JP2000243337A

JP2000243337A - 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

Info

Publication number: JP2000243337A
Application number: JP11041510A
Authority: JP
Inventors: Masato Muraki; 真人村木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2000-09-08
Anticipated expiration: 2019-02-19
Also published as: JP4143204B2

Abstract

(57)【要約】【課題】安定で描画精度の高い露光ができるマルチ荷
電粒子線描画装置を提供する。【解決手段】複数の荷電粒子線を縮小投影する縮小電
子光学系４と、縮小電子光学系４の光軸と直交する第1
平面内に２次元に配列された複数の電子光学系から成
り、第１の方向に並ぶ電子光学系は共通の配線で接続さ
れている第１の電子光学系アレイ（LA１）と、前記光軸
と直交する第2平面内に２次元に配列された複数の電子
光学系から成り、前記第１の方向と直交する第２の方向
に並ぶ電子光学系は共通の配線で接続されている第２の
電子光学系アレイ（LA２）とを有し、各荷電粒子線が対
応する前記第１、第２の電子光学系アレイの電子光学系
を介して中間像を形成し、前記中間像が前記縮小電子光
学系を介して前記被露光面に縮小投影される際に発生す
る収差を補正するために前記共通の配線で接続されてい
る複数の電子光学系毎にその光学特性を設定する補正電
子光学系３とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に半導体集積回
路等の露光に用いられる電子ビーム露光装置、イオンビ
ーム露光装置等の荷電粒子線露光装置に関するものであ
る。特に、複数の荷電粒子線を用いてパターン描画を行
う荷電粒子線露光装置及び該装置を用いたデバイス製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の荷電粒子線を用いたマルチ荷電粒
子線露光装置として、例えば、特開平9-248708に提案さ
れている電子ビーム露光装置がある。この電子ビーム露
光装置は、縮小電子光学系を介して複数の電子ビームを
被露光面に投影し、複数の電子ビームを共通の偏向器に
よって被露光面上を走査すると共に各電子ビームの照射
を個別に制御して、パターンを描画する。そして、この
装置の特徴は、図１２に示すような縮小電子光学系の光
軸AXに直交する平面に配列された複数の要素電子光学系
ELからなる要素電子光学系アレイELAを設け、各電子ビ
ームEBが対応する要素電子光学系を介して中間像imgを
形成し、その中間像imgを縮小電子光学系を介して被露
光面に投影すると共に、縮小電子光学系を介して複数の
電子ビームが被露光面に投影する際に発生する収差を補
正するために、複数の要素電子光学系ELの光学特性を個
別に調整しているところにある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図１２に示すように、
要素電子光学系アレイELAは、開口に対応して形成され
たドーナツ状電極が複数配列された上部電極UE、中間電
極CE、下部電極LEの３枚を絶縁物を介在させて積層され
たもので、各電極の対応する開口で一つ要素電子光学系
ＥＬを構成している。各要素電子光学系の上部・下部の
電極の全てを共通の配線で接続して同一の電位に設定
し、中間電極の電位を個別に設定することにより要素電
子光学系の光学特性を個別に調整している。図１２に示
すように、中間電極の電位を個別に設定するには各要素
電子光学系の中間電極を個別の配線ｗで制御系に接続す
る必要がある。ところが、要素電子光学系の数が増える
と、当然のことながら制御系の対象も増え、更に、配線
が密になるため、配線間で短絡したり、配線同士の影響
により設定電位に誤差が生じるという問題ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は前記した従来の
問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の電子ビー
ム露光装置のある形態は、複数の荷電粒子線を用いて被
露光面を露光する荷電粒子線露光装置において、前記複
数の荷電粒子線を縮小投影する縮小電子光学系と、前記
縮小電子光学系の光軸と直交する第1平面内に２次元に
配列された複数の電子光学系から成り、第１の方向に並
ぶ電子光学系は共通の配線で接続されている第１の電子
光学系アレイと、前記光軸と直交する第2平面内に２次
元に配列された複数の電子光学系から成り、前記第１の
方向と直交する第２の方向に並ぶ電子光学系は共通の配
線で接続されている第２の電子光学系アレイとを有し、
各荷電粒子線が対応する前記第１、第２の電子光学系ア
レイの電子光学系を介して中間像を形成し、前記中間像
が前記縮小電子光学系を介して前記被露光面に縮小投影
される際に発生する収差を補正するために前記共通の配
線で接続されている複数の電子光学系毎にその光学特性
を設定する補正電子光学系とを有することを特徴とす
る。

