JP2001319853A

JP2001319853A - 電子ビームドリフト診断方法、電子ビーム露光装置

Info

Publication number: JP2001319853A
Application number: JP2000135477A
Authority: JP
Inventors: Maki Takakuwa; 真樹高桑
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2000-05-09
Filing date: 2000-05-09
Publication date: 2001-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】電子ビーム露光装置において、電子ビームド
リフト量と要因を特定する診断方法を提供することを目
的とする。【解決手段】電子ビーム処理装置において、電子ビー
ムを反射体２１０に照射し、反射体２１０で反射した電
子により、電子ビーム経路の周辺に配置された副偏向器
５８などの部材を帯電させる帯電ステップと、電子ビー
ムをターゲットマーク部材１６０に走査させつつ、ター
ゲットマーク部材１６０で反射した電子の反射量を検出
する検出ステップと、反射量に基づき、電子ビームのド
リフト量を算出する算出ステップとを備える。

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
置に用いられる電子ビームのドリフト診断方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子ビームドリフトの診断方法として、
電子ビーム電流を徐々に変化させ、変化前後での電子ビ
ームドリフト量を診断していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術においては、
電子ビームのドリフト量やドリフトの要因を特定するこ
とが困難である。そこで従来は、電子ビーム露光装置の
内部を一旦、大気に開放して部品を交換し、交換の前後
における電子ビームドリフト量から劣化部位を特定して
いた。

【０００４】そこで本発明は、上記の課題を解決するこ
とのできる電子ビームドリフト診断方法および電子ビー
ム露光装置を提供することを目的とする。この目的は特
許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせ
により達成される。また従属項は本発明の更なる有利な
具体例を規定する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の第１
の形態によると、電子ビーム処理装置に用いられる、電
子ビームドリフト診断方法であって、電子ビームを反射
体に照射し、反射体で反射した電子により、電子ビーム
経路の周辺に配置された経路周辺部材を帯電させる帯電
ステップと、電子ビームをターゲットマーク部材に走査
させつつ、ターゲットマーク部材から反射された電子を
検出し、検出波形を得る検出ステップと、検出波形に基
づき、電子ビームのドリフト量を算出する算出ステップ
とを備えることを特徴とする電子ビームドリフト診断方
法を提供する。

【０００６】さらに、反射体が、異なる反射率を有する
複数の反射部材を含み、帯電ステップが、複数の反射部
材の各々に電子ビームを照射し、反射部材で反射した電
子により経路周辺部材を帯電させ、検出ステップが、複
数の反射部材の各々で反射した電子ビームにより偏向器
を帯電させる毎に、それぞれ前記走査位置を検出しても
よく、電子ビーム経路の周辺に配置された経路周辺部材
が、偏向器を含んでもよい。

【０００７】さらに帯電ステップが、電子ビームを実質
的に無偏向状態で反射体に照射してもよく、帯電ステッ
プが、電子ビームを１ミリ以上反射体に照射してもよ
い。

【０００８】さらに、検出ステップが、電子ビームを偏
向させた状態でターゲットマーク部材に対して走査して
もよく、検出ステップが、帯電ステップ後に、電子ビー
ムをターゲット部材に対して複数回走査させつつ、ター
ゲットマーク部材で反射した走査位置の変化量を検出し
てもよい。

【０００９】さらに、帯電ステップが、複数の反射部材
に対して、電子ビームを実質的に同じ時間だけ照射して
もよく、帯電ステップが、複数の反射部材に対して、電
子ビームを実質的に同じ量だけ照射してもよい。

【００１０】さらに、算出ステップで算出されたドリフ
ト量に基づいて、経路周辺部材の帯電し易さを診断する
診断ステップをさらに備えてもよく、診断ステップが、
複数の反射部材の各々を用いて、経路周辺部材を帯電さ
せた場合における、算出ステップで算出されたドリフト
量に基づいて帯電し易さを診断してもよい。

【００１１】また、本発明の第２に形態によると、電子
ビームにより、ウェハを露光する電子ビーム露光装置で
あって、電子ビームを発生する電子銃と、電子ビームを
ウェハの所定の領域に偏向させる偏向器と、電子ビーム
を反射し、反射した電子により、偏向器を帯電させるた
めの反射体と、電子ビームを走査させ、所定の反射パタ
ーンを有する反射電子を発生させるためのターゲットマ
ーク部材とを有するウェハステージと、反射電子を検出
するための検出器とを備えることを特徴とする電子ビー
ム露光装置を提供する。

【００１２】さらに、反射体が、異なる反射率を有する
複数の反射部材を含んでもよく、反射体が、金またはシ
リコンを含んでもよい。

【００１３】なお上記の発明の概要は、本発明の必要な
特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群の
サブコンビネーションも又発明となりうる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を通じて
本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかか
る発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明
されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に
必須であるとは限らない。

【００１５】〔発明の詳細な説明〕図１は、本発明の一実施形態に係
わる電子ビーム露光装置１００の構成図を示す。電子ビ
ーム露光装置１００は、電子ビームによりウェハ６４に
所定の露光処理を施すための露光部１５０と、露光部１
５０の各構成の動作を制御する制御系１４０を備える。

