, wobei optimale dynamische Astigmatismus-Korrekturdaten für die Unteranordnung A an Ablenkungspositionen bestimmt werden, welche den jeweiligen Marken entsprechen.
  • (Schritt S1400)
  • Das Steuerungssystem 622 veranlaßt den Haupt-Deflektor des Deflektors 606, den Elektronenstrahl BE von dem elektronenoptischen Elementsystem A(3, 3) zu der Position der Marke M(1, 1) abzulenken, und scannt die Marke M(1, 1) in der X-Richtung, wie in 39A dargestellt ist. Reflektierte Elektronen/Sekundärelektronen von der Marke werden von dem Reflexionselektronendetektor 609 detektiert und in das Steuerungssystem 622 eingegeben. Das Steuerungssystem 622 erhält die Unschärfe des Elektronenstrahls auf der Basis der Markendaten. Zu diesem Zeitpunkt wird der Astigmatismus des elektronenoptischen Elementsystems der Unteranordnung A auf der Basis der vorher erstellten dynamischen Astigmatismuskorrekturdaten gesteuert.
  • Als nächstes weist das Steuerungssystem 622 die erste Fokus-/Astigmatismussteuerungsschaltung 615 an, die Einstellung der Zwischenbilderzeugungsposition des elektronenoptischen Elementsystems der Unteranordnung A zu ändern (Änderung der dynamischen Fokuskorrekturdaten für jede Unteranordnung), scannt die Marke M(1, 1) mit dem Elektronenstrahl BE erneut und erhält die Unschärfe des Strahls auf eine ähnliche Weise. Durch Wiederholen des obigen Vorgangs erstellt das Steuerungssystem 622 dynamische Fokuskorrekturdaten für die Unteranordnung A, was die Unschärfen des Strahls minimiert. Mit diesem Vorgang werden die optimalen dynamischen Fokuskorrekturdaten für die Unteranordnung A an der Ablenkposition, welche der Marke M(1, 1) entspricht, bestimmt. Der obige Vorgang wird für alle Marken durchgeführt, wobei die optimalen dynamischen Fokuskorrekturdaten für die Unteranordnung A an Ablenkpositionen, welche den jeweiligen Marken entsprechen, bestimmt werden.
  • (Schritt S1500)
  • Das Steuerungssystem 622 führt denselben Vorgang wie in Schritt S1300 für Elektronenstrahlen von elektronenoptischen Elementsystemen B(3, 3), C(3, 3), E(3, 3), F(3, 3) und G(3, 3) der elektronenoptischen Elementsystemanordnung 603 durch, die in 34 dargestellt sind. Folglich werden die optimalen dynamischen Fokuskorrekturdaten und optimale dynamische Astigmatismus-Korrekturdaten an Ablenkungspositionen, welche den jeweiligen Marken entsprechen, für alle Unteranordnungen bestimmt.
  • Die CPU 625 weist das Steuerungssystem 622 über die Schnittstelle 624 an, eine "Belichtung auszuführen". Das Steuerungssystem 622 arbeitet auf die folgende Weise.
  • In Schritt 1 weist das Steuerungssystem 622 die Ablenkungssteuerungsschaltung 617 an, den Neben-Deflektor des Deflektors 606 die Vielzahl von Elektronenstrahlen von der elektronenoptischen Elementsystemanordnung ablenken zu lassen, und weist gleichzeitig die Austast-Steuerungsschaltung 614 an, die Austast-Elektroden der elektronenoptischen Elementsysteme in Übereinstimmung mit der auf einem Wafer 605 ausgebildeten Belichtungsstruktur ein/auszuschalten. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich der X-Y-Tisch 612 kontinuierlich in der X-Richtung und die Ablenkungssteuerungsschaltung 617 steuert die Ablenkungsposition des Elektronenstrahls unter Berücksichtigung des Bewegungsbetrags des X-Y-Tischs 612.
