JP2001307977A - 荷電粒子線露光装置の設計方法、荷電粒子線露光装置、及び半導体デバイスの製造方法 - Google Patents

荷電粒子線露光装置の設計方法、荷電粒子線露光装置、及び半導体デバイスの製造方法

Info

Publication number
JP2001307977A
JP2001307977A JP2000082637A JP2000082637A JP2001307977A JP 2001307977 A JP2001307977 A JP 2001307977A JP 2000082637 A JP2000082637 A JP 2000082637A JP 2000082637 A JP2000082637 A JP 2000082637A JP 2001307977 A JP2001307977 A JP 2001307977A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exposure apparatus
beam exposure
charged particle
particle beam
evaluation value
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
Application number
JP2000082637A
Other languages
English (en)
Inventor
Saori Fukui
里織 福井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2000082637A priority Critical patent/JP2001307977A/ja
Priority to US09/785,943 priority patent/US6627900B2/en
Publication of JP2001307977A publication Critical patent/JP2001307977A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/12—Computing arrangements based on biological models using genetic models
    • G06N3/126—Evolutionary algorithms, e.g. genetic algorithms or genetic programming
    • 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
    • H01J37/302—Controlling tubes by external information, e.g. programme control
    • H01J37/3023—Programme control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 局所解に陥ることを避けながら最適なパラメ
ータの組み合わせを見つけることができる荷電粒子線露
光装置の設計方法を提供する。 【解決手段】 ６個の偏向器の組み合わせを個体とし、
各偏向器に流す電流の比と、各偏向器が作る磁場の方向
を遺伝子とみなし、各個体が１２個の遺伝子を含む染色
体を有しているとする。初期値としてランダムな遺伝子
を持つ個体を所定数作り、評価関数の高い個体を所定数
選んで、選ばれたもの同士を掛け合わせ、遺伝子を混ぜ
合わさせたり入れ替えたりして新しい染色体を有する個
体を発生させ、そのうち評価関数の高いものを所定数残
す。これを繰り返して世代を重ねることにより、評価値
の高い個体を選定し、それにより荷電粒子線露光装置を
設計する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子線を用い
てレチクルに形成されたパターンをウェハ等の感応基板
に露光転写する荷電粒子線露光装置の設計方法、及びこ
の設計方法によって設計された荷電粒子線露光装置、さ
らには、この荷電粒子線露光装置を使用した半導体デバ
イスの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の荷電粒子線露光装置の露光方式は
おおむね以下の三種類に分類される。 （１）スポットビーム露光方式 （２）可変成形露光方式 （３）ブロック露光方式 これらの露光方式は従来の光による一括転写方式に比較
して、解像度において非常に優位性はあるが、スループ
ットにおいて大きく劣っていた。特に（１）、（２）の
露光方式では非常に小さいスポット径や矩形ビームでパ
ターンをなぞるようにして露光を行うため、スループッ
トは制限される。また、（３）のブロック露光方式はス
ループットを改善するために開発された方式であり、定
型化されたパターンをマスク化し、その部分については
一括露光することにより、スループットを改善してい
る。しかし、この方式においてもマスク化されるパター
ン数が制限されるため、可変成形露光方式を併用せざる
を得ず、そのためスループットは期待ほどには向上でき
ない。
【０００３】このように、従来の荷電粒子線露光装置の
欠点であるスループットを向上させるために、レチクル
の一部を一括して試料上に投影露光する分割投影転写方
式の露光装置の開発が進められている。
【０００４】この分割投影転写方式の露光装置を図５、
図６に従って説明する。図５は分割露光の単位を示す図
である。まず、転写体（通常はウェハ）上には複数のチ
ップが形成され、さらにチップはストライプに、ストラ
イプはサブフィールドに分割される。レチクル等の被転
写体も同様に分割されている。
【０００５】分割投影露光装置では通常、図６に示すよ
うな方法で露光が行われる。まず、レチクルステージと
ウェハステージは対応するストライプの中心を縮小比に
従った速度で定速移動する。電子線はレチクル上のサブ
フィールドを照明し、レチクル上に形成されたパターン
は投影光学系によって試料上に投影露光される。
【０００６】そして、電子線をレチクルステージの進行
方向と直角な方向に偏向させ、順次、一列に配置された
サブフィールドの投影露光を行う。一列のサブフィール
ドの投影露光が終了すると、次のサブフィールドの投影
露光を開始するが、その際図７に示すように電子線の偏
向方向を逆にして、順次サブフィールドの投影露光を行
うことにより、スループットを上げるようにしている。
【０００７】このような方法で露光が行われるため、従
来の荷電粒子線露光装置と比較すると、サブフィールド
領域が一括露光され、またレチクルには露光すべきパタ
ーンがすべて形成されているため、非常にスループット
を向上させることができる。この露光装置で使用するレ
チクルは、光を使用した露光装置の場合とは異なり、サ
ブフィールド部（パターン部）とその周辺の梁部（以下
ストラットと呼ぶ）に分割されている。梁部はレチクル
自体の強度を保つためや、照明ビームが確実に露光すべ
きサブフィールドのみを選択するための目的で設けられ
ている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】特に、分割転写投影方
式のような転写型電子線露光装置の場合、照明系および
転写系のビーム電流を比較的大きくして露光することに
より高スループットを得る。しかし、大きな電流で露光
するためには、クーロン効果による像のボケを抑制する
ために一度の露光で転写する領域を広げ、かつ比較的高
い加速電圧で電子線を照射する必要がある。
【０００９】また、できるだけ広い偏向範囲を確保する
ことによってもスループットを高めることができる。偏
向領域を広げれば、ストライプの幅を広げることがで
き、その分、感応基盤を機械的にスキップする時間また
はスキャンを折り返しする数が減る。よって、感応基板
ステージが静止または駆動するのにかかるオーバーヘッ
ド時間が減り、その分スループットが向上する。しかし
ながら、偏向すると投影レンズ系の中心から離れた部分
を電子線が通過するため、偏向収差が発生する。そのた
め偏向器の励磁電流を調整し、偏向収差が小さく済むよ
うな偏向軌道に設定する必要がある。
【００１０】このように、荷電粒子線露光装置の光学系
を決定するパラメータは非常に数が多いので、最適なパ
ラメータの組み合わせを見つけることが困難である。こ
のようなパラメータを決定するソフトウェアは一応は開
