JP2000357647A - 荷電粒子ビーム露光装置 - Google Patents
荷電粒子ビーム露光装置Info
- Publication number
- JP2000357647A JP2000357647A JP11167857A JP16785799A JP2000357647A JP 2000357647 A JP2000357647 A JP 2000357647A JP 11167857 A JP11167857 A JP 11167857A JP 16785799 A JP16785799 A JP 16785799A JP 2000357647 A JP2000357647 A JP 2000357647A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mask
- pattern
- stage
- sensitive substrate
- charged particle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 31
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 25
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 15
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 abstract description 3
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 55
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 7
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000003702 image correction Methods 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
- H01J2237/304—Controlling tubes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
- Y10S430/143—Electron beam
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 マスクステージやウエハステージの理想位置
からの位置誤差を高速で位置補正することが可能な荷電
粒子ビーム露光装置を提供する。 【解決手段】 マスク１０を搭載した移動ステージ１１
やウエハ２３を搭載した移動ステージ２４の制御目標位
置からの位置誤差を、投影光学系の静電偏向器３０の偏
向量にフィードバックしてウエハ２３上のパターン像転
写位置を補正する。
からの位置誤差を高速で位置補正することが可能な荷電
粒子ビーム露光装置を提供する。 【解決手段】 マスク１０を搭載した移動ステージ１１
やウエハ２３を搭載した移動ステージ２４の制御目標位
置からの位置誤差を、投影光学系の静電偏向器３０の偏
向量にフィードバックしてウエハ２３上のパターン像転
写位置を補正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビームやイオ
ンビーム等の荷電粒子ビームを用いて、半導体デバイス
回路パターン等を感応基板（ウエハ等）上に転写露光す
る装置に関する。
ンビーム等の荷電粒子ビームを用いて、半導体デバイス
回路パターン等を感応基板（ウエハ等）上に転写露光す
る装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子ビーム露光を例にとって従来技術を
説明する。電子ビーム露光は高精度ではあるがスループ
ットが低いのが欠点とされており、その欠点を解消すべ
く様々な技術開発がなされてきた。現在では、セルプロ
ジェクション、キャラクタープロジェクションあるいは
ブロック露光と呼ばれる図形部分一括露光方式が実用化
されている。図形部分一括露光方式では、繰り返し性の
ある回路小パターン（ウエハ上で５μm 角程度）を、同
様の小パターンが複数種類形成されたマスクを用いて繰
り返し転写露光を行う。しかし、この方式でも、繰り返
し性のないパターン部分については可変成形方式の描画
を行うので、量産用のウエハ露光装置とするにはスルー
プットがまだ低い。
説明する。電子ビーム露光は高精度ではあるがスループ
ットが低いのが欠点とされており、その欠点を解消すべ
く様々な技術開発がなされてきた。現在では、セルプロ
ジェクション、キャラクタープロジェクションあるいは
ブロック露光と呼ばれる図形部分一括露光方式が実用化
されている。図形部分一括露光方式では、繰り返し性の
ある回路小パターン（ウエハ上で５μm 角程度）を、同
様の小パターンが複数種類形成されたマスクを用いて繰
り返し転写露光を行う。しかし、この方式でも、繰り返
し性のないパターン部分については可変成形方式の描画
を行うので、量産用のウエハ露光装置とするにはスルー
プットがまだ低い。
【０００３】図形部分一括露光方式よりも飛躍的に高ス
ループットをねらう電子ビーム転写露光方式として、一
個の半導体チップ全体の回路パターンを備えたマスクを
準備し、そのマスクのある範囲に電子ビームを照射し、
その照射範囲のパターンの像を投影レンズによりウエハ
上に縮小転写する電子ビーム縮小転写装置が提案されて
いる。この種の装置では、マスクの全範囲に一括して電
子ビームを照射して一度にパターンを転写しようとする
と、精度良くパターンを転写することができない。ま
た、原版となるマスクの製作が困難である。
ループットをねらう電子ビーム転写露光方式として、一
個の半導体チップ全体の回路パターンを備えたマスクを
準備し、そのマスクのある範囲に電子ビームを照射し、
その照射範囲のパターンの像を投影レンズによりウエハ
上に縮小転写する電子ビーム縮小転写装置が提案されて
いる。この種の装置では、マスクの全範囲に一括して電
子ビームを照射して一度にパターンを転写しようとする
と、精度良くパターンを転写することができない。ま
た、原版となるマスクの製作が困難である。
【０００４】そこで、最近精力的に検討されている方式
は、１ダイ（ウエハ上のチップ）又は複数ダイを一度に
露光するのではなく、光学系としては大きな光学フィー
ルドを持つが、パターンは小さな領域に分割して転写露
光するという方式である（ここでは分割転写方式と呼ぶ
こととする）。この際この小領域毎に、電子ビームを所
望の小領域に向けて偏向させるとともに、被露光面上に
結像される該小領域の像の焦点やフィールドの歪み等の
収差を補正しながら露光する。これにより、ダイ全体の
一括転写に比べて、光学的に広い領域にわたって解像度
並びに精度の良い露光を行うことができる。さらに、マ
スク及びウエハを載置するステージを露光中に連続移動
させることにより、より広い露光領域と高スループット
を達成できる。
は、１ダイ（ウエハ上のチップ）又は複数ダイを一度に
露光するのではなく、光学系としては大きな光学フィー
ルドを持つが、パターンは小さな領域に分割して転写露
光するという方式である（ここでは分割転写方式と呼ぶ
こととする）。この際この小領域毎に、電子ビームを所
望の小領域に向けて偏向させるとともに、被露光面上に
結像される該小領域の像の焦点やフィールドの歪み等の
収差を補正しながら露光する。これにより、ダイ全体の
一括転写に比べて、光学的に広い領域にわたって解像度
並びに精度の良い露光を行うことができる。さらに、マ
スク及びウエハを載置するステージを露光中に連続移動
させることにより、より広い露光領域と高スループット
を達成できる。
【０００５】図３は、現在までに一般的に提案されてい
