JP2000133567A - 電子ビーム露光方法及び電子ビーム露光装置 - Google Patents

電子ビーム露光方法及び電子ビーム露光装置

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JP2000133567A
JP2000133567A JP10302605A JP30260598A JP2000133567A JP 2000133567 A JP2000133567 A JP 2000133567A JP 10302605 A JP10302605 A JP 10302605A JP 30260598 A JP30260598 A JP 30260598A JP 2000133567 A JP2000133567 A JP 2000133567A
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amount
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drift
detecting
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Kenichi Kawakami
研一 川上
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 スループットをあまり低下させずに、ビーム
ドリフトの影響を低減する電子ビーム露光方法及び装置
の実現。 【解決手段】 電子銃と、電子銃の発生する電子ビーム
を試料上に収束しながら偏向する偏向手段と、試料を載
置して移動する移動機構とを備え、移動機構で試料を移
動しながら電子ビームで試料上にパターンを所定の幅の
ストライプで露光する動作を繰り返す電子ビーム露光装
置であって、基準マークを測定して電子ビームのドリフ
ト量を検出するドリフト量検出手段と、ドリフト量を補
正するドリフト量補正手段とを備える電子ビーム露光装
置において、ドリフト量補正手段は、ドリフト量を検出
した後の複数のストライプで徐々に補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビーム露光装
置に関し、特にステージを連続的に移動しながら電子ビ
ームによりパターンを形成する電子ビーム露光装置に関
する。半導体集積回路は微細加工技術の進歩に伴って一
層高集積化される傾向にあり、微細加工技術に要求され
る性能は益々厳しいものになってきている。とりわけ露
光技術においては、従来使用されているステッパなどに
用いられる光露光技術の限界が予想されている。電子ビ
ーム露光技術は、光露光技術に代わって微細加工の次世
代を担う可能性の高い技術である。
【０００２】
【従来の技術】従来から指摘されている電子ビーム露光
技術の問題は、処理速度が遅く、製造効率が悪い点であ
る。 従来の電子ビーム露光装置では、ステッパと同様
に、ステージ上に試料（ウエハ）を載置し、所定領域の
パターンの露光が終了した後、ステージを移動させて次
の領域のパターンを露光するという操作を繰り返して試
料上に全パターンを露光するステップ＆リピート方式が
使用されていた。例えば、１枚のウエハ上に１５ｍｍ角
のチップを６０個露光する場合、電子ビームの偏向可能
領域は約１．５ｍｍ程度であるから、１チップについて
１００回ステージを移動する必要があり、１ウエハにつ
いては６０００回のステージ移動が必要になる。ステー
ジを移動させている間及びステージの移動に応じて変更
する電子ビームの照射位置を正確に設定するまでの間は
露光は行えない。このような時間を、ここではステージ
整定待ち時間と呼ぶことにする。ステージの移動は機械
的な移動であり、精密に移動させるにはある程度の時間
が必要であるため、ステージ整定時間はかなり長く、現
状では０．５秒程度である。従って、６０００回のステ
ージ移動に要する時間は５０分にもなり、処理速度を向
上させるのが難しかった。
【０００３】そのため、スループットを改善するための
さなざまな技術の開発が行われており、ステージを移動
しながら連続して露光する連続移動露光（ステージスキ
ャン）方式もこのような技術の一例である。図１は、連
続移動露光方式を説明する図であり、（１）は一方向の
移動時のみ露光を行う方式を、（２）は逆方向に戻る時
にも露光を行う方式を示す図である。
【０００４】図示のように、試料（ウエハ）１８上には
複数のチップ９０が形成される。図では４個のチップの
みを示したが、通常は数十個から数百個のチップが形成
される。上記のように、電子ビームの偏向可能領域はチ
ップ９０に比べて小さく、１個のチップ９０を複数の領
域９１に分割して露光する。各領域の中心に移動した上
で露光を行うのが上記のステップ＆リピート方式であ
る。これに対して、連続移動露光方式では、図示のよう
に、同じ列のチップ９０の同じ列の領域９１をステージ
を移動させながら露光する方式である。すなわち、露光
領域をチップに限定されずに短冊状の複数の領域に分割
し、ステージを連続的に移動させながら露光する方式で
