JP2000012438A - マルチ電子ビーム露光方法及び装置、ならびにデバイス製造方法 - Google Patents
マルチ電子ビーム露光方法及び装置、ならびにデバイス製造方法Info
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- JP2000012438A JP2000012438A JP10177142A JP17714298A JP2000012438A JP 2000012438 A JP2000012438 A JP 2000012438A JP 10177142 A JP10177142 A JP 10177142A JP 17714298 A JP17714298 A JP 17714298A JP 2000012438 A JP2000012438 A JP 2000012438A
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- H01J2237/317—Processing objects on a microscale
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- H01J2237/317—Processing objects on a microscale
- H01J2237/3175—Lithography
- H01J2237/31769—Proximity effect correction
Abstract
(57)【要約】
【課題】 より少ない露光制御データの追加で近接効果
補正を達成する。 【解決手段】 描画するパターンに基づいて、複数の電
子ビームを物体の被露光面上を偏向させながら偏向毎に
各電子ビームの照射を個別に制御するとともに、各電子
ビームが描画する要素露光領域を隣合わせて描画する方
法であり、パターンを前記要素露光領域を単位として分
割する分割段階と、分割されたパターンに基づいて、前
記各要素露光領域での電子ビームの照射位置と前記各要
素露光領域に照射される電子ビームの照射量を検出する
段階と、前記各要素露光領域内は一定である電子ビーム
の一照射当たりの照射量を、近接した複数の前記要素露
光領域の前記照射量に基づいて修正する修正段階と、検
出された前記電子ビームの照射位置に関する情報と修正
された前記電子ビームの一照射当たりの照射量の情報と
を有する各電子ビームの要素露光領域毎の露光制御デー
タを作成する段階とを有する。
補正を達成する。 【解決手段】 描画するパターンに基づいて、複数の電
子ビームを物体の被露光面上を偏向させながら偏向毎に
各電子ビームの照射を個別に制御するとともに、各電子
ビームが描画する要素露光領域を隣合わせて描画する方
法であり、パターンを前記要素露光領域を単位として分
割する分割段階と、分割されたパターンに基づいて、前
記各要素露光領域での電子ビームの照射位置と前記各要
素露光領域に照射される電子ビームの照射量を検出する
段階と、前記各要素露光領域内は一定である電子ビーム
の一照射当たりの照射量を、近接した複数の前記要素露
光領域の前記照射量に基づいて修正する修正段階と、検
出された前記電子ビームの照射位置に関する情報と修正
された前記電子ビームの一照射当たりの照射量の情報と
を有する各電子ビームの要素露光領域毎の露光制御デー
タを作成する段階とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子ビーム露光装置
及びその露光方法に関し、特にウエハ直接描画またはマ
スク、レチクル露光の為に、複数の電子ビームを用いて
パターン描画を行うマルチ電子ビーム露光方法及びマル
チ電子ビーム露光装置に関する。
及びその露光方法に関し、特にウエハ直接描画またはマ
スク、レチクル露光の為に、複数の電子ビームを用いて
パターン描画を行うマルチ電子ビーム露光方法及びマル
チ電子ビーム露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１５に、従来のマルチ電子ビーム型露
光装置の概要を示す。501a,501b,501cは、個別に電子ビ
ームをon/offできる電子銃である。502は、電子銃501a,
501b,501cからの複数の電子ビームをウエハ503上に縮小
投影する縮小電子光学系で、504は、ウエハ503に縮小投
影された複数の電子ビームを偏向させる偏向器である。
光装置の概要を示す。501a,501b,501cは、個別に電子ビ
ームをon/offできる電子銃である。502は、電子銃501a,
501b,501cからの複数の電子ビームをウエハ503上に縮小
投影する縮小電子光学系で、504は、ウエハ503に縮小投
影された複数の電子ビームを偏向させる偏向器である。
【０００３】電子銃501a ,501b,501cからの複数の電子
ビームは、偏向器504によって同一の偏向量を与えられ
る。それにより、それぞれのビーム基準位置を基準とし
て、各電子ビームは偏向器504の最小偏向幅が定める配
列間隔を有する配列に従ってウエハ上での位置を順次整
定して偏向される。そして、それぞれの電子ビームは、
互いに異なる要素露光領域で露光すべきパターンを露光
する。
ビームは、偏向器504によって同一の偏向量を与えられ
る。それにより、それぞれのビーム基準位置を基準とし
て、各電子ビームは偏向器504の最小偏向幅が定める配
列間隔を有する配列に従ってウエハ上での位置を順次整
定して偏向される。そして、それぞれの電子ビームは、
互いに異なる要素露光領域で露光すべきパターンを露光
する。
【０００４】図１７(A)(B)(C)は、それぞれ電子銃501a
,501b,501cからの電子ビームがそれぞれの要素露光領
域（EF1、EF2、EF3）を同一の配列に従って露光すべき
パターンを露光する様子を示している。各電子ビーム
は、同時刻の配列上の位置を(1,1)、(1,2)....(1,16)、
(2,1)、(2,2)....(2,16),(3,1)..となるように位置を整
定して移動していくとともに、露光すべきパターン（P
1、P2、P3)が存在する位置でビームを照射して、各要素
露光領域でそれぞれが露光すべきパターン（P1、P2、P
3)を露光する。
,501b,501cからの電子ビームがそれぞれの要素露光領
域（EF1、EF2、EF3）を同一の配列に従って露光すべき
パターンを露光する様子を示している。各電子ビーム
は、同時刻の配列上の位置を(1,1)、(1,2)....(1,16)、
(2,1)、(2,2)....(2,16),(3,1)..となるように位置を整
定して移動していくとともに、露光すべきパターン（P
1、P2、P3)が存在する位置でビームを照射して、各要素
露光領域でそれぞれが露光すべきパターン（P1、P2、P
3)を露光する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】電子ビーム露光装置に
て、パターンを描画する場合、ウエハに照射された電子
はウエハで反射して散乱を受け（後方散乱）、散乱後の
電子はウエハ上に塗布されたレジストの入射点以外の部
分を感光させる。これは近接効果と呼ばれる現象であ
り、この影響で現像後のレジストパターンは所望の形状
や寸法と異なったものになる。
て、パターンを描画する場合、ウエハに照射された電子
はウエハで反射して散乱を受け（後方散乱）、散乱後の
電子はウエハ上に塗布されたレジストの入射点以外の部
分を感光させる。これは近接効果と呼ばれる現象であ
り、この影響で現像後のレジストパターンは所望の形状
や寸法と異なったものになる。
【０００６】可変整形型の電子ビーム露光装置において
は、近接効果を低減する為に、描画するパターンを複数
の区分領域に分割し、区分領域毎に照射量を調整してい
た。
は、近接効果を低減する為に、描画するパターンを複数
の区分領域に分割し、区分領域毎に照射量を調整してい
た。
【０００７】従来のマルチ電子ビーム型露光装置では、
複数の電子ビームのどれもが照射位置での照射量が同一
になるように照射時間を固定している為、各電子ビーム
の照射を制御するデータとして電子ビームを照射するか
しないかの1ビットのデータで十分であった。しかし近
接効果を低減する為に適当な区分領域毎に電子ビームの
照射量を調整すると、マルチ電子ビーム型露光装置で
は、各電子ビームの照射位置毎に電子ビームの照射時間
を調整する必要があり、例えば128階調の照射時間を制
御するデータとして7ビットのデータが各電子ビームの
照射毎の制御データに追加され、露光制御データが8倍
になる。すなわち、近接効果補正すると、マルチ電子ビ
ーム型露光装置においては、データ量が莫大に増大する
という問題がある。
複数の電子ビームのどれもが照射位置での照射量が同一
になるように照射時間を固定している為、各電子ビーム
の照射を制御するデータとして電子ビームを照射するか
しないかの1ビットのデータで十分であった。しかし近
接効果を低減する為に適当な区分領域毎に電子ビームの
照射量を調整すると、マルチ電子ビーム型露光装置で
は、各電子ビームの照射位置毎に電子ビームの照射時間
を調整する必要があり、例えば128階調の照射時間を制
御するデータとして7ビットのデータが各電子ビームの
照射毎の制御データに追加され、露光制御データが8倍
になる。すなわち、近接効果補正すると、マルチ電子ビ
ーム型露光装置においては、データ量が莫大に増大する
という問題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の従来の問
題点に鑑みてなされたものであり、本発明のマルチ電子
ビーム露光方法のある形態は、描画するパターンに基づ
いて、複数の電子ビームを物体の被露光面上を偏向させ