る分割転写方式の電子ビーム投影露光装置の光学系全体
における結像関係及び制御系の概要を示す図である。光
学系の最上流に配置されている電子銃１は、下方に向け
て電子ビームを放射する。電子銃１の下方には２段のコ
ンデンサレンズ２、３が備えられており、電子ビーム
は、これらのコンデンサレンズ２、３によって収束され
ブランキング開口７にクロスオーバーC.O.を結像する。
る分割転写方式の電子ビーム投影露光装置の光学系全体
における結像関係及び制御系の概要を示す図である。光
学系の最上流に配置されている電子銃１は、下方に向け
て電子ビームを放射する。電子銃１の下方には２段のコ
ンデンサレンズ２、３が備えられており、電子ビーム
は、これらのコンデンサレンズ２、３によって収束され
ブランキング開口７にクロスオーバーC.O.を結像する。
【０００６】二段目のコンデンサレンズ３の下には、矩
形開口４が備えられている。この矩形開口（照明ビーム
成形開口）４は、マスク（マスク）１０の一つのサブフ
ィールド（露光の１単位となるパターン小領域）を照明
する照明ビームのみを通過させる。具体的には、開口４
は、照明ビームをマスクサイズ換算で１mm角強（一例）
の寸法の正方形に成形する。この開口４の像は、レンズ
９によってマスク１０に結像される。
形開口４が備えられている。この矩形開口（照明ビーム
成形開口）４は、マスク（マスク）１０の一つのサブフ
ィールド（露光の１単位となるパターン小領域）を照明
する照明ビームのみを通過させる。具体的には、開口４
は、照明ビームをマスクサイズ換算で１mm角強（一例）
の寸法の正方形に成形する。この開口４の像は、レンズ
９によってマスク１０に結像される。
【０００７】ビーム成形開口４の下方には、ブランキン
グ偏向器５が配置されている。同偏向器５は、照明ビー
ムを偏向させてブランキング開口７の非開口部に当て、
ビームがマスク１０に当たらないようにする。これは感
応基板へのビーム照射をＯＮ／ＯＦＦ制御するために用
いる。ブランキング開口７の下には、照明ビーム偏向器
８が配置されている。この偏向器８は、主に照明ビーム
を図３の左右方向（Ｘ方向）に順次走査して、照明光学
系の視野内にあるマスク１０の各サブフィールドの照明
を行う。偏向器８の下方には、照明レンズ９が配置され
ている。照明レンズ９は、マスク１０上にビーム成形開
口４を結像させる。
グ偏向器５が配置されている。同偏向器５は、照明ビー
ムを偏向させてブランキング開口７の非開口部に当て、
ビームがマスク１０に当たらないようにする。これは感
応基板へのビーム照射をＯＮ／ＯＦＦ制御するために用
いる。ブランキング開口７の下には、照明ビーム偏向器
８が配置されている。この偏向器８は、主に照明ビーム
を図３の左右方向（Ｘ方向）に順次走査して、照明光学
系の視野内にあるマスク１０の各サブフィールドの照明
を行う。偏向器８の下方には、照明レンズ９が配置され
ている。照明レンズ９は、マスク１０上にビーム成形開
口４を結像させる。
【０００８】マスク１０は、図３では光軸上の１サブフ
ィールドのみが示されているが、実際には（図４を参照
しつつ後述）光軸垂直面内（Ｘ−Ｙ面）に広がっており
多数のサブフィールドを有する。マスク１０上には、全
体として一個の半導体デバイスチップをなすパターン
（デバイスパターン）が形成されている。
ィールドのみが示されているが、実際には（図４を参照
しつつ後述）光軸垂直面内（Ｘ−Ｙ面）に広がっており
多数のサブフィールドを有する。マスク１０上には、全
体として一個の半導体デバイスチップをなすパターン
（デバイスパターン）が形成されている。
【０００９】照明光学系の視野内で各サブフィールドを
照明するため、上述のように偏向器８で電子ビームを偏
向することができる。マスク１０は、ＸＹ方向に移動可
能なマスクステージ１１上に載置されており、照明光学
系の視野を越えて各サブフィールドを照明することがで
きる。マスクステージ１１には、レーザ干渉計を用いた
位置検出器１２が付設されており、マスクステージ１１
の位置をリアルタイムで正確に把握することができる。
照明するため、上述のように偏向器８で電子ビームを偏
向することができる。マスク１０は、ＸＹ方向に移動可
能なマスクステージ１１上に載置されており、照明光学
系の視野を越えて各サブフィールドを照明することがで
きる。マスクステージ１１には、レーザ干渉計を用いた
位置検出器１２が付設されており、マスクステージ１１
の位置をリアルタイムで正確に把握することができる。
【００１０】マスク１０の下方には投影レンズ１５及び
１９並びに偏向器１６が設けられている。ここではレン
ズ１５と１９はＳＭＤレンズ（Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｍ
ａｇｎｅｔｉｃ Ｄｏｕｂｌｅｔ）を構成している。そ
して、マスク１０のあるサブフィールドに照明ビームが
当てられ、マスク１０を通過した電子ビームは、投影レ
ンズ１５、１９、偏向器１６によって縮小されるととも
に偏向されてウエハ２３上の所定の位置に結像される。
投影レンズ１５、１９及び偏向器１６の詳しい作用につ
いては、図５を参照して後述する。ウエハ２３上には、
適当なレジストが塗布されており、レジストに電子ビー
ムのドーズが与えられ、マスク上のパターンが縮小され
てウエハ２３上に転写される。
１９並びに偏向器１６が設けられている。ここではレン
ズ１５と１９はＳＭＤレンズ（Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｍ
ａｇｎｅｔｉｃ Ｄｏｕｂｌｅｔ）を構成している。そ
して、マスク１０のあるサブフィールドに照明ビームが
当てられ、マスク１０を通過した電子ビームは、投影レ
ンズ１５、１９、偏向器１６によって縮小されるととも
に偏向されてウエハ２３上の所定の位置に結像される。
投影レンズ１５、１９及び偏向器１６の詳しい作用につ
いては、図５を参照して後述する。ウエハ２３上には、
適当なレジストが塗布されており、レジストに電子ビー
ムのドーズが与えられ、マスク上のパターンが縮小され
てウエハ２３上に転写される。
【００１１】なお、マスク１０とウエハ２３の間を縮小
率比で略内分する点にクロスオーバー像C.O.が形成さ
れ、同クロスオーバー像位置にはコントラスト開口１８
が設けられている。同開口１８は、マスク１０の非パタ
ーン部で散乱された電子ビームがウエハ２３に到達しな
いよう遮断する。
率比で略内分する点にクロスオーバー像C.O.が形成さ
れ、同クロスオーバー像位置にはコントラスト開口１８
が設けられている。同開口１８は、マスク１０の非パタ
ーン部で散乱された電子ビームがウエハ２３に到達しな
いよう遮断する。
【００１２】ウエハ２３の真上には反射電子検出器２２
が配置されている。この反射電子検出器２２は、ウエハ
２３の被露光面で反射される電子の量を検出する。マス
ク１０上のマークパターンで形成したビームでウエハ２
３上のマークを走査しながら照射し、その際マークから
の反射電子を検出することにより、マスク１０と２３の
相対的位置関係を知ることができる。
が配置されている。この反射電子検出器２２は、ウエハ
２３の被露光面で反射される電子の量を検出する。マス
ク１０上のマークパターンで形成したビームでウエハ２
３上のマークを走査しながら照射し、その際マークから
の反射電子を検出することにより、マスク１０と２３の
相対的位置関係を知ることができる。
【００１３】ウエハ２３は、静電チャック（図示され
ず）を介して、ＸＹ方向に移動可能なウエハステージ２
４上に載置されている。投影光学系からＳＭＤレンズで
構成されている場合、上記マスクステージ１１とウエハ
ステージ２４とを、互いに逆の方向に同期走査すること
により、デバイスパターン内で多数配列されたサブフィ
ールドを順次露光することができる。なお、ウエハステ