【０００５】前記収差は像面湾曲であることを特徴とす
る。

【０００６】前記光学特性は、焦点距離であることを特
徴とする。

【０００７】前記第1、第2の電子光学系アレイのそれぞ
れは、同一基板上に形成されていることを特徴とする。

【０００８】前記補正電子光学系は、さらに、前記光軸
と直交する第３平面内に２次元に配列された複数の電子
光学系を有し、第３の方向に並ぶ電子光学系は共通の配
線で接続されている第３の電子光学系アレイと、前記光
軸と直交する第４平面内に２次元に配列された複数の電
子光学系を有し、前記第３の方向と直交する第４の方向
にに並ぶ電子光学系は共通の配線で接続されている第４
の電子光学系アレイとを有し、前記複数の荷電粒子の各
荷電粒子が対応する前記第１、第２、第3、第４の電子
光学系アレイの電子光学系を介して中間像を形成し、前
記中間像が前記縮小電子光学系を介して前記被露光面に
縮小投影される際に発生する収差を補正するために前記
共通の配線で接続されている複数の電子光学系毎に光学
特性を設定することを特徴とする。

【０００９】前記第1、第2、第3、第4の電子光学系アレ
イのそれぞれは、同一基板上に形成されていることを特
徴とする。

【００１０】前記収差は像面湾曲であることを特徴とす
る。

【００１１】前記光学特性は、焦点距離であることを特
徴とする。

【００１２】各荷電粒子が対応する前記第１、第２、第
3、第４の電子光学系アレイの電子光学系を介して中間
像を形成する際、該各荷電粒子線は略同一な収斂作用を
受け、該各荷電粒子線が前記縮小電子光学系を介して前
記被露光面に縮小投影される際に発生する像面湾曲に応
じた位置に収斂することを特徴とする。

【００１３】荷電粒子線を放射する線源と、該線源から
の荷電粒子源を略平行にする照明電子光学系と、前記縮
小電子光学系の光軸に直交する方向に複数の開口を有
し、前記照明電子光学系から略平行な電子ビームが照明
される開口アレイとを有し、前記複数の荷電粒子線の各
荷電粒子線は、該開口アレイの各開口からの荷電粒子線
であることを特徴とする。

【００１４】前記各荷電粒子線を個別に遮断する遮断手
段を有することを特徴とする。

【００１５】前記遮断手段は、各荷電粒子線を個別に偏
向させる複数の偏向手段を有することを特徴とする。

【００１６】本発明のデバイス製造方法のある形態は、
上記荷電粒子線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。

【００１７】

【発明の実施の形態】荷電粒子線の一例として本実施形
態では電子ビーム露光装置の例を示す。なお、電子ビー
ムに限らずイオンビームを用いた露光装置にも同様に適
用できる。

【００１８】（実施形態）（電子ビーム露光装置の構成要素説明）図１は本発明に
係る電子ビーム露光装置の要部概略図である。

【００１９】図１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１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）

【００２０】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コンデンサーレンズ2に
よって略平行の電子ビームとなる。本実施形態のコンデ
ンサーレンズ２は、3枚の開口電極で構成されるユニポ
テンシャルレンズである。略平行な電子ビームは、補正
電子光学系3に入射する。要素電子光学系アレイ3は、ア
パーチャアレイ、ブランカーアレイ、要素電子光学系ア
レイユニット、ストッパーアレイで構成される。補正電
子光学系3の詳細については後述する。

【００２１】補正電子光学系3は、光源の中間像を複数
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上に光源像を形成する。

【００２２】その際、ウエハ5上の光源像の間隔が光源
像の大きさの整数倍になるように、補正電子光学系3は
複数の中間像を形成する。更に、補正電子光学系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。

【００２３】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タブレッ
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。