ながら偏向毎に各電子ビームの照射を個別に制御すると
ともに、各電子ビームが描画する要素露光領域を隣合わ
せて描画するマルチ電子ビーム露光方法において、前記
パターンを前記要素露光領域を単位として分割する分割
段階と、分割された前記パターンに基づいて、前記各要
素露光領域での電子ビームの照射位置と前記各要素露光
領域に照射される電子ビームの照射量を検出する段階
と、前記各要素露光領域内は一定である電子ビームの一
照射当たりの照射量を、近接した複数の前記要素露光領
域の前記照射量に基づいて修正する修正段階と、検出さ
れた前記電子ビームの照射位置に関する情報と修正され
た前記電子ビームの一照射当たりの照射量の情報とを有
する各電子ビームの要素露光領域毎の露光制御データを
作成する段階とを有することを特徴とする。
題点に鑑みてなされたものであり、本発明のマルチ電子
ビーム露光方法のある形態は、描画するパターンに基づ
いて、複数の電子ビームを物体の被露光面上を偏向させ
ながら偏向毎に各電子ビームの照射を個別に制御すると
ともに、各電子ビームが描画する要素露光領域を隣合わ
せて描画するマルチ電子ビーム露光方法において、前記
パターンを前記要素露光領域を単位として分割する分割
段階と、分割された前記パターンに基づいて、前記各要
素露光領域での電子ビームの照射位置と前記各要素露光
領域に照射される電子ビームの照射量を検出する段階
と、前記各要素露光領域内は一定である電子ビームの一
照射当たりの照射量を、近接した複数の前記要素露光領
域の前記照射量に基づいて修正する修正段階と、検出さ
れた前記電子ビームの照射位置に関する情報と修正され
た前記電子ビームの一照射当たりの照射量の情報とを有
する各電子ビームの要素露光領域毎の露光制御データを
作成する段階とを有することを特徴とする。
【０００９】前記被露光面上での前記要素露光領域の配
列ピッチを、前記電子ビームの後方散乱半径以下に設定
することを特徴とする。
列ピッチを、前記電子ビームの後方散乱半径以下に設定
することを特徴とする。
【００１０】前記被露光面上での前記複数の電子ビーム
の配列ピッチを、前記電子ビームの後方散乱半径以下に
設定することを特徴とする。
の配列ピッチを、前記電子ビームの後方散乱半径以下に
設定することを特徴とする。
【００１１】前記各要素露光領域に照射される電子ビー
ムの照射量は、対応する要素露光領域での電子ビームの
照射位置の数に関する情報であることを特徴とする。
ムの照射量は、対応する要素露光領域での電子ビームの
照射位置の数に関する情報であることを特徴とする。
【００１２】前記修正段階は、前記各要素露光領域での
電子ビームの照射位置の重心位置を検出する段階を有す
ることを特徴とする。
電子ビームの照射位置の重心位置を検出する段階を有す
ることを特徴とする。
【００１３】本発明のマルチ電子ビーム露光装置のある
形態は、前記複数の電子ビームを前記被露光面上を偏向
させる偏向手段と、偏向毎に各電子ビームの照射を個別
に制御する照射制御手段と、前記偏向手段によって、各
電子ビームが描画する要素露光領域を隣合わせて描画す
るように前記複数の電子ビームを偏向させ、前記照射制
御手段によって偏向毎に各電子ビームの照射を個別に制
御し、各前記要素露光領域を描画する際、前記照射制御
手段によって近接した複数の前記要素露光領域の予め知
れた照射量に基づいて修正された電子ビームの一照射当
たりの照射量に設定する制御手段とを有することを特徴
とする。
形態は、前記複数の電子ビームを前記被露光面上を偏向
させる偏向手段と、偏向毎に各電子ビームの照射を個別
に制御する照射制御手段と、前記偏向手段によって、各
電子ビームが描画する要素露光領域を隣合わせて描画す
るように前記複数の電子ビームを偏向させ、前記照射制
御手段によって偏向毎に各電子ビームの照射を個別に制
御し、各前記要素露光領域を描画する際、前記照射制御
手段によって近接した複数の前記要素露光領域の予め知
れた照射量に基づいて修正された電子ビームの一照射当
たりの照射量に設定する制御手段とを有することを特徴
とする。
【００１４】前記被露光面上での前記複数の電子ビーム
の配列ピッチを、前記電子ビームの後方散乱半径以下に
設定していることを特徴とする。
の配列ピッチを、前記電子ビームの後方散乱半径以下に
設定していることを特徴とする。
【００１５】本発明のデバイス製造方法は、前記マルチ
電子ビーム露光方法及びマルチ電子ビーム露光装置を用
いてデバイスを製造することを特徴とする。
電子ビーム露光方法及びマルチ電子ビーム露光装置を用
いてデバイスを製造することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】＜マルチ電子ビーム露光装置の構
成要素説明＞図1は本発明に係るマルチ電子ビーム露光
装置の要部概略図である。同図において、１は、カソー
ド1a、グリッド1b、アノード1cよりなる電子銃であっ
て、カソード1aから放射された電子はグリッド1b、アノ
ード1cの間でクロスオーバ像を形成する（以下、このク
ロスオーバ像を電子源と記す）。
成要素説明＞図1は本発明に係るマルチ電子ビーム露光
装置の要部概略図である。同図において、１は、カソー
ド1a、グリッド1b、アノード1cよりなる電子銃であっ
て、カソード1aから放射された電子はグリッド1b、アノ
ード1cの間でクロスオーバ像を形成する（以下、このク
ロスオーバ像を電子源と記す）。
【００１７】この電子源から放射される電子は、その前
側焦点位置が電子源位置にある照明電子光学系2によっ
て略平行の電子ビームとなる。略平行な電子ビームは、
要素電子光学系アレイ3に照明する。照明電子光学系2か
らの略平行な電子ビームは、要素電子光学系アレイ3に
入射する。要素電子光学系アレイ3は、開口と電子光学
系とブランキング電極とで構成される要素電子光学系が
光軸AXに直交する方向に２次元に複数配列されて形成さ
れたものである。要素電子光学系アレイ3の詳細につい
ては後述する。
側焦点位置が電子源位置にある照明電子光学系2によっ
て略平行の電子ビームとなる。略平行な電子ビームは、
要素電子光学系アレイ3に照明する。照明電子光学系2か
らの略平行な電子ビームは、要素電子光学系アレイ3に
入射する。要素電子光学系アレイ3は、開口と電子光学
系とブランキング電極とで構成される要素電子光学系が
光軸AXに直交する方向に２次元に複数配列されて形成さ
れたものである。要素電子光学系アレイ3の詳細につい
ては後述する。
【００１８】要素電子光学系アレイ3は、電子源の中間
像を複数形成し、各中間像は後述する縮小電子光学系4
によって縮小投影され、ウエハ5上に略同一の大きさの
電子源像を形成する。ここで、ウエハ上の複数の電子ビ
ームの配列ピッチを、ウエハ６での電子ビームの後方散
乱径以下（電子ビームの加速電圧が５０ＫＶの場合は、
１０μｍ以下）に設定している。本実施例では、その配
列ピッチを3.6μｍに設定している。
像を複数形成し、各中間像は後述する縮小電子光学系4
によって縮小投影され、ウエハ5上に略同一の大きさの
電子源像を形成する。ここで、ウエハ上の複数の電子ビ
ームの配列ピッチを、ウエハ６での電子ビームの後方散
乱径以下（電子ビームの加速電圧が５０ＫＶの場合は、
１０μｍ以下）に設定している。本実施例では、その配
列ピッチを3.6μｍに設定している。
【００１９】また、ウエハ5上の電子源像の大きさが略
同一になるように、各要素電子光学系の焦点距離等は設
定されている。更に、要素電子光学系アレイ3は、各中
間像の光軸方向の位置を縮小電子光学系4の像面湾曲に
応じて異ならせるとともに、各中間像が縮小電子光学系
4よってウエハ5に縮小投影される際に発生する収差を予
め補正している。
同一になるように、各要素電子光学系の焦点距離等は設
定されている。更に、要素電子光学系アレイ3は、各中
間像の光軸方向の位置を縮小電子光学系4の像面湾曲に
応じて異ならせるとともに、各中間像が縮小電子光学系
4よってウエハ5に縮小投影される際に発生する収差を予
め補正している。
【００２０】縮小電子光学系4は、第１投影レンズ41(4
3)と第２投影レンズ42(44)とからなる対称磁気ダブレッ
トで構成される。第１投影レンズ41(43)の焦点距離をf
1、第２投影レンズ42(44)の焦点距離をf2とすると、こ
の２つのレンズ間距離はf1+f2になっている。光軸上AX
の物点は第１投影レンズ41(43)の焦点位置にあり、その
像点は第２投影レンズ42(44)の焦点に結ぶ。この像は-f
2/f1に縮小される。また、２つのレンズ磁界が互いに逆
方向に作用する様に決定されているので、理論上は、球
面収差、等方性非点収差、等方性コマ収差、像面湾曲収
差、軸上色収差の５つの収差を除いて他のザイデル収差
および回転と倍率に関する色収差が打ち消される。
3)と第２投影レンズ42(44)とからなる対称磁気ダブレッ
トで構成される。第１投影レンズ41(43)の焦点距離をf
1、第２投影レンズ42(44)の焦点距離をf2とすると、こ
の２つのレンズ間距離はf1+f2になっている。光軸上AX
の物点は第１投影レンズ41(43)の焦点位置にあり、その
像点は第２投影レンズ42(44)の焦点に結ぶ。この像は-f
2/f1に縮小される。また、２つのレンズ磁界が互いに逆
方向に作用する様に決定されているので、理論上は、球
面収差、等方性非点収差、等方性コマ収差、像面湾曲収
差、軸上色収差の５つの収差を除いて他のザイデル収差
および回転と倍率に関する色収差が打ち消される。
【００２１】6は、要素電子光学系アレイ3からの複数の
電子ビームを偏向させて、複数の電子源像をウエハ5上
でX,Y方向に略同一の偏向幅だけ偏向させる描画偏向器
である。描画偏向器6は、偏向幅が広いが整定するまで