発されているが、現在までに開発されているアルゴリズ
ムでは、局所解に陥ってしまって、さらに良い解にたど
り着けない場合が生じることが避けられなかった。よっ
て、初期設定を行うには、多くの経験と熟練を要すると
いう問題点があった。
【００１１】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、局所解に陥ることを避けながら最適なパラメー
タの組み合わせを見つけることができる荷電粒子線露光
装置の設計方法を提供し、さらに、この方法を使用して
設計・製作された荷電粒子線露光装置、この荷電粒子線
露光装置を使用した半導体デバイスの製造方法を提供す
ることを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段は、レチクル上のパターンを感応基板上に
転写する方式の荷電粒子線露光装置を構成している部品
のパラメータを決定するに当たって、(a) 前記部品の組
み合わせを種とみなし、(b) 前記種における、決定した
い複数の部品のパラメータの組み合わせを染色体、個々
のパラメータを遺伝子とみなし、(c) 任意の方法により
初期値となる遺伝子を決定してＡ種類の種を形成し、
(d) 各々の種について、荷電粒子線露光装置の特性値に
関連する評価値を求め、(e) 評価値の大きいＢ種類（Ｂ
≦Ａ）の種を選択し、(f) 選択されたＢ種類の種の中か
ら、所定の法則に従ってＣ個の個体を選択して１組とな
し、これをＤ組作り、(g) 選択された各組内の個体の染
色体間で、一部又は全部の遺伝子を混ぜ合わせるか、又
は一部の遺伝子を交換するかして新しい染色体を有する
１種類の種を作ることにより、全部でＤ種類の種を形成
し、(h) 以下、ＡをＤに代えて前記(d)の工程に戻って
(d)から(g)までの工程を繰り返し、その途中、(d)の工
程で評価値が所定値以上となる種が現れたとき又は上記
の過程を所定回数繰り返したとき、その時点で繰り返し
計算を止め、最も大きい評価値の種に対応する部品のパ
ラメータの組み合わせを採用する工程を有してなること
を特徴とする荷電粒子線露光装置の設計方法（請求項
１）である。
【００１３】本明細書でいう「種」とは、荷電粒子線を
構成している部品のうちパラメータを決定したい部品の
組み合わせによってできるものであり、個々の種は、そ
の遺伝子であるパラメータの組み合わせによって決定さ
れる。すなわち、全く同じ遺伝子配列を有するものが同
一の種であり、遺伝子配列が一つでも異なるもの同士は
異なる種である。
【００１４】また、本明細書でいう「個体」とは、それ
が属する種と同じ遺伝子配列を持つ単体（１個の、当該
種によって決まるパラメータを有する部品の組み合わ
せ）を言う。
【００１５】本手段においては、最適解を求めるに際し
て、遺伝的手法を取り入れている。すなわち、いくつか
の種の中から評価関数によって決まる評価値の高いもの
を選択し、選択された種の中から、親となる個体を所定
の法則によって選択し、それらを掛け合わせて新しい種
（子）を作り、その中から評価値の高いものを選択し
て、選択された種の中から、親となる個体を所定の法則
によって選択し、それらを掛け合わせて新しい種（孫）
を作るという過程を繰り返して、評価値の高いものを順
次残していく。その掛け合せの際、一部又は全部の遺伝
子を混ぜ合わせるか、又は一部の遺伝子を交換するかし
ているので、広い範囲の種に対する評価が可能となり、
局所解に陥ることが避けられる。また、掛け合わせの対
象として評価値の高いものを残しているので、それらが
掛け合わさってできた子には、さらに評価値の高いもの
ができる可能性が高く、最適解が求まりやすい。
【００１６】本手段において、「一部又は全部の遺伝子
を混ぜ合わせるか、又は一部の遺伝子を交換するかす
る」というのは、これらのうちのいずれか一方を行う場
合、両者を組み合わせて行う場合の両方を指し、ある組
については前者を、他の組については後者を行う場合、
１組内で両者を組み合わせて行う場合等、いろいろな組
み合わせを含むものである。
【００１７】また、新しく形成されたＤ種類の種の中に
は、偶然に同じ染色体を持つものが複数含まれる場合が
考えられるが、これらはことなる種とみなすことにす
る。このような考え方は以下の各手段について同様であ
る。
【００１８】なお、生物においては、遺伝子の交換や混
ぜ合わせを行うのは、１組のオスとメスの間においてで
あるが、本手段においては、２つの個体間において遺伝
子の交換や混ぜ合わせを行う場合のみならず、３つ以上
の個体間において遺伝子の交換や混ぜ合わせを行う場合
を含むものである。３つ以上の個体間において遺伝子の
交換を行うとは、例えば、Ａ、Ｂ、Ｃの個体があった場
合に、Ａの遺伝子の一部をＢに、Ｂの遺伝子の一部をＣ
に、Ｃの遺伝子の一部をＡにというように、順に遺伝子
を置き換えるようなことである。３つ以上の個体間にお
いて遺伝子の混ぜ合わせを行うとは、各々の遺伝子を、
３つ以上の個体の遺伝子を独立変数とする計算式によっ
て計算されるものに置き換えるようなことである。
【００１９】本手段においては、(e)の工程において、
評価値が大きいものが選択されるようにしているが、評
価関数の作り方によっては評価値の低いものを残すこと
もある。これらは自明な変換であり、均等であることは
明らかであって、このようなものも本発明の技術的範囲
に含まれるものである。また、評価値の低いものを残す
場合、第２の手段（請求項２以下）において、それに応
じて方法を変更しなければならないものも生じるが、こ
れらの変更も自明であって、均等であることは明らかで
あるので、それぞれの技術的範囲に含まれるものであ
る。
【００２０】さらに、繰り返しの各段階において、Ｂと
Ｃの値を変更することも考えられるが、このようなこと
を行っても、本手段の技術的思想と何ら代わるものでも
なく、本手段の均等手段であることは明らかである。
（これらのことは、他の手段についても同様であるの
で、以下においては特に断らない。） 又、本明細書に記載される各発明において「レチクル」
とはマスクを含む概念である。
【００２１】さらに、本明細書において、荷電粒子線露
光装置を構成している部品とは、必ずしも全部品を指す
ものではなく、まとめて最適なパラメータを決定したい
部品の集合であればよい。また、荷電粒子線露光装置を
構成している部品のうち最適なパラメータを決定したい
部品をいくつかの組み合わせからなる集団に分割し、各
々の集団内で本発明に係る荷電粒子線露光装置の設計方
法を使用して最適パラメータを定めるようにしてもよ
い。このようにすると、各々の集団間でのパラメータに
干渉が無い場合には、全体をまとめたものに対して本発
明に係る荷電粒子線露光装置の設計方法を使用して最適
パラメータを決定するよりも、組み合わせの数を少なく
することができ、最適化を行なうことが容易になる。
【００２２】これは、見方を変えてみると、全体をまと
めたものに対して複数の染色体を仮定し、染色体ごとに
本発明に係る荷電粒子線露光装置の設計方法を使用して
最適パラメータを決定することに対応する。
【００２３】前記課題を解決するための第２の手段は、
前記第１の手段であって、前記工程(f)においてＣ個の
個体を選択するとき、それぞれ、評価値の高い種が高い
確率で選ばれるようにすることを特徴とするもの（請求
項２）である。
【００２４】本手段においては、評価値の高い種の個体
がそれぞれ親として高い確率で選ばれるので、評価値の
高い種同士が掛け合わされる可能性が高くなり、次世代
にさらに評価値の高いものが生まれる確率を高くするこ
とができる。
【００２５】前記課題を解決するための第３の手段は、
前記第２の手段であって、前記確率が、Ｂ種類の種の評
価値の総和に対する当該種の評価値の比であることを特
徴とするもの（請求項３）である。
【００２６】本手段においては、親として選択される個
体が、その評価値に比例した確率で選ばれるので、評価
値の高い種を優先的に親として選択することが容易であ
る。
【００２７】前記課題を解決するための第４の手段は、
前記第１の手段から第３の手段のいずれかであって、
(g)の工程において、得られたＤ組の種のうち評価値の
低い所定数Ｅ（Ｅ＜Ｄ）の種を、(e)の工程で得られた
種のうち評価値の高い当該所定数Ｅの種に置き換えるこ
とを特徴とするもの（請求項４）である。
【００２８】遺伝子の混ぜ合わせや交換を行って新しい
遺伝子を得た場合、得られた全ての新しい遺伝子を持つ