【００２４】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、複数の光源像をウエハ5上で
X,Y方向に略同一の変位量だけ変位させる偏向器であ
る。偏向器6は、図示はされていないが、偏向幅が広い
場合に用いられる主偏向器と偏向幅が狭い場合に用いら
れる副偏向器で構成されていて、主偏向器は電磁型偏向
器で、副偏向器は静電型偏向器である。

【００２５】7は偏向器6を作動させた際に発生する偏向
収差による光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。

【００２６】９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。

【００２７】１０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ＸＹステージ
である。

【００２８】次に、図２を用いて補正電子光学系3につ
いて説明する。

【００２９】図２（A）は、電子銃1側から補正電子光学
系３を見た図であり、図２（B）は図２（A）のAA'断面
図である。

【００３０】前述したように、補正電子光学系２は、光
軸AXに沿って、電子銃１側から順に配置された、アパー
チャアレイAA、ブランカーアレイBA、要素電子光学系ア
レイユニットLAU、ストッパーアレイSAで構成される。

【００３１】アパーチャアレイAAは、基板に複数の開口
が形成されており、コンデンサーレンズ２から略平行な
電子ビームを複数の電子ビームに分割する。

【００３２】ブランカーアレイBAは、アパーチャアレイ
AAで分割された複数の電子ビームを個別に偏向する偏向
手段を一枚の基板上に複数形成したものである。そのひ
とつの偏向手段の詳細を図３に示す。基板301は、開口A
Pを有し、302は、開口APを挟んだ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る。また、
基板上301には、ブランキング電極302を個別にon/offす
るための配線(W)が形成されている。

【００３３】図２に戻り、要素電子光学系アレイユニッ
トLAUは、同一平面内に複数の電子レンズを2次元配列し
て形成した電子レンズアレイである、第１電子光学系ア
レイLA1、第２電子光学系アレイLA２、第３電子レンズ
アレイLA３、第４電子レンズアレイLA４で構成される。

【００３４】図４は、第１電子光学系アレイLA1を説明
する図である。第１電子レンズアレイLA1は、開口に対
応して形成されたドーナツ状電極が複数配列された上部
電極UE、中間電極CE、下部電極LEの３枚を絶縁物を介在
させて積層されたもので、光軸AX方向に並ぶ上・中・下
電極で一つの電子レンズＥＬいわゆるユニポテンシャル
レンズを構成している。各電子光学系の上部・下部の電
極の全てを共通の配線（ｗ）で接続して同一の電位に設
定している。（本実施形態では、電子ビームの加速電位
にしている）そして、ｙ方向に並ぶ各電子レンズの中間
電極は共通の配線（ｗ）で接続されている。その結果
は、後述するLAU制御回路１２により、ｙ方向に並ぶ各
電子レンズの中間電極毎の電位を個別に設定することに
より、ｙ方向に並ぶ電子レンズの光学特性は略同一に設
定され、ｙ方向に並ぶ電子レンズ毎の光学特性（焦点距
離）をそれぞれ個別に設定している。言い換えれば、ｙ
方向に並び同一の光学（焦点距離）に設定される電子レ
ンズを一つのグループとし、ｙ方向と直交するｘ方向に
並ぶグループの光学特性（焦点距離）をそれぞれ個別に
設定している。

【００３５】図５は、第２電子レンズアレイLA２を説明
する図である。第２電子レンズアレイLA２が第１電子レ
ンズ系アレイLA1と異なる点は、ｘ方向に並ぶ各電子レ
ンズの中間電極は共通の配線（ｗ）で接続されている点
である。その結果は、後述するLAU制御回路１２によ
り、ｘ方向に並ぶ各電子レンズの中間電極毎の電位を個
別に設定することにより、ｘ方向に並ぶ電子レンズの光
学特性は略同一に設定され、ｘ方向に並ぶ電子レンズ毎
の光学特性を個別に設定している。言い換えれば、ｘ方
向に並び同一の光学（焦点距離）に設定される電子レン
ズを一つのグループとし、ｙ方向に並ぶグループの光学
特性（焦点距離）をそれぞれ個別に設定している。