  • Folglich scannt ein Elektronenstrahl von einem elektronenoptischen Elementsystem, um ein Belichtungsfeld (EF) auf dem Wafer 605 zu belichten, wobei von dem vollen Quadrat gestartet wird, wie in 40 dargestellt ist. Wie in 35 dargestellt ist, werden die Belichtungsfelder (EF) der Vielzahl von elektronenoptischen Elementsystemen in der Unteranordnung so eingestellt, dass sie benachbart zueinander sind. Folglich wird ein Unteranordnungsbelichtungsfeld (SEE), das von der Vielzahl von Belichtungsfeldern (EF) auf dem Wafer 605 gebildet wird, belichtet. Gleichzeitig wird ein Unterfeld, das von Unteranordnungsbelichtungsfeldern SEF(A) bis SEF(G) gebildet wird, welche von den Unteranordnungen A bis G jeweils gebildet werden, auf dem Wafer 605 belichtet, wie in 36 dargestellt ist.
  • In Schritt 2 weist nach Belichten des in 19 dargestellten Unterfelds 1 das Steuerungssystem 622 die Ablenkungssteuerungsschaltung 617 an, den Haupt-Deflektor des Deflektors 606 die Vielzahl von Elektronenstrahlen von der elektronenoptischen Elementsystemanordnung ablenken zu lassen, um das Unterfeld 2 zu belichten. Zu diesem Zeitpunkt weist das Steuerungssystem 622 die zweite Fokus-/Astigmatismus-Steuerungsschaltung 616 an, die dynamische Fokusspule 607 auf der Basis der oben beschriebenen dynamischen Fokus-Korrekturdaten zu steuern, wobei die fokale Position des elektronenoptischen Reduktionssystems 604 korrigiert wird. Zur gleichen Zeit weist das Steuerungssystem 622 an, die dynamische stigmatische Spule 608 auf der Basis der oben beschriebenen Astigmatismuskorrekturdaten zu steuern, wobei der Astigmatismus des elektronenoptischen Reduktionssystems korrigiert wird. Zusätzlich befiehlt das Steuerungssystem 622 der ersten Fokus-/Astigmatismus-Steuerungsschaltung 615, die elektronenoptischen Eigenschaften (Zwischenbilderzeugungspositionen und Astigmatismen) der elektronenoptischen Elementsysteme auf der Basis der dynamischen Fokuskorrekturdaten und dynamischen Astigmatismuskorrekturdaten für jede Unteranordnung zu steuern. Der Betriebsvorgang in Schritt 1 wird durchgeführt, um das Unterfeld 2 zu belichten.
  • Die obigen Schritte 1 und 2 werden wiederholt, um Unterfelder in der Reihenfolge von 3, 4, ... sequentiell zu belichten, wie in 19 dargestellt ist, wobei die gesamte Oberfläche des Wafers belichtet wird.
  • (Siebte Ausführungsform)
  • 42 ist eine Ansicht, welche den Unterschied bei Komponentenelementen zwischen der sechsten Ausführungsform und der siebten Ausführungsform zeigt. Dieselben Bezugszeichen wie in 23 bezeichnen dieselben Komponentenelemente in 42 und eine ausführliche Beschreibung davon wird weggelassen werden.
  • In der siebten Ausführungsform ist ein Deflektor 650 zum Ablenken eines Elektronenstrahls von einer Unteranordnung auf der elektronenoptischen Reduktionssystem-604-Seite einer elektronenoptischen Elementsystemanordnung 603 in Übereinstimmung mit jeder Unteranordnung der elektronenoptischen Elementsystemanordnung 603 angeordnet. Der Deflektor 650 weist eine Funktion zur Translation einer Vielzahl von Zwischenbildern auf, die von den Unteranordnungen gebildet werden (in der X- und Y-Richtung) und wird von einem Steuerungssystem 622 über eine Unteranordnungsablenkungssteuerungsschaltung 651 gesteuert.
  • Der Betrieb dieser Ausführungsform wird als nächstes beschrieben werden.
  • Vor der Wafer-Belichtung durch diese Belichtungsvorrichtung weist eine CPU 625 das Steuerungssystem 622 über eine Schnittstelle 624 an, eine "Kalibrierung" durchzuführen. Das Steuerungssystem 622 arbeitet auf die folgende Weise.
  • Eine Position, wo ein Elektronenstrahl von einem elektronenoptischen Elementsystem A(3, 3) der elektronenoptischen Elementsystemanordnung 603, die in 24 dargestellt ist, auf den Wafer eingestrahlt wird, ohne abgelenkt werden, wird als eine Strahlreferenzposition eingestellt. Das Steuerungssystem 622 weist eine Tischantriebsssteuerungsschaltung 620 an, einen X-Y-Tisch 612 zu bewegen und eine Marke M(0, 0) einer Tischreferenzplatte 613 wie in der sechsten Ausführungsform auf die Strahlreferenzposition zu setzen.