個体（子）が元の個体（親）より低い評価値を持つよう
な事態が発生する可能性がある。このような場合は、劣
化が起こるので、本手段においては、新しく選択された
群の中に、親を評価値の高い順に所定数だけ無条件で残
すことにより劣化を防ぐことができる。なお、本手段に
おいては、所定数だけの親を残す場合、選択された子の
数をその分だけ減らしている。
【００２９】前記課題を解決するための第５の手段は、
前記第１の手段から第３の手段のいずれかであって、
(g)の工程において、得られたＤ組の種に加えて、(e)の
工程で得られた種のうち評価値の高い所定数Ｆの種を加
えて（Ｄ＋Ｆ）組の種を作り、(h)の行程においてＡを
（Ｄ＋Ｆ）に代えることを特徴とするもの（請求項５）
である。
【００３０】本手段は、前記第４の手段と基本思想は同
じであるが、加えた親の種の数だけ子の種の数を減らす
ことなく、両者を合わせたものを新しい親の種として採
用するようにしている。よって、前記第４の手段と同じ
作用効果が得られる。
【００３１】前記課題を解決するための第６の手段は、
前記第１の手段から第５の手段のいずれかであって、遺
伝子を混ぜ合わせて新しい遺伝子を作る方法が、新しい
遺伝子を、混ぜ合わせる個体の遺伝子の、当該個体の評
価値で重み付けされた加重平均とする方法であることを
特徴とするもの（請求項６）である。
【００３２】本手段においては、親となる個体の遺伝子
が、それぞれの評価値で重み付けされて加重平均されて
子の遺伝子となるので、評価値の高かったほうの遺伝子
（パラメータ）の影響を大きく残すことができ、評価値
の高い個体が形成される確率が高くなる。
【００３３】前記課題を解決するための第７の手段は、
前記第１の手段から第６の手段における前記(g)の工程
を、(g') 選択された各組内の個体の染色体間で、一部
又は全部の遺伝子を混ぜ合わせるか、又は一部の遺伝子
を交換するかして新しい染色体を有する１種類の種を作
ることにより、全部でＤ種類の種を形成した後、その一
部又は全部の種の遺伝子を所定値だけ、若しくは所定範
囲内の値からランダムに選ばれた値だけ、又は所定範囲
内の値からランダムに選ばれた値に変化させ、新しい染
色体を有するＤ種類の種を形成し、とする工程に代えた
ことを特徴とするもの（請求項７）である。
【００３４】本手段において試みているのは突然変異で
あり、一部又は全部の種の遺伝子（パラメータ）の一部
又は全部を所定値だけ、若しくは所定範囲内の値からラ
ンダムに選ばれた値だけ、又はランダムに選ばれた値に
変化させることにより、性質が大きく異なった染色体を
有するものを作り出す。これにより、探索の範囲を広く
するようにして、局所解に陥る可能性を少なくしてい
る。ただし、ランダムに選ぶ値も設計上考えられる範囲
内に制限して、設計できないようなパラメータの組み合
わせが生まれることを防止している。
【００３５】前記課題を解決するための第８の手段は、
前記第７の手段であって、一部又は全部の遺伝子を混ぜ
合わせるか、又は一部の遺伝子を交換するかして新しい
染色体を作った後に遺伝子を変化させる種は、評価値が
高い所定数の種を除いた個体から選択されることを特徴
とするもの（請求項８）である。
【００３６】前記第７の手段で突然変異を与えると、せ
っかく高い評価値を持つ種が得られた場合に、突然変異
により低い評価値を持つものに代わる可能性がある。本
手段においては、一部又は全部の遺伝子を混ぜ合わせる
か、又は一部の遺伝子を交換するかして新しい染色体を
作った後に、新しい個体の評価値を求め、評価値の高い
ものから所定数の種については、突然変異を与える対象
から除外しているので、このようなことが発生するのを
防止することができる。
【００３７】前記課題を解決するための第９の手段は、
前記第１の手段から第８の手段のいずれかにおける、前
記(h)の工程に代えて(h') 以下、ＡをＣに代えて前記
(d)の工程に戻って(d)から(g)までの工程を繰り返し、
その途中、(d)の工程で評価値が所定値以上となるもの
が現れたとき又は上記の過程を所定回数繰り返したと
き、評価値の求め方を代えて、その時点で得られた種を
初期値として再び(d)の工程から繰り返し計算を開始
し、以上の工程を評価値の求め方の数だけ繰り返して行
い、最後の評価値の求め方を適用した場合において(d)
の工程で評価値が所定値以上となるものが現れたとき又
は上記の過程を所定回数繰り返したとき、その時点で繰
り返し計算を止め、最も大きい評価値の種に対応する部
品のパラメータの組み合わせを採用する工程を用いるこ
とを特徴とするもの（請求項９）である。
【００３８】設計上目的とする値が複数ある場合は、こ
れらの複数の値を含む評価値を設定してこれを使用して
もよいが、このような場合には、所定の評価値が得られ
ても、個々の目的とする値が必要な範囲に入らない可能
性がある。本手段においては、複数の評価関数を設け、
そのうちの一つを使用して繰り返し計算により評価値の
高い種の組み合わせを求め、次の段階でこれらを初期値
として別の評価関数を使用して同様の計算を行い、これ
を繰り返して全ての評価関数を使用しての繰り返し計算
が終わった段階で、最適の種を採用するようにしてい
る。このようにすれば、全ての目的とする数値を満足す
るものを得ることができる可能性が大きくなる。
【００３９】前記課題を解決するための第１０の手段
は、前記第１の手段から第９の手段によって個体を選択
した後、当該個体において、選択された一部のパラメー
タ又は全てのパラメータについて、山登り法により、評
価値が最高となるパラメータの組み合わせを求め、その
組み合わせを最終的なパラメータとして採用することを
特徴とする荷電粒子線露光装置の設計方法（請求項１
０）である。
【００４０】前記第１の手段から第９の手段の最大の特
徴は、偶然性を加味することにより広い範囲の探索を行
うことができ、局所解に陥ることを防止することができ
る点であるが、その反面、偶然性に基づいているために
収束が遅く、かつ最適解に近づかない可能性があるとい
う弱点も有している。そこで、本手段においては、前記
第１の手段から第８の手段を採用するときの計算の打ち
切り条件を比較的ゆるくしておいて局所解に陥ることを
避けながら最適解の近くまで探索を行い、その後は山登
り方で探索を行うようにしている。よって、局所解に陥
るのを避け、かつ、前記第１の手段から第８の手段に比
して最適な条件を求めることができる。
【００４１】前記課題を解決するための第１１の手段
は、前記第１の手段から第１０の手段のいずれかによっ
て設計され、製造された荷電粒子線露光装置（請求項１
１）である。
【００４２】本手段においては、荷電粒子線露光装置を
構成する部品のパラメータが最適値に設計されているの
で、歪やボケの小さいものとすることができ、微細な線
幅を有するパターンを正確に露光転写することができ
る。
【００４３】前記課題を解決するための第１２の手段
は、分割投影転写方式の電子線露光装置であって、加速
電圧が15KeV以上、レチクル上でのサブフィールドのサ
イズが1.2mm□以下、レチクル上での電子線の開き角が
1.8mrad以下、鏡筒長が561mm以上、６個の偏向器を有
し、各偏向器のコイル内径が34.2mm〜37.4mm、コイル外
径が47.6mm〜58.2mm、光軸方向の長さが66.4mm〜71.2m
m、コイルの角度が12°、60°、72°である照明系を有
するものにおいて、各偏向器に流す電流の比と、各偏向
器が発生する磁場の向き、各偏向器の光軸方向の位置が
以下の表１の標準値に対して、表２の範囲にあることを
特徴とする荷電粒子線露光装置（請求項１２）である。
ただし、表２の電流比、磁場の角度は表１の値に対する
％、位置は、成形開口の位置を０とし、電子線の進行方
向を正としたシステム軸での位置（mm）である。
【００４４】
【表５】（表１）
【００４５】
【表６】（表２）
【００４６】本手段によれば、与えられた条件の下で、
成形開口からの電子線の出射角≦１mradの範囲におい
て、レチクルへの電子線の入射角≦0.125mrad、ボケ≦
１μm、サブフィールドでの歪≦５μmを共に満足するこ
とができる。なお、本明細書において「成形開口からの
電子線の出射角」とは、成形開口のシステム軸から出射
する軸上偏向軌道が、成形開口面においてシステム軸と
なす角、「レチクルへの電子線の入射角」とは、当該軸
上偏向軌道がレチクル面において、入射点を通りシステ