ージ２４にも、上述のマスクステージ１１と同様に位置
検出器２５が装備されている。
ず）を介して、ＸＹ方向に移動可能なウエハステージ２
４上に載置されている。投影光学系からＳＭＤレンズで
構成されている場合、上記マスクステージ１１とウエハ
ステージ２４とを、互いに逆の方向に同期走査すること
により、デバイスパターン内で多数配列されたサブフィ
ールドを順次露光することができる。なお、ウエハステ
ージ２４にも、上述のマスクステージ１１と同様に位置
検出器２５が装備されている。
【００１４】上記各レンズ２、３、９、１５、１９及び
各偏向器５、８、１６は、各々のコイル電源制御部２
ａ、３ａ、９ａ、１５ａ、１９ａ及び５ａ、８ａ、１６
ａを介してコントローラ３１によりコントロールされ
る。また、マスクステージ１１及びウエハステージ２４
も、ステージ制御部１１ａ、２４ａを介して、制御部３
１によりコントロールされる。ステージ位置検出器１
２、２５は、アンプ、Ａ／Ｄ変換器等を含むインターフ
ェース１２ａ、２５ａを介してコントローラ３１に信号
を送る。また、反射電子検出器２２も同様のインターフ
ェース２２等を介してコントローラ３１に信号を送る。
各偏向器５、８、１６は、各々のコイル電源制御部２
ａ、３ａ、９ａ、１５ａ、１９ａ及び５ａ、８ａ、１６
ａを介してコントローラ３１によりコントロールされ
る。また、マスクステージ１１及びウエハステージ２４
も、ステージ制御部１１ａ、２４ａを介して、制御部３
１によりコントロールされる。ステージ位置検出器１
２、２５は、アンプ、Ａ／Ｄ変換器等を含むインターフ
ェース１２ａ、２５ａを介してコントローラ３１に信号
を送る。また、反射電子検出器２２も同様のインターフ
ェース２２等を介してコントローラ３１に信号を送る。
【００１５】コントローラ３１は、ステージ位置の制御
誤差を把握し、その誤差を偏向器１６で補正する。これ
により、ウエハ２３上でマスク１０上のサブフィールド
の縮小像が正確に繋ぎ合わされ、マスク上のデバイスパ
ターン全体がウエハ上に転写される。なお、ステージ位
置誤差補正の詳細については後述する。
誤差を把握し、その誤差を偏向器１６で補正する。これ
により、ウエハ２３上でマスク１０上のサブフィールド
の縮小像が正確に繋ぎ合わされ、マスク上のデバイスパ
ターン全体がウエハ上に転写される。なお、ステージ位
置誤差補正の詳細については後述する。
【００１６】次に、分割転写方式の電子ビーム投影露光
に用いられるマスクの詳細例について、図４を用いて説
明する。図４は、電子ビーム投影露光用のマスクの構成
例を模式的に示す図である。（Ａ）は全体の平面図であ
り、（Ｂ）は一部の斜視図であり、（Ｃ）は一つの小メ
ンブレイン領域の平面図である。このようなマスクは、
例えばシリコンウエハに電子ビーム描画・エッチングを
行うことにより製作できる。
に用いられるマスクの詳細例について、図４を用いて説
明する。図４は、電子ビーム投影露光用のマスクの構成
例を模式的に示す図である。（Ａ）は全体の平面図であ
り、（Ｂ）は一部の斜視図であり、（Ｃ）は一つの小メ
ンブレイン領域の平面図である。このようなマスクは、
例えばシリコンウエハに電子ビーム描画・エッチングを
行うことにより製作できる。
【００１７】図４（Ａ）には、マスク１０における全体
のパターン分割配置状態が示されている。同図中に多数
の正方形４１で示されている領域が、一つのサブフィー
ルドに対応したパターン領域を含む小メンブレイン領域
（厚さ０．１μm 〜数μm ）である。図４（Ｃ）に示す
ように、小メンブレイン領域４１は、中央部のパターン
領域（サブフィールド）４２と、その周囲の額縁状の非
パターン領域（スカート４３）とからなる。サブフィー
ルド４２は転写すべきパターンの形成された部分であ
る。スカート４３はパターンの形成されてない部分であ
り、照明ビームの縁の部分が当たる。
のパターン分割配置状態が示されている。同図中に多数
の正方形４１で示されている領域が、一つのサブフィー
ルドに対応したパターン領域を含む小メンブレイン領域
（厚さ０．１μm 〜数μm ）である。図４（Ｃ）に示す
ように、小メンブレイン領域４１は、中央部のパターン
領域（サブフィールド）４２と、その周囲の額縁状の非
パターン領域（スカート４３）とからなる。サブフィー
ルド４２は転写すべきパターンの形成された部分であ
る。スカート４３はパターンの形成されてない部分であ
り、照明ビームの縁の部分が当たる。
【００１８】一つのサブフィールド４２は、現在検討さ
れているところでは、マスク上で０．５〜５mm角程度の
大きさを有する。このサブフィールドがウエハ上に縮小
投影された投影像の領域の大きさは、縮小率１／５とし
て０．１〜１mm角である。小メンブレイン領域４１の周
囲の直交する格子状のグリレージと呼ばれる部分４５
は、メンブレインの機械強度を保つための、厚さ０．５
〜１mm程度の梁である。グリレージ４５の幅は０．１mm
程度である。なお、スカート４３の幅は０．０５mm程度
である。一つの偏向帯内における隣り合うサブフィール
ド間に、スカートやグリレージのような非パターン領域
を設けない方式も検討されている。
れているところでは、マスク上で０．５〜５mm角程度の
大きさを有する。このサブフィールドがウエハ上に縮小
投影された投影像の領域の大きさは、縮小率１／５とし
て０．１〜１mm角である。小メンブレイン領域４１の周
囲の直交する格子状のグリレージと呼ばれる部分４５
は、メンブレインの機械強度を保つための、厚さ０．５
〜１mm程度の梁である。グリレージ４５の幅は０．１mm
程度である。なお、スカート４３の幅は０．０５mm程度
である。一つの偏向帯内における隣り合うサブフィール
ド間に、スカートやグリレージのような非パターン領域
を設けない方式も検討されている。
【００１９】図４（Ａ）に示すように、図の横方向（Ｘ
方向）に多数の小メンブレイン領域４１が並んで一つの
グループ（偏向帯４４）をなし、そのような偏向帯４４
が図の縦方向（Ｙ方向）に多数並んで１つのストライプ
４９を形成している。ストライプ４９の幅は電子ビーム
光学系の偏向可能視野の大きさに対応している。ストラ
イプ４９は、Ｘ方向に並列に複数存在する。隣り合うス
トライプ４９の間にストラット４７として示されている
幅の太い梁は、マスク全体のたわみを小さく保つための
ものである。ストラット４７はグリレージと一体で、厚
さ０．５〜１mm程度であり、幅は数mmである。
方向）に多数の小メンブレイン領域４１が並んで一つの
グループ（偏向帯４４）をなし、そのような偏向帯４４
が図の縦方向（Ｙ方向）に多数並んで１つのストライプ
４９を形成している。ストライプ４９の幅は電子ビーム
光学系の偏向可能視野の大きさに対応している。ストラ
イプ４９は、Ｘ方向に並列に複数存在する。隣り合うス
トライプ４９の間にストラット４７として示されている
幅の太い梁は、マスク全体のたわみを小さく保つための
ものである。ストラット４７はグリレージと一体で、厚
さ０．５〜１mm程度であり、幅は数mmである。
【００２０】現在有力と考えられている方式によれば、
投影露光の際に１つのストライプ４９内のＸ方向のサブ
フィールド４２の列（偏向帯４４）は電子ビーム偏向に
より順次露光される。一方、ストライプ４９内のＹ方向
の列は、連続ステージ走査により順次露光される。隣の
ストライプ４９に進む際はステージを間欠的に送る。投
影露光の際、ウエハ上では、スカートやグリレージ等の
非パターン領域は消去され、各サブフィールドのパター
ンがチップ全体で繋ぎ合わせされる。
投影露光の際に１つのストライプ４９内のＸ方向のサブ
フィールド４２の列（偏向帯４４）は電子ビーム偏向に
より順次露光される。一方、ストライプ４９内のＹ方向
の列は、連続ステージ走査により順次露光される。隣の
ストライプ４９に進む際はステージを間欠的に送る。投
影露光の際、ウエハ上では、スカートやグリレージ等の