  • Das Steuerungssystem 622 weist eine Austast-Steuerungsschaltung 614 an, lediglich die Austast-Elektrode des elektronenoptischen Elementsystems A(3, 3) auszuschalten, während die verbleibenden Austast-Elektroden EIN bleiben, so dass lediglich der Elektronenstrahl von dem elektronenoptischen Elementsystem A(3, 3) auf die Wafer-Seite einfallen wird.
  • Gleichzeitig weist das Steuerungssystem 622 eine Ablenkungssteuerungsschaltung 617 an, den Haupt-Deflektor eines Deflektors 606 einen Elektronenstrahl BE von dem elektronenoptischen Elementsystem A(3, 3) zu der Position einer Marke M(1, 1) ablenken zu lassen. Wie in 39A dargestellt ist, wird die Marke M(1, 1) in der X-Richtung gescannt bzw. abgetastet. Reflektierte Elektroden/Sekundärelektronen von der Marke werden von einem Reflexionselektronendetektor 609 detektiert und in das Steuerungssystem 622 eingegeben. Das Steuerungssystem 622 erstellt die Abweichung zwischen der tatsächlichen Ablenkungsposition und der gedachten Ablenkungsposition in der X-Richtung auf der Basis der Markendaten. Das Steuerungssystem 622 weist die Unteranordnungsablenkungssteuerungsschaltung 651 an, die Einstellung der X-Richtungstranslation des Zwischenbilds von dem Deflektor 650 zu ändern, was einer Unteranordnung A entspricht (Änderung von dynamischen Ablenkungs korrekturdaten in der X-Richtung), um die Abweichung aufzuheben, scannt die Marke M(1, 1) mit dem Elektronenstrahl BE erneut und erhält die Abweichung zwischen der tatsächlichen Ablenkungsposition und der gedachten Ablenkungsposition auf eine ähnliche Weise. Durch Wiederholen des obigen Vorgangs erstellt das Steuerungssystem 622 dynamische Ablenkungskorrekturdaten, um die Abweichung im wesentlichen aufzuheben.
  • Als nächstes scannt das Steuerungssystem 622 die Marke M(1, 1) in der Y-Richtung, wie in 39B dargestellt ist. Auf dieselbe Weise, wie oben beschrieben wurde, erstellt das Steuerungssystem 622 dynamische Ablenkungskorrekturdaten in der Y-Richtung, um die Abweichung im wesentlichen aufzuheben. Mit diesem Vorgang werden die optimalen dynamischen Ablenkungskorrekturdaten an der Ablenkungsposition, welche der Marke M(1, 1) entspricht, bestimmt.
  • Der obige Vorgang wird für alle Marken durchgeführt, wobei die optimalen dynamischen Ablenkungskorrekturdaten an Ablenkungspositionen, welche den jeweiligen Marken entsprechen, bestimmt werden. Das Steuerungssystem 622 führt denselben Vorgang wie für den Elektronenstrahl von dem elektronenoptischen Elementsystem A(3, 3) für Elektronenstrahlen von elektronenoptischen Elementsystemen B(3, 3), C(3, 3), D(3, 3), E(3, 3), F(3, 3) und G(3, 3) der in 24 dargestellten elektronenoptischen Elementsystemanordnung 603 durch. Folglich werden die optimalen dynamischen Ablenkungskorrekturdaten an Ablenkungspositionen, welche den jeweiligen Marken entsprechen, für alle Unteranordnungen bestimmt.