【００３６】第３電子光学系アレイLA３は、第１電子光
学系アレイLA1に同じであり、第４電子光学系アレイLA
４は、第２電子光学系アレイLA２に同じである。

【００３７】次に、電子ビームが上記説明した補正電子
光学系３によって受ける作用に関して、図６を用いて説
明する。

【００３８】アパーチャアレイＡＡによって分割された
電子ビームＥＢ１、ＥＢ２は、互いに異なるブランキン
グ電極を介して、要素電子光学系アレイユニットＬＡＵ
に入射する。電子ビームＥＢ１は、第１電子光学系アレ
イLA１の電子レンズＥＬ１１、第２電子光学系アレイLA
２の電子レンズＥＬ２１、第３電子レンズアレイLA３の
電子レンズＥＬ３１、第４電子レンズアレイLA４の電子
レンズＥＬ４１を介して、電子源の中間像img1を形成す
る。一方、電子ビームＥＢ２は、第１電子レンズアレイ
LA１の電子レンズＥＬ１２、第２電子レンズアレイLA２
の電子レンズＥＬ２２、第３電子レンズアレイLA３の電
子レンズＥＬ３２、第４電子レンズアレイLA４の電子レ
ンズＥＬ４２を介して、電子源の中間像img2を形成す
る。

【００３９】その際、前述したように、第１、３電子レ
ンズアレイLA１のｘ方向に並ぶ電子レンズは、互いに異
なる焦点距離になるように設定されていて、第２、４電
子レンズアレイLA１のｘ方向に並ぶ電子レンズは、同一
の焦点距離になるように設定されている。更に、電子ビ
ームＥＢ１が通過する電子レンズＥＬ１１、電子レンズ
ＥＬ２１、電子レンズＥＬ３１、電子レンズＥＬ４１の
合成焦点距離と、電子ビームＥＢ２が通過する電子レン
ズＥＬ１２、電子レンズＥＬ２２、電子レンズＥＬ３
２、電子レンズＥＬ４２の合成焦点距離が略等しくなる
ように、各電子レンズの焦点距離を設定している。それ
により、電子源の中間像img1とimg2とは略同一の倍率で
形成されると共に、各中間像が縮小電子光学系4を介し
てウエハ5に縮小投影される際に発生する像面湾曲を補
正するために、その像面湾曲に応じて、電子源の中間像
img1とimg2が形成される光軸AX方向の位置を異ならせし
めている。

【００４０】また、電子ビームＥＢ１、ＥＢ２は、通過
するブランキング電極に電界が印可されると、図中破線
のようにその軌道を変え、ストッパーアレイSAの各電子
ビームに対応した開口を通過できず、電子ビームＥＢ
１、ＥＢ２が遮断される。

【００４１】次に、各中間像が縮小電子光学系4を介し
てウエハ5に縮小投影される際に発生する像面湾曲を補
正するための、各電子レンズアレイの各電子レンズの焦
点距離の設定方法について説明する。

【００４２】説明の前に、設定方法の前提条件について
述べる。

【００４３】分割された各電子ビームは要素電子光学系
アレイユニットＬＡＵに略平行な電子ビームとして入射
されるので、各電子ビームが通過する４つの電子レンズ
を一つの要素電子光学系EOS（図２参照）と定義する
と、各電子ビームの中間像形成位置はその要素電子電子
光学系の像側焦点位置に形成されることになる。また、
各中間像の形成倍率は略同一にすることが必要であるの
で、各電子ビームの要素電子光学系EOSの焦点距離は略
等しくなくてはならない。すなわち、特開平9-288991で
提案されているように、縮小電子光学系4の像面湾曲に
応じて、各電子ビームの中間像の光軸AX方向の位置を異
ならせるには、各電子ビームが通過する４つの電子レン
ズの焦点距離を調整して、要素電子光学系EOSの像側主
面位置を調整しなければならない。

【００４４】また、各要素電子光学系EOS、電子レンズE
Lまたは電子ビームを区別するために、図２（A）に示す
ように、各要素電子光学系EOS 、電子レンズELまたは電
子ビームをその配列位置（M,N）で定め、縮小電子光学
系４の倍率1/50とし、その各電子ビーム（M,N）の像面
湾曲を下表に示す。（単位はμｍ）