非パターン領域は消去され、各サブフィールドのパター
ンがチップ全体で繋ぎ合わせされる。
【００２１】図５は、マスクからウエハへのパターン転
写の様子を模式的に示す斜視図である。図の上部にマス
ク１０上の１つのストライプ４９が示されている。スト
ライプ４９には上述のように多数のサブフィールド４２
（スカートについては図示省略）及びグリレージ４５が
形成されている。図の下部には、マスク１０と対向する
ウエハ２３が示されている。
写の様子を模式的に示す斜視図である。図の上部にマス
ク１０上の１つのストライプ４９が示されている。スト
ライプ４９には上述のように多数のサブフィールド４２
（スカートについては図示省略）及びグリレージ４５が
形成されている。図の下部には、マスク１０と対向する
ウエハ２３が示されている。
【００２２】この図では、マスク上のストライプ４９の
一番手前左隅のサブフィールド４２−１が上方からの照
明ビームＩＢにより照明されている。そして、サブフィ
ールド４２を通過したパターンビームＰＢが２段の投影
レンズと偏向器（図３参照）の作用によりウエハ２３上
の所定の領域（サブフィールド）５２−１に縮小投影さ
れている。
一番手前左隅のサブフィールド４２−１が上方からの照
明ビームＩＢにより照明されている。そして、サブフィ
ールド４２を通過したパターンビームＰＢが２段の投影
レンズと偏向器（図３参照）の作用によりウエハ２３上
の所定の領域（サブフィールド）５２−１に縮小投影さ
れている。
【００２３】ウエハ２３に対するパターン像の転写位置
は、マスク１０とウエハ２３との間の光路中に設けられ
た偏向器（図３の符号１６）により、各パターン小領域
４２に対応する被転写小領域５２が互いに接するように
調整される。すなわち、パターン小領域４２を通過した
パターンビームＰＢを第１投影レンズ及び第２投影レン
ズでウエハ２３上に集束させるだけでは、マスク１０の
パターン小領域４２のみならずグリレージ４５（さらに
スカート）の像までも所定の縮小率で転写され、非パタ
ーン領域に相当する無露光領域が各領域５２の間に生じ
る。そのため、非パターン領域の幅に相当する分だけパ
ターン像の転写位置をずらしている。なお、図３の符号
１６の偏向器以外に（あるいは兼用して）レンズ軸移動
用の偏向器を設けることもある。
は、マスク１０とウエハ２３との間の光路中に設けられ
た偏向器（図３の符号１６）により、各パターン小領域
４２に対応する被転写小領域５２が互いに接するように
調整される。すなわち、パターン小領域４２を通過した
パターンビームＰＢを第１投影レンズ及び第２投影レン
ズでウエハ２３上に集束させるだけでは、マスク１０の
パターン小領域４２のみならずグリレージ４５（さらに
スカート）の像までも所定の縮小率で転写され、非パタ
ーン領域に相当する無露光領域が各領域５２の間に生じ
る。そのため、非パターン領域の幅に相当する分だけパ
ターン像の転写位置をずらしている。なお、図３の符号
１６の偏向器以外に（あるいは兼用して）レンズ軸移動
用の偏向器を設けることもある。
【００２４】
【発明が解決しようするする課題】上記のような広い偏
向フィールドをもつ露光装置においては、大偏向しても
光学収差が増大しないよう電磁偏向器を用いるのが一般
的である。電磁レンズの場と電磁偏向器の場とで収差の
小さい系を構成し、結果的に偏向範囲を広くとれるよう
にする方法がよく使用される（ＭＯＬ、ＶＡＬ、ＶＡＩ
Ｌ等）。
向フィールドをもつ露光装置においては、大偏向しても
光学収差が増大しないよう電磁偏向器を用いるのが一般
的である。電磁レンズの場と電磁偏向器の場とで収差の
小さい系を構成し、結果的に偏向範囲を広くとれるよう
にする方法がよく使用される（ＭＯＬ、ＶＡＬ、ＶＡＩ
Ｌ等）。
【００２５】ところで、電磁偏向器は収差補正器の役目
も果たすというメリットがある反面、ヒステリシスや渦
電流等の影響で応答が遅い。荷電ビーム露光装置におい
ては、マスク又はウエハを載置した移動ステージの位置
誤差をビーム偏向器にフィードバックして誤差補正を行
う。特に連続移動ステージを用いた場合や、高加速・高
速対応のためステージを軽量化したような場合は、ステ
ージ系の固有振動数が高めになるので、偏向器の高速の
応答が必要となる。
も果たすというメリットがある反面、ヒステリシスや渦
電流等の影響で応答が遅い。荷電ビーム露光装置におい
ては、マスク又はウエハを載置した移動ステージの位置
誤差をビーム偏向器にフィードバックして誤差補正を行
う。特に連続移動ステージを用いた場合や、高加速・高
速対応のためステージを軽量化したような場合は、ステ
ージ系の固有振動数が高めになるので、偏向器の高速の
応答が必要となる。
【００２６】前述のように、荷電ビーム露光装置におい
て高スループットを達成するためには、連続移動ステー
ジや高加速・高速対応の軽いステージが必要になってい
る。それにもかかわらず電磁偏向器のみで位置補正する
のは、応答速度・精度が十分でない。通常、電磁偏向器
の応答速度は数１０micro sec 以上である。なお、ここ
でいう偏向器の応答速度とは、ある整定状態から次の整
定状態へ移行する時間のことである。
て高スループットを達成するためには、連続移動ステー
ジや高加速・高速対応の軽いステージが必要になってい
る。それにもかかわらず電磁偏向器のみで位置補正する
のは、応答速度・精度が十分でない。通常、電磁偏向器
の応答速度は数１０micro sec 以上である。なお、ここ
でいう偏向器の応答速度とは、ある整定状態から次の整
定状態へ移行する時間のことである。
【００２７】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、偏向器を用いることによって転写範囲を広
くとった荷電粒子ビーム露光装置において、マスクステ
ージやウエハステージの理想位置からの位置誤差を高速
で位置補正することが可能な荷電粒子ビーム露光装置を
提供することを目的とする。
れたもので、偏向器を用いることによって転写範囲を広
くとった荷電粒子ビーム露光装置において、マスクステ
ージやウエハステージの理想位置からの位置誤差を高速
で位置補正することが可能な荷電粒子ビーム露光装置を
提供することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】上
記課題を解決するため、本発明の第１態様の荷電粒子ビ
ーム露光装置は、感応基板上に転写すべきパターン（デ
バイスパターン）を有するマスクを荷電粒子ビーム（照
明ビーム）で照明する照明光学系と、マスクを載置する
マスクステージと、マスクを通過した荷電粒子ビーム
（パターンビーム）を感応基板上の被露光面に投影結像
させる投影光学系と、感応基板を載置する感応基板ステ
ージと、を備える荷電粒子ビーム露光装置であって上記
投影光学系に、被露光面での転写範囲を広くとるために
作用する電磁偏向器を具備するとともに、上記感応基板
ステージ及びマスクステージの両方またはいずれか一方
のステージ位置誤差を、上記パターンビームを偏向させ
て被露光面上のパターン転写位置を調整することにより
補正するための静電偏向器を具備することを特徴とす
る。
記課題を解決するため、本発明の第１態様の荷電粒子ビ
ーム露光装置は、感応基板上に転写すべきパターン（デ
バイスパターン）を有するマスクを荷電粒子ビーム（照
明ビーム）で照明する照明光学系と、マスクを載置する
マスクステージと、マスクを通過した荷電粒子ビーム
（パターンビーム）を感応基板上の被露光面に投影結像
させる投影光学系と、感応基板を載置する感応基板ステ
ージと、を備える荷電粒子ビーム露光装置であって上記
投影光学系に、被露光面での転写範囲を広くとるために
作用する電磁偏向器を具備するとともに、上記感応基板
ステージ及びマスクステージの両方またはいずれか一方
のステージ位置誤差を、上記パターンビームを偏向させ