ある。これにより、ステージ整定待ち時間をなくし、処
理速度を向上させることができる。例えば、電子ビーム
の偏向可能領域を約１．５ｍｍとすると、１．５ｍｍ×
十数ｃｍの領域をステージ整定待ち時間無しで一気に描
画するため、ステージ整定待ち時間は１／１００程度に
減少し、処理速度は大幅に向上する。従って、電子ビー
ムを走査してパターンを描画する方式では、連続移動露
光方式は必要不可欠な技術であるといえる。連続移動露
光方式ではパターン露光中に試料が移動するため、それ
に応じて電子ビームの位置を補正する必要があり、電子
ビームの位置制御はステップ＆リピート方式に比べて複
雑である。連続移動露光方式には、図１の（１）に示す
一方向の移動時のみ露光を行う方式と図１の（２）に示
す逆方向に戻る時にも露光を行う方式がある。図１の
（２）の方式の方が一方の側に戻る時間が必要ないため
高速であるが、バックラッシュなどが問題になるのでよ
り高精度の移動機構が必要である。
【０００５】図２は、連続移動露光方式で露光を行う電
子ビーム露光装置の構成を示す図である。図２におい
て、参照番号１はプロセッサを、２は磁気ディスクを、
３は磁気テープ装置を示し、これらの装置はバス４を介
して互いに接続され、且つバス４及びインターフェイス
回路５をそれぞれ介してデータメモリ６及びステージ制
御回路７に接続されている。
【０００６】一方、８は筐体（コラム）で、内部には電
子銃９、レンズ１０、ブランキング電極１１、レンズ１
２、フィードバックコイル１３、サブデフレクタ用コイ
ル１４、レンズ１５、メインデフレクタ用コイル１６、
ステージ１７及び試料１８が配置されている。試料（ウ
エハ）１８はステージ１７上に載置されており、ステー
ジ１７はステージ制御回路７の出力信号によりＸ方向及
びＹ方向へ移動制御される。
【０００７】また、前記データメモリ６から読み出され
たデータは、パターン発生回路１９を通してパターン補
正回路２０に供給される。パターン補正回路２０は、ブ
ランキング信号をアンプ２１を介してブランキング電極
１１に印加し、また各々ＤＡコンバータ（ＤＡＣ）２
２、２４及び２６と、アンプ２３、２５及び２７を介し
てコイル１３、１４及び１６へ信号を印加する。
【０００８】電子銃９により放射された電子ビームは、
レンズ１０を通過し、ブランキング電極１により透過又
は遮断され、更に例えば３μｍ以下の平行な任意のショ
ットサイズの矩形ビームに整形された後、フィードバッ
クコイル１３、サブデフレクタ用コイル１４及びメイン
デフレクタ用コイル１６により偏向されると共に、更に
投影レンズ１５を通過して試料表面に収束される。フィ
ードバックコイル１３、サブデフレクタ用コイル１４及
びメインデフレクタ用コイル１６の偏向可能領域は、こ
の順で大きくなる。すなわち、フィードバックコイル１
３の偏向可能領域はサブデフレクタ用コイル１４のそれ
より小さく、サブデフレクタ用コイル１４の偏向可能領
域はメインデフレクタ用コイル１６より小さい。大きな
偏向可能領域を得るためにはそれだけコイルの巻き数を
大きくする必要があり、各コイルの応答速度は上記と逆
の順で遅くなる。すなわち、フィードバックコイル１３
の整定待ち時間がもっとも短く、サブデフレクタ用コイ
ル１４とメインデフレクタ用コイル１６の順で長くな
る。上記のような構成の場合には、図１の露光可能領域
９１は、メインデフレクタ用コイル１６の偏向可能領域
である。
【０００９】図１に戻って、一方向の移動時のみ露光を
行う方式及び逆方向に戻る時にも露光を行う方式のいず
れにおいても、各チップ９０の近傍には位置検出マーク
が設けられており、電子ビームでこの位置検出マークを
検出して露光位置を定めている。ＩＣチップを形成する
には何層にも渡ってパターンを形成する必要があり、こ
の位置検出マークに対して位置決めすることにより各層
のパターンを合わせている。実際には、パターン描画の
前に、各チップの位置検出マークを検出してチップ間の
位置ずれを求め、各チップのストライプを露光する時に
この位置ずれを補正している。
【００１０】電子ビーム露光装置では、電子ビームの解
像性や位置決め精度はきわめて高精度に行え、非常に微
細なパターンを露光することが可能である。ところが、
偏向器などの部材のチャージアップやコラムを形成する
チャンバ及び光学系部材の熱膨張のために電子ビームの
位置がドリフトする現象が発生し、電子ビームの照射位
置精度を劣化させる要因になっている。このような現象
を防止するため、偏向器などの部材をチャージアップし
にくい材料や構造にしたり、熱膨張率の非常に小さい材
料を使用するなどの対策を行っており、ビームドリフト
量はかなり小さくなっている。
【００１１】パターンの線幅などがあまり微細でない場
合には、上記のビームドリフトの影響はあまり問題にな
らなかったが、より微細なパターンを露光する上ではビ
ームドリフトの影響が無視できなくなってきた。そこ
で、一定時間毎にビーム位置を測定して位置ずれ量、す
なわちドリフト量を求め、その分だけ補正して露光を行
うことが行われている。