【００４５】

【表１】

【００４６】まずはじめに、配列位置（M,N）｛M=N｝
に位置する電子レンズの焦点距離を設定する。ここで、
配列位置（M,N）｛M=N｝の要素電子光学系EOSが2つの
電子レンズBEL1,BEL2（焦点距離ｆ１、ｆ２）で構成さ
れ、本実施形態ではその合成焦点距離ｆ０を１００ｍ
ｍ、またその電子レンズの間隔が５０ｍｍと仮定する。
すると、像面湾曲を補正するには、配列位置（M,M）の
要素電子光学系EOSの中間像位置(単位ｍｍ)下記のよう
にすることが必要である。（ただし、その位置は縮小電
子光学系４の軸上の物点を基準とする。また、縮小電子
光学系４の倍率が1/50であるので、各中間像位置が像面
湾曲の2500倍であって逆方向に位置すると像面湾曲は補
正される。）

【００４７】

【表２】

【００４８】そこで、合成焦点距離を１００ｍｍ、像側
主面位置の相対的位置関係が上記中間像の相対的位置関
係になるように、各要素電子光学系EOSの焦点距離ｆ
１、ｆ２を設定する。その実施例を下記に示す。

【００４９】

【表３】

【００５０】そして、BEL1が第1電子レンズアレイと第2
電子レンズアレイのて対応する電子レンズで構成され、
光学パワーが均等に配分されているとする。同様に、BE
L2が第3電子レンズアレイと第4電子レンズアレイのて対
応する電子レンズで構成され、光学パワーが均等に配分
されているとする。

【００５１】その結果、各電子レンズアレイの電子レン
ズELの焦点距離は、下記のように決定されてしまう。
（各電子レンズアレイの電子レンズは、予めきめられた
方向に並ぶ電子レンズと同一の焦点距離にせっていされ
るから）

【００５２】

【表４】

【００５３】上記のように各電子レンズELの焦点距離を
設定すると、配列位置（M,M）の要素電子光学系EOSの合
成焦点距離(単位ｍｍ)下記のようになり、すなわち各中
間像の形成倍率は略同一になる。また、配列位置（M,
M）の要素電子光学系の中間像位置(単位ｍｍ)下記のよ
うになる。（ただし、その位置は縮小電子光学系４の軸
上の物点を基準とする。

【００５４】

【表５】

【００５５】そして、各中間像が縮小電子光学系４を介
して投影されると、本来図７(A)のような像面湾曲が補
正されて図７（B）のようになる。（ただし、図中像面
位置の＋方向はZ軸−方向である。）

【００５６】本実施形態では、各要素電子光学系が形成
する中間像の形成倍率を略同一にするために、第1から
第4の電子レンズアレイを必要としたが、形成倍率がバ
ラツキが無視できれば、各要素電子光学系の焦点距離を
像面湾曲に応じて設定すればいいので、例えば、第1電
子電子レンズアレイと第2レンズアレイが有れば十分で
ある。

【００５７】次に本実施形態のシステム構成図を図8に
示す。BA制御回路１１は、ブランカーアレイBAのブラン
キング電極のon/offを個別に制御する制御回路、LAU制
御回路１２は、レンズアレイユニットLAUの電子光学特
性（焦点距離）を制御する制御回路である。

【００５８】D_STIG制御回路13は、ダイナミックスティ
グコイル8を制御して縮小電子光学系4の非点収差を制御
する制御回路、D_FOCUS制御回路14は、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のフォー
カスを制御する制御回路、偏向制御回路15は偏向器6を
制御する制御回路、光学特性制御回路16は、縮小電子光
学系4の光学特性（倍率、歪曲、回転収差、光軸等）を
調整する制御回路である。

【００５９】ステージ駆動制御回路１７は、θ-Zステー
ジ９を駆動制御し、かつＸＹステージ１０の位置を検出
するレーザ干渉計LIMと共同してＸＹステージ10を駆動
制御する制御回路である。

【００６０】制御系20は、描画パターンが記憶されたメ
モリ21からのデータに基づいて、上記複数の制御回路を
制御する。制御系20は、インターフェース22を介して電
子ビーム露光装置全体をコントロールするCPU23によっ
て制御されている。