て被露光面上のパターン転写位置を調整することにより
補正するための静電偏向器を具備することを特徴とす
る。
【００２９】また、第２態様の荷電粒子ビーム露光装置
は、感応基板上に転写すべきパターン（デバイスパター
ン）を有するマスクを荷電粒子ビーム（照明ビーム）で
照明する照明光学系と、マスクを載置するマスクステー
ジと、マスクを通過した荷電粒子ビーム（パターンビー
ム）を感応基板上の被露光面に投影結像させる投影光学
系と、感応基板を載置する感応基板ステージと、を備
え、上記マスク上において上記パターンは小領域に分割
されており、上記照明ビームをマスクよりも上流で偏向
して特定のパターン小領域を照明し、そのパターン小領
域の像を被露光面上に投影結像させて転写し、被露光面
上では上記パターン小領域の像を互いにつなげて配列す
ることにより上記デバイスパターン全体を形成する荷電
粒子ビーム露光装置であって上記感応基板ステージ及び
マスクステージの両方またはいずれか一方のステージ位
置誤差を、上記パターンビームを偏向させて被露光面上
のパターン転写位置を調整することにより補正するため
の静電偏向器を具備することを特徴とする。
は、感応基板上に転写すべきパターン（デバイスパター
ン）を有するマスクを荷電粒子ビーム（照明ビーム）で
照明する照明光学系と、マスクを載置するマスクステー
ジと、マスクを通過した荷電粒子ビーム（パターンビー
ム）を感応基板上の被露光面に投影結像させる投影光学
系と、感応基板を載置する感応基板ステージと、を備
え、上記マスク上において上記パターンは小領域に分割
されており、上記照明ビームをマスクよりも上流で偏向
して特定のパターン小領域を照明し、そのパターン小領
域の像を被露光面上に投影結像させて転写し、被露光面
上では上記パターン小領域の像を互いにつなげて配列す
ることにより上記デバイスパターン全体を形成する荷電
粒子ビーム露光装置であって上記感応基板ステージ及び
マスクステージの両方またはいずれか一方のステージ位
置誤差を、上記パターンビームを偏向させて被露光面上
のパターン転写位置を調整することにより補正するため
の静電偏向器を具備することを特徴とする。
【００３０】マスクを搭載した移動ステージやウエハを
搭載した移動ステージの制御目標位置からの位置誤差
を、静電偏向器の偏向量にフィードバックしてウエハ上
のパターン像転写位置を補正する。静電偏向器の応答速
度は非常に早く、それを駆動する D/A Converterやアン
プの応答にもよるが、応答速度は通常１micro sec 以下
である。したがって、ステージの早い予想外の動きに対
応して、精度よく位置補正できる。
搭載した移動ステージの制御目標位置からの位置誤差
を、静電偏向器の偏向量にフィードバックしてウエハ上
のパターン像転写位置を補正する。静電偏向器の応答速
度は非常に早く、それを駆動する D/A Converterやアン
プの応答にもよるが、応答速度は通常１micro sec 以下
である。したがって、ステージの早い予想外の動きに対
応して、精度よく位置補正できる。
【００３１】本発明の荷電粒子ビーム露光装置において
は、上記感応基板ステージが連続移動しながら露光（シ
ョット）を行い、ショット中の転写位置補正も上記静電
偏向器で行うことが好ましい。連続移動ステージを用い
た場合は、ショット中もその転写位置を補正しなければ
ならないが、この補正も同時に上記静電偏向器で行うよ
うにすると、同じように精度よく補正できる。
は、上記感応基板ステージが連続移動しながら露光（シ
ョット）を行い、ショット中の転写位置補正も上記静電
偏向器で行うことが好ましい。連続移動ステージを用い
た場合は、ショット中もその転写位置を補正しなければ
ならないが、この補正も同時に上記静電偏向器で行うよ
うにすると、同じように精度よく補正できる。
【００３２】また、上記静電偏向器をマーク検出のため
にも用いることが好ましい。マスクやウエハのアライメ
ントや電子光学系のキャリブレーションのために、荷電
粒子ビームを走査してマーク検出を行うが、これも同じ
静電偏向器を用いることにより高速でアライメントやキ
ャリブレーションを行うことができる。
にも用いることが好ましい。マスクやウエハのアライメ
ントや電子光学系のキャリブレーションのために、荷電
粒子ビームを走査してマーク検出を行うが、これも同じ
静電偏向器を用いることにより高速でアライメントやキ
ャリブレーションを行うことができる。
【００３３】以下、図面を参照しつつ説明する。図１
は、本発明の１実施例に係る電子ビーム露光装置のマス
クステージ、投影光学系、ウエハステージの詳細を模式
的に示す図である。なお、この実施例の投影光学系の二
段のレンズ１５、１９は、いわゆるＳＭＤ（Symmetric
MagneticDoublet）の条件を満たす。
は、本発明の１実施例に係る電子ビーム露光装置のマス
クステージ、投影光学系、ウエハステージの詳細を模式
的に示す図である。なお、この実施例の投影光学系の二
段のレンズ１５、１９は、いわゆるＳＭＤ（Symmetric
MagneticDoublet）の条件を満たす。
【００３４】マスク１０は、マスクステージ１１上に載
置される。マスクステージ１１には反射鏡１１ｂが取り
付けられている。マスクステージ位置検出器（レーザ干
渉計）１２は、レーザ光線ＬＢ１をこの反射鏡１１ｂに
照射し、その反射光を受光することによりマスクステー
ジ１１の位置を測定する。図にはこのマスクステージ位
置検出器１２は１セットしか図示されていないが、水平
方向に離れた２つの平行する位置にそれぞれ平行に設置
されており、これら２つの位置検出器により、マスクス
テージ１１の位置を２個所で測定することによって、マ
スクステージ１１の回転も測定できるようになってい
る。位置検出器１２は、Ｘ軸、Ｙ軸方向の各々に設けら
れている。
置される。マスクステージ１１には反射鏡１１ｂが取り
付けられている。マスクステージ位置検出器（レーザ干
渉計）１２は、レーザ光線ＬＢ１をこの反射鏡１１ｂに
照射し、その反射光を受光することによりマスクステー
ジ１１の位置を測定する。図にはこのマスクステージ位
置検出器１２は１セットしか図示されていないが、水平
方向に離れた２つの平行する位置にそれぞれ平行に設置
されており、これら２つの位置検出器により、マスクス
テージ１１の位置を２個所で測定することによって、マ
スクステージ１１の回転も測定できるようになってい
る。位置検出器１２は、Ｘ軸、Ｙ軸方向の各々に設けら
れている。
【００３５】このマスクステージ１１には、マスク１０
のＺ方向位置（高さ）を検出する計器も設けられてい
る。すなわち、レーザ光源１３からレーザ光線ＬＢ２を
マスク１０の下面に照射し、その反射光をマスク高さセ
ンサ１４で受光することによりマスク１０のＺ方向位置
（高さ）が測定される。この高さ検出器は、いわゆる斜
入射式の高さ検出器である。各マスク位置測定装置１
２、１４により測定されたマスク位置は、インターフェ
ース１２ａ、１４ａを介して、コントローラ３１に入力
される。
のＺ方向位置（高さ）を検出する計器も設けられてい
る。すなわち、レーザ光源１３からレーザ光線ＬＢ２を
マスク１０の下面に照射し、その反射光をマスク高さセ
ンサ１４で受光することによりマスク１０のＺ方向位置
（高さ）が測定される。この高さ検出器は、いわゆる斜
入射式の高さ検出器である。各マスク位置測定装置１
２、１４により測定されたマスク位置は、インターフェ
ース１２ａ、１４ａを介して、コントローラ３１に入力
される。
【００３６】マスクステージ１１は、マスクステージ駆
動用モータ１１ｃ（リニアモータ等）により駆動され
る。図にはモータが１個しか示されていないが、実際に
はモータ１１ｃは、Ｘ軸用、Ｙ軸用、Ｚ軸（高さ方向）
用、回転用の４個が設置されている。これらのマスクス
テージ駆動用モータ１１ｃは、ステージ制御部１１ａを