ム軸と平行な線となす角、「レチクルでの電子線の開き
角」とは、成形開口のシステム軸から（１，０）方向に
出射する電子の軌道、すなわち収束軌道（Ｗａ軌道）が
レチクル面でシステム軸となす角、「鏡筒長」とは、成
形開口からレチクルまでの距離をいう。
【００４７】前記課題を解決するための第１３の手段
は、分割投影転写方式の電子線露光装置であって、加速
電圧が15KeV以上、レチクル上でのサブフィールドのサ
イズが1.8mm□以下、レチクル上での電子線の開き角が
2.5mrad以下、鏡筒長が528mm以上、６個の偏向器を有
し、各偏向器のコイル内径が34.2mm〜38.2mm、コイル外
径が46.8mm〜58.2mm、光軸方向の長さが66.4mm〜71.2m
m、コイルの角度が12°、60°、72°である照明系を有
するものにおいて、各偏向器に流す電流の比と、各偏向
器が発生する磁場の向き、各偏向器の光軸方向の位置が
以下の表３の標準値に対して、表４の範囲にあることを
特徴とする荷電粒子線露光装置（請求項１３）である。
ただし、表４の電流比、磁場の角度は表３の値に対する
％、位置は、成形開口の位置を０とし、電子線の進行方
向を正としたシステム軸での位置（mm）である。
【００４８】
【表７】（表３）
【００４９】
【表８】（表４）
【００５０】本手段においても、与えられた条件の下
で、成形開口からの電子線の出射角≦１mradの範囲にお
いて、レチクルへの電子線の入射角≦0.125mrad、ボケ
≦１μm、サブフィールドでの歪≦５μmを共に満足する
ことができる。
【００５１】前記課題を解決するための第１４の手段
は、前記第１１の手段から第１３の手段のいずれかであ
る荷電粒子線露光装置によりレチクルに形成された回路
パターンをウェハに露光転写するプロセスを有してなる
ことを特徴とする半導体デバイスの製造方法（請求項１
４）である。
【００５２】本手段によれば、微細な線幅を有するパタ
ーンを正確に露光転写することができるので、高集積度
の半導体デバイスを歩留良く製造することができる。
【００５３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例に
ついて、図および数式を用いて説明する。図１は、本発
明の実施の形態を適用する電子線露光装置の照明光学系
を示す概要図である。図１において、１、２はレンズ、
３は成形開口、４はレチクル、５はアパーチャー、６は
光軸、７は偏向器、８は電子線の軌道である。
【００５４】レチクル４の大きさに合うように成形開口
３でカットされた電子線は、２つのレンズ１，２によっ
てレチクル上に結像される。偏向器７はアパーチャー５
より成形開口３側にＣ１〜Ｃ３の３個が、アパーチャー
５よりレチクル４側にＰ１〜Ｐ３の３個が設けられてい
る。これらの偏向器は、成形開口３の所定の位置から出
発した電子線が、所定の電子線の軌道８上に乗って、ア
パーチャー５を通過し、レチクル４の所定の位置に結像
するように電子線を偏向させるほか、像の歪みや収差を
取り除く作用を行っている。
【００５５】本実施の形態においては、成形開口３とア
パーチャー５間の距離を330mm、アパーチャー５とレチ
クル４間の距離を330mmとしている。２つのレンズの内
径は75mm、外径は128mm、ポールピースの厚さは10mm、
光軸方向の長さは78mm、光軸方向中心位置は、それぞれ
成形開口３より165mm、495mmとしている。電子線の加速
電圧は100(kev)、パターンサイズは250μｍ□、偏向ベ
クトルは(12.35,2.1)、ビームサイズは１mm□のように
設定する。
【００５６】偏向器Ｃ１〜Ｐ３の内径は35mm、外径は50
mm、光軸方向長さは68mm、コイル角度は12°、60°、72
°の物を用いる。また、偏向器の成形開口３からの距離
は、Ｃ１が108mm、Ｃ２が183mm、Ｃ３が258mm、Ｐ１が4
00mm、Ｐ２が475mm、Ｐ３が550mmとする。
【００５７】偏向器の電流比（第１偏向器Ｃ１の電流を
１としたときの電流比）と角度（偏向器によって形成さ
れる磁場の方向で、ｘ軸正方向を０°、ｙ軸正方向を90
°とした角度）をそれぞれ遺伝子とみなし、６個の偏向
器の電流比と角度を組み合わせたものを１つの種（１染
色体）とみなす。すなわち、ｊ番目の種（特定の偏向器
の設定条件に対応）に対する染色体は、図２に示すよう
に、１２個の遺伝子からなるものとみなされる。図２に
おいて、添え字のｊはｊ番目の個体の染色体であること
を示し、括弧中の数字は、線源側からの偏向器の設置順
に対応している。すなわち、Ｉj(2)は偏向器Ｃ２の電流
比、θj(5)は偏向器Ｐ２が発生する磁場の角度を示す。
（Ｉj(1)は基準となるので常に１である。）
【００５８】第１の実施の形態においては、設計条件と
して、収差を所定値以下とすることとし、評価値を計算
するための評価関数Ｈを、収差をAbとして、 Ｈ= 1/(c + a*Ab) …(1) とする。ここで、cは発散しないように入れた適当な定
数であり、aは収束しやすいように適当に決めた重みで
ある。
【００５９】始めに、初期条件として図２に示す各遺伝
子Ｉj(1)〜θj(6)を決定する必要があるが、なるべく広
範囲から探索が行えるようにするために、これらの値は
実用上考えられる範囲からランダムに選択する。本実施
の形態では、ｊ＝１〜８とする。そして、決定されたこ
れらの遺伝子を採用したときに生じる収差Abを各染色体
ｊ（Ｉj(1)〜θj(6)）に付いて計算し、それから各評価
値Ｈを計算して、Ｈの大きいものから４つの種を代表と
して選択する。
【００６０】次に、この４つの種から親となる個体を選
定するのであるが、このとき、個体が選定される確率
が、前記４つの種の評価値Ｈに比例するようにする。す
なわち、例えば種１から種４までの評価値がそれぞれ
１、５、２、３であるとすると、この評価値の和は１１
であるので、それぞれが選択される確率が1/11、5/11、
2/11、3/11であるようにする。
【００６１】このような確率でオスとなる個体を８個選
び、それぞれに対応するメスとなる個体を同じ確率で１
個ずつ選ぶ。次に、対となったオスの遺伝子とメスの遺
伝子を混ぜ合わせて新しい遺伝子を作り、この遺伝子か
らなる染色体をもった新しい個体（子）を発生させる。
遺伝子を混ぜ合わせる方法としては、オスの遺伝子の値
をＧM、評価値をＨM、メスの遺伝子の値をＧF、評価値
をＨFとすると、新しい遺伝子ＧCの値を、 GC = (HM*GM+HF*GF)/（HM+HF) …(2) のように決めてもよいし、単純に GC = (GM+GF)/2 …(3) のように決めてもよい。また、これらの両方を使用して
もよい。
【００６２】前記のようにして遺伝子を混ぜ合わせたと
すると、新しい遺伝子配列を持った染色体を有する８個
の個体（種）が誕生する。これらの種について収差Abを
計算し、(1)式より評価値Ｈを求める。そして、評価値
Ｈが所定値以上、すなわち収差Abが所定値以下となる種
があれば、そこで計算を打ち切り、その種すなわちパラ
メータの組み合わせを設計条件として採用する。もし、
これらの条件を満たすものが２つ以上あれば、そのうち
で評価値の一番大きなものを採用する。
【００６３】新しい８個の種の評価値がいずれも所定値
未満であった場合には、これら８個の内から、評価値の
高い順に４個の種を採用する。そして、この４つの種か
ら、以前と同じようにしてオスとなる個体、メスとなる
個体を８個ずつ選び出して同じ操作を行う。この操作
を、評価値Ｈが所定値以上、すなわち収差Abが所定値以
下となる個体が現れるまで繰り返す。
【００６４】以上の実施の形態においては、初期条件に
おいても、新しい種が得られた場合においても、８つの
種から評価値が高いものを４種選び出して、それを親の
種としているが、８種全体を親の種として採用するよう
にしてもよい。このようにすると、収束性は悪くなる
が、局所解に陥る可能性を少なくすることができる。
又、この実施の形態のように、初期条件及び新しい種が
得られた場合に、その中から評価値の高い種を選び出し
て親とすることにすれば、その種の中から具体的な親を
選定する場合に、必ずしも評価値が高い種が多く選ばれ
るような選定方法をとらなくてもよい。
【００６５】これに対して、初期条件の種及び新しくえ
ら得た種の全てを親の主として採用するときは、親とな
る個体を選定する場合に、評価値が高い種が多く選ばれ
るようにする必要がある。
【００６６】第２の実施の形態においては、８個のオス