【００１２】図３は、従来のドリフト補正の方法を説明
する図であり、図４は従来のドリフト補正方法を行う場
合の処理を示すフローチャートである。図３に示すよう
に、従来例では、各チップ列の全ストライプの露光が終
了した時点で位置検出マークを検出してチップ間の位置
ずれを求め、次のチップ列のストライプの露光を開始す
る前に位置ずれの補正量を設定し直してから露光を開始
している。実線がビームドリフトを示し、黒丸が測定点
及び測定したビームドリフト量を示し、白丸が補正量を
示す。図３に示すような補正を行う場合の処理は、図４
に示すように、ステップ１００で初期のビーム位置測定
及び初期設定を行い、ステップ１０１でストライプの描
画を行い、ステップ１０２でチップ列の描画が終了した
か判定し、終了していなければステップ１０１に戻って
次のストライプの描画を行う。チップ列の描画が終了し
た場合には、ステップ１０３で全チップ列の描画が終了
したか判定し、終了していれば露光は終了であり、終了
していなければステップ１０４で位置検出マーク（基準
マーク）を検出してビームドリフト量（位置ずれ量）ｅ
ｘを得て、ステップ１０５で補正量を−ｅｘに設定し、
ステップ１０１に戻る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】図３及び図４に示した
ように、従来はチップ列毎にビームドリフトの補正を行
っていた。このような補正を行っていた理由を以下に説
明する。ビームドリフトによるずれが問題になるのは、
各層の間のずれと同じ層の同じチップ内の隣接するスト
ライプ間のずれである。
【００１４】ビームドリフトの発生は一定せず、ビーム
ドリフトの予測は困難である。そのため、各層を露光す
る時のビームドリフト量は同じでなく、ビームドリフト
量がそのまま各層の露光位置のずれになる。従って、各
層の間のずれで問題になるのはずれの絶対値であり、図
３での白丸と実線で示したビームドリフトとの差に相当
する値である。
【００１５】これに対して、同じ層の同じチップ内の隣
接するストライプを露光する時にビームドリフトが発生
すると、ストライプをまたいで伸びる配線などにずれが
生じることになる。図５は、同じチップ内の同じ層での
ずれの発生を説明する図である。ビームドリフトが図５
の（１）の実線で示すような変化をした場合、白丸で示
すような補正量であれば、ａ、ｂ、ｃの各ストライプの
露光位置のずれはそれぞれＡ、Ｂ、Ｃである。これが各
層間のずれに当たる。従って、ａとｂのストライプで
は、（２）に示すようなずれＰを生じる。隣接するスト
ライプ間でのビームドリフトの差は十分に小さいものと
する。もし大きな場合には露光自体が成り立たない。
【００１６】ストライプｃでのずれが大きくなったの
で、次のストライプｄの露光前に補正量を、上記のＣに
等しいＥだけ変化させたとすると、ｄのストライプで
は、（３）に示すように、ずれはＤになる。ｃのストラ
イプでは、ずれはＣであるから、ｃとｄのストライプに
おけるずれの差はＣ−Ｄ＝Ｑであり、急激に大きくな
る。すなわち、同一のチップ列を露光している途中でビ
ームドリフトを測定し、測定したビームドリフト分だけ
補正すると、隣接するストライプ間のずれが急に大きく
なることになる。
【００１７】一般に、各層の間のずれの許容値の方が、
同じ層の同じチップ内の隣接するストライプ間のずれの
許容値より大きい。そのため、従来例では、チップ列の
露光が終了する毎に位置検出マークを検出してビームド
リフトを測定して補正し、各チップ列の露光を行う間は
ビームドリフトを変化させずに一定としていた。なお、
図３のように、たとえ隣接するストライプ間であって
も、チップ列が変化する時に補正量を変化させても同じ
チップ内ではないので、その許容値には各層の間のずれ
の許容値が適用される。
【００１８】しかし、近年ＩＣの複雑化に伴いチップ面
積も大きくなっており、１つのチップを露光するのに十
数ストライプに分けて露光することが必要なＩＣも出現
している。そのため、１チップ列のすべてのストライプ
を露光するのに要する時間が長くなり、その間のビーム
ドリフト量の変化が大きくなり、各層の間のずれの許容
値以上になってしまうという問題が生じた。このような
問題を解決するには、１チップ列の露光を行っている間
にもビームドリフト量を検出して補正をする必要がある
が、このような補正を行うと上記のような隣接するスト
ライプ間のずれが大きくなるので、補正を実行できない
という問題を生じた。
【００１９】また、ビームドリフト量が大きくならない
うちに、例えば各ストライプの露光が終了する度にビー
ムドリフト量を測定して補正することも考えられるが、
これではスループットが低下する。ビームドリフト量の
測定は、例えば、ウエハ上の１個の位置合わせマークを
基準マークとして、電子ビームでこの基準マークを走査
して反射電子を検出することにより電子ビームがこの基
準マークを横切る時間を測定することで行う。そのた
め、ビームドリフト量を測定するには、電子ビームが基
準マークの所に位置するようにステージを移動させる必