【００１６】露光部１５０は、筺体１０内部に、所定の
電子ビームを照射する電子ビーム照射系１１０と、電子
ビーム照射系１１０から照射された電子ビームを偏向す
るとともに、電子ビームのマスク３０近傍における結像
位置を調整するマスク用投影系１１２と、電子ビームの
ウェハ６４近傍における結像位置を調整する調整レンズ
系１１４と、マスク３０を通過した電子ビームをウェハ
ステージ６２に載置されたウェハ６４の所定の領域に偏
向するとともに、ウェハ６４に転写されるパターンの像
の向き及びサイズを調整するウェハ用投影系１１６を含
む電子光学系を備える。

【００１７】また、露光部１５０は、ウェハ６４に露光
すべきパターンをそれぞれ形成された複数のブロックを
有するマスク３０を載置するマスクステージ７２と、マ
スクステージ７２を駆動するマスクステージ駆動部６８
と、パターンを露光すべきウェハ６４を載置するウェハ
ステージ６２と、ウェハステージ６２を駆動するウェハ
ステージ駆動部７０とを含むステージ系を備える。さら
に、露光部１５０は、電子光学系の調整のために、ウェ
ハステージ６２側から飛散する電子を検出して、飛散し
た電子量に相当する電気信号に変換する電子検出器６０
を有する。ウェハステージ６２は、電子ビームの焦点、
偏向量及び／又はビーム形状を調整するために用いられ
るターゲットマーク部材１６０、および照射した電子ビ
ームを反射し、反射電子により電子ビーム経路の周辺に
配置された部材を帯電させるための反射体２１０を有す
る。

【００１８】電子ビーム照射系１１０は、電子ビームを
発生させる電子銃１２による、電子ビームの焦点位置を
定める第１電子レンズ１４と、電子ビームを通過させる
矩形形状の開口（スリット）が形成されたスリット部１
６とを有する。電子銃１２は、安定した電子ビームを発
生するのに所定の時間がかかるので、電子銃１２は、露
光処理期間において常に電子ビームを発生してもよい。
スリットは、マスク３０に形成された所定のパターンを
含むブロックの形状に合わせて形成されるのが好まし
い。図４において、電子ビーム照射系１１０から照射さ
れた電子ビームが、電子光学系により偏向されない場合
の電子ビームの光軸を、一点鎖線Ａで表現する。

【００１９】マスク用投影系１１２は、電子ビームを偏
向するマスク用偏向系としての第１偏向器１８、第２偏
向器２２及び第３偏向器２６と、電子ビームの焦点を調
整するマスク用焦点系としての第２電子レンズ２０、さ
らに、第１部ブランキング電極２４を有する。第１偏向
器１８及び第２偏向器２２は、電子ビームをマスク３０
上の所定の領域に照射する偏向を行う。例えば、所定の
領域は、ウェハ６４に転写するパターンを有するブロッ
クであってよい。電子ビームがパターンを通過すること
により、電子ビームの断面形状は、パターンと同一の形
状になる。所定のパターンが形成されたブロックを通過
した電子ビームの像をパターン像と定義する。第３偏向
器２６は、第１偏向器１８及び第２偏向器２２を通過し
た電子ビームの軌道を光軸にＡに略平行に偏向する。第
２電子レンズ２０は、スリット部１６の開口の像を、マ
スクステージ７２上に載置されるマスク３０上に結像さ
せる機能を有する。

【００２０】調整レンズ系１１４は、第３電子レンズ２
８と、第４電子レンズ３２とを有する。第３電子レンズ
２８及び第４電子レンズ３２は、電子ビームのラウンド
アパーチャ部４８に対する焦点を合わせる。ウェハ用投
影系１１６は、第５電子レンズ４０と、第６電子レンズ
４６と、第７電子レンズ５０と、第８電子レンズ５２
と、第９電子レンズ６６と、第４偏向器３４と、第５偏
向器３８と、第６偏向器４２と、主偏向器５６と、副偏
向器５８と、第２ブランキング電極３６と、ラウンドア
パーチャ部４８とを有する。

【００２１】レンズ強度の設定値に依存してパターン像
は回転する。第５電子レンズ４０は、マスク３０の所定
のブロックを通過した電子ビームのパターン像の回転量
を調整する。第６電子レンズ４６及び第７電子レンズ５
０は、マスク３０に形成されたパターンに対する、ウェ
ハ６４に転写されるパターン像の縮小率を調整する。第
８電子レンズ５２及び第９電子レンズ６６は、対物レン
ズとして機能し、マスク３０で整形された電子ビームを
ウェハ６４に対して焦点を合わせる機能を有する。第４
偏向器３４及び第６偏向器４２は、電子ビームの進行方
向に対するマスク３０の下流において、電子ビームを光
軸Ａの方向に偏向する。第５偏向器３８は、電子ビーム
を光軸Ａに略平行になるように偏向する。主偏向器５６
及び副偏向器５８は、ウェハ６４上の所定の領域に電子
ビームが照射されるように、電子ビームを偏向する。本
実施形態では、主偏向器５６は、１ショットの電子ビー
ムで照射可能な領域（ショット領域）を複数含むサブフ
ィールド間で電子ビームを偏向するために用いられ、副
偏向器５８は、サブフィールドにおけるショット領域間
の偏向のために用いられる。