  • Bei "Ausführung der Belichtung" nach Belichten des Unterfelds 1, das in 19 dargestellt ist, weist das Steuerungssystem 622 die Ablenkungssteuerungsschaltung 617 an, den Haupt-Deflektor des Deflektors 606 die Vielzahl von Elektronen strahlen von der elektronenoptischen Elementsystemanordnung ablenken zu lassen, um das Unterfeld 2 zu belichten. Zu diesem Zeitpunkt weist das Steuerungssystem 622 die Unteranordnungsablenkungssteuerungsschaltung 651 an, den Deflektor 650 entsprechend der Unteranordnung auf der Basis der oben beschriebenen dynamischen Ablenkungskorrekturdaten für jede Unteranordnung zu steuern, wobei die Position von jedem Zwischenbild entlang der Richtung (X- und Y-Richtung) senkrecht zu der optischen Achse korrigiert wird.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann gemäß dieser Ausführungsform eine Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung vorgesehen werden, welche optimal in Einheiten von Unteranordnungen Ablenkungsfehler korrigieren kann, die in der Vielzahl von Elektronenstrahlen erzeugt werden, welche durch das elektronenoptische Reduktionssystem durchgehen, wenn der Deflektor bzw. die Ablenkeinrichtung betätigt wird.
  • Dritter Modus zum Ausführen der Erfindung
  • Eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Fertigung eines Bauelements durch Verwendung der oben beschriebenen Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung und des Verfahrens werden unten beschrieben werden.
  • 45 ist ein Flußdiagramm, das die Herstellung eines Mikrobauelementes zeigt (ein Halbleiterchip wie ein IC oder LSI, eine Flüssigkristall-Tafel, ein CCD, ein magnetischer Dünnfilmkopf, eine Mikromaschine oder dergleichen). In Schritt 1 (Schaltungsentwurf) wird die Schaltung eines Halbleiterbauelements entworfen. In Schritt 2 (Vorbereitung von Belichtungssteuerungsdaten) werden Belichtungssteuerungsdaten für die Belichtungsvorrichtung auf der Basis der entworfenen Schaltungsstruktur vorbereitet. In Schritt 3 (Herstellung ei nes Wafers) wird ein Wafer hergestellt, indem ein Material wie Silizium verwendet wird. Schritt 4 (Wafer-Prozeß) wird als ein Vorprozeß bezeichnet, in welchem die Belichtungsvorrichtung, in welche die vorbereiteten Belichtungssteuerungsdaten eingegeben werden, und der Wafer verwendet werden, um eine tatsächliche Schaltung auf dem Wafer mittels Lithographie zu bilden. Schritt 5 (Zusammenbau) wird als ein Nachprozeß bezeichnet, in welchem Halbleiterchips aus dem in Schritt 4 hergestellten Wafer gebildet werden. Der Nachprozeß umfasst einen Zusammenbauprozeß (Stückelung und Verbinden) und einen Gehäusungsprozeß (Chip-Einkapselung). In Schritt 6 (Prüfen) werden der Betriebsbestätigungstest, der Haltbarkeitstest und dergleichen für das in Schritt 5 hergestellte Halbleiterbauelement durchgeführt. Mit diesen Prozessen wird ein Halbleiterbauelement fertiggestellt und ausgeliefert (Schritt 7).
  • 46 ist ein Flußdiagramm, das den Wafer-Prozeß im einzelnen zeigt. In Schritt 11 (Oxidation) wird die Oberfläche des Wafers oxidiert. In Schritt 12 (CVD) wird ein isolierender Film auf der Oberfläche des Wafers ausgebildet. In Schritt 13 (Elektrodenausbildung) wird eine Elektrode auf dem Wafer mittels Abscheidung ausgebildet. In Schritt 14 (Ionenimplantation) werden Ionen in dem Wafer implantiert. In Schritt 15 (Resist-Verarbeitung) wird ein photoempfindliches Mittel auf dem Wafer aufgebracht. In Schritt 16 (Belichtung) wird die Schaltungsstruktur auf dem Wafer durch Belichtung ausgebildet, indem die oben beschriebene Belichtungsvorrichtung verwendet wird. In Schritt 17 (Entwicklung) wird der belichtete Wafer entwickelt. In Schritt 18 (Ätzen) werden Abschnitte außer dem entwickelten Resist-Bild geätzt. In Schritt 19 (Resist-Entfernung) wird der unnötige Resist nach dem Ätzvorgang entfernt. Durch Wiederholung dieser Prozesse werden mehrere Schaltungsstrukturen auf dem Wafer ausgebildet.
  • Wenn das Herstellungsverfahren dieser Ausführungsform verwendet wird, kann ein hoch-integriertes Halbleiterbauelement, das herkömmlich schwierig herzustellen ist, bei niedrigen Kosten hergestellt werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt und verschiedene Änderungen und Modifikationen können innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung gemacht werden.