の時間すなわち整定待ち時間が長い主偏向器61と偏向幅
が狭いが整定待ち時間が短い副偏向器62で構成されてい
て、主偏向器61は電磁型偏向器で、副偏向器62は静電型
偏向器である。SDEFは、ＸＹステージ１２の連続移動に
要素電子光学系アレイ3からの複数の電子ビームを追従
させるためのステージ追従偏向器である。ステージ追従
偏向器SDEFは、静電型偏向器である。7は描画偏向器6を
作動させた際に発生する偏向収差による電子源像のフォ
ーカス位置のずれを補正するダイナミックフォーカスコ
イルであり、8は、ダイナミックフォーカスコイル7と同
様に、偏向により発生する偏向収差の非点収差を補正す
るダイナミックスティグコイルである。9は、リフォー
カスコイルで、ウエハに照射される複数の電子ビームの
数若しくはウエハに照射される電流の総和が多くなると
クーロン効果による電子ビームのぼけが発生するので、
これを補正するために縮小電子光学系4の焦点位置を調
整するものである。10は、Ｘ及びＹ方向にのびる２つの
シングルナイフエッジを有するファラデーカップで要素
電子光学系からの電子ビームが形成する電子源像の電荷
量を検出する。11は、ウエハを載置し、光軸AX(Ｚ軸）
方向とＺ軸回りの回転方向に移動可能なθ-Ｚステージ
であって、前述したステージ基準板13とファラデーカッ
プ10が固設されている。12は、θ-Ｚステージを載置
し、光軸AX(Ｚ軸）と直交するＸＹ方向に移動可能なＸ
Ｙステージである。
電子ビームを偏向させて、複数の電子源像をウエハ5上
でX,Y方向に略同一の偏向幅だけ偏向させる描画偏向器
である。描画偏向器6は、偏向幅が広いが整定するまで
の時間すなわち整定待ち時間が長い主偏向器61と偏向幅
が狭いが整定待ち時間が短い副偏向器62で構成されてい
て、主偏向器61は電磁型偏向器で、副偏向器62は静電型
偏向器である。SDEFは、ＸＹステージ１２の連続移動に
要素電子光学系アレイ3からの複数の電子ビームを追従
させるためのステージ追従偏向器である。ステージ追従
偏向器SDEFは、静電型偏向器である。7は描画偏向器6を
作動させた際に発生する偏向収差による電子源像のフォ
ーカス位置のずれを補正するダイナミックフォーカスコ
イルであり、8は、ダイナミックフォーカスコイル7と同
様に、偏向により発生する偏向収差の非点収差を補正す
るダイナミックスティグコイルである。9は、リフォー
カスコイルで、ウエハに照射される複数の電子ビームの
数若しくはウエハに照射される電流の総和が多くなると
クーロン効果による電子ビームのぼけが発生するので、
これを補正するために縮小電子光学系4の焦点位置を調
整するものである。10は、Ｘ及びＹ方向にのびる２つの
シングルナイフエッジを有するファラデーカップで要素
電子光学系からの電子ビームが形成する電子源像の電荷
量を検出する。11は、ウエハを載置し、光軸AX(Ｚ軸）
方向とＺ軸回りの回転方向に移動可能なθ-Ｚステージ
であって、前述したステージ基準板13とファラデーカッ
プ10が固設されている。12は、θ-Ｚステージを載置
し、光軸AX(Ｚ軸）と直交するＸＹ方向に移動可能なＸ
Ｙステージである。
【００２２】次に、要素電子光学系アレイ3について説
明する。要素電子光学系アレイ3は、複数の要素電子光
学系をグループ（サブアレイ）とし、そのサブアレイが
複数形成されている。例えば、図2に示すように、５つ
のサブアレイA〜Eが形成されていて、各サブアレイは、
複数の要素電子光学系が２次元的に配列されていて、本
実施例の各サブアレイではC(1,1)〜C(3,9)のように２７
個の要素電子光学系が形成されている。
明する。要素電子光学系アレイ3は、複数の要素電子光
学系をグループ（サブアレイ）とし、そのサブアレイが
複数形成されている。例えば、図2に示すように、５つ
のサブアレイA〜Eが形成されていて、各サブアレイは、
複数の要素電子光学系が２次元的に配列されていて、本
実施例の各サブアレイではC(1,1)〜C(3,9)のように２７
個の要素電子光学系が形成されている。
【００２３】各要素電子光学系の断面図を図3に示す。
図3において、AP-Pは、照明電子光学系2によって略平行
となった電子ビームにより照明され、透過する電子ビー
ムの形状を規定する開口（AP1)を有する基板で、他の要
素電子光学系と共通の基板である。すなわち、基板AP-P
は、複数の開口を有する基板である。
図3において、AP-Pは、照明電子光学系2によって略平行
となった電子ビームにより照明され、透過する電子ビー
ムの形状を規定する開口（AP1)を有する基板で、他の要
素電子光学系と共通の基板である。すなわち、基板AP-P
は、複数の開口を有する基板である。
【００２４】301は一対の電極で構成され、偏向機能を
有するブランキング電極であり、302は、開口(AP2)を有
する基板で他の要素電子光学系と共通である。また、基
板302の上にブランキング電極301と電極on/ofするため
の配線(W)が形成されている。すなわち、基板302は、複
数の開口と複数のブランキング電極を有する基板であ
る。
有するブランキング電極であり、302は、開口(AP2)を有
する基板で他の要素電子光学系と共通である。また、基
板302の上にブランキング電極301と電極on/ofするため
の配線(W)が形成されている。すなわち、基板302は、複
数の開口と複数のブランキング電極を有する基板であ
る。
【００２５】303は、３つの開口電極で構成され、上下
の電極を加速電位V0と同じにし、中間の電極を別の電位
V1またはV2に保った収斂機能を有するユニポテンシャル
レンズ303a、303bの２つを用いた電子光学系である。各
開口電極は、基板上に絶縁物を介在させて積層されてい
て、その基板は他の要素電子光学系と共通の基板であ
る。すなわち、その基板は、複数の電子光学系303を有
する基板である。
の電極を加速電位V0と同じにし、中間の電極を別の電位
V1またはV2に保った収斂機能を有するユニポテンシャル
レンズ303a、303bの２つを用いた電子光学系である。各
開口電極は、基板上に絶縁物を介在させて積層されてい
て、その基板は他の要素電子光学系と共通の基板であ
る。すなわち、その基板は、複数の電子光学系303を有
する基板である。
【００２６】ユニポテンシャルレンズ303aの上、中、下
の電極及びユニポテンシャルレンズ303bの上、下の電極
の形状は図4(A)に示すような形状であり、ユニポテンシ
ャルレンズ303a、303bの上下電極は、後述する第１焦点
・非点制御回路によって全ての要素電子光学系において
共通の電位に設定している。
の電極及びユニポテンシャルレンズ303bの上、下の電極
の形状は図4(A)に示すような形状であり、ユニポテンシ
ャルレンズ303a、303bの上下電極は、後述する第１焦点
・非点制御回路によって全ての要素電子光学系において
共通の電位に設定している。
【００２７】ユニポテンシャルレンズ303aの中間電極
は、第１焦点・非点制御回路によって要素電子光学系毎
に電位が設定出来る為、ユニポテンシャルレンズ303aの
焦点距離が要素電子光学系毎に設定できる。
は、第１焦点・非点制御回路によって要素電子光学系毎
に電位が設定出来る為、ユニポテンシャルレンズ303aの
焦点距離が要素電子光学系毎に設定できる。
【００２８】また、ユニポテンシャルレンズ303bの中間
電極は、図4(B)に示すような４つの電極で構成され、焦
点・非点制御回路によって各電極の電位が個別に設定で
き、要素電子光学系毎にも個別設定出来るため、ユニポ
テンシャルレンズ303bは直交する断面において焦点距離
が異なるようにでき、かつ要素電子光学系毎にも個別に
設定出来る。
電極は、図4(B)に示すような４つの電極で構成され、焦
点・非点制御回路によって各電極の電位が個別に設定で
き、要素電子光学系毎にも個別設定出来るため、ユニポ
テンシャルレンズ303bは直交する断面において焦点距離
が異なるようにでき、かつ要素電子光学系毎にも個別に
設定出来る。
【００２９】その結果、電子光学系303の中間電極をそ
れぞれ制御することによって、要素電子光学系の電子光
学特性（中間像形成位置、非点収差）を制御することが
できる。ここで、中間像形成位置を制御する際、中間像
の大きさは、前述したように照明電子光学系2の焦点距
離と電子光学系303の焦点距離との比で決まるので、電
子学系303の焦点距離を一定にしてその主点位置を移動
させて中間像系形成位置を移動させている。それによ
り、すべての要素電子光学系が形成する中間像の大きさ
が略同一でその光軸方向の位置を異ならせることができ
る。
れぞれ制御することによって、要素電子光学系の電子光
学特性（中間像形成位置、非点収差）を制御することが
できる。ここで、中間像形成位置を制御する際、中間像
の大きさは、前述したように照明電子光学系2の焦点距
離と電子光学系303の焦点距離との比で決まるので、電
子学系303の焦点距離を一定にしてその主点位置を移動
させて中間像系形成位置を移動させている。それによ
り、すべての要素電子光学系が形成する中間像の大きさ
が略同一でその光軸方向の位置を異ならせることができ
る。
【００３０】照明電子光学系2で略平行にされた電子ビ
ームは、開口(AP1)、電子光学系303を介して、電子源の
中間像を形成する。ここで、電子光学系303の前側焦点
位置またはその近傍に、対応する開口（AP1)が位置し、
電子光学系303の中間像形成位置（電子光学系303の後側
焦点位置）またはその近傍に、対応するブランキング電
極301が位置する。その結果、ブランキング電極301の電
極間に電界をかけていないと電子ビーム束305の様に偏
向されない。一方、ブランキング電極301の電極間に電
界をかけると電子ビーム束306の様にに偏向される。す