の個体とそれに対応するメスの個体を選定する過程まで
は前記第１の実施の形態と同じである。しかし、新しい
個体を発生させるのに遺伝子を混ぜ合わせて新しい遺伝
子を作るのではなく、オスの染色体とメスの染色体との
間で遺伝子を交換し合って新しい遺伝子を作る。すなわ
ち、オスの染色体、メスの染色体はそれぞれ１２個の遺
伝子を持っているのであるが、たとえばその1/2すなわ
ち６個の遺伝子をランダムに選び、対応する遺伝子をお
互いに交換し合って新しい染色体をもった８つの種を作
る。その後の過程は第１の実施の形態に示したものと同
じである。
【００６７】以上の実施の形態において、そして、新し
い種８と、元の種１６の合計２４種について、評価値を
計算し、そのうち評価値の高いもの４種を次世代の親と
して残すようにしてもよい。このようにすると、元の種
（親）が新しい種（子）との比較の対象になっているの
で、選ばれた種のうち一番高い評価値が、以前の評価値
より下がることが無い。
【００６８】そこで第３の実施の形態においては、第１
の実施の形態で、新しい８個の種が選定されたとき、元
となった種のうち評価値の一番高かったものを加えて９
種のグループを作り、これらの評価値を比べて、評価値
の高いものから４種を、次世代の親として採用するよう
にしている。このようにすれば、世代が下っても、前の
世代より評価値の最高値が下がることが無くなる。ま
た、このようにする代わりに、次世代のものを評価値の
高い順に３個選び、元の世代のうち評価値の一番高いも
のとの合計４個を次世代の親の種として採用するように
してもよい。
【００６９】以上の実施の形態においては、遺伝子の混
ぜ合わせ又は入れ替えというランダムな手法を採用して
いるので、広い範囲にわたって探索を行うことができる
が、これでも不十分な場合においては、遺伝子に突然変
異を起こすことにより、探索範囲を広げることができ
る。これは、前記いずれの実施の形態においても適用で
きることであるが、新しく形成された遺伝子を、ある確
率で変化させることによって実現できる。
【００７０】すなわち、新しく形成された染色体全部の
中の遺伝子の中からある確率で特定の個体を選定し、そ
の一部又は全部の遺伝子（パラメータ）に所定の数を加
えたり、その遺伝子を特定の値で置き換えたりすればよ
い。このとき、突然変異で形成された遺伝子のパラメー
タが不適当なものとなる場合は、上限又は下限の値に設
定する。また、評価値の高いものが突然変異で劣化して
しまわないように、突然変異を起こさせる個体は、評価
値の高い所定数の個体を除外したものから選択するよう
にしてもよい。
【００７１】以上のようにして、最適なパラメータの組
み合わせを決定した後で、さらに山登り法によりより良
いパラメータの組み合わせを求めることが有効である。
すなわち、前述のパラメータ（Ｉj(1),θj(1),…,Ｉ
j(６),θj(6))のパラメータの組み合わせがある場合、
前記の方法で求められた最適な組み合わせを、（Ｉ0(1),
θ 0(1),…,Ｉ0(６),θ0(6))としてこれを初期値とす
る。そして、まず、Ｉ0(1)の値を単位量だけプラス側と
マイナス側に動かし、評価値が増えれば、その値を採用
してＩ01(1)とする。増えなければＩ01(1)＝Ｉ0(1)とす
る。次にθ0(1)の値を単位量だけプラス側とマイナス側
に動かし、評価値が増えれば、その値を採用してθ
01(1)とする。増えなければθ01(1)＝θ0(1)とする。こ
の動作をθ0(6)まで順に行う。
【００７２】さらにＩ01(1)の値を単位量だけプラス側
とマイナス側に動かし、評価値が増えれば、その値を採
用してＩ02(1)とする。増えなければＩ02(1)＝Ｉ01(1)
とする。次にθ01(1)の値を単位量だけプラス側とマイ
ナス側に動かし、評価値が増えれば、その値を採用して
θ02(1)とする。増えなければθ02(1)＝θ01(1)とす
る。この動作をθ01(6)まで順に行う。この動作を、評
価値が増えなくなるまで繰り返し、評価値が最高となっ
たパラメータの組み合わせを採用する。このような方法
のほか、既存の山登り法のソフトウェアを任意に選んで
使用することができる。
【００７３】以下、本発明に係る半導体デバイスの製造
方法の実施の形態の例を説明する。図３は、本発明の半
導体デバイス製造方法の一例を示すフローチャートであ
る。この例の製造工程は以下の各主工程を含む。 ウェハを製造するウェハ製造工程（又はウェハを準備
するウェハ準備工程） 露光に使用するマスクを製作するマスク製造工程（又
はマスクを準備するマスク準備工程） ウェハに必要な加工処理を行うウェハブロセッシング
工程 ウェハ上に形成されたチップを１個ずつ切り出し、動
作可能にならしめるチップ組立工程 できたチップを検査するチップ検査工程 なお、それぞれの工程はさらにいくつかのサブ工程から
なっている。
【００７４】これらの主工程の中で、半導体のデバイス
の性能に決定的な影響を及ぼす主工程がウェハプロセッ
シング工程である。この工程では、設計された回路パタ
ーンをウェハ上に順次積層し、メモリやＭＰＵとして動
作するチップを多数形成する。このウェハプロセッシン
グ工程は以下の各工程を含む。 絶縁層となる誘電体薄膜や配線部、あるいは電極部を
形成する金属薄膜等を形成する薄膜形成工程（ＣＶＤや
スパッタリング等を用いる） この薄膜層やウェハ基板を酸化する酸化工程 薄膜層やウェハ基板等を選択的に加工するためにマス
ク（レチクル）を用いてレジストのパターンを形成する
リソグラフィー工程 レジストパターンに従って薄膜層や基板を加工するエ
ッチング工程（例えばドライエッチング技術を用いる） イオン・不純物注入拡散工程 レジスト剥離工程 さらに加工されたウェハを検査する検査工程 なお、ウェハプロセッシング工程は必要な層数だけ繰り
返し行い、設計通り動作する半導体デバイスを製造す
る。
【００７５】図４は、図３のウェハプロセッシング工程
の中核をなすリソグラフィー工程を示すフローチャート
である。このリソグラフィー工程は以下の各工程を含
む。 前段の工程で回路パターンが形成されたウェハ上にレ
ジストをコートするレジスト塗布工程 レジストを露光する露光工程 露光されたレジストを現像してレジストのパターンを
得る現像工程 現像されたレジストパターンを安定化させるためのア
ニール工程 以上の半導体デバイス製造工程、ウェハプロセッシング
工程、リソグラフィー工程については、周知のものであ
り、これ以上の説明を要しないであろう。
【００７６】本手段においては、露光工程に、前記のよ
うな手法で設計された荷電粒子線露光装置を使用してい
るので、精度の高い露光転写を行うことができ、その結
果、集積度の高い半導体デバイスを製造することができ
る。
【００７７】
【実施例】（実施例１）本発明の方法を用いて、電子線
露光装置の偏向器の設計を行なった。偏向器としては、
図１に示すようにアパーチャ５より上側に３個、下側に
３個設けるものとし、各偏向器の電流比と磁場の角度を
遺伝子として、合計１２個の遺伝子を有する染色体を考
えた（第１偏向器の電流値は基準となるのでこの遺伝子
の値は常に１とする）。なお、前提とした電子線光学系
の鏡筒長は660mm、電子線の加速電圧は100KeV、レチク
ル上の電子線の開き角は1.5mrad、レチクル上のサブフ
ィールドサイズは1mm□、レンズは２個とし、２個とも
コイルの内径75mm、コイルの外径128mm、光軸方向の長
さ78mmのものを使用し、それぞれの光軸方向中心位置は
165mm、495mm（成形開口面を０とし、電子線の進行方向
側を正とする）とした。
【００７８】各偏向器の寸法、構造、設置位置は発明の
実施の形態で述べたものと同じとした。また、電子軌道
の拘束条件としては、偏向ベクトルが(12.35,2.1)、す
なわち、システム軸（ｚ軸）上から発した電子線が、レ
チクル面でｘ軸方向12.35mm、ｙ軸方向2.1mmの場所に到
達する条件とした。
【００７９】初期値として６０個の種を選び、各染色体
を構成する遺伝子の値としては、実際に考えられる範囲
の値をランダムに選択した。評価関数としては、 １／{10-5＋（成形開口からの出射角）} を採用した（成形開口からの出射角の単位は°であ
る）。６０個の種について、この評価値を計算し、ま
ず、評価値の１番高い種は、無条件に次世代に残すこと
にした。次に、この評価値に比例する確率に従って、オ
スとなる個体とメスとなる個体を１体ずつ選び出し、各