Claims (9)

  1. Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung mit: einer Quelle (1) zum Emittieren eines Elektronenstrahls; einem elektronenoptischen Beleuchtungssystem zum Beleuchten einer Maske (230) mit dem Elektronenstrahl; einem ersten elektronenoptischen Reduktionssystem (100) zum Erzeugen eines Bilds einer Struktur der Maske; einem zweiten elektronenoptischen Reduktionssystem (4) zum Reduzieren und Projizieren des von dem ersten elektronenoptischen System erzeugten Bilds auf eine Targetbelichtungsoberfläche (5); und Elektronendichteverteilungseinstellungsmitteln (240) zum Einstellen der Elektronendichteverteilung des Elektronenstrahls, so dass die Elektronendichte an oder nahe einer Pupillenebene des ersten elektronenoptischen Reduktionssystems (100) an einem Umfangsabschnitt des Elektronenstrahls höher als jene an einem Mittenabschnitt des Elektronenstrahls ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Elektronendichteverteilungseinstellungsmittel (240) eine Blende zur Erzeugung eines hohlen Strahls umfassen, wobei die Blende an oder nahe der Pupillenebene des ersten elektronenoptischen Reduktionssystems (100) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit an dem zweiten elektronenoptischen Reduktionssystem (4) vorgesehenen Ablenkungsmitteln (6) zum Ablenken des Elektronenstrahls.
  4. Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung mit: einer Quelle (1) zum Emittieren eines Elektronenstrahls; einem elektronenoptischen Beleuchtungssystem (210) zum Beleuchten einer Maske (230) mit dem Elektronenstrahl; einem elektronenoptischen Reduktionssystem (4, 100) zum Reduzieren und Projizieren einer Struktur der Maske auf eine Targetbelichtungsoberfläche (5); und Elektronendichteverteilungseinstellungsmitteln (240) zum Einstellen der Elektronendichteverteilung des Elektronenstrahls, so dass die Elektronendichte an oder nahe einer Pupillenebene des elektronenoptischen Beleuchtungssystems (210) an einem Umfangsabschnitt des Elektronenstrahls höher als jene an einem Mittenabschnitt des Elektronenstrahls ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Elektronendichteverteilungseinstellungsmittel (240) eine Blende zur Erzeugung eines hohlen Strahls umfassen, wobei die Blende an oder nahe der Pupillenebene des elektronenoptischen Beleuchtungssystems (210) angeordnet ist.
  6. Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung mit: einer Quelle (1) zum Emittieren eines Elektronenstrahls; einem ersten elektronenoptischen System (3) zum Erzeugen einer Vielzahl von Zwischenbildern unter Verwendung des Elektronenstrahls; und einem zweiten elektronenoptischen System (4), das angeordnet ist, um von den mittels des ersten elektronenoptischen Systems (3) erzeugten Zwischenbildern durchkommende Elektronenstrahlen auf eine Targetbelichtungsoberfläche (5) zu reduzieren und projizieren, wobei das erste elektronenoptische System (3) eine Vielzahl von Elektronendichteverteilungseinstellungsmitteln (320) zum Einstellen der Elektronendichteverteilungen der Vielzahl von Elektronenstrahlen aufweist, die von den Zwischenbildern durchkommen, so dass die Elektronendichte an oder nahe einer Pupillenebene des zweiten elektronenoptischen Systems an einem Umfangsabschnitt des Elektronenstrahls höher als an einem Mittenabschnitt des Elektronenstrahls ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das zweite elektronenoptische System (4) angeordnet ist, um Bilder der Zwischenbilder auf die Targetbelichtungsoberfläche (5) zu fokussieren.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, in welcher die Elektronendichteverteilungseinstellungsmittel (320) eine Blende zum Erzeugen eines hohlen Strahls aufweisen, wobei die Blende in dem ersten elektronenoptischen System an oder nahe einer Position angeordnet ist, die zu der Pupillenebene des zweiten elektronenoptischen Systems konjugiert ist.
  9. Verfahren zum Herstellen eines Bauelements mit dem Schritt zum Belichten einer Targetbelichtungsoberfläche unter Verwendung einer Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und zum Fertigen eines Bauelements unter Verwendung der belichteten Oberfläche.
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