ると、電子光束305と電子ビーム束306は、縮小電子光学
系4の物体面で互いに異なる角度分布を有するので、縮
小電子光学系4の瞳位置（図２のP面上)では電子ビーム
束305と電子ビーム束306は互いに異なる領域に入射され
る。したがって、電子ビーム束305だけを透過させるブ
ランキング開口BAを縮小電子光学系の瞳位置（図２のP
面上)に設けてある。
ームは、開口(AP1)、電子光学系303を介して、電子源の
中間像を形成する。ここで、電子光学系303の前側焦点
位置またはその近傍に、対応する開口（AP1)が位置し、
電子光学系303の中間像形成位置（電子光学系303の後側
焦点位置）またはその近傍に、対応するブランキング電
極301が位置する。その結果、ブランキング電極301の電
極間に電界をかけていないと電子ビーム束305の様に偏
向されない。一方、ブランキング電極301の電極間に電
界をかけると電子ビーム束306の様にに偏向される。す
ると、電子光束305と電子ビーム束306は、縮小電子光学
系4の物体面で互いに異なる角度分布を有するので、縮
小電子光学系4の瞳位置（図２のP面上)では電子ビーム
束305と電子ビーム束306は互いに異なる領域に入射され
る。したがって、電子ビーム束305だけを透過させるブ
ランキング開口BAを縮小電子光学系の瞳位置（図２のP
面上)に設けてある。
【００３１】また、各要素電子光学の電子レンズは、そ
れぞれが形成する中間像が縮小電子光学系4によって被
露光面に縮小投影される際に発生する像面湾曲・非点収
差を補正するために、各電子光学系303の２つの中間電
極の電位を個別に設定して、各要素電子光学系の電子光
学特性（中間像形成位置、非点収差）を異ならしめてい
る。ただし、本実施例では、中間電極と第１焦点・非点
制御回路との配線を減らす為に同一サブアレイ内の要素
電子光学系は同一の電子光学特性にしてあり、要素電子
光学系の電子光学特性（中間像形成位置、非点収差）を
サブアレイ毎に制御している。
れぞれが形成する中間像が縮小電子光学系4によって被
露光面に縮小投影される際に発生する像面湾曲・非点収
差を補正するために、各電子光学系303の２つの中間電
極の電位を個別に設定して、各要素電子光学系の電子光
学特性（中間像形成位置、非点収差）を異ならしめてい
る。ただし、本実施例では、中間電極と第１焦点・非点
制御回路との配線を減らす為に同一サブアレイ内の要素
電子光学系は同一の電子光学特性にしてあり、要素電子
光学系の電子光学特性（中間像形成位置、非点収差）を
サブアレイ毎に制御している。
【００３２】さらに、複数の中間像が縮小電子光学系4
によって被露光面に縮小投影される際に発生する歪曲収
差を補正するために、予め縮小電子光学系4の歪曲特性
を予め知り、それに基づいて、縮小電子光学系4の光軸
と直交する方向の各要素電子光学系の位置を設定してい
る。
によって被露光面に縮小投影される際に発生する歪曲収
差を補正するために、予め縮小電子光学系4の歪曲特性
を予め知り、それに基づいて、縮小電子光学系4の光軸
と直交する方向の各要素電子光学系の位置を設定してい
る。
【００３３】次に本実施例のシステム構成図を図5に示
す。ブランキング制御回路14は、要素電子光学アレイ3
の各要素電子光学系のブランキング電極のon/offを個別
に制御する制御回路、第1焦点・非点制御回路15は、要
素電子光学アレイ3の各要素電子光学系の電子光学特性
（中間像形成位置、非点収差）を個別に制御する制御回
路である。
す。ブランキング制御回路14は、要素電子光学アレイ3
の各要素電子光学系のブランキング電極のon/offを個別
に制御する制御回路、第1焦点・非点制御回路15は、要
素電子光学アレイ3の各要素電子光学系の電子光学特性
（中間像形成位置、非点収差）を個別に制御する制御回
路である。
【００３４】第２焦点・非点制御回路16は、ダイナミッ
クスティグコイル8及びダイナミックフォーカスコイル7
を制御して縮小電子光学系4の焦点位置、非点収差を制
御する制御回路で、描画偏向制御回路17は描画偏向器6
を制御する制御回路、ステージ追従制御回路SDCはＸＹ
ステージ12の連続移動に電子ビームが追従するようにス
テージ追従偏向器SDEFを制御する制御回路、倍率制御回
路18は、縮小電子光学系4の倍率を調整する制御回路、
リフォーカス制御回路19は、リフォーカスコイル9に流
す電流を制御して縮小電子光学系4の焦点位置を調整す
る制御回路である。
クスティグコイル8及びダイナミックフォーカスコイル7
を制御して縮小電子光学系4の焦点位置、非点収差を制
御する制御回路で、描画偏向制御回路17は描画偏向器6
を制御する制御回路、ステージ追従制御回路SDCはＸＹ
ステージ12の連続移動に電子ビームが追従するようにス
テージ追従偏向器SDEFを制御する制御回路、倍率制御回
路18は、縮小電子光学系4の倍率を調整する制御回路、
リフォーカス制御回路19は、リフォーカスコイル9に流
す電流を制御して縮小電子光学系4の焦点位置を調整す
る制御回路である。
【００３５】ステージ駆動制御回路20は、θ-Zステージ
を駆動制御し、かつＸＹステージ12の位置を検出するレ
ーザ干渉計21と共同してＸＹステージ12を駆動制御する
制御回路である。
を駆動制御し、かつＸＹステージ12の位置を検出するレ
ーザ干渉計21と共同してＸＹステージ12を駆動制御する
制御回路である。
【００３６】制御系22は、メモリ23からの露光制御デー
タに基づく露光及び位置合わせの為に上記複数の制御回
路および反射電子検出器9・ファラデーカップ10を同期
して制御する。制御系22は、インターフェース24を介し
て電子ビーム露光装置全体をコントロールするCPU25に
よって制御されてる。
タに基づく露光及び位置合わせの為に上記複数の制御回
路および反射電子検出器9・ファラデーカップ10を同期
して制御する。制御系22は、インターフェース24を介し
て電子ビーム露光装置全体をコントロールするCPU25に
よって制御されてる。
【００３７】＜露光動作の説明＞図６を用いて本実施例
の電子ビーム露光装置の露光動作について説明する。
の電子ビーム露光装置の露光動作について説明する。
【００３８】制御系22は、メモリ23からの露光制御デー
タに基づいて、描画偏向制御回路17に命じ、描画偏向器
6の副偏向器62によって、要素電子光学系アレイからの
複数の電子ビーム副偏向器62の最小偏向幅を単位として
偏向させるとともに、ブランキング制御回路14に命じ各
要素電子光学系のブランキング電極をウエハ5に露光す
べきパターンに応じてon/offさせる。この時ＸＹステー
ジ12はＸ方向に連続移動しており、ＸＹステージの移動
に複数の電子ビームが追従するように、ステージ追従制
御回路に命じステージ追従偏向器SDEFにより複数の電子
ビームを偏向する。そして、要素電子光学系からの電子
ビームは、図６に示すようにウエハ5上の要素露光領域
（EF)を走査露光する。本実施例では、副偏向器62の最
小偏向幅が25nm,Sx=Sy=3.6μｍである。したがって、要
素露光領域（EF)内には、電子ビームが144x144に配列さ
れるように偏向される。
タに基づいて、描画偏向制御回路17に命じ、描画偏向器
6の副偏向器62によって、要素電子光学系アレイからの
複数の電子ビーム副偏向器62の最小偏向幅を単位として
偏向させるとともに、ブランキング制御回路14に命じ各
要素電子光学系のブランキング電極をウエハ5に露光す
べきパターンに応じてon/offさせる。この時ＸＹステー
ジ12はＸ方向に連続移動しており、ＸＹステージの移動
に複数の電子ビームが追従するように、ステージ追従制
御回路に命じステージ追従偏向器SDEFにより複数の電子
ビームを偏向する。そして、要素電子光学系からの電子
ビームは、図６に示すようにウエハ5上の要素露光領域
（EF)を走査露光する。本実施例では、副偏向器62の最
小偏向幅が25nm,Sx=Sy=3.6μｍである。したがって、要
素露光領域（EF)内には、電子ビームが144x144に配列さ
れるように偏向される。
【００３９】要素電子光学系アレイの複数の要素電子光
学系の要素露光領域（EF)は、２次元に隣接するように
設定され、さらにウエハ上の要素露光領域（EF)の配列
ピッチを、ウエハ６での電子ビームの後方散乱径以下
（電子ビームの加速電圧が５０ＫＶの場合は、１０μｍ
以下）に設定されている。その結果に、ウエハ5上にお
いて、同時に露光される複数の要素露光領域（EF）で構
成されるサブフィールド（SF）が露光される。本実施例
では、複数の要素露光領域（EF）は、Ｘ方向にM＝64
（個）、Ｙ方向にN＝64（個）配列されていて、サブフ
ィールド（SF）の大きさは、230.4Ｘ230.4（μｍ2）で
ある。
学系の要素露光領域（EF)は、２次元に隣接するように
設定され、さらにウエハ上の要素露光領域（EF)の配列
ピッチを、ウエハ６での電子ビームの後方散乱径以下
（電子ビームの加速電圧が５０ＫＶの場合は、１０μｍ
以下）に設定されている。その結果に、ウエハ5上にお
いて、同時に露光される複数の要素露光領域（EF）で構
成されるサブフィールド（SF）が露光される。本実施例
では、複数の要素露光領域（EF）は、Ｘ方向にM＝64
（個）、Ｙ方向にN＝64（個）配列されていて、サブフ
ィールド（SF）の大きさは、230.4Ｘ230.4（μｍ2）で
ある。
【００４０】制御系22は、図６に示すサブフィールド１
(SF1)を露光後、サブフィールド２(SF2)を露光する為
に、偏向制御回路17に命じ、描画偏向器6の主偏向器61
によって、ステージ走査方向と直交する方向に要素電子
光学系アレイからの複数の電子ビーム偏向させる。そし
て、再度、前述したように、描画偏向制御回路17に命