【００２２】ラウンドアパーチャ部４８は、円形の開口
（ラウンドアパーチャ）を有する。第１部ブランキング
電極２４および第２部ブランキング電極３６は、電子ビ
ームを高速に同期してオン／オフすることができ、具体
的には、電子ビームをラウンドアパーチャの外側に当た
るように偏向する機能を有する。すなわち、第１部ブラ
ンキング電極２４および第２部ブランキング電極３６
は、ウェハ６４上に結像されるパターン像に変位をもた
らすことなく、ウェハ６４上に到達する電子ビームの量
を制御することができる。従って、第１部ブランキング
電極２４および第２部ブランキング電極３６は、電子ビ
ームの進行方向に対してラウンドアパーチャ部４８から
下流に電子ビームが進行することを防ぐことができる。
電子銃１２は、露光処理期間において常に電子ビームを
照射するので、第１部ブランキング電極２４および第２
部ブランキング電極３６は、ウェハ６４に転写するパタ
ーンを変更するとき、更には、パターンを露光するウェ
ハ６４の領域を変更するときに、ラウンドアパーチャ部
４８から下流に電子ビームが進行しないように電子ビー
ムを偏向することが望ましい。

【００２３】制御系１４０は、統括制御部１３０及び個
別制御部１２０を備える。個別制御部１２０は、偏向制
御部８２と、マスクステージ制御部８４と、ショット制
御部８６と、電子レンズ制御部８８と、反射電子処理部
９０と、ウェハステージ制御部９２とを有する。統括制
御部１３０は、例えばワークステーションであって、個
別制御部１２０に含まれる各制御部を統括制御する。偏
向制御部８２は、第１偏向器１８、第２偏向器２２、第
３偏向器２６、第４偏向器３４、第５偏向器３８、第６
偏向器４２、主偏向器５６、及び副偏向器５８を制御す
る。マスクステージ制御部８４は、マスクステージ駆動
部６８を制御して、マスクステージ７２を移動させる。

【００２４】ショット制御部８６は、第１部ブランキン
グ電極２４及び第２部ブランキング電極３６を制御す
る。本実施形態では、第２部ブランキング電極２４及び
第２部ブランキング電極３６は、露光時には電子ビーム
をウェハ６４に照射させ、露光時以外には、電子ビーム
をウェハ６４に到達させないように制御されるのが望ま
しい。電子レンズ制御部８８は、第１電子レンズ１４、
第２電子レンズ２０、第３電子レンズ２８、第４電子レ
ンズ３２、第５電子レンズ４０、第６電子レンズ４６、
第７電子レンズ５０、第８電子レンズ５２および第９電
子レンズ６６に供給する電流を制御する。反射電子処理
部９０は、電子検出部６０により検出された電気信号に
基づいて電子量を示すデジタルデータを検出する。

【００２５】ウェハステージ制御部９２は、ウェハステ
ージ駆動部７０によりウェハステージ６２を所定の位置
に移動させる。

【００２６】本実施形態にかかる電子ビーム露光装置１
００の動作について説明する。電子ビーム露光装置１０
０は、露光処理を行う前に、電子光学系などの構成を予
め調整する調整処理を行う。以下において、まず、露光
処理前の電子光学系の調整処理について説明する。ウェ
ハステージ６２は、電子ビームの焦点および偏向度など
を調整するために用いられるターゲットマーク部材１６
０、および照射した電子ビームを反射し、反射電子によ
り電子ビーム経路の周辺に配置された部材を帯電させる
ための反射体２１０を備える。ターゲットマーク部材１
６０および反射体２１０は、ウェハステージ６２上にお
いて、ウェハを載置する領域以外の場所に設けられるの
が好ましい。

【００２７】まず、電子ビームの焦点合わせを行うため
に、ウェハステージ制御部９２が、ウェハステージ駆動
部７０によりウェハステージ６２に設けられた焦点調整
用のターゲットマーク部材１６０を光軸Ａ近傍に移動さ
せる。次いで、各レンズの焦点位置を所定の位置に調整
し、偏向器により電子ビームをターゲットマーク部材１
６０のマーク上を走査させるとともに、電子検出器６０
が、ターゲットマーク部材１６０に電子ビームが照射さ
れることにより発生する反射電子に応じた電気信号を出
力し、反射電子処理部９０が反射電子量を検出し、統括
制御部１３０に通知する。統括制御部１３０は、検出さ
れた電子量に基づいて、レンズ系の焦点が合っているか
否かを判断する。統括制御部１３０は、反射電子の検出
波形の微分値が最大となるように、各電子レンズに供給
する電流を制御する。

【００２８】例えば、高精度な露光処理を行うために電
子ビーム露光装置１００の座標系をレーザ干渉計などを
基準として構成するとき、電子ビームの偏向座標系とレ
ーザ干渉計を基準とした直交座標計とが厳密に校正され
ていることが必要である。そのため、電子ビームの焦点
を行った後、偏向量を調整（校正）するために、ウェハ
ステージ制御部９２が、ウェハステージ駆動部７０によ
りウェハステージ６２に設けられた偏向量調整用の所定
のマークを形成されたターゲットマーク部材１６０を光
軸Ａ近傍に移動させる。