遺伝子について、前記(2)式に従って遺伝子を混ぜ合わ
せ、新しい遺伝子を有する個体１個を発生させた。この
ような新しい個体の発生手順を５９回繰り返し、新しく
発生した５９個の個体と残した１個の個体で新しい６０
個の集団を作った。
【００８０】そしてこの新しい６０個の個体について、
０〜１までの乱数を割り当て、割り当てられた値が0.12
以下のもの、0.88以上の個体に対して、上側３つの偏向
器（Ｃ１〜Ｃ３）の電流比と磁場の角度について突然変
異を与えた。すなわち、割り当てられた値が0.12以下の
ものについては、電流比には-0.5〜0.5の間の乱数を加
え、磁場の角度には−５〜５の間の乱数を加えた。又、
割り当てられた値が0.88以上のものについては、電流比
には-0.5〜0.5の間の乱数を加え、磁場の角度には−５
〜５の間の乱数を加えた。下側３つの偏向器のパラメー
タについて突然変異を与えなかったのは、前記評価関数
への寄与が余りないからである。
【００８１】その後、これらの６０個の個体を次世代の
親の種として、評価値の計算以後の上記の手順を２９回
繰り返した。このようにして、合計３０回の遺伝子の組
換えを行った結果発生した６０個の個体（種）に対し
て、評価値を １／｛１＋（サブフィールドでの歪）＋（ボケ）｝ に代え、上記のような遺伝子の組換えをさらに３０回行
った（サブフィールドでの歪の単位はμｍ、ボケの単位
はμｍである）。
【００８２】この場合には、毎回新しく得られた６０個
の個体に対し、０〜１までの乱数を割り当て、割り当て
られた値が0.15以下のもの、0.85以上の個体に対して、
下側３つの偏向器（Ｐ１〜Ｐ３）の電流比と磁場の角度
について突然変異を与えた。すなわち、割り当てられた
値が0.15以下のものについては、電流比、磁場の角度と
も-0.5〜0.5の間の乱数を加えた。又、割り当てられた
値が0.85以上のものについては、電流比、磁場の角度と
も、磁場の角度には-0.5〜0.5の間の乱数を加えた。
【００８３】ただし、３０回目には突然変異を与えるこ
とを止め、遺伝子の組換えが終了した後で評価値を再計
算して、評価値の一番大きなものを選択した。上側３つ
の偏向器のパラメータに対して突然変異を与えなかった
のは、前段階で最適な解に近い解が得られているはずで
あるので、突然変異を与えることにより前段階の評価値
を悪化させないようにするためである。
【００８４】その後、選択された個体に対して、評価値
を １／｛10-5＋（レチクルへの入射角）｝ として、６番目すなわち最もレチクル側にある偏向器に
ついて山登り法によりこの評価値を最大にする電流比と
磁場の角度を求めた（レチクルへの入射角の単位は°で
ある）。その結果、下記の表１のような最適値が求まっ
た。
【００８５】
【表９】（表１）
【００８６】次に、この値を中心にして、電流比と磁場
の角度、偏向器位置をそれぞれ変化させ、加速電圧を15
KeVまで、サブフィールドのサイズを1.2mm□まで、レチ
クル上での電子線の開き角を1.8mradまで、鏡筒長を561
mmまで、各偏向器のコイル内径を34.2mm〜37.4mm、コイ
ル外径を47.6mm〜58.2mm、光軸方向の長さを66.4mm〜7
1.2mmの範囲で独立に変化させたあらゆる組み合わせに
ついて、成形開口からの電子線の出射角≦１mrad、レチ
クルへの電子線の入射角≦0.125mrad、ボケ≦１μm、サ
ブフィールドでの歪≦５μmが共に満足される範囲を求
めた。その結果、以下の範囲を得た。(単位は電流比と
磁場の角度については、表１の値に対する％、位置につ
いては、成形開口面からの距離でmmである。）
【００８７】
【表１０】（表２）
【００８８】（実施例２）実施例１と同じ条件を前提と
して、同じ方法で最適な偏向器の条件を求めた。ただ
し、実施例１において使用した評価値 １／｛１＋（サブフィールドでの歪）＋（ボケ）｝ の代わりに、
【００８９】
【数１】１／｛１＋｜4.9−（サブフィールドでの歪）
｜＋｜0.9−ボケ｜｝ を使用した。その結果、最適な偏向器の条件の組み合わ
せとして、以下の値を得た。
【００９０】
【表１１】（表３）
【００９１】次に、この値を中心にして、電流比と磁場
の角度、偏向器位置をそれぞれ変化させ、加速電圧を15
KeVまで、サブフィールドのサイズを1.8mm□まで、レチ
クル上での電子線の開き角を2.5mradまで、鏡筒長を528
mmまで、各偏向器のコイル内径を34.2mm〜38.2mm、コイ
ル外径を46.8mm〜58.2mm、光軸方向の長さを66.4mm〜7
1.2mmの範囲で独立に変化させたあらゆる組み合わせに
ついて、成形開口からの電子線の出射角≦１mrad、レチ
クルへの電子線の入射角≦0.125mrad、ボケ≦１μm、サ
ブフィールドでの歪≦５μmが共に満足される範囲を求
めた。その結果、以下の範囲を得た。(単位は電流比と
磁場の角度については、表３の値に対する％、位置につ
いては、成形開口面からの距離でmmである。）
【００９２】
【表１２】（表４）
【００９３】表５に、実施例１、実施例２の結果と、従
来の方法により求めた偏向器の設計条件を示す。ただ
し、偏向器の電流比は、偏向器全体に対するマスター電
流を１として正規化してある。
【００９４】実施例１と比較例を比べてみると、電子線
の成形開口からの出射角、ボケに関しては比較例の方が
良いが、実施例１の値でも十分許容範囲に入っている。
電力についてみると、部分的な最大電力は約57％、全電
力では約34％、実施例１の方が小さくなっている。
【００９５】同様、実施例２と比較例を比べてみると、
電子線の成形開口からの出射角、ボケ、サブフィールド
での歪に関しては比較例の方が良いが、実施例２の値で
も十分許容範囲に入っている。電力についてみると、部
分的な最大電力は約26％、全電力では約28％、実施例２
の方が小さくなっている。
【００９６】
【表１３】（表５）
【００９７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１に係る発明においては、広い範囲の種に対する評価
が可能となり、局所解に陥ることが避けられると共に、
最適解が求まりやすい。また、初期値を自由に選択する
ことができるので、初期値の選択に経験や熟練を要しな
い。
【００９８】請求項２に係る発明においては、評価値の
高い個体同士が掛け合わされる可能性が高くなり、次世
代にさらに評価値の高いものが生まれる確率を高くする
ことができる。請求項３に係る発明においては、評価値
の高いものを優先的に選択することが容易である。
【００９９】請求項４に係る発明、請求項５に係る発明
においては、新しく選択された群の中に、親を評価値の
高い順に所定数だけ無条件で残すことにより劣化を防ぐ
ことができる。請求項６に係る発明においては、評価値
の高かったほうの遺伝子（パラメータ）の影響を大きく
残すことができ、評価値の高い個体が形成される確率が
高くなる。
【０１００】請求項７に係る発明においては、探索の範
囲を広くするようにして、局所解に陥る可能性を少なく
することができる。請求項８に係る発明においては、高
い評価値を持つ個体が、突然変異により低い評価値を持
つものに代わる可能性を避けることができる。
【０１０１】請求項９に係る発明においては、目的とす
る値が複数ある場合に、各々の値を目標値内に入れるよ
うな探索を行うことができる。請求項１０に係る発明に
おいては、局所解に陥るのを避け、かつ、前記第１の手
段から第９の手段に比して最適なパラメータを求めるこ
とができる。
【０１０２】請求項１１に係る発明においては、歪やボ
ケの小さいものとすることができ、微細な線幅を有する
パターンを正確に露光転写することができる。
【０１０３】請求項１２に係る発明、請求項１３に係る
発明においては、与えられた条件の下で、成形開口から
の電子線の出射角≦１mradの範囲において、レチクルへ
の電子線の入射角≦0.125mrad、ボケ≦１μm、サブフィ
ールドでの歪≦５μmを共に満足することができる。
【０１０４】請求項１４に係る発明においては、高集積
度の半導体デバイスを歩留良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である電子線露光装置の照
明光学系を示す概要図である。
【図２】６つの偏向器で構成されている照明系を個体と
みなした時の図である。
【図３】本発明に係る荷電粒子線露光装置を使用した半
導体デバイスの製造方法を示す図である。