【００６１】（露光動作の説明）図8および図９を用い
て本実施形態の電子ビーム露光装置の露光動作について
説明する。

【００６２】制御系20は、メモリ21からの露光制御デー
タに基づいて、偏向制御回路15に命じ、偏向器6によっ
て、複数の電子ビーム偏向させるとともに、BA制御回路
11に命じ、ウエハ5に露光すべきパターンに応じてブラ
ンカーアレイBAのブランキング電極を個別にon/offさせ
る。この時ＸＹステージ12はｙ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、ス偏向器6によって複数の電子ビームを偏向す
る。そして、各電子ビームは、図９に示すようにウエハ
5上の対応する要素露光領域（EF)を走査露光する。各電
子ビームの要素露光領域（EF)は、２次元に隣接するよ
うに設定されているので、その結果、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。

【００６３】制御系20は、サブフィールド(SF1)を露光
後、次のサブフィールド(SF2)を露光する為に、偏向制
御回路15に命じ、偏向器6によって、ステージ走査方向
（ｙ方向）と直交する方向（x方向）に複数の電子ビー
ムを偏向させる。この時、偏向によってサブフィールド
が変わることにより、各電子ビームが縮小電子光学系４
を介して縮小投影される際の収差も変わる。そこで、制
御系20は、LAU制御回路１２、D_STIG制御回路13、及びD
_FOCUS制御回路14に命じ、変化した収差を補正するよう
に、レンズアレイユニットLAU、ダイナミックスティグ
コイル8、およびダイナミックフォーカスコイル７を調
整する。そして、再度、前述したように、各電子ビーム
が対応する要素露光領域（EF）を露光することにより、
サブフィールド２(SF2)を露光する。そして、図９に示
すように、サブフィールド（ SF1〜SF6）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、ウエハ5上
において、ステージ走査方向（ｙ方向）と直交する方向
（ｘ方向）に並ぶサブフィールド（ SF1〜SF6）で構成
されるメインフィールド（MF）が露光される。

【００６４】制御系22は、図９に示すメインフィールド
１（MF1）を露光後、偏向制御回路15に命じ、順次、ス
テージ走査方向（ｙ方向）に並ぶメインフィールド（ M
F2、MF3、MF4…）に複数の電子ビームを偏向させると共
に露光し、その結果、図９に示すように、メインフィー
ルド（ MF2、MF3、MF4…）で構成されるストライプ（ST
RIPE1）を露光する。そして、ＸＹステージ１０をｘ方
向にステップさせ、次のストライプ（STRIPE2）を露光
する。

【００６５】（デバイスの生産方法）次に上記説明した
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。

【００６６】図１０は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ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。

【００６７】図１１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。

【００６８】本実施形態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。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、荷
電粒子線の数が増えても、制御系の対象の増加及び配線
の高密度化を低減でき、安定で描画精度の高い露光がで
きるマルチ荷電粒子線描画装置を提供できる。また、こ
の装置を用いてデバイスを製造すれば、従来以上に高精
度なデバイスを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子ビーム露光装置の要部概略を
示す図。