要があり、露光を中断してステージを移動させるのでス
ループットが低下するという問題が発生する。ビームド
リフト量の変化があまり大きくならないうちにビームド
リフト量を測定して補正するということは、頻繁にビー
ムドリフト量を検出するということであり、スループッ
トを低下させることになる。このように、ビームドリフ
ト量が大きい時でも露光位置の精度が確保できるように
ビームドリフト量の補正頻度を多くすると著しくスルー
プットが低下するが、補正の時間間隔を長くするとビー
ムドリフトが大きくなった場合に許容できない精度劣化
が生じる恐れがあるというトレードオフの関係にある。
【００２０】本発明は、上記のような問題を解決するた
めのもので、第１の目的は、ビームドリフトの補正を同
一のチップ列内でも行えるようにして補正を頻繁に行え
るようにすることであり、第２の目的は、許容できない
精度劣化を生じること無しにビームドリフト量の補正頻
度をできるだけ低減することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】図６は、本発明の原理を
説明する図である。図６の（１）に示すように、本発明
の第１の態様の電子ビーム露光方法及び電子ビーム露光
装置では、ビームドリフト量の測定を頻繁に行うように
し、各チップ列の露光途中にビームドリフト量を測定し
た時には、位置ずれを一度に補正せずに、複数のストラ
イプに渡って徐々に補正することで、隣接するストライ
プ間のずれが大きくなるのを防ぐ。
【００２２】また、本発明の第２の態様の電子ビーム露
光方法及び電子ビーム露光装置では、複数回のビームド
リフト量の測定からビームドリフトの変化状態を測定し
て、図６の（２）に示すように、ビームドリフトが小さ
い時には測定間隔を長くし、図６の（３）に示すよう
に、ビームドリフトが大きい時には測定間隔を短くす
る。
【００２３】すなわち、本発明の電子ビーム露光方法
は、電子ビームを用いて試料上にパターンをストライプ
毎に露光する電子ビーム露光方法であって、基準マーク
を測定して電子ビームのドリフト量を検出する工程と、
ドリフト量を補正する工程とを備える電子ビーム露光方
法であり、そのような露光方法において、第１の態様
は、ドリフト量を補正する工程で、ドリフト量を検出し
た後の複数のストライプで徐々に補正することを特徴と
し、第２の態様は、複数回のドリフト量を検出する工程
間の時間経過と検出されたドリフト量の差から、単位時
間当りのドリフト量を算出する工程と、次にドリフト量
を検出する工程までの時間を単位時間当りのドリフト量
に応じて算出する工程とを備えることを特徴とする。
【００２４】また、本発明の電子ビーム露光装置は、電
子銃と、電子銃の発生する電子ビームを試料上に収束し
ながら偏向する偏向手段と、試料を載置して移動する移
動機構とを備え、移動機構で試料を移動しながら電子ビ
ームで試料上にパターンを所定の幅のストライプで露光
する動作を繰り返す電子ビーム露光装置であって、基準
マークを測定して電子ビームのドリフト量を検出するド
リフト量検出手段と、ドリフト量を補正するドリフト量
補正手段とを備える電子ビーム露光装置において、第１
の態様では、ドリフト量補正手段は、ドリフト量を検出
した後の複数のストライプで徐々に補正することを特徴
とし、第２の態様は、ドリフト量検出手段によるドリフ
ト量検出時の時間経過と検出されたドリフト量の差か
ら、単位時間当りのドリフト量を算出する手段と、次に
ドリフト量を検出する時までの時間を単位時間当りのド
リフト量に応じて算出する手段とを備えることを特徴と
する。
【００２５】第１の態様の電子ビーム露光方法及び装置
に、第２の態様の構成を加えることも可能である。第１
の態様では、図６の（１）に示すように、チップの描画
中に基準マークを測定してビームドリフト量ｄ１を検出
した場合でも、△で示すようなそれ以後の複数のストラ
イプ（図では４回）に渡って徐々に補正するため、隣接
するストライプ間のずれが急に大きくなることが防止で
きるので、チップの描画中にもある程度大きくなったビ
ームドリフトを補正できるようになる。
【００２６】第２の態様によれば、ビームドリフトの大
きさに応じて、図６の（２）に示すように、ビームドリ
フト小さい時には次にビームドリフトを測定するまでの
ストライプ数を多く（図では６回）にし、図６の（３）
に示すように、ビームドリフトが大きい時には次にビー
ムドリフトを測定するまでのストライプの数（図では２
回）を少なくしてドリフトの測定及び補正間隔を短くす
るので、ビームドリフト量が大きい時でも露光位置の精
度が確保でき、ビームドリフトが小さい時には測定の頻
度を少なくしても露光位置の精度が確保できるので測定
間隔を広くしてスループットの低下を防止できる。
【００２７】第１と第２の態様を合わせた方法では、ド
リフト量を補正する工程では、算出した次にドリフト量
を検出する工程までの時間と各ストライプの露光時間か
ら次にドリフト量を検出する工程までに露光するストラ
イプ数Ｎを算出し、次にドリフト量を検出する工程での
予想ドリフト量と現在のドリフト補正量との差をｄｘと