【００２９】偏向器が、電子ビームで、ターゲットマー
ク部材１６０の偏向量調整用マーク上を複数回走査さ
せ、電子検出器６０が、ターゲットマーク部材１６０か
ら反射した反射電子の変化を検出し、統括制御部１３０
に通知する。統括制御部１３０は、反射電子の検出波形
に基づいて、マークのエッジを定め、マーク座標の中心
位置を求めることができる。以上のマーク検出を行うこ
とによって、偏向座標系と直交座標系の校正を実現する
ことができ、偏向器が、ウェハ上の所定の領域に高精度
に電子ビームを照射させることが可能となる。

【００３０】次に、電子ビーム露光装置１００が露光処
理を行う際の各構成の動作について説明する。マスクス
テージ７２上には、所定のパターンを形成された複数の
ブロックを有するマスク３０が載置され、マスク３０
は、所定の位置に固定されている。また、ウェハステー
ジ６２上には、露光処理が施されるウェハ６４が載置さ
れている。ウェハステージ制御部９２は、ウェハステー
ジ駆動部７０によりウェハステージ６２を移動させて、
ウェハ６４の露光されるべき領域が光軸Ａ近傍に位置す
るようにする。また、電子銃１２は、露光処理期間にお
いて常に電子ビームを照射するので、露光の開始前にお
いて、スリット部１６の開口を通過した電子ビームがウ
ェハ６４に照射されないように、ショット制御部８６が
第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３
６を制御する。マスク用投影系１１２において、電子レ
ンズ２０及び偏向器（１８、２２、２６）は、ウェハ６
４に転写するパターンが形成されたブロックに電子ビー
ムを照射できるように調整される。調整レンズ系１１４
において、電子レンズ（２８、３２）は、電子ビームの
ウェハ６４に対する焦点が合うように調整される。ま
た、ウェハ用投影系１１６において、電子レンズ（４
０、４６、５０、５２、６６）及び偏向器（３４、３
８、４２、５６、５８）は、ウェハ６４の所定の領域に
パターン像を転写できるように調整される。

【００３１】マスク投影系１１２、調整レンズ系１１４
及びウェハ用投影系１１６が調整された後、ショット制
御部８６が、第１ブランキング電極２４及び第２ブラン
キング電極３６による電子ビームの偏向を停止する。こ
れにより、以下に示すように、電子ビームはマスク３０
を介してウェハ６４に照射される。電子銃１２が電子ビ
ームを生成し、第１電子レンズ１４が電子ビームの焦点
位置を調整して、スリット部１６に照射させる。そし
て、第１偏向器１８及び第２偏向器２２がスリット部１
６の開口を通過した電子ビームをマスク３０の転写すべ
きパターンが形成された所定の領域に照射するように偏
向する。スリット部１６の開口を通過した電子ビーム
は、矩形の断面形状を有している。第１偏向器１８及び
第２偏向器２２により偏向された電子ビームは、第３偏
向器２６により光軸Ａと略平行になるように偏向され
る。また、電子ビームは、第２電子レンズ２０により、
マスク３０上の所定の領域にスリット部１６の開口の像
が結像するように調整される。

【００３２】そして、マスク３０に形成されたパターン
を通過した電子ビームは、第４偏向器３４及び第６偏向
器４２により光軸Ａに近づく方向に偏向され、第５偏向
器３８により、光軸Ａと略平行になるように偏向され
る。また、電子ビームは、第３電子レンズ２８及び第４
電子レンズ３２により、マスク３０に形成されたパター
ンの像がウェハ６４の表面に焦点が合うように調整さ
れ、第５電子レンズ４０によりパターン像の回転量が調
整され、第６電子レンズ４６及び第７電子レンズ５０に
より、パターン像の縮小率が調整される。それから、電
子ビームは主偏向器５６及び副偏向器５８により、ウェ
ハ６４上の所定のショット領域に照射されるように偏向
される。本実施形態では、主偏向器５６が、ショット領
域を複数含むサブフィールド間で電子ビームを偏向し、
副偏向器５８が、サブフィールドにおけるショット領域
間で電子ビームを偏向する。所定のショット領域に偏向
された電子ビームは、電子レンズ５２及び電子レンズ６
６によって調整され、ウェハ６４に照射される。これに
よって、ウェハ６４上の所定のショット領域には、マス
ク３０に形成されたパターンの像が転写される。

【００３３】所定の露光時間が経過した後、ショット制
御部８６が、電子ビームがウェハ６４を照射しないよう
に、第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電
極３６を制御して、電子ビームを偏向させる。以上のプ
ロセスにより、ウェハ６４上の所定のショット領域に、
マスク３０に形成されたパターンが露光される。次のシ
ョット領域に、マスク３０に形成されたパターンを露光
するために、マスク用投影系１１２において、電子レン
ズ２０及び偏向器（１８、２２、２６）は、ウェハ６４
に転写するパターンを有するブロックに電子ビームを照
射できるように調整される。調整レンズ系１１４におい
て、電子レンズ（２８、３２）は、電子ビームのウェハ
６４に対する焦点が合うように調整される。また、ウェ
ハ用投影系１１６において、電子レンズ（４０、４６、
５０、５２、６６）及び偏向器（３４、３８、４２、５
６、５８）は、ウェハ６４の所定の領域にパターン像を
転写できるように調整される。