じ、描画偏向器6の副偏向器62によって、要素電子光学
系アレイからの複数の電子ビーム偏向させるとともに、
ブランキング制御回路14に命じ各要素電子光学系のブラ
ンキング電極をウエハ5に露光すべきパターンに応じてo
n/offさせ、サブフィールド２(SF2)を露光する。そし
て、図６に示すように、サブフィールド（ SF1〜SF1
6）を順次露光してウエハ5にパターンを露光する。その
結果に、ウエハ5上において、ステージ走査方向と直交
する方向に並ぶサブフィールド（ SF1〜SF16）で構成
されるメインフィールド（MF）が露光される。ここで、
サブフィールドは、Ｙ方向にL＝16（個）配列されて、
メインフィールド（MF）の大きさは、230.4Ｘ3686.4
（μｍ2）である。
(SF1)を露光後、サブフィールド２(SF2)を露光する為
に、偏向制御回路17に命じ、描画偏向器6の主偏向器61
によって、ステージ走査方向と直交する方向に要素電子
光学系アレイからの複数の電子ビーム偏向させる。そし
て、再度、前述したように、描画偏向制御回路17に命
じ、描画偏向器6の副偏向器62によって、要素電子光学
系アレイからの複数の電子ビーム偏向させるとともに、
ブランキング制御回路14に命じ各要素電子光学系のブラ
ンキング電極をウエハ5に露光すべきパターンに応じてo
n/offさせ、サブフィールド２(SF2)を露光する。そし
て、図６に示すように、サブフィールド（ SF1〜SF1
6）を順次露光してウエハ5にパターンを露光する。その
結果に、ウエハ5上において、ステージ走査方向と直交
する方向に並ぶサブフィールド（ SF1〜SF16）で構成
されるメインフィールド（MF）が露光される。ここで、
サブフィールドは、Ｙ方向にL＝16（個）配列されて、
メインフィールド（MF）の大きさは、230.4Ｘ3686.4
（μｍ2）である。
【００４１】制御系22は、図６に示すメインフィールド
１（MF1）を露光後、描画偏向制御回路17に命じ、順
次、ステージ走査方向に並ぶメインフィールド（ MF
2、MF3、MF4…）に要素電子光学系アレイからの複数の
電子ビームを偏向させ、ウエハ5にパターンを露光す
る。
１（MF1）を露光後、描画偏向制御回路17に命じ、順
次、ステージ走査方向に並ぶメインフィールド（ MF
2、MF3、MF4…）に要素電子光学系アレイからの複数の
電子ビームを偏向させ、ウエハ5にパターンを露光す
る。
【００４２】すなわち、本実施例の電子ビーム露光装置
は、ウエハを載置したステージを連続移動させながら、
複数の電子ビームをウエハ上を偏向させ、偏向毎に各電
子ビームの照射を個別に制御し、各電子ビーム毎の要素
露光領域にパターンを描画することにより前記複数の要
素露光領域で構成されるサブフィールドを描画し、連続
移動方向と直交する方向に並んだ複数のサブフィールド
を順次描画することにより前記複数のサブフィールドで
構成されるメインフィールドを描画し、更に連続移動方
向に並んだ複数のメインフィールドを順次描画する。
は、ウエハを載置したステージを連続移動させながら、
複数の電子ビームをウエハ上を偏向させ、偏向毎に各電
子ビームの照射を個別に制御し、各電子ビーム毎の要素
露光領域にパターンを描画することにより前記複数の要
素露光領域で構成されるサブフィールドを描画し、連続
移動方向と直交する方向に並んだ複数のサブフィールド
を順次描画することにより前記複数のサブフィールドで
構成されるメインフィールドを描画し、更に連続移動方
向に並んだ複数のメインフィールドを順次描画する。
【００４３】＜露光制御データ作成処理の説明＞本実施
例の電子ビーム露光装置の露光制御データの作成方法に
ついて説明する。
例の電子ビーム露光装置の露光制御データの作成方法に
ついて説明する。
【００４４】CPU25は、ウエハに露光するパターン（ビ
ットマップデータ）が入力されると図７に示すような露
光制御データの作成処理を実行する。各ステップを説明
する。
ットマップデータ）が入力されると図７に示すような露
光制御データの作成処理を実行する。各ステップを説明
する。
【００４５】（ステップS101)入力されたパターンを前
述した本実施例の電子ビーム露光装置が定めるメインフ
ィールドを単位として分割する。
述した本実施例の電子ビーム露光装置が定めるメインフ
ィールドを単位として分割する。
【００４６】（ステップS102)一つのメインフィールド
を選択する。
を選択する。
【００４７】（ステップS103)選択されたメインフィー
ルドのパターンを前述した本実施例の電子ビーム露光装
置が定めるサブーフィールドを単位として分割する。
ルドのパターンを前述した本実施例の電子ビーム露光装
置が定めるサブーフィールドを単位として分割する。
【００４８】（ステップS104)一つのサブフィールドを
選択する。
選択する。
【００４９】（ステップS105）選択されたサブフィール
ドを露光する際の、主偏向器61が定める偏向位置（基準
位置）を決定する。
ドを露光する際の、主偏向器61が定める偏向位置（基準
位置）を決定する。
【００５０】（ステップS106)選択されたサブフィール
ドのパターンを前述した本実施例の電子ビーム露光装置
が定める要素露光領域を単位として分割する。
ドのパターンを前述した本実施例の電子ビーム露光装置
が定める要素露光領域を単位として分割する。
【００５１】（ステップS107)一つの要素露光領域を選
択する。
択する。
【００５２】（ステップＳ１０８）選択された要素露光
領域のパターンを、副偏向器６２が定める最小偏向幅を
配列間隔として分割し、露光すべき配列要素の配列位置
を決定し、電子ビームが照射される照射位置（ブランキ
ング電極がoffする配列位置）を決定する。さらに、要
素露光領域での照射位置の数（照射回数）を算出する。
領域のパターンを、副偏向器６２が定める最小偏向幅を
配列間隔として分割し、露光すべき配列要素の配列位置
を決定し、電子ビームが照射される照射位置（ブランキ
ング電極がoffする配列位置）を決定する。さらに、要
素露光領域での照射位置の数（照射回数）を算出する。
【００５３】（ステップS109)選択されたサブフィード
内でステップS108の処理をしていない要素露光領域があ
ればステップS107へ戻る。そうでない場合は、ステップ
S110に進む。
内でステップS108の処理をしていない要素露光領域があ
ればステップS107へ戻る。そうでない場合は、ステップ
S110に進む。
【００５４】（ステップS110)選択されたメインフィー
ルド内でステップS105〜S109の処理をしていないサブフ
ィールドがあればステップS104へ戻る。そうでない場合
は、ステップS111に進む。
ルド内でステップS105〜S109の処理をしていないサブフ
ィールドがあればステップS104へ戻る。そうでない場合
は、ステップS111に進む。
【００５５】（ステップS111)ステップS103〜S110の処
理をしていない要素露光領域があればステップS102へ戻
る。そうでない場合は、ステップS112に進む。
理をしていない要素露光領域があればステップS102へ戻
る。そうでない場合は、ステップS112に進む。
【００５６】（ステップS112)上記処理で分割された要
素露光領域の一つを選択する。
素露光領域の一つを選択する。
【００５７】（ステップS113)すべての要素露光領域で
電子ビームの一照射当たりの照射量を略同一としていた
が、近接効果補正のために、ステップS112で選択された
要素露光領域での電子ビームの一照射当たりの照射量
を、その要素露光領域に近接した複数の前記要素露光領
域の照射回数（要素露光領域内に照射される電子ビーム
の照射量に対応する）に基づいて修正する。その修正方
法として代表図形法若しくは面積密度マップ法を採用し
ている。その詳細については後述する。
電子ビームの一照射当たりの照射量を略同一としていた
が、近接効果補正のために、ステップS112で選択された
要素露光領域での電子ビームの一照射当たりの照射量
を、その要素露光領域に近接した複数の前記要素露光領
域の照射回数（要素露光領域内に照射される電子ビーム
の照射量に対応する）に基づいて修正する。その修正方
法として代表図形法若しくは面積密度マップ法を採用し
ている。その詳細については後述する。
【００５８】（ステップS114)ステップS113の処理をし
ていない要素露光領域があればステップS112へ戻る。そ
うでない場合は、ステップS115に進む。
ていない要素露光領域があればステップS112へ戻る。そ
うでない場合は、ステップS115に進む。
【００５９】（ステップS115)図１１に示すような、露
光制御データを有する露光制御データを記憶し、処理を
終了する。ここで、要素露光領域（要素電子光学系）毎
の露光制御データの内容は、図８に示すように、その要
素露光領域内で同一とした電子ビームの一照射当たりの
照射時間、副偏向器62が定める配列位置における各要素
電子光学系の電子ビーム照射の開閉に関するデータを記
憶する。
光制御データを有する露光制御データを記憶し、処理を
終了する。ここで、要素露光領域（要素電子光学系）毎
の露光制御データの内容は、図８に示すように、その要
素露光領域内で同一とした電子ビームの一照射当たりの
照射時間、副偏向器62が定める配列位置における各要素
電子光学系の電子ビーム照射の開閉に関するデータを記
憶する。
【００６０】本実施例では、これらの処理を電子ビーム
露光装置のCPU25で処理したが、それ以外の処理装置で
行い、その露光制御データを電子ビーム録装置に転送し
ても、その目的・効果は変わらない。
露光装置のCPU25で処理したが、それ以外の処理装置で
行い、その露光制御データを電子ビーム録装置に転送し
ても、その目的・効果は変わらない。