【図２】実施形態１の補正電子光学系を説明する図。

【図３】ブランカーアレイBAの偏向手段を説明する図。

【図４】第１電子光学系アレイLA1を説明する図。

【図５】第２電子光学系アレイLA２を説明する図。

【図６】電子ビームが補正電子光学系３によって受ける
作用に関して説明する図。

【図７】補正前後の像面湾曲を説明する図。

【図８】実施形態１のシステム構成を説明する図

【図９】露光領域を説明する図。

【図１０】半導体デバイス製造フローを説明する図。

【図１１】ウエハプロセスを説明する図。

【図１２】従来の要素電子光学系アレイを説明する図。

【符号の説明】

１電子銃２コンデンサーレンズ３補正電子光学系４縮小電子光学系５ウエハ６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 θ−Ｚステージ１０ＸＹステージ１１ＢＡ制御回路１２ＬＡＵ制御回路１３Ｄ＿ＳＴＩＧ制御回路１４Ｄ＿ＦＯＣＵＳ制御回路１５偏向制御回路１６光学特性制御回路１７ステージ駆動制御回路１７２０制御系２１メモリ２２インターフェース２３ＣＰＵＡＡアパーチャアレイＢＡブランカーアレイＬＡＵ要素電子光学系アレイユニットＳＡストッパーアレイ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の荷電粒子線を用いて被露光面を露
光する荷電粒子線露光装置において、前記複数の荷電粒子線を縮小投影する縮小電子光学系
と、前記縮小電子光学系の光軸と直交する第1平面内に２次
元に配列された複数の電子光学系から成り、第１の方向
に並ぶ電子光学系は共通の配線で接続されている第１の
電子光学系アレイと、前記光軸と直交する第2平面内に
２次元に配列された複数の電子光学系から成り、前記第
１の方向と直交する第２の方向に並ぶ電子光学系は共通
の配線で接続されている第２の電子光学系アレイとを有
し、各荷電粒子線が対応する前記第１、第２の電子光学
系アレイの電子光学系を介して中間像を形成し、前記中
間像が前記縮小電子光学系を介して前記被露光面に縮小
投影される際に発生する収差を補正するために前記共通
の配線で接続されている複数の電子光学系毎にその光学
特性を設定する補正電子光学系とを有することを特徴と
する荷電粒子線露光装置。
【請求項２】前記収差は像面湾曲であることを特徴と
する請求項１の荷電粒子露光装置。
【請求項３】前記光学特性は、焦点距離であることを
特徴とする請求項1乃至２の荷電粒子線露光装置。
【請求項４】前記第1、第2の電子光学系アレイのそれ
ぞれは、同一基板上に形成されていることを特徴とする
請求項１乃至３の荷電粒子線露光装置。
【請求項５】前記補正電子光学系は、さらに、前記光
軸と直交する第３平面内に２次元に配列された複数の電
子光学系を有し、第３の方向に並ぶ電子光学系は共通の
配線で接続されている第３の電子光学系アレイと、前記
光軸と直交する第４平面内に２次元に配列された複数の
電子光学系を有し、前記第３の方向と直交する第４の方
向にに並ぶ電子光学系は共通の配線で接続されている第
４の電子光学系アレイとを有し、前記複数の荷電粒子の
各荷電粒子が対応する前記第１、第２、第3、第４の電
子光学系アレイの電子光学系を介して中間像を形成し、
前記中間像が前記縮小電子光学系を介して前記被露光面
に縮小投影される際に発生する収差を補正するために前
記共通の配線で接続されている複数の電子光学系毎に光
学特性を設定することを特徴とする請求項1の荷電粒子
線露光装置。
【請求項６】前記第1、第2、第3、第4の電子光学系ア
レイのそれぞれは、同一基板上に形成されていることを
特徴とする請求項５の荷電粒子線露光装置。
【請求項７】前記収差は像面湾曲であることを特徴と
する請求項４乃至５の荷電粒子線露光装置。
【請求項８】前記光学特性は、焦点距離であることを
特徴とする請求項４乃至６の荷電粒子線露光装置。
【請求項９】各荷電粒子が対応する前記第１、第２、
第3、第４の電子光学系アレイの電子光学系を介して中
間像を形成する際、該各荷電粒子線は略同一な収斂作用
を受け、該各荷電粒子線が前記縮小電子光学系を介して
前記被露光面に縮小投影される際に発生する像面湾曲に
応じた位置に収斂することを特徴とする請求項４乃至７
の荷電粒子線露光装置。
【請求項１０】荷電粒子線を放射する線源と、該線源
からの荷電粒子源を略平行にする照明電子光学系と、前
記縮小電子光学系の光軸に直交する方向に複数の開口を
有し、前記照明電子光学系から略平行な電子ビームが照
明される開口アレイとを有し、前記複数の荷電粒子線の
各荷電粒子線は、該開口アレイの各開口からの荷電粒子
線であることを特徴とする請求項1乃至８の荷電粒子
線露光装置。
【請求項１１】前記各荷電粒子線を個別に遮断する遮
断手段を有することを特徴とする請求項１乃至９の荷電
粒子線露光装置。
【請求項１２】前記遮断手段は、各荷電粒子線を個別
に偏向させる複数の偏向手段を有することを特徴とする
請求項１０の荷電粒子線露光装置。
【請求項１３】請求項１乃至１１の荷電粒子線露光装
置を用いてデバイスを製造することを特徴とするデバイ
ス製造方法。