し、Ｎ個のストライプに渡ってｄｘ／Ｎずつ補正する。
【００２８】更に、あらかじめストライプ間補正量差の
上限ｕｘを定めておき、算出したｄｘ／Ｎが上限ｕｘ以
上の時には、ストライプ間のずれが大きくなるので警告
を発生するようにすることが望ましい。この警告に応じ
て、対策を行ったり、警告の発生した時に露光していた
位置を記憶しておき、その部分についてこのようなずれ
が許容できるか検討する。
【００２９】あらかじめストライプ間補正量差の標準値
ｓｓｘを定めておき、算出したｄｘ／Ｎの絶対値がこの
標準値ｓｓｘの絶対値以上の時には、ｄｘ／Ｎのとして
標準値ｓｓｘを符号を勘案して設定し、ストライプ毎に
標準値ｓｓｘずつ補正量を変化させ、予測されるビーム
ドリフトの時間変化に追いついた後は、ビームドリフト
の時間変化を相殺する量を補正値としてもよい。
【００３０】第１の態様において、ドリフト量を検出す
る時が、同一チップ列の露光中である時には、ドリフト
量の補正は、上記のｄｘ／Ｎずつ徐々に補正する方法と
し、ドリフト量を検出する時が、同一チップ列の露光終
了時である時には、一度に補正することが望ましい。第
２の態様において、次にドリフト量を測定して補正する
までの時間は、例えば、あらかじめ次にドリフト量を検
出する工程でのずれ量の標準値ｓｘを定めておき、スト
ライプ数を算出する工程では、単位時間当りのドリフト
量ｖｘとずれ量の標準値ｓｘから、次にドリフト量を検
出する工程までの検出間隔ｔｍ＝ｓｘ／ｖｘを算出す
る。
【００３１】なお、ドリフト量を検出する工程間の上限
時間Ｔを定めておき、検出間隔ｔｍが上限時間Ｔより大
きい時には上限時間Ｔを次にドリフト量を検出する工程
までの時間とすることが望ましい。上記の方法ではたま
たま２回のドリフト量の変化が小さい場合、長時間ドリ
フト量の検出が行われないということが発生するが、そ
の後に変化が大きくなることも考えられるので、ドリフ
ト量の検出があまり長期間行われないことは好ましくな
い。この構成であればこのような事態が防止できる。
【００３２】更に、単位時間当りのドリフト量の上限ド
リフト量を決めておき、算出した単位時間当りのドリフ
ト量がこの上限ドリフト量以上である時には警告を発生
するようにしてもよい。これにより異常なドリフトが発
生した場合に対策が取れる。
【００３３】
【発明の実施の形態】図７は、本発明の実施例における
ドリフト補正の方法を説明する図である。なお、本実施
例の電子ビーム露光装置は、図２に示すような構成を有
し、図１に示した連続移動方式で露光を行うものとす
る。ビームドリフトの検出及び補正は、ＣＰＵ１などで
構成されるコンピュータにより制御されるものとする。
【００３４】図７に示すように、各チップ列は７個のス
トライプで構成されるものとする。最初のチップ列Ｓの
露光を開始する前にビーム位置を合わせるので、開始時
にはビームドリフト量はゼロであり、補正量もゼロとす
る。そして開始からあらかじめ設定された時間ｔ０後の
最初にストライプの露光が終了した時に（ここでは４つ
のストライプを描画した後）ビームドリフト量を測定す
る測定１を行う。この時間ｔ０は装置に応じて適当に設
定される。この時に検出されたビームドリフト量をｄ１
とする。従って、開始時点から測定１の間の時間ｔ０の
間に、ビームはｄ１だけドリフトし、その時点の露光位
置はｄ１ずれ、いることになる。従って、単位時間当り
のビームドリフト量はｄ１／ｔ０となる。
【００３５】本実施例では、ビームドリフト量は、測定
１の後同じようにｄ１／ｔ０で変化するものと予想す
る。次にドリフト量を検出する工程でのずれ量の標準値
ｓｘが定められており、ビームドリフト量が同じように
変化してずれ量がこの標準値ｓｘになると予想される時
点を次のビームドリフト量の測定タイミングとする。図
示のように、ビームドリフト量は、測定１の後６つのス
トライプを露光している時に標準値ｓｘになると予想さ
れる。測定１の時点での補正量はゼロであるから、ビー
ムドリフト量が標準値ｓｘになると予想される時点が次
にビームドリフト量を測定する測定２のタイミングであ
る。ストライプの露光中にビームドリフト量の測定を行
うことは好ましくないので、そのストライプの露光開始
前又は露光終了後にビームドリフト量の測定を行う。こ
こでは露光終了後にビームドリフト量の測定を行う。測
定２の時点でのずれの予想値をｄｘ１とする。
【００３６】そして、測定２の時点でのずれがゼロにな
るように、ずれの予想値ｄｘ１を測定１から測定２の間
の６つのストライプに分けて徐々に補正する。すなわ
ち、５番目のストライプの露光開始前にビームドリフト
の補正量を−ｄｘ１／６とし、次のストライプでは補正
量を−ｄｘ１／３としという具合に補正量を徐々に変化
させ、測定２の時点では補正量が−ｄｘ１になるように
する。このように徐々に補正するので、隣接するストラ
イプ間で補正量が大きく変化することはないので、ずれ
量の変化も小さくなる。
【００３７】同様に、測定２で測定したビームドリフト
量をｄ２とすると、測定１と測定２の間の時間ｔ１に対