介してコントローラ３１の指令により駆動され、マスク
１０を上記４軸方向に移動することができる。
動用モータ１１ｃ（リニアモータ等）により駆動され
る。図にはモータが１個しか示されていないが、実際に
はモータ１１ｃは、Ｘ軸用、Ｙ軸用、Ｚ軸（高さ方向）
用、回転用の４個が設置されている。これらのマスクス
テージ駆動用モータ１１ｃは、ステージ制御部１１ａを
介してコントローラ３１の指令により駆動され、マスク
１０を上記４軸方向に移動することができる。
【００３７】ウエハ２３はウエハステージ２４上に載置
される。ウエハ２３及びウエハステージ２４について
も、マスク１０及びマスクステージ１１同様にＸ、Ｙ及
びＺ方向の位置検出器２５、２８、２９が設置されてい
る。また、ウエハステージ２４には、マスクステージ１
１同様に、Ｘ、Ｙ、Ｚ及び回転の４軸方向のモータが設
けられており、ウエハを該４軸方向に移動させることが
できる。
される。ウエハ２３及びウエハステージ２４について
も、マスク１０及びマスクステージ１１同様にＸ、Ｙ及
びＺ方向の位置検出器２５、２８、２９が設置されてい
る。また、ウエハステージ２４には、マスクステージ１
１同様に、Ｘ、Ｙ、Ｚ及び回転の４軸方向のモータが設
けられており、ウエハを該４軸方向に移動させることが
できる。
【００３８】各投影レンズ１５、１９は、磁極１５及び
励磁コイル１５ｂを有する。各投影レンズ１５、１９の
内周部には、補助レンズ１７、２１及び電磁偏向器１
６、２０が配置されている。補助レンズ１７、２１は、
パターン像の焦点、回転、倍率等を調整する。電磁偏向
器１６、２０は、投影光学系の収差を低減するととも
に、マスク像からストラット像やスカート像の除去を行
う。各投影レンズ１５、１９及び補助レンズ１７、２１
並びに電磁偏向器１６、２０は、各コイル電源１５ａ、
１９ａ、１７ａ、２１ａ、１６ａ、２０ａを介してコン
トローラ３１によりコントロールされる。
励磁コイル１５ｂを有する。各投影レンズ１５、１９の
内周部には、補助レンズ１７、２１及び電磁偏向器１
６、２０が配置されている。補助レンズ１７、２１は、
パターン像の焦点、回転、倍率等を調整する。電磁偏向
器１６、２０は、投影光学系の収差を低減するととも
に、マスク像からストラット像やスカート像の除去を行
う。各投影レンズ１５、１９及び補助レンズ１７、２１
並びに電磁偏向器１６、２０は、各コイル電源１５ａ、
１９ａ、１７ａ、２１ａ、１６ａ、２０ａを介してコン
トローラ３１によりコントロールされる。
【００３９】２段目投影レンズ１９の内周部の補助レン
ズ２１や電磁偏向器２０の内側には、静電偏向器３０が
配置されている。静電偏向器３０は、光軸を挟んでＸ方
向及びＹ方向に対向する２枚組の電極板を計２セット有
する。これらの電極板の間に電界を形成して電子ビーム
を偏向させる。静電偏向器３０は制御電源３０ａを介し
てコントローラ３１によりコントロールされる。
ズ２１や電磁偏向器２０の内側には、静電偏向器３０が
配置されている。静電偏向器３０は、光軸を挟んでＸ方
向及びＹ方向に対向する２枚組の電極板を計２セット有
する。これらの電極板の間に電界を形成して電子ビーム
を偏向させる。静電偏向器３０は制御電源３０ａを介し
てコントローラ３１によりコントロールされる。
【００４０】反射電子検出器２２は、ウエハ２３に設け
られた位置検出用マーク（アライメント測定用マーク）
からの反射電子を検出し、それによりマークの位置を検
出する。これによって、投影光学系のある条件下におけ
るマスク１０（あるいはマスク上のパターンの投影像）
とウエハ２３との相対的位置関係を把握することができ
る。
られた位置検出用マーク（アライメント測定用マーク）
からの反射電子を検出し、それによりマークの位置を検
出する。これによって、投影光学系のある条件下におけ
るマスク１０（あるいはマスク上のパターンの投影像）
とウエハ２３との相対的位置関係を把握することができ
る。
【００４１】この電子ビーム露光装置では、像水平方向
位置ずれ、回転ずれ、焦点ずれを補正するためには、マ
スクステージ１１の位置を変更する、ウエハステージ２
４の位置を変更する、偏向器１６、２０、３０、像調整
用レンズ１７、２１を駆動する等によって行う。ステー
ジ位置の変更により補正するのは、補正可能範囲は広い
が応答が遅い、像補正レンズ及び偏向器制御装置により
補正するのは、補正範囲は狭いが応答が速い。特に、静
電偏向器３０を用いる像位置調整は応答速度が速い。こ
れらの補正方式の特徴を生かして、これらを組み合わせ
て像の補正を行うことができる。
位置ずれ、回転ずれ、焦点ずれを補正するためには、マ
スクステージ１１の位置を変更する、ウエハステージ２
４の位置を変更する、偏向器１６、２０、３０、像調整
用レンズ１７、２１を駆動する等によって行う。ステー
ジ位置の変更により補正するのは、補正可能範囲は広い
が応答が遅い、像補正レンズ及び偏向器制御装置により
補正するのは、補正範囲は狭いが応答が速い。特に、静
電偏向器３０を用いる像位置調整は応答速度が速い。こ
れらの補正方式の特徴を生かして、これらを組み合わせ
て像の補正を行うことができる。
【００４２】図２は、本発明の１実施例に係る電子ビー
ム露光装置におけるステージ位置誤差補正の基本的な考
え方を説明するための図である。図中の符号ＰＳは投影
光学系の意味である。他の符号は、図１のものと同じで
ある。
ム露光装置におけるステージ位置誤差補正の基本的な考
え方を説明するための図である。図中の符号ＰＳは投影
光学系の意味である。他の符号は、図１のものと同じで
ある。
【００４３】マスク像は、縮小率１／Ｍでウエハ面上に
投影されるものとする。あるパターン小領域をショット
（露光）している時の実際のマスクステージ位置を、
PM, actualとする。ショットすべき理想位置を、PM, id
eal とすると、誤差は、 △PM = PM, actual - PM, ideal となる。
投影されるものとする。あるパターン小領域をショット
（露光）している時の実際のマスクステージ位置を、
PM, actualとする。ショットすべき理想位置を、PM, id
eal とすると、誤差は、 △PM = PM, actual - PM, ideal となる。
【００４４】同様に、ウエハ側の実際の位置、理想位
置、誤差は、 △PW = PW, actual - PW, ideal となる。マスク側の誤差は投影レンズにより１／Ｍに縮
小されるので、この誤差は、ウエハ上では（１／Ｍ）×
△PMとなる。
置、誤差は、 △PW = PW, actual - PW, ideal となる。マスク側の誤差は投影レンズにより１／Ｍに縮
小されるので、この誤差は、ウエハ上では（１／Ｍ）×
△PMとなる。
【００４５】１つの静電偏向器で両者の誤差を補正する
ことができるが、ウエハ面側で見て△PM／Ｍ +△PWの分
を補正するようにする。したがって、補正分としては、
−（△PM／Ｍ +△PW) である。また、位置誤差があると
その分電子ビームの軌道が違うので歪が理想位置の場合
とは異なるはずである。これはマスク側、ウエハ側両方
についていえる。そこで、マスク側、ウエハ側それぞれ
の位置誤差に応じた歪補正分を加えて、以下を静電偏向
器へ出力する。 −（△PM／Ｍ +△PW) + PM, distortion + PW, distor
tion なお、マスク側、ウエハ側の座標軸の取り方によって＋
／−方向性は異なる。
ことができるが、ウエハ面側で見て△PM／Ｍ +△PWの分
を補正するようにする。したがって、補正分としては、
−（△PM／Ｍ +△PW) である。また、位置誤差があると
その分電子ビームの軌道が違うので歪が理想位置の場合
とは異なるはずである。これはマスク側、ウエハ側両方
についていえる。そこで、マスク側、ウエハ側それぞれ
の位置誤差に応じた歪補正分を加えて、以下を静電偏向