【００３４】具体的には、副偏向器５８は、マスク用投
影系１１２により生成されたパターン像が、次のショッ
ト領域に露光されるように電界を調整する。この後、上
記と同様に当該ショット領域にパターンを露光する。サ
ブフィールド内の露光すべきショット領域のすべてにパ
ターンを露光した後に、主偏向器５６は、次のサブフィ
ールドにパターンを露光できるように磁界を調整する。
電子ビーム露光装置１００は、この露光処理を、繰り返
し実行することによって、所望の回路パターンを、ウェ
ハ６４に露光することができる。

【００３５】図２は、本発明の一実施形態に係るターゲ
ットマーク部材１６０および反射体２１０の構成を示
す。ターゲットマーク部材１６０および反射体２１０
は、ウェハステージ６２上のウェハ載置場所以外の領域
に設けられる。ターゲットマーク部材１６０は、電子ビ
ームを走査させつつ反射電子量を検出することにより、
電子ビームの偏向位置と反射電子量の変化からターゲッ
トマーク部材１６０の座標位置を検出するために用いら
れる。また、反射体２１０は、照射された電子ビームを
反射し、副偏向器５８などの経路周辺部材を反射された
電子により帯電させるために用いられる。

【００３６】ターゲットマーク部材１６０は、電子ビー
ムの偏向量調整用のための所定のマークを有する。ター
ゲットマーク部材１６０は、電子ビームドリフト診断用
に用意してもよいが、電子光学系などの調整処理に用い
られるマーク部材を併用してもよい。反射体２１０は、
単一の反射部材を有してもよいが、好ましく異なる反射
率を有する複数の反射部材を有し、さらに好ましくは各
々の反射率が大きく異なる反射部材を有する。本実施例
においては、反射体２１０は、反射率ＲＡを有する第１
反射部材２００、反射率ＲＢを有する第２反射部材２０
２および反射率ＲＣを有する第３反射部材２０４を有す
る。また、反射率はＲＡ＜ＲＢ＜ＲＣである。反射率が
大きな反射部材としては例えば金が用いられ、反射率が
小さな反射部材としては例えばシリコンが用いられる。

【００３７】図３は、本発明の一実施形態に係る電子ビ
ームドリフト診断方法のフローチャートである。まず、
電子光学系などの構成を予め調整する調整処理を行う
（Ｓ１２）。次に、電子ビームを反射体２１０に照射
し、反射電子により副偏向器５８などの経路周辺部材を
帯電させる（Ｓ１４）。次に、電子ビームをターゲット
マーク部材１６０に走査させつつ、反射された電子を検
出し、検出波形を得る（Ｓ１６）。電子ビームは、ター
ゲット部材１６０に複数回走査させてもよい。次に、得
られた検出波形に基づき、電子ビームのドリフト量を算
出する（Ｓ１８）。次に、全ての反射部材で検出したか
を確認する（Ｓ２０）。次に、算出された電子ビームの
ドリフト量に基づき、副偏向器５８などの経路周辺部材
の帯電し易さを診断する（Ｓ２２）。

【００３８】他の実施形態においては、まず、電子光学
系などの構成を予め調整する調整処理を行う（Ｓ１
２）。次に、電子ビームを単一の反射体２１０に照射
し、反射電子により副偏向器５８などの経路周辺部材を
帯電させる（Ｓ１４）。次に、電子ビームをターゲット
マーク部材１６０に走査させつつ、反射された電子を検
出し、検出波形を得る（Ｓ１６）。電子ビームは、ター
ゲット部材１６０に複数回走査させてもよい。次に、得
られた検出波形に基づき、電子ビームのドリフト量を算
出する（Ｓ１８）。次に、算出された電子ビームのドリ
フト量に基づき、副偏向器５８などの経路周辺部材の帯
電し易さを診断する（Ｓ２２）。

【００３９】図４は、帯電ステップ（Ｓ１４）におい
て、副偏向器５８などの経路周辺部材が、反射された電
子ビームにより帯電される様子を示す。電子光学系など
の調整処理が行われた後、反射体２１０である第１反射
部材２００に電子ビームを照射する。反射体２１０であ
る第１反射部材２００で、照射された電子ビームは反射
し散乱して、副偏向器５８などの電子ビーム経路の周辺
に配置された部材が、反射した電子により帯電される。

【００４０】このとき、副偏向器５８などの経路周辺部
材を均一に帯電させるため、反射体２１０である第１帯
電部材２００に対して、電子ビームは実質的に無偏向状
態で照射されることが好ましい。また、副偏向器５８な
どの経路周辺部材を十分帯電させるとができる時間、例
えば１ミリ秒以上、または１秒以上、または１０秒以
上、電子ビームが照射されることが好ましい。帯電ステ
ップ（Ｓ１４）において、副偏向器５８などの経路周辺
部材を帯電できる最大帯電量は、反射体２１０の反射率
により異なる。