してビームドリフト量がｄ２−ｄ１だけ変化したことに
なるので、単位時間当りのビームドリフト量は（ｄ２−
ｄ１）／ｔ１となる。ビームドリフト量がこの変化率で
変化したとすると、補正量ｄｘ１に対してずれが上記の
標準値ｓｘになると予想されるのは４つ目のストライプ
を露光している時である。そこで、４つ目のストライプ
の露光が終了した時点を次の測定３のタイミングとす
る。そして、測定３の時点で予想されるずれ量と測定２
の時点の補正量ｄｘ１との差ｄｘ２を４つのストライプ
で徐々に補正するように補正量を変化させる。
【００３８】以上の測定１〜３は、チップ列Ｓ、Ｔ、Ｕ
を行っている途中で行われた。しかし、測定４はチップ
列Ｕの露光が終了した時点で行われる。この場合は、測
定４の時点のずれ（ｄ４−ｄｘ１−ｄｘ２−ｄｘ３）
は、徐々に補正せずに一度に補正する。すなわち、補正
量を−ｄ４とする。これは、チップ列の露光が終了して
次のチップ列の露光を行う場合には、隣接するストライ
プ間のずれは問題にならないからである。
【００３９】なお、図７において、測定３と測定４にお
けるビームドリフト量ｄ３とｄ４は近似しており、ずれ
量が上記の標準値ｓｘになると予想される測定５のタイ
ミングまでの時間は非常に長くなり、長時間ビームドリ
フト量の測定が行われないことになる。これはたまたま
隣接した２回の測定におけるビームドリフト量が同じよ
うな値になっただけで、それ以後も長時間変化しないと
いうことを意味しているわけではなく、長時間ビームド
リフト量の測定が行われないのは好ましくない。そこ
で、次のビームドリフト量の測定までの時間の上限Ｔを
決めておき、算出した次のビームドリフト量の測定まで
の時間が上限Ｔを越える時には、上限Ｔを次のビームド
リフト量の測定までの時間とする。
【００４０】更に、本実施例に限らずビームドリフトの
補正を行う方式では、ビームドリフトはあまり急激に変
化しないことを前提としている。もし、ビームドリフト
が急激に変化すると補正が行えず、たとえ補正を行って
も隣接するストライプ間でのずれや層間のずれが許容で
きない大きさになり、不良となる。そこで、測定した単
位時間当りのビームドリフト量が、あらかじめ定めた上
限値を越えた場合には、警告が出されるようにしてい
る。
【００４１】同様に、隣接するストライプ間での補正量
の変化ｄｘｉ／Ｎ（ｉは正の整数）が大きいと隣接する
ストライプ間でのずれが許容できない恐れがあるため、
隣接するストライプ間での補正量の変化ｄｘｎ／Ｎが上
限値を越えた場合にも、警告が出されるようにしてい
る。図８は、図７に示した実施例のドリフト補正方法を
行う場合の処理を示すフローチャートである。
【００４２】ステップ２０１で初期ビーム位置を測定
し、ステップ２０２で初期設定を行う。この初期設定で
は、変数ｃｘ、ｄｘ、ｉをゼロにセットし、変数Ｎを所
定の適宜設定された値ｎにセットする。ステップ２０３
ではｉを１だけ増加させ、ステップ２０４では補正値ｃ
ｘを−ｄｘ／Ｎだけ変化させる。最初はｄｘがゼロであ
るので、ｃｘは変化しない。ステップ２０５でストライ
プの描画を行う。ステップ２０６でｉがＮ（この場合は
ｎ）であるかを判定し、ｉがＮになるまでステップ２０
３から２０６を繰り返す。
【００４３】ステップ２０３から２０６をｎ回繰り返し
た後、ステップ２０７で基準マークを測定してビーム位
置ずれ量（ビームドリフト量）ｅｘを検出する。ステッ
プ２０８でチップ列の描画中であるかを判定し、描画中
であればステップ２０９に進む。描画中でない、チップ
列のすべてのストライプの描画が終了した状態であれば
補正量ｃｘに−ｅｘを設定してその時点でのずれをゼロ
にした後、ステップ２０９に進む。
【００４４】ステップ２１０では、ビームドリフト量の
前回と今回の測定値の差と、前回と今回の測定の間の経
過時間からドリフト速度ｖｘを算出する。ステップ２１
１では、ドリフト速度ｖｘがあらかじめ定められた上限
ｕｘを越えているか判定され、越えている場合にはステ
ップ２１５に進んで警告が発生される。ｖｘがｕｘを越
えていなければ、ステップ２１２に進む。
【００４５】ステップ２１２では、ドリフト速度ｖｘと
前述の標準値ｓｘから次の測定までの時間を求め、次の
測定までに露光するストライプ数Ｎを決定する。ステッ
プ２１３では、次の測定時のビームドリフト予想位置ｅ
ｎｘを求め、その時点の補正量との差ｄｘを、ｄｘ＝ｅ
ｎｘ−（−ｃｘ）から求める。ここで、ビームドリフト
量の測定がチップ列の露光を終了した時に行われ、ステ
ップ２０９で補正量ｃｘが−ｅｘに設定されている時に
は、ｄｘは次の測定時までのビームドリフト量の変化で
ある。
【００４６】ステップ２１４では、ｄｘ／Ｎがあらかじ
め定められた値ｕｘを越えているか判定され、越えてい
ればステップ２１５に進んで警告が発生される。越えて
いなければステップ２１６で変数ｉがゼロに設定され、
ステップ２１７で露光が終了か判定される。露光するチ
ップ列が残っていれば、ステップ２０３に戻り、残って
いなければ、露光を終了する。
【００４７】上記の実施例では、次のビームドリフト量