器へ出力する。 −（△PM／Ｍ +△PW) + PM, distortion + PW, distor
tion なお、マスク側、ウエハ側の座標軸の取り方によって＋
／−方向性は異なる。
【００４６】この実施例では、感応基板ステージの位置
誤差及びマスクステージの位置誤差を、一台の静電偏向
器で被露光面上のパターン転写位置を調整することによ
り補正できるので、静電偏向器を設置するためのレンズ
内スペースが小さくて済む、静電偏向器を駆動するアン
プが一組で済む等の効果がある。
誤差及びマスクステージの位置誤差を、一台の静電偏向
器で被露光面上のパターン転写位置を調整することによ
り補正できるので、静電偏向器を設置するためのレンズ
内スペースが小さくて済む、静電偏向器を駆動するアン
プが一組で済む等の効果がある。
【００４７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、電磁偏向器を用いることによって転写範囲を
広くとった荷電粒子ビーム露光装置において、マスクス
テージやウエハステージの理想位置からの位置誤差を高
速で高精度に位置補正することが可能な荷電粒子ビーム
露光装置を提供できる。
によれば、電磁偏向器を用いることによって転写範囲を
広くとった荷電粒子ビーム露光装置において、マスクス
テージやウエハステージの理想位置からの位置誤差を高
速で高精度に位置補正することが可能な荷電粒子ビーム
露光装置を提供できる。
【図１】本発明の１実施例に係る電子ビーム露光装置の
マスクステージ、投影光学系、ウエハステージの詳細を
模式的に示す図である。
マスクステージ、投影光学系、ウエハステージの詳細を
模式的に示す図である。
【図２】本発明の１実施例に係る電子ビーム露光装置に
おけるステージ位置誤差補正の基本的な考え方を説明す
るための図である。
おけるステージ位置誤差補正の基本的な考え方を説明す
るための図である。
【図３】分割転写方式の電子ビーム投影露光装置の光学
系全体における結像関係及び制御系の概要を示す図であ
る。
系全体における結像関係及び制御系の概要を示す図であ
る。
【図４】電子ビーム投影露光用のマスクの構成例を模式
的に示す図である。（Ａ）は全体の平面図であり、
（Ｂ）は一部の斜視図であり、（Ｃ）は一つの小メンブ
レイン領域の平面図である。
的に示す図である。（Ａ）は全体の平面図であり、
（Ｂ）は一部の斜視図であり、（Ｃ）は一つの小メンブ
レイン領域の平面図である。
【図５】マスクからウエハへのパターン転写の様子を模
式的に示す斜視図である。
式的に示す斜視図である。
１ 電子銃 ２，３ コンデ
ンサレンズ ４ 照明ビーム成形開口 ５ ブランキン
グ偏向器 ７ ブランキング開口 ８ 偏向器 ９ コンデンサレンズ １０ マスク １１ マスクステージ １２ マスクス
テージ位置検出器 １５ 第１投影レンズ １６、２０ 電
磁偏向器 １７、２１ 補助レンズ １８ コントラ
スト開口 １９ 第２投影レンズ ２２ 反射電子
検出器 ２３ ウエハ ２４ ウエハス
テージ ２５ ウエハステージ位置検出器 ３０ 静電偏向
器 ３１ コントローラ
ンサレンズ ４ 照明ビーム成形開口 ５ ブランキン
グ偏向器 ７ ブランキング開口 ８ 偏向器 ９ コンデンサレンズ １０ マスク １１ マスクステージ １２ マスクス
テージ位置検出器 １５ 第１投影レンズ １６、２０ 電
磁偏向器 １７、２１ 補助レンズ １８ コントラ
スト開口 １９ 第２投影レンズ ２２ 反射電子
検出器 ２３ ウエハ ２４ ウエハス
テージ ２５ ウエハステージ位置検出器 ３０ 静電偏向
器 ３１ コントローラ
Claims (6)
- 【請求項１】 感応基板上に転写すべきパターン（デバ
イスパターン）を有するマスク（レチクル）を荷電粒子
ビーム（照明ビーム）で照明する照明光学系と、 マスクを載置するマスクステージと、 マスクを通過した荷電粒子ビーム（パターンビーム）を
感応基板上の被露光面に投影結像させる投影光学系と、 感応基板を載置する感応基板ステージと、を備える荷電
粒子ビーム露光装置であって；上記投影光学系に、被露
光面での転写範囲を広くとるために作用する電磁偏向器
を具備するとともに、 上記感応基板ステージ及びマスクステージの両方または
いずれか一方のステージ位置誤差を、上記パターンビー
ムを偏向させて被露光面上のパターン転写位置を調整す
ることにより補正するための静電偏向器を具備すること
を特徴とする荷電粒子ビーム露光装置。 - 【請求項２】 上記感応基板ステージが連続移動しなが
ら露光（ショット）を行い、ショット中の転写位置補正
も上記静電偏向器で行うことを特徴とする請求項１記載
の荷電粒子ビーム露光装置。 - 【請求項３】 感応基板上に転写すべきパターン（デバ
イスパターン）を有するマスクを荷電粒子ビーム（照明
ビーム）で照明する照明光学系と、 マスクを載置するマスクステージと、 マスクを通過した荷電粒子ビーム（パターンビーム）を
感応基板上の被露光面に投影結像させる投影光学系と、 感応基板を載置する感応基板ステージと、を備え、 上記マスク上において上記パターンは小領域に分割され
ており、 上記照明ビームをマスクよりも上流で偏向して特定のパ
ターン小領域を照明し、 そのパターン小領域の像を被露光面上に投影結像させて
転写し、 被露光面上では上記パターン小領域の像を互いにつなげ
て配列することにより上記デバイスパターン全体を形成
する荷電粒子ビーム露光装置であって；上記感応基板ス
テージ及びマスクステージの両方またはいずれか一方の
ステージ位置誤差を、上記パターンビームを偏向させて
被露光面上のパターン転写位置を調整することにより補
正するための静電偏向器を具備することを特徴とする荷
電粒子ビーム露光装置。 - 【請求項４】 上記感応基板ステージの位置誤差及び上
記マスクステージの位置誤差を、一台の静電偏向器で被
露光面上のパターン転写位置を調整することにより補正
することを特徴とする請求項３記載の荷電粒子ビーム露
光装置。 - 【請求項５】 上記感応基板ステージが連続移動しなが
ら露光（ショット）を行い、ショット中の転写位置補正
も上記静電偏向器で行うことを特徴とする請求項３又は
４記載の荷電粒子ビーム露光装置。 - 【請求項６】 上記静電偏向器がマーク検出のためにも
用いられる請求項１〜５のいずれか１項記載の荷電粒子
ビーム露光装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11167857A JP2000357647A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 荷電粒子ビーム露光装置 |
| US09/595,552 US6376137B1 (en) | 1999-06-15 | 2000-06-15 | Charged-particle-beam microlithography apparatus and methods including correction of stage-positioning errors using a deflector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11167857A JP2000357647A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 荷電粒子ビーム露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000357647A true JP2000357647A (ja) | 2000-12-26 |
Family