【００４１】図５は、図３における検出ステップ（Ｓ１
６）において、電子ビームをターゲットマーク部材１６
０に走査させつつ、反射した電子の反射量を検出する様
子を示す。副偏向器５８などの経路周辺部材を帯電させ
た後、ウェハステージ６２を移動しおよび／または電子
ビームを偏向させることにより、電子ビーム照射位置を
ターゲットマーク部材１６０に近傍に移動させる。

【００４２】次に、ターゲットマーク部材１６０に電子
ビームを走査させつつ、ターゲットマーク部材１６０か
ら反射した反射電子量を、電子検出器６０が検出する。
電子検出器６０は、反射電子量に基づいて得られた検出
波形を反射電子処理部９０に出力する。反射電子処理部
９０は、検出した反射電子の変化を検出波形として統括
制御部１３０に通知する。統括制御部１３０は、反射電
子の検出波形に基づいて、反射電子量が急激に増加する
ときの電子ビームの偏向位置を特定する。そして、ター
ゲットマーク部材１６０のエッジの位置を定めることに
より、ターゲットマーク部材１６０の座標位置を検出す
ることができる。

【００４３】副偏向器５８などの経路周辺部材の帯電、
およびターゲットマーク部材１６０の帯電に影響を受け
て、電子ビームはドリフトする。帯電の影響を受けてド
リフトした電子ビームによって検出されたターゲットマ
ーク部材１６０の座標位置は、実際の座標位置とのずれ
を生じる。帯電ステップ（Ｓ１４）において帯電され
た、副偏向器５８などの経路周辺部材の、帯電ステップ
（Ｓ１４）において帯電した帯電量は、検出ステップ
（Ｓ１６）において経時的に減少する。また検出ステッ
プ（Ｓ１６）において、ターゲットマーク部材１６０は
電子ビームが照射されることにより帯電する。また、タ
ーゲットマーク部材１６０の帯電量は検出ステップ（Ｓ
１６）において経時的にわずかに増加する。従って、副
偏向器５８などの経路周辺部材の帯電量、およびターゲ
ットマーク部材１６０の帯電量に、ターゲットマーク部
材１６０の検出座標位置は影響を受ける。そのため、タ
ーゲットマーク部材１６０の検出座標位置は検出ステッ
プ（Ｓ１６）において経時的に変化する。この検出ステ
ップ（Ｓ１６）における、経時的な変化がターゲットマ
ーク部材１６０の検出座標位置と実際の座標位置とのず
れとなって現れる。検出ステップ（Ｓ１６）において、
電子ビームの走査と反射電子の検出を複数回繰り返すこ
とによりターゲットマーク部材１６０の検出座標位置の
経時的な変化は検出することができる。さらに電子ビー
ムドリフトの影響を感度よく検出できるように、電子ビ
ームを偏向させた状態で走査することが好ましいが、さ
らに好ましくは、電子ビームを最大量偏向させた状態で
走査する。

【００４４】以上の帯電ステップ（Ｓ１４）および検出
ステップ（Ｓ１６）を、第１反射部材２００と異なる反
射率を有する第２反射部材２０２および第３反射部材２
０４についても同様に行う。そして、帯電ステップ（Ｓ
１４）における反射部材の反射率の影響による、ターゲ
ットマーク部材１６０の検出座標位置の経時的な変化の
差を検出することができる。そのとき、副偏向器５８な
どの経路周辺部材の帯電量が、各々の反射部材が有する
反射率の違いによる反射電子量の変化に依存することが
好ましい。具体的には、帯電ステップ（Ｓ１４）におい
て、電子ビームを実質的に同じ時間だけ各々の反射部材
に対して照射することが好ましく、また、電子ビームを
実質的に同じ量だけ各々の反射部材に対して照射するこ
とが好ましい。

【００４５】図６は、ターゲットマーク部材１６０の帯
電による電子ビームドリフト量の経時的な変化、および
異なる編者率を有する複数の反射部材を用いて、検出ス
テップ（Ｓ１６）で検出されたターゲットマーク部材１
６０の検出座標位置から算出された電子ビームドリフト
量の経時的な変化を示す。

【００４６】反射率ＲＡを有する反射部材２００、反射
率ＲＢを有する反射部材２０２および反射率ＲＣを有す
る反射部材２０４の各々で、検出ステップ（Ｓ１６）に
おいて検出されたターゲットマーク部材１６０の検出座
標位置の経時的な変化から、算出ステップ（Ｓ１８）に
おいて、電子ビームドリフト量の経時的な変化が算出さ
れる。また、帯電ステップ（Ｓ１４）を行わずに、検出
ステップ（Ｓ１６）において検出されたターゲットマー
ク部材１６０の検出座標位置の経時的な変化から、算出
ステップ（Ｓ１８）において、ターゲットマーク部材１
６０の帯電による電子ビームドリフト量の経時的な変化
が算出することができる。