の測定時の予想位置とその時点の補正量の差ｄｘを、そ
の間のストライプで同じ量ずつ徐々に補正したが、次に
説明する別の方法で補正してもよい。図９はこの別の補
正方法を説明する図である。隣接するストライプ間の許
容できる位置ずれ量から、隣接するストライプ間の補正
量の差の上限ｓｓｘが定めておく。測定１でのビームド
リフト量がｄ１で、算出された単位時間当りのビームド
リフト量と標準値ｓｘから次の測定２のタイミングが決
定される。ここまでは上記の例と同じである。上記の例
では、測定２における予想ビームドリフト量と測定１の
時の補正量の差ｄｘ１をその間のストライプ数Ｎ（ここ
では７）で除して、１ストライプ毎に補正する補正量ｄ
ｘ１／Ｎを算出して補正した。これに対して、この補正
方法では、上限ｓｓｘずつ補正する。上限ｓｓｘはｄｘ
１／Ｎより大きいので、４回のストライプ後には、予想
されるビームドリフト量によるずれが完全に補正され
る。その後の３回のストライプでは、予想ビームドリフ
ト量の分だけを徐々に補正する。
【００４８】このような補正方法を行えば、隣接するス
トライプ間の補正量の差を上限ｓｓｘ以下とした上で、
より速く予想されるずれ量がゼロになるように補正する
ことができる。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ビームドリフトの補正をあまり頻繁に行わず、露光位置
のずれが許容範囲内であるがある程度大きくなった段階
で、同一のチップ列を露光している途中でも行えるよう
になる。更に、ビームドリフトの状態に応じてビームド
リフトの測定と補正が行えるようになる。これにより、
スループットをあまり低下させずに露光位置のずれを低
減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子ビーム露光装置における連続移動方式の露
光方法を説明する図である。
【図２】電子ビーム露光装置の一例の構成を示す図であ
る。
【図３】従来例におけるビームドリフトの補正を説明す
る図である。
【図４】従来例におけるビームドリフトの補正処理を示
すフローチャートである。
【図５】従来例におけるビームドリフトの補正による隣
接するストライプ間の露光位置のずれを説明する図であ
る。
【図６】本発明におけるビームドリフトの補正を説明す
る図である。
【図７】実施例におけるビームドリフトの補正を説明す
る図である。
【図８】実施例におけるビームドリフトの補正処理を示
すフローチャートである。
【図９】ビームドリフトの他の補正処理を説明する図で
ある。
【符号の説明】
１…ＣＰＵ ８…筐体（コラム） ９…電子銃 １０、１２、１５…レンズ １１…ブランキング電極 １３…フィードバックコイル １４…サブデフレクタ用コイル １６…メインデフレクタ用コイル １７…ステージ １８…試料（ウエハ） １９…パターン発生回路

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電子ビームを用いて試料上にストライプ
    毎にパターンを露光する電子ビーム露光方法であって、 基準マークを測定して前記電子ビームのドリフト量を検
    出する工程と、 前記ドリフト量を補正する工程とを備える電子ビーム露
    光方法において、 前記ドリフト量を補正する工程では、前記ドリフト量を
    検出した後の複数の前記ストライプで徐々に補正するこ
    とを特徴とする電子ビーム露光方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の電子ビーム露光方法で
    あって、 前記ドリフト量を検出する工程間の時間経過と検出され
    た前記ドリフト量の差から、単位時間当りのドリフト量
    を算出する工程と、 次に前記ドリフト量を検出する工程までの時間を、前記
    単位時間当りのドリフト量に応じて算出する工程とを備
    える電子ビーム露光方法。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の電子ビーム露光方法で
    あって、 前記ドリフト量を補正する工程では、 算出した次に前記ドリフト量を検出する工程までの時間
    と各ストライプの露光時間から次に前記ドリフト量を検
    出する工程までに露光するストライプ数Ｎを算出し、 次に前記ドリフト量を検出する工程での予想ドリフト量
    と現在のドリフト補正量との差をｄｘとし、 Ｎ個のストライプに渡って前記ドリフト補正量をｄｘ／
    Ｎずつ補正する電子ビーム露光方法。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の電子ビーム露光方法で
    あって、 あらかじめストライプ間補正量差の上限ｕｘが定められ
    ており、 算出した前記ｄｘ／Ｎが前記上限ｕｘ以上の時には警告
    を発生する工程を備える電子ビーム露光方法。
  5. 【請求項５】 請求項３に記載の電子ビーム露光方法で
    あって、 あらかじめストライプ間補正量差の標準値ｓｓｘが定め