【００６１】ここで、各配列毎に照射時間のデータが必
要であった従来と、本実施例との要素露光領域（要素電
子光学系）毎のデータ量の比較をする。ブランキング制
御のデータを1ビット（on oroff）、照射時間のデータ
を7ビット（128階調）、要素露光領域の配列位置の数２
０７３６（144x144）とすると、従来のデータ量は、（1
＋7）x20736＝165888（ビット）、本実施例のデータ量
は、1x20736＋７＝20743（ビット）となる。すなわち、
本実施例は、近接効果補正のための区分領域を要素露光
領域と一致させている為、従来に比べ約8分の１のデー
タ量で近接効果補正が可能となった。
要であった従来と、本実施例との要素露光領域（要素電
子光学系）毎のデータ量の比較をする。ブランキング制
御のデータを1ビット（on oroff）、照射時間のデータ
を7ビット（128階調）、要素露光領域の配列位置の数２
０７３６（144x144）とすると、従来のデータ量は、（1
＋7）x20736＝165888（ビット）、本実施例のデータ量
は、1x20736＋７＝20743（ビット）となる。すなわち、
本実施例は、近接効果補正のための区分領域を要素露光
領域と一致させている為、従来に比べ約8分の１のデー
タ量で近接効果補正が可能となった。
【００６２】＜近接効果補正のための照射量の修正方法
の説明＞本実施例では、近接効果補正を行うために、公
知の技術である面積密度マップ法若しくは代表図形法を
応用している。
の説明＞本実施例では、近接効果補正を行うために、公
知の技術である面積密度マップ法若しくは代表図形法を
応用している。
【００６３】まず面積密度マップ法を応用した修正方法
の実施例を説明する。CPU25は、修正対象の要素露光領
域が選択されると図９に示すような修正処理を実行す
る。
の実施例を説明する。CPU25は、修正対象の要素露光領
域が選択されると図９に示すような修正処理を実行す
る。
【００６４】（ステップS201)図11は、描画されるパタ
ーンを要素露光領域を単位として分割した様子を示す図
である。要素露光領域EF(0)は修正対象の要素露光領域
である。ここで、要素露光領域EF(0)を中心とし、その
径がウエハでの電子ビームの後方散乱径σbの3倍程度の
円内に含まれる要素露光領域を選択する。図11の例で
は、EF(1)〜EF(8)が選択される。すなわち、選択された
要素露光領域は、修正される要素露領域EF(0)に近接効果
の影響を与えると想定している。そして、先に得られた
要素露光領域EF(i)の電子ビームの照射回数Niより要素
露光領EF(i)のパターン面積密度αi＝Ni/Nmax （Nmax
は、要素露光領域内の配列位置の数）を求める。
ーンを要素露光領域を単位として分割した様子を示す図
である。要素露光領域EF(0)は修正対象の要素露光領域
である。ここで、要素露光領域EF(0)を中心とし、その
径がウエハでの電子ビームの後方散乱径σbの3倍程度の
円内に含まれる要素露光領域を選択する。図11の例で
は、EF(1)〜EF(8)が選択される。すなわち、選択された
要素露光領域は、修正される要素露領域EF(0)に近接効果
の影響を与えると想定している。そして、先に得られた
要素露光領域EF(i)の電子ビームの照射回数Niより要素
露光領EF(i)のパターン面積密度αi＝Ni/Nmax （Nmax
は、要素露光領域内の配列位置の数）を求める。
【００６５】（ステップS202)各要素露光領域のパター
ン面積密度を下記の式を用いて平滑化処理を行う。
ン面積密度を下記の式を用いて平滑化処理を行う。
【００６６】αav =Σ αi /（imax＋１） ここで、imaxは、ステップS201で選択された要素露光領
域の数。
域の数。
【００６７】（ステップS203)平滑されたパターン面積
密度に基づいて、修正対象の要素露光領域の一照射当た
りの照射時間ｔ（一照射当たりの照射量に対応する）を
下記の式を用いて算出する。
密度に基づいて、修正対象の要素露光領域の一照射当た
りの照射時間ｔ（一照射当たりの照射量に対応する）を
下記の式を用いて算出する。
【００６８】 ｔ＝ｔｓx （１＋η）/（１＋２ｘηｘαav） ここで、ηは後方散乱係数、ｔｓは、近接効果補正する
前の標準の一照射当たりの照射時間。
前の標準の一照射当たりの照射時間。
【００６９】次に代表図形法を応用した修正方法の実施
例を説明する。CPU25は、修正対象の要素露光領域が選
択されると図10に示すような修正処理を実行する。
例を説明する。CPU25は、修正対象の要素露光領域が選
択されると図10に示すような修正処理を実行する。
【００７０】（ステップS301)面積密度マップ法と同様
に、図１１に示すように習性対象の要素露光領域EF(0)
を中心とし、その径がウエハでの電子ビームの後方散乱
径σbの3倍程度の円内に含まれる要素露光領域を選択す
る。そして、先に得られた要素露光領域EF(i)の複数の
電子ビームの照射位置の平均値を計算し、その平均値を
要素露光領EF(i)で描画されるパターンの重心位置(Xi,,
Yi)とする。
に、図１１に示すように習性対象の要素露光領域EF(0)
を中心とし、その径がウエハでの電子ビームの後方散乱
径σbの3倍程度の円内に含まれる要素露光領域を選択す
る。そして、先に得られた要素露光領域EF(i)の複数の
電子ビームの照射位置の平均値を計算し、その平均値を
要素露光領EF(i)で描画されるパターンの重心位置(Xi,,
Yi)とする。
【００７１】（ステップS302)先に得られた要素露光領
域EF(i)の電子ビームの照射回数Niより各要素露光領域
で描画されるパターンのパターンの代表図形サイズ
域EF(i)の電子ビームの照射回数Niより各要素露光領域
で描画されるパターンのパターンの代表図形サイズ
【００７２】
【外１】
【００７３】（ステップS303)計算された各要露光領域
の重心位置及び代表図形サイズに基づいて、修正対象の
要素露光領域の一照射当たりの照射時間ｔ（一照射当た
りの照射量に対応する）を下記の式を用いて算出する。
の重心位置及び代表図形サイズに基づいて、修正対象の
要素露光領域の一照射当たりの照射時間ｔ（一照射当た
りの照射量に対応する）を下記の式を用いて算出する。
【００７４】ｔ＝ｔｓｘ（１−ηΣ〔erf{(Xi-X0+Ai)/
σb}− erf{(Xi-X0-Ai)/σb} × erf{(Yi-Y0+Ai)/σb}
− erf{(Yi-Y0-Ai)/σb}〕 ここで、ηは後方散乱係数、ｔｓは、近接効果補正する
前の標準の一照射当たりの照射時間、
σb}− erf{(Xi-X0-Ai)/σb} × erf{(Yi-Y0+Ai)/σb}
− erf{(Yi-Y0-Ai)/σb}〕 ここで、ηは後方散乱係数、ｔｓは、近接効果補正する
前の標準の一照射当たりの照射時間、
【００７５】
【外２】
【００７６】＜露光制御データに基づく露光の説明＞CP
U25は、インターフェース24を介して制御系22に「露光
の実行」を命令すると、制御系22は転送されたメモリ23
上の上記の露光制御データに基づいて図１２に示すよう
なステップを実行する。各ステップを説明する。
U25は、インターフェース24を介して制御系22に「露光
の実行」を命令すると、制御系22は転送されたメモリ23
上の上記の露光制御データに基づいて図１２に示すよう
なステップを実行する。各ステップを説明する。
【００７７】（ステップS401）露光するサブフィールド
を選択する。
を選択する。
【００７８】（ステップS402）複数の要素電子光学系か
らの電子ビームのそれぞれが、露光するサブフィールド
の基準位置に位置するように、描画偏向制御回路17に命
じ、主偏向器61によって複数の電子ビームを偏向する。
らの電子ビームのそれぞれが、露光するサブフィールド
の基準位置に位置するように、描画偏向制御回路17に命
じ、主偏向器61によって複数の電子ビームを偏向する。
【００７９】（ステップS403）要素露光領域毎に定めら
れた電子ビーム一照射当たりの照射時間になるように、
各要素露光領域に対応した要素電子光学系のブランキン
グoff時間をブランキング制御回路14に設定する。
れた電子ビーム一照射当たりの照射時間になるように、
各要素露光領域に対応した要素電子光学系のブランキン
グoff時間をブランキング制御回路14に設定する。
【００８０】（ステップS404）描画偏向制御回路17に命
じ、設定された最小偏向幅を単位として要素電子光学系
アレイからの複数の電子ビームを、副偏向器62によって
露光制御データにより定められた偏向位置に偏向させ、
同時に、ブランキング制御回路14に命じ各要素電子光学
系のブランキング電極をウエハ5に露光すべきパターン
に応じて設定されたブランキングoff時間でon/offさせ
て、サブフィールドを描画する。この時ＸＹステージ12
はＸ方向に連続移動しており、描画偏向制御回路17は、
ＸＹステージ12の移動量も含めて電子ビームの偏向位置
を制御している。
じ、設定された最小偏向幅を単位として要素電子光学系
アレイからの複数の電子ビームを、副偏向器62によって
露光制御データにより定められた偏向位置に偏向させ、
同時に、ブランキング制御回路14に命じ各要素電子光学
系のブランキング電極をウエハ5に露光すべきパターン
に応じて設定されたブランキングoff時間でon/offさせ
て、サブフィールドを描画する。この時ＸＹステージ12
はＸ方向に連続移動しており、描画偏向制御回路17は、
ＸＹステージ12の移動量も含めて電子ビームの偏向位置
を制御している。
【００８１】（ステップS405）次に露光するサブフィー
ルドがある場合はステップS401へ戻り、ない場合は、露
光を終了する。
ルドがある場合はステップS401へ戻り、ない場合は、露