【００４７】帯電ステップ（Ｓ１４）において、反射率
ＲＡを有する反射部材２００を用いて副偏向器５８など
の経路周辺部材を帯電させ、検出ステップ（Ｓ１６）に
おいて、検出されたターゲットマーク部材１６０の検出
座標位置から算出された電子ビームドリフト量の経時的
な変化をＲ２で示す。帯電ステップ（Ｓ１４）におい
て、反射率ＲＣを有する反射部材２０４を用いて副偏向
器５８などの経路周辺部材を帯電させ、検出ステップ
（Ｓ１６）において、検出されたターゲットマーク部材
１６０の検出座標位置から算出された電子ビームドリフ
ト量の経時的な変化をＲ３で示す。また、検出ステップ
（Ｓ１６）におけるターゲットマーク部材１６０の帯電
による電子ビームドリフト量の経時的な変化をＲ０で示
す。

【００４８】曲線Ｒ０に示されるように、ターゲットマ
ーク部材１６０地震のドリフト量がわずかではあるが経
時的に増加する。しかし、帯電ステップ（Ｓ１４）にお
いて異なる反射率を有する反射部材を用いた場合でも、
検出ステップ（Ｓ１６）におけるターゲットマーク部材
１６０の帯電による電子ビームドリフト量の軽時的な変
化の差はわずかである。そのため、帯電ステップ（Ｓ１
４）で用いられる反射部材の反射率に依らず、ターゲッ
トマーク部材１６０の帯電による電子ビームドリフト量
の軽時的な変化は、ほぼＲ０となる。

【００４９】帯電ステップ（Ｓ１４）において帯電され
た、副偏向器５８などの経路周辺部材の帯電量は、検出
ステップ（Ｓ１６）において軽時的に減少する。またタ
ーゲットマーク部材１６０の帯電量は、わずかではある
が軽時的に増加する。また、電子ビームドリフト量は、
副偏向器５８などの経路周辺部材の帯電量およびまたタ
ーゲットマーク部材１６０の帯電量に依存する。したが
って、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、徐々にＲ０に近づくよう
に変化する。

【００５０】副偏向器などの経路周辺部材は、導電性材
料もしくは導電性材料で表面を保護された材料から構成
されている。そして、副偏向器５８などの経路周辺部材
は、接地されているため帯電は起こりにくい。しかし、
電子ビーム露光装置を使用していくにしたがって、経路
周辺部材に有機物が付着していく。付着した有機物は絶
縁性もしくは低い導電性を有するため帯電性し易い。そ
して、有機物が帯電することにより電子ビームドリフト
に影響を及ぼす。また、電子ビーム露光装置を使用して
いくにしたがって、プラズマクリーニングなどにより、
電極等の経路周辺部材が有する導電性材料部分が劣化し
た場合、下地の絶縁材料が露出する。そして、当該絶縁
材料等の帯電耐性が低くなり、当該絶縁材料が帯電しや
すくなることにより、電子ビームをドリフトさせやすく
なる。

【００５１】副偏向器５８などの経路周辺部材が交換さ
れクリーニングされた初期の状態では、副偏向器５８な
どの経路周辺部材の帯電の影響による電子ビームドリフ
ト量はわずかである。しかし、副偏向器５８などの経路
周辺部材に有機物が付着したり、また劣化したりするこ
とにより、副偏向器５８などの経路周辺部材の帯電し易
さが軽時的に変化していく。そして電子ビームドリフト
量も徐々に変化していく。

【００５２】Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の初期値は、副偏向
器５８などの経路周辺部材の帯電ステップ（Ｓ１４）に
おける帯電量および帯電した電荷の抜け易さに依存す
る。副偏向器５８などの経路周辺部材の状態が良好であ
れば、帯電ステップ（Ｓ１４）における帯電量は少な
い。また、帯電した電荷も抜け安く、帯電ステップ（Ｓ
１４）から検出ステップ（Ｓ１６）に移動するときのわ
ずかな時間で帯電した電荷が抜ける場合もある。逆に、
副偏向器５８などの経路周辺部材の劣化や有機物の付着
量が多ければ、帯電ステップ（Ｓ１４）における帯電量
は多い。また、帯電した電荷も抜けにくい。従って、電
子ビームドリフト量の軽時的な変化の度合いは、副偏向
器５８などの経路周辺部材の帯電し易さに影響を受け
る。

【００５３】そこで、算出ステップ（Ｓ１８）で算出さ
れた電子ビームドリフト量に基づいて、副偏向器５８な
どの経路周辺部材の帯電し易さを診断する診断ステップ
（Ｓ２２）をさらに備えることにより、副偏向器５８な
どの経路周辺部材、およびターゲットマーク部材１６０
の帯電し易さを診断することができる。

【００５４】具体的には、反射部材の反射率、副偏向器
５８などの経路周辺部材の帯電状態、ターゲットマーク
部材１６０の帯電状態、および電子ビームドリフト量を
含む複数のパラメータによって、副偏向器５８などの経
路周辺部材の帯電し易さは決まる。さらに具体的には、
得られた複数の電子ビームドリフト量の差分を用いて副
偏向器５８などの経路周辺部材の帯電しやすさを求め
る。