    られており、 算出した前記ｄｘ／Ｎの絶対値が前記標準値ｓｓｘの絶
    対値以上の時には、前記ｄｘ／Ｎとして前記標準値ｓｓ
    ｘを符号を勘案して設定し、ストライプ毎に前記標準値
    ｓｓｘずつ補正量を変化させ、予測される前記ドリフト
    量に追いついた後は、前記ドリフト量の変化を相殺する
    ように補正量を設定する電子ビーム露光方法。
  6. 【請求項６】 請求項１又は２に記載の電子ビーム露光
    方法であって、 前記ドリフト量を検出する工程が、同一チップ列の露光
    中である時には、前記ドリフト量を補正する工程では、
    算出した次に前記ドリフト量を検出する工程までの時間
    と各ストライプの露光時間から次に前記ドリフト量を検
    出する工程までに露光するストライプ数Ｎを算出し、次
    に前記ドリフト量を検出する工程での予想ドリフト量と
    現在のドリフト補正量との差をｄｘとし、次のＮ個のス
    トライプに渡って前記ドリフト補正量をｄｘ／Ｎずつ補
    正し、 前記ドリフト量を検出する工程が、同一チップ列の露光
    終了時である時には、前記ドリフト量を補正する工程で
    は、検出した前記ドリフト量だけ補正する電子ビーム露
    光方法。
  7. 【請求項７】 電子ビームを用いて試料上にストライプ
    毎にパターンを露光する電子ビーム露光方法であって、 基準マークを測定して前記電子ビームのドリフト量を検
    出する工程と、 前記ドリフト量を補正する工程とを備える電子ビーム露
    光方法において、 前記ドリフト量を検出する工程間の時間経過と検出され
    た前記ドリフト量の差から、単位時間当りのドリフト量
    を算出する工程と、 次に前記ドリフト量を検出する工程までの時間を、前記
    単位時間当りのドリフト量に応じて算出する工程とを備
    えることを特徴とする電子ビーム露光方法。
  8. 【請求項８】 請求項２又は７に記載の電子ビーム露光
    方法であって、 あらかじめ次に前記ドリフト量を検出する工程でのずれ
    量の標準値ｓｘが定められており、 前記ストライプ数を算出する工程では、前記単位時間当
    りのドリフト量ｖｘと前記ずれ量の標準値ｓｘから、次
    に前記ドリフト量を検出する工程までの検出間隔ｔｍ＝
    ｓｘ／ｖｘを算出する電子ビーム露光方法。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載の電子ビーム露光方法で
    あって、 前記ドリフト量を検出する工程間の上限時間Ｔの上限が
    定められており、前記検出間隔ｔｍが前記上限時間Ｔよ
    り大きい時には、該上限時間Ｔを次に前記ドリフト量を
    検出する工程までの検出間隔とする電子ビーム露光方
    法。
  10. 【請求項１０】 請求項２又は７に記載の電子ビーム露
    光方法であって、 前記単位時間当りのドリフト量の上限ドリフト量が決め
    られており、 算出した前記単位時間当りのドリフト量が前記上限ドリ
    フト量以上であるか判定し、前記上限ドリフト量以上で
    ある時には警告を発生する工程を備える電子ビーム露光
    方法。
  11. 【請求項１１】 電子銃と、 該電子銃の発生する電子ビームを試料上に収束しながら
    偏向する偏向手段と、 前記試料を載置して移動する移動機構とを備え、 該移動機構で前記試料を移動しながら前記電子ビームで
    前記試料上にパターンを所定の幅のストライプで露光す
    る動作を繰り返す電子ビーム露光装置であって、 基準マークを測定して前記電子ビームのドリフト量を検
    出するドリフト量検出手段と、 前記ドリフト量を補正するドリフト量補正手段とを備え
    る電子ビーム露光装置において、 前記ドリフト量補正手段は、前記ドリフト量を検出した
    後の複数の前記ストライプで徐々に補正することを特徴
    とする電子ビーム露光装置。
  12. 【請求項１２】 電子銃と、 該電子銃の発生する電子ビームを試料上に収束しながら
    偏向する偏向手段と、 前記試料を載置して移動する移動機構とを備え、 該移動機構で前記試料を移動しながら前記電子ビームで
    前記試料上にパターンを所定の幅のストライプで露光す
    る動作を繰り返す電子ビーム露光装置であって、 基準マークを測定して前記電子ビームのドリフト量を検
    出するドリフト量検出手段と、 前記ドリフト量を補正するドリフト量補正手段とを備え
    る電子ビーム露光装置において、 前記ドリフト量検出手段による複数回の前記ドリフト量
    検出の時間経過と検出された前記ドリフト量から、単位
    時間当りのドリフト量を算出する手段と、 次に前記ドリフト量を検出するまでの時間を前記単位時
    間当りのドリフト量に応じて算出する手段とを備えるこ
    とを特徴とする電子ビーム露光装置。
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