【図４】リソグラフィープロセスを示す図である。
【図５】分割投影転写方式における分割露光の単位を示
す図である。
【図６】分割投影転写方式における転写方法を示す図で
ある。
【符号の説明】
１、２・・・レンズ ３・・・成形開口 ４・・・レチクル ５・・・アパーチャー ６・・・光軸 ７・・・偏向器 ８・・・電子線の偏向軌道

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 レチクル上のパターンを感応基板上に転
    写する方式の荷電粒子線露光装置を構成している部品の
    パラメータを決定するに当たって、(a) 前記部品の組み
    合わせを種とみなし、(b) 前記種における、決定したい
    複数の部品のパラメータの組み合わせを染色体、個々の
    パラメータを遺伝子とみなし、(c) 任意の方法により初
    期値となる遺伝子を決定してＡ種類の種を形成し、(d)
    各々の種について、荷電粒子線露光装置の特性値に関連
    する評価値を求め、(e) 評価値の大きいＢ種類（Ｂ≦
    Ａ）の種を選択し、(f) 選択されたＢ種類の種の中か
    ら、所定の法則に従ってＣ個の個体を選択して１組とな
    し、これをＤ組作り、(g) 選択された各組内の個体の染
    色体間で、一部又は全部の遺伝子を混ぜ合わせるか、又
    は一部の遺伝子を交換するかして新しい染色体を有する
    １種類の種を作ることにより、全部でＤ種類の種を形成
    し、(h) 以下、ＡをＤに代えて前記(d)の工程に戻って
    (d)から(g)までの工程を繰り返し、その途中、(d)の工
    程で評価値が所定値以上となる種が現れたとき又は上記
    の過程を所定回数繰り返したとき、その時点で繰り返し
    計算を止め、最も大きい評価値の種に対応する部品のパ
    ラメータの組み合わせを採用する工程を有してなること
    を特徴とする荷電粒子線露光装置の設計方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の荷電粒子線露光装置の
    設計方法であって、前記工程(f)においてＣ個の個体を
    選択するとき、それぞれ、評価値の高い種が高い確率で
    選ばれるようにすることを特徴とする荷電粒子線露光装
    置の設計方法。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の荷電粒子線露光装置の
    設計方法であって、前記確率が、Ｂ種類の種の評価値の
    総和に対する当該種の評価値の比であることを特徴とす
    る荷電粒子線露光装置の設計方法。
  4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のうちいずれか１
    項に記載の荷電粒子線露光装置の設計方法であって、
    (g)の工程において、得られたＤ組の種のうち評価値の
    低い所定数Ｅ（Ｅ＜Ｄ）の種を、(e)の工程で得られた
    種のうち評価値の高い当該所定数Ｅの種に置き換えるこ
    とを特徴とする荷電粒子線露光装置の設計方法。
  5. 【請求項５】 請求項１から請求項３のうちいずれか１
    項に記載の荷電粒子線露光装置の設計方法であって、
    (g)の工程において、得られたＤ組の種に加えて、(e)の
    工程で得られた種のうち評価値の高い所定数Ｆの種を加
    えて（Ｄ＋Ｆ）組の種を作り、(h)の行程においてＡを
    （Ｄ＋Ｆ）に代えることを特徴とする荷電粒子線露光装
    置の設計方法。
  6. 【請求項６】 請求項１から請求項５のうちいずれか１
    項に記載の荷電粒子線露光装置の設計方法であって、遺
    伝子を混ぜ合わせて新しい遺伝子を作る方法が、新しい
    遺伝子を、混ぜ合わせる個体の遺伝子の、当該個体の評
    価値で重み付けされた加重平均とする方法であることを
    特徴とする荷電粒子線露光装置の設計方法。
  7. 【請求項７】 請求項１から請求項６の荷電粒子線露光
    装置の設計方法における前記(g)の工程を、(g') 選択
    された各組内の個体の染色体間で、一部又は全部の遺伝
    子を混ぜ合わせるか、又は一部の遺伝子を交換するかし
    て新しい染色体を有する１種類の種を作ることにより、
    全部でＤ種類の種を形成した後、その一部又は全部の種
    の遺伝子を所定値だけ、若しくは所定範囲内の値からラ
    ンダムに選ばれた値だけ、又は所定範囲内の値からラン
    ダムに選ばれた値に変化させ、新しい染色体を有するＤ
    種類の種を形成し、とする工程に代えたことを特徴とす
    る荷電粒子線露光装置の設計方法。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載の荷電粒子線露光装置の
    設計方法であって、一部又は全部の遺伝子を混ぜ合わせ
    るか、又は一部の遺伝子を交換するかして新しい染色体
    を作った後に遺伝子を変化させる種は、評価値が高い所
    定数の種を除いた個体から選択されることを特徴とする
    荷電粒子線露光装置の設計方法。
  9. 【請求項９】 請求項１から請求項８のうちいずれか１
    項に記載の荷電粒子線露光装置の設計方法における、前
    記(h)の工程に代えて(h') 以下、ＡをＤに代えて前記
    (d)の工程に戻って(d)から(g)までの工程を繰り返し、
    その途中、(d)の工程で評価値が所定値以上となるもの
    が現れたとき又は上記の過程を所定回数繰り返したと
    き、評価値の求め方を代えて、その時点で得られた種を
    初期値として再び(d)の工程から繰り返し計算を開始
    し、以上の工程を評価値の求め方の数だけ繰り返して行
    い、最後の評価値の求め方を適用した場合において(d)
    の工程で評価値が所定値以上となるものが現れたとき又
    は上記の過程を所定回数繰り返したとき、その時点で繰
    り返し計算を止め、最も大きい評価値の種に対応する部
    品のパラメータの組み合わせを採用する工程を用いるこ
    とを特徴とする荷電粒子線露光装置の設計方法。
  10. 【請求項１０】 請求項１から請求項９のうちいずれか
    １項に記載の荷電粒子線露光装置の設計方法によって個
    体を選択した後、当該個体において、選択された一部の
    パラメータ又は全てのパラメータについて、山登り法に
    より、評価値が最高となるパラメータの組み合わせを求
    め、その組み合わせを最終的なパラメータとして採用す
    ることを特徴とする荷電粒子線露光装置の設計方法。
  11. 【請求項１１】 請求項１から請求項１０のうちいずれ
    かの設計方法に基づいて設計され、製造された荷電粒子
    線露光装置。
  12. 【請求項１２】 分割投影転写方式の電子線露光装置で
    あって、加速電圧が15KeV以上、レチクル上でのサブフ
    ィールドのサイズが1.2mm□以下、レチクル上での電子
    線の開き角が1.8mrad以下、鏡筒長が561mm以上、６個の
    偏向器を有し、各偏向器のコイル内径が34.2mm〜37.4m
    m、コイル外径が47.6mm〜58.2mm、光軸方向の長さが66.
    4mm〜71.2mm、コイルの角度が12°、60°、72°である
    照明系を有するものにおいて、各偏向器に流す電流の比
    と、各偏向器が発生する磁場の向き、各偏向器の光軸方
    向の位置が以下の表１の標準値に対して、表２の範囲に
    あることを特徴とする荷電粒子線露光装置。ただし、表
    ２の電流比、磁場の角度は表１の値に対する％、位置
    は、成形開口の位置を０とし、電子線の進行方向を正と
    したシステム軸での位置（mm）である。 【表１】（表１） 【表２】（表２）
  13. 【請求項１３】 分割投影転写方式の電子線露光装置で
    あって、加速電圧が15KeV以上、レチクル上でのサブフ
    ィールドのサイズが1.8mm□以下、レチクル上での電子
    線の開き角が2.5mrad以下、鏡筒長が528mm以上、６個の
    偏向器を有し、各偏向器のコイル内径が34.2mm〜38.2m
    m、コイル外径が46.8mm〜58.2mm、光軸方向の長さが66.