光を終了する。
【００８２】＜デバイスの生産方法の説明＞上記説明し
た電子ビーム露光装置を利用したデバイスの生産方法の
実施例を説明する。図１３は微小デバイス（ＩＣやＬＳ
Ｉ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘ
ッド、マイクロマシン等）の製造のフローを示す。ステ
ップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行
なう。ステップ２（露光制御データ作成）では設計した
回路パターンに基づいて露光装置の露光制御データを作
成する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン
等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエ
ハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意した露光制御
データが入力された露光装置とウエハを用いて、リソグ
ラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。
次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステッ
プ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化
する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボン
ディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工
程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製さ
れた半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等
の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが
完成し、これが出荷（ステップ７）される。
た電子ビーム露光装置を利用したデバイスの生産方法の
実施例を説明する。図１３は微小デバイス（ＩＣやＬＳ
Ｉ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘ
ッド、マイクロマシン等）の製造のフローを示す。ステ
ップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行
なう。ステップ２（露光制御データ作成）では設計した
回路パターンに基づいて露光装置の露光制御データを作
成する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン
等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエ
ハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意した露光制御
データが入力された露光装置とウエハを用いて、リソグ
ラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。
次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステッ
プ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化
する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボン
ディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工
程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製さ
れた半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等
の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが
完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００８３】図１４は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオ
ン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記説明した露光装置によって
回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ１７
（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８
（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削
り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチング
が済んで不要となったレジストを取り除く。これらのス
テップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重
に回路パターンが形成される。
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオ
ン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記説明した露光装置によって
回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ１７
（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８
（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削
り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチング
が済んで不要となったレジストを取り除く。これらのス
テップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重
に回路パターンが形成される。
【００８４】本実施例の製造方法を用いれば、従来は製
造が難しかった高集積度の半導体デバイスを低コストに
製造することができる。
造が難しかった高集積度の半導体デバイスを低コストに
製造することができる。
【００８５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
電子ビームの要素露光領域と近接効果補正の為の区分領
域を一致させることにより、露光制御データの増大を低
減し、要素露光領域内では、各電子ビームの一照射当た
りの照射時間が一定であるので、それを制御する制御系
の負担が低減したマルチ電子ビーム型露光方法及び装置
を提供できる。
電子ビームの要素露光領域と近接効果補正の為の区分領
域を一致させることにより、露光制御データの増大を低
減し、要素露光領域内では、各電子ビームの一照射当た
りの照射時間が一定であるので、それを制御する制御系
の負担が低減したマルチ電子ビーム型露光方法及び装置
を提供できる。
【図１】本発明に係るマルチ電子ビーム露光装置の要部
概略を示す図
概略を示す図
【図２】要素電子光学系アレイ3について説明する図
【図３】要素電子光学系を説明する図
【図４】要素電子光学系の電極を説明する図
【図５】本発明に係るシステム構成を説明する図
【図６】露光フィールド（EF)、サブフィールド（SF)お
よびメインフィールド（MF）を説明する図
よびメインフィールド（MF）を説明する図
【図７】露光制御データ作成処理を説明する図
【図８】露光制御データを説明する図
【図９】修正処理を説明する図
【図１０】修正処理を説明する図
【図１１】近接効果補正のための要素露光領域を選択を
説明する図
説明する図
【図１２】露光制御データに基づく露光を説明する図
【図１３】微小デバイスの製造フローを説明する図
【図１４】ウエハプロセスを説明する図
【図１５】従来のマルチ電子ビーム型露光装置を説明す
る図
る図
１ 電子銃 ２ 照明電子光学系 ３ 要素電子光学系アレイ ４ 縮小電子光学系 ５ ウエハ ６ 描画偏向器 ７ ダイナミックフォーカスコイル ８ ダイナミックスティグコイル ９ リフォーカスコイル １０ ファラデーカップ １１ θ−Ｚステージ １２ ＸＹステージ １３ ステージ基準板 １４ ブランキング制御回路 １５ 第１焦点・非点制御回路 １６ 第２焦点・非点制御回路 １７ 偏向制御回路 １８ 倍率調整回路 １９ リフォーカス制御回路 ２０ ステージ駆動制御回路 ２１ レーザ干渉計 ２２ 制御系 ２３ メモリ ２４ インターフェース ２５ ＣＰＵ ＡＰ−Ｐ 開口を有する基板 ＳＤＥＦ ステージ追従偏向器 ＳＤＣ ステージ追従制御回路
Claims (8)
- 【請求項１】 描画するパターンに基づいて、複数の電
子ビームを物体の被露光面上を偏向させながら偏向毎に
各電子ビームの照射を個別に制御するとともに、各電子
ビームが描画する要素露光領域を隣合わせて描画するマ
ルチ電子ビーム露光方法において、 前記パターンを前記要素露光領域を単位として分割する
分割段階と、 分割された前記パターンに基づいて、前記各要素露光領
域での電子ビームの照射位置と前記各要素露光領域に照
射される電子ビームの照射量を検出する段階と、 前記各要素露光領域内は一定である電子ビームの一照射
当たりの照射量を、近接した複数の前記要素露光領域の