ID=15857388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11167857A Pending JP2000357647A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 荷電粒子ビーム露光装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6376137B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000357647A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003052803A1 (fr) * | 2001-12-04 | 2003-06-26 | Sony Corporation | Masque, procede de fabrication correspondant, et procede de fabrication d'un dispositif a semiconducteur |
| JP2014049545A (ja) * | 2012-08-30 | 2014-03-17 | Nuflare Technology Inc | 荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002270128A (ja) * | 2001-03-09 | 2002-09-20 | Seiko Instruments Inc | 集束イオンビーム装置およびそれを用いた加工方法 |
| JP2003115432A (ja) * | 2001-10-02 | 2003-04-18 | Nikon Corp | 荷電ビーム露光方法及び荷電ビーム露光装置 |
-
1999
- 1999-06-15 JP JP11167857A patent/JP2000357647A/ja active Pending
-
2000
- 2000-06-15 US US09/595,552 patent/US6376137B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003052803A1 (fr) * | 2001-12-04 | 2003-06-26 | Sony Corporation | Masque, procede de fabrication correspondant, et procede de fabrication d'un dispositif a semiconducteur |
| US6955993B2 (en) | 2001-12-04 | 2005-10-18 | Sony Corporation | Mask and method for making the same, and method for making semiconductor device |
| JP2014049545A (ja) * | 2012-08-30 | 2014-03-17 | Nuflare Technology Inc | 荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置 |
| KR101477558B1 (ko) * | 2012-08-30 | 2014-12-30 | 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 | 하전 입자빔 묘화 방법 및 하전 입자빔 묘화 장치 |
| US9343266B2 (en) | 2012-08-30 | 2016-05-17 | Nuflare Technology, Inc. | Charged particle beam pattern writing method and charged particle beam writing apparatus that corrects beam rotation utilizing a correlation table |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6376137B1 (en) | 2002-04-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9373424B2 (en) | Electron beam writing apparatus and electron beam writing method | |
| US6768124B2 (en) | Reticle-focus detector, and charged-particle-beam microlithography apparatus and methods comprising same | |
| JPH09115828A (ja) | 荷電粒子線によるパターン転写方法および転写装置 | |
| JP2007012290A (ja) | 荷電粒子ビーム応用装置 | |
| JP4657740B2 (ja) | 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 | |
| JP2002329659A (ja) | 荷電粒子線露光方法、荷電粒子線露光装置及びデバイス製造方法 | |
| JPH10214779A (ja) | 電子ビーム露光方法及び該方法を用いたデバイス製造方法 | |
| JPH09320931A (ja) | 結像特性計測方法及び該方法を使用する転写装置 | |
| JP2001052989A (ja) | 荷電粒子ビーム露光方法、荷電粒子ビーム露光装置及びデバイス製造方法 | |
| JP2000357647A (ja) | 荷電粒子ビーム露光装置 | |
| US6680481B2 (en) | Mark-detection methods and charged-particle-beam microlithography methods and apparatus comprising same | |
| JP2000323390A (ja) | 荷電粒子線露光装置 | |
| JPH09330870A (ja) | 電子ビーム露光装置及びその露光方法 | |
| JP4449457B2 (ja) | 露光装置及び露光方法 | |
| JP2006210459A (ja) | 荷電粒子線露光装置、荷電粒子線露光方法、およびデバイス製造方法 | |
| JP2004311659A (ja) | 荷電粒子線装置の調整方法及び荷電粒子線装置 | |
| JP2004158630A (ja) | 荷電ビーム露光方法及び荷電ビーム露光装置 | |
| JP4356064B2 (ja) | 荷電粒子線露光装置および該装置を用いたデバイス製造方法 | |
| US6621089B1 (en) | Reticle-focus detector, and charged-particle-beam microlithography apparatus and methods comprising same | |
| JP2003007591A (ja) | 荷電粒子線光学系の収差評価方法、荷電粒子線装置調整方法、荷電粒子線露光方法、非点収差評価方法及び評価用パターン | |
| JP2002075829A (ja) | 荷電粒子線転写露光方法及びデバイス製造方法 | |
| JP2000124116A (ja) | 荷電ビーム露光方法及び荷電ビーム露光装置 | |
| JP2005197337A (ja) | 荷電粒子線露光方法及び荷電粒子線露光装置 | |
| JP2004158617A (ja) | 荷電ビーム露光方法及び荷電ビーム露光装置 | |
| JP2000228351A (ja) | 荷電粒子線転写露光方法及びそれに用いるマスク |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040629 |