    4mm〜71.2mm、コイルの角度が12°、60°、72°である
    照明系を有するものにおいて、各偏向器に流す電流の比
    と、各偏向器が発生する磁場の向き、各偏向器の光軸方
    向の位置が以下の表３の標準値に対して、表４の範囲に
    あることを特徴とする荷電粒子線露光装置。ただし、表
    ４の電流比、磁場の角度は表３の値に対する％、位置
    は、成形開口の位置を０とし、電子線の進行方向を正と
    したシステム軸での位置（mm）である。 【表３】（表３） 【表４】（表４）
  14. 【請求項１４】 請求項１１から請求項１３のうちいず
    れか１項に記載の荷電粒子線露光装置によりレチクルに
    形成された回路パターンをウェハに露光転写するプロセ
    スを有してなることを特徴とする半導体デバイスの製造
    方法。
JP2000082637A 2000-02-18 2000-03-23 荷電粒子線露光装置の設計方法、荷電粒子線露光装置、及び半導体デバイスの製造方法 Pending JP2001307977A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000082637A JP2001307977A (ja) 2000-02-18 2000-03-23 荷電粒子線露光装置の設計方法、荷電粒子線露光装置、及び半導体デバイスの製造方法
US09/785,943 US6627900B2 (en) 2000-02-18 2001-02-16 Methods, based on a genetic algorithm, for configuring parameters of an array of multiple components for cooperative operation to achieve a desired performance result

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000-41517 2000-02-18
JP2000041517 2000-02-18
JP2000082637A JP2001307977A (ja) 2000-02-18 2000-03-23 荷電粒子線露光装置の設計方法、荷電粒子線露光装置、及び半導体デバイスの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001307977A true JP2001307977A (ja) 2001-11-02

Family

ID=26585675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000082637A Pending JP2001307977A (ja) 2000-02-18 2000-03-23 荷電粒子線露光装置の設計方法、荷電粒子線露光装置、及び半導体デバイスの製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6627900B2 (ja)
JP (1) JP2001307977A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114877006A (zh) * 2022-04-07 2022-08-09 深圳市朝上科技有限责任公司 一种由阶梯型活塞缸构成的磁流变阻尼器

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030095151A1 (en) * 2001-11-20 2003-05-22 Shackleford J. Barry Real-time interactive adjustment of control parameters for a genetic algorithm computer
DE102004019834B4 (de) * 2004-04-23 2007-03-22 Vistec Electron Beam Gmbh Korrekturlinsen-System für ein Partikelstrahl-Projektionsgerät
WO2006089243A2 (en) * 2005-02-16 2006-08-24 University Of Virginia Patent Foundation Blood flow bypass catheters and methods for the delivery of medium to the vasculature and body ducts
US7603325B2 (en) * 2005-04-07 2009-10-13 Jacobson David L Concurrent two-phase completion genetic algorithm system and methods
US10656634B2 (en) * 2013-05-07 2020-05-19 Halliburton Energy Services, Inc. Optical sensor optimization and system implementation with simplified layer structure
CN103606005B (zh) * 2013-09-24 2017-03-01 西安电子科技大学 基于杂草算法的共形天线阵方向图综合方法
US9330884B1 (en) * 2014-11-11 2016-05-03 ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH Dome detection for charged particle beam device

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3829750A (en) * 1971-02-12 1974-08-13 Bendix Corp Self-adaptive process control
US5581657A (en) * 1994-07-29 1996-12-03 Zerox Corporation System for integrating multiple genetic algorithm applications
US5651099A (en) * 1995-01-26 1997-07-22 Hewlett-Packard Company Use of a genetic algorithm to optimize memory space
DE19508474A1 (de) * 1995-03-09 1996-09-19 Siemens Ag Intelligentes Rechner-Leitsystem
JP3512954B2 (ja) 1996-03-06 2004-03-31 富士通株式会社 パターン近接効果補正方法、プログラム、及び装置
US5864633A (en) * 1996-05-17 1999-01-26 Therma-Wave, Inc. Method and apparatus for optical data analysis
US5897629A (en) * 1996-05-29 1999-04-27 Fujitsu Limited Apparatus for solving optimization problems and delivery planning system
JP3577207B2 (ja) * 1996-12-12 2004-10-13 富士通株式会社 遺伝的アルゴリズム実行装置、実行方法およびそのプログラム記憶媒体
US5886902A (en) * 1997-02-03 1999-03-23 Digital Equipment Corporation Method for optimizing items represented in permutation spaces
US6086617A (en) * 1997-07-18 2000-07-11 Engineous Software, Inc. User directed heuristic design optimization search
US6063292A (en) * 1997-07-18 2000-05-16 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for controlling vertical and horizontal basket centrifuges
US6236894B1 (en) * 1997-12-19 2001-05-22 Atlantic Richfield Company Petroleum production optimization utilizing adaptive network and genetic algorithm techniques
JP4031874B2 (ja) * 1998-09-11 2008-01-09 富士通株式会社 回路配置最適化問題処理方法及び回路配置最適化問題処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
DE19946607C2 (de) * 1998-10-01 2002-11-07 Ibm Optimierung mit Zerstörung & Wiederaufbau
US6140660A (en) * 1999-03-23 2000-10-31 Massachusetts Institute Of Technology Optical synthetic aperture array
US6411871B1 (en) * 2000-08-05 2002-06-25 American Gnc Corporation Autonomous navigation, guidance and control using LDRI
JP3645168B2 (ja) * 2000-10-18 2005-05-11 独立行政法人産業技術総合研究所 光軸調整方法およびその調整プログラムを記録した記録媒体

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114877006A (zh) * 2022-04-07 2022-08-09 深圳市朝上科技有限责任公司 一种由阶梯型活塞缸构成的磁流变阻尼器

Also Published As

Publication number Publication date
US20010030289A1 (en) 2001-10-18
US6627900B2 (en) 2003-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3787417B2 (ja) 電子ビーム露光方法及び電子ビーム露光装置
JP3763446B2 (ja) 静電レンズ、電子ビーム描画装置、荷電ビーム応用装置、および、デバイス製造方法
KR100518290B1 (ko) 하전 빔 노광 장치, 하전 빔을 이용한 노광 방법, 하전빔의 제어 방법, 및 반도체 장치의 제조 방법
US6274877B1 (en) Electron beam exposure apparatus
US6414313B1 (en) Multiple numerical aperture electron beam projection lithography system
JP2001307977A (ja) 荷電粒子線露光装置の設計方法、荷電粒子線露光装置、及び半導体デバイスの製造方法
JP2019186140A (ja) マルチ荷電粒子ビーム照射装置及びマルチ荷電粒子ビーム照射方法
US6573014B2 (en) Charged-particle-beam microlithography methods for exposing a segmented reticle
JP2001305720A (ja) 被転写媒体の製造方法、被転写パターン形成プログラムを記憶した記憶媒体、及び半導体デバイスの製造方法
JP2003173965A (ja) 荷電粒子ビーム露光方法及び荷電粒子ビーム露光データ作成方法
US20020020822A1 (en) Electron beam illumination apparatus, electron beam exposure apparatus, and device manufacturing method
JPH09199389A (ja) 電子ビーム描画方法
JPS6142128A (ja) 荷電ビ−ム露光装置
JP2003077791A (ja) レチクルパターンの決定方法、レチクルの製造方法及び半導体デバイスの製造方法
US6507027B1 (en) Apparatus and methods for charged-particle-beam microlithography exhibiting reduced four-fold aberrations
JPH11195590A (ja) 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
US6605398B2 (en) Methods and apparatus for controlling beam blur in charged-particle-beam microlithography
JPH11195589A (ja) 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
JPH09320960A (ja) 荷電粒子線転写装置
US6432594B1 (en) Devices for reducing deflection aberrations in charged-particle-beam optical systems and microlithography apparatus comprising same, and related methods
JP3976835B2 (ja) 電子ビーム露光方法及び電子ビーム露光装置
JP2006019439A (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
US6541783B1 (en) Stencil reticle incorporating scattering features for electron beam projection lithography
EP1046185B1 (en) Projection lithography device utilizing charged particles
JPH10308340A (ja) 電子ビーム露光方法及び電子ビーム露光装置