前記照射量に基づいて修正する修正段階と、 検出された前記電子ビームの照射位置に関する情報と修
正された前記電子ビームの一照射当たりの照射量の情報
とを有する各電子ビームの要素露光領域毎の露光制御デ
ータを作成する段階とを有することを特徴とするマルチ
電子ビーム露光方法。 - 【請求項２】 前記被露光面上での前記要素露光領域の
配列ピッチを、前記電子ビームの後方散乱半径以下に設
定することを特徴とする請求項１のマルチ電子ビーム露
光方法。 - 【請求項３】 前記被露光面上での前記複数の電子ビー
ムの配列ピッチを、前記電子ビームの後方散乱半径以下
に設定することを特徴とする請求項１乃至２のマルチ電
子ビーム露光方法。 - 【請求項４】 前記各要素露光領域に照射される電子ビ
ームの照射量は、対応する要素露光領域での電子ビーム
の照射位置の数に関する情報であることを特徴とする請
求項１乃至３のマルチ電子ビーム露光方法。 - 【請求項５】 前記修正段階は、前記各要素露光領域で
の電子ビームの照射位置の重心位置を検出する段階を有
することを特徴とする請求項１乃至４の電子ビーム露光
方法。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のマルチ電子ビーム露光
方法でウエハにパターンを描画する工程を含む製造工程
によってデバイスを製造することを特徴とするデバイス
製造方法。 - 【請求項７】 複数の電子ビームを用いて被露光面上に
パターンを描画するマルチ電子ビーム露光装置におい
て、 前記複数の電子ビームを前記被露光面上を偏向させる偏
向手段と、 偏向毎に各電子ビームの照射を個別に制御する照射制御
手段と、 前記偏向手段によって、各電子ビームが描画する要素露
光領域を隣合わせて描画するように前記複数の電子ビー
ムを偏向させ、前記照射制御手段によって偏向毎に各電
子ビームの照射を個別に制御し、各前記要素露光領域を
描画する際、前記照射制御手段によって近接した複数の
前記要素露光領域の予め知れた照射量に基づいて修正さ
れた電子ビームの一照射当たりの照射量に設定する制御
手段とを有することを特徴とするマルチ電子ビーム露光
装置。 - 【請求項８】 前記被露光面上での前記複数の電子ビー
ムの配列ピッチを、前記電子ビームの後方散乱半径以下
に設定していることを特徴とする請求項７のマルチビー
ム露光装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17714298A JP4077933B2 (ja) | 1998-06-24 | 1998-06-24 | マルチ電子ビーム露光方法及び装置、ならびにデバイス製造方法 |
| US09/337,654 US6657210B1 (en) | 1998-06-24 | 1999-06-22 | Electron beam exposure method, a method of constructing exposure control data, and a computer-readable medium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17714298A JP4077933B2 (ja) | 1998-06-24 | 1998-06-24 | マルチ電子ビーム露光方法及び装置、ならびにデバイス製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000012438A true JP2000012438A (ja) | 2000-01-14 |
| JP4077933B2 JP4077933B2 (ja) | 2008-04-23 |
Family
ID=16025928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17714298A Expired - Fee Related JP4077933B2 (ja) | 1998-06-24 | 1998-06-24 | マルチ電子ビーム露光方法及び装置、ならびにデバイス製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6657210B1 (ja) |
| JP (1) | JP4077933B2 (ja) |
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| JP2006080201A (ja) * | 2004-09-08 | 2006-03-23 | Jeol Ltd | 電子ビーム描画装置におけるフォーカス・非点収差補正調整方法 |
| US7329883B2 (en) | 2000-03-21 | 2008-02-12 | Hitachi, Ltd. | Electron beam lithography device and drawing method using electron beams |
| JP2010171452A (ja) * | 2002-10-30 | 2010-08-05 | Mapper Lithography Ip Bv | 電子ビーム露光システム |
| CN102096327A (zh) * | 2009-11-20 | 2011-06-15 | 株式会社日立高科技 | 曝光装置、曝光方法、及显示用面板基板的制造方法 |
| JP2014007379A (ja) * | 2012-06-01 | 2014-01-16 | Nuflare Technology Inc | マルチ荷電粒子ビーム描画方法及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置 |
| KR20140138357A (ko) * | 2013-05-24 | 2014-12-03 | 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 | 멀티 하전 입자빔 묘화 장치 및 멀티 하전 입자빔 묘화 방법 |
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|---|---|---|---|---|
| JP4585661B2 (ja) * | 2000-03-31 | 2010-11-24 | キヤノン株式会社 | 電子光学系アレイ、荷電粒子線露光装置およびデバイス製造方法 |
| JP3686367B2 (ja) * | 2001-11-15 | 2005-08-24 | 株式会社ルネサステクノロジ | パターン形成方法および半導体装置の製造方法 |
| JP4421836B2 (ja) * | 2003-03-28 | 2010-02-24 | キヤノン株式会社 | 露光装置及びデバイス製造方法 |
| JP4738723B2 (ja) * | 2003-08-06 | 2011-08-03 | キヤノン株式会社 | マルチ荷電粒子線描画装置、荷電粒子線の電流の測定方法及びデバイス製造方法 |
| KR100580646B1 (ko) * | 2004-02-25 | 2006-05-16 | 삼성전자주식회사 | 전자빔 노광 방법 |
| JP4657740B2 (ja) * | 2005-01-26 | 2011-03-23 | キヤノン株式会社 | 荷電粒子線光学系用収差測定装置、該収差測定装置を具備する荷電粒子線露光装置及び該装置を用いたデバイス製造方法 |
| KR101647768B1 (ko) * | 2008-06-04 | 2016-08-11 | 마퍼 리쏘그라피 아이피 비.브이. | 타겟을 노출하는 방법 및 시스템 |
| CN102257593B (zh) * | 2008-11-07 | 2014-01-29 | 迈普尔平版印刷Ip有限公司 | 平版印刷系统中对射束的同步测量 |
| US8431912B2 (en) * | 2008-11-07 | 2013-04-30 | Mapper Lithography Ip B.V. | Simultaneous measurement of beams in lithography system |
| NL2002188C2 (en) * | 2008-11-07 | 2010-05-10 | Mapper Lithography Ip Bv | Simultaneous measurement of beams in lithography system. |
| JP5859778B2 (ja) * | 2011-09-01 | 2016-02-16 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法 |
| JP6128744B2 (ja) * | 2012-04-04 | 2017-05-17 | キヤノン株式会社 | 描画装置、描画方法、および、物品の製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| US4213053A (en) * | 1978-11-13 | 1980-07-15 | International Business Machines Corporation | Electron beam system with character projection capability |
| US4943729A (en) * | 1987-12-18 | 1990-07-24 | Hitachi, Ltd. | Electron beam lithography system |
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