【００５５】また、電子ビームドリフト診断方法を用い
ることにより、副偏向器５８などの経路周辺部材への有
機物の付着および劣化の状態を日常診断することができ
る。具体的には、副偏向器５８などの経路周辺部材が交
換された直後の良好な状態から、副偏向器５８などの経
路周辺部材の帯電し易さの軽時的な変化を予め記録し、
経路周辺部材の劣化を表す閾値を定める。そして、診断
ステップ（Ｓ２２）で診断された帯電し易さから副偏向
器５８などの経路周辺部材の交換必要性を判断すること
ができる。また帯電ステップ（Ｓ１４）、検出ステップ
（Ｓ１６）、算出ステップ（Ｓ１８）および診断ステッ
プ（Ｓ２２）を毎日、１週間毎、ウェハ毎またはロット
毎といったように定期的に行うことにより、電子ビーム
露光装置の内部を大気に開放することなく副偏向器５８
などの経路周辺部材への有機物の付着の状態および劣化
の状態を診断することができる。

【００５６】以上、反発明を実施の形態を用いて説明し
たが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範
囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又
は改良を加えることができる。その様な変更又は改良を
加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、
特許請求の範囲の記載から明らかである。

【００５７】

【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明に
よれば電子ビームドリフト量と要因を診断することがで
き、電子ビーム露光装置内部を大気に開放することなく
副偏向器５８などの経路周辺部材の劣化の状態を診断す
ることができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る電子ビーム露光装置
１００の構成図を示す。

【図２】本発明に係るターゲットマーク部材１６０およ
び反射体２１０の構成を示す。

【図３】本発明の一実施形態に係る電子ビームドリフト
診断方法のフローチャートである。

【図４】帯電ステップ（Ｓ１４）において、副偏向器５
８などの経路周辺部材が、反射された電子ビームにより
帯電される様子を示す。

【図５】検出ステップ（Ｓ１６）において、電子ビーム
をターゲットマーク部材１６０に走査させつつ、反射し
た電子の反射量を検出する様子を示す。

【図６】異なる反射率を有する各々の反射部材において
算出された電子ビームドリフト量の経時変化を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｊ 37/305 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１Ｎ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子ビーム処理装置に用いられる、電子
ビームドリフト診断方法であって、電子ビームを反射体に照射し、前記反射体で反射した電
子により、前記電子ビーム経路の周辺に配置された経路
周辺部材を帯電させる帯電ステップと、電子ビームをターゲットマーク部材に走査させつつ、前
記ターゲットマーク部材から反射された電子を検出し、
検出波形を得る検出ステップと、前記検出波形に基づき、前記電子ビームのドリフト量を
算出する算出ステップとを備えることを特徴とする電子
ビームドリフト診断方法。
【請求項２】前記反射体が、異なる反射率を有する複
数の反射部材を含み、前記帯電ステップが、複数の前記
反射部材の各々に前記電子ビームを照射し、前記反射部
材で反射した電子により前記経路周辺部材を帯電させ、前記検出ステップが、複数の前記反射部材の各々で反射
した前記電子ビームにより偏向器を帯電させる毎に、そ
れぞれ前記検出波形を得る。ことを特徴とする請求項１
記載の電子ビームドリフト診断方法。
【請求項３】前記電子ビーム経路の周辺に配置された
前記経路周辺部材が、偏向器を含むことを特徴とする請
求項１記載の電子ビームドリフト診断方法。
【請求項４】前記帯電ステップが、前記電子ビームを
実質的に無偏向状態で前記反射体に照射することを特徴
とする請求項１記載の電子ビームドリフト診断方法。
【請求項５】前記帯電ステップが、前記電子ビームを
１ミリ秒以上前記反射体に照射することを特徴とする請
求項１記載の電子ビームドリフト診断方法。
【請求項６】前記検出ステップが、前記電子ビームを
偏向させた状態で前記ターゲットマーク部材に対して走
査することを特徴とする請求項１記載の電子ビームドリ
フト診断方法。
【請求項７】前記検出ステップが、前記帯電ステップ
後に、電子ビームを前記ターゲット部材に対して複数回
走査させつつ、前記ターゲットマーク部材で反射した前
記検出波形の変化量を検出することを特徴とする請求項
１記載の電子ビームドリフト診断方法。
【請求項８】前記帯電ステップが、複数の前記反射部
材に対して、前記電子ビームを実質的に同じ時間だけ照
射することを特徴とする請求項２記載の電子ビームドリ
フト診断方法。
【請求項９】前記帯電ステップが、複数の前記反射
部材に対して、前記電子ビームを実質的に同じ量だけ照
射することを特徴とする請求項２記載の電子ビームドリ
フト診断方法。
【請求項１０】前記算出ステップで算出された前記ド
リフト量に基づいて、前記経路周辺部材の帯電し易さを
診断する診断ステップをさらに備えることを特徴とする
請求項１記載の電子ビームドリフト診断方法。
【請求項１１】前記診断ステップが、複数の前記反射
部材の各々を用いて、前記経路周辺部材を帯電させた場
合における、前記算出ステップで算出された前記ドリフ
ト量に基づいて前記帯電し易さを診断することを特徴と
する請求項１０記載の電子ビームドリフト診断方法。
【請求項１２】電子ビームにより、ウェハを露光する
電子ビーム露光装置であて、電子ビームを発生する電子銃と、前記電子ビームを前記ウェハの所定の領域に偏向させる
偏向器と、前記電子ビームを反射し、反射した電子により、前記偏
向器を帯電させるための反射体と、前記電子ビームを走
査させ、所定の反射パターンを有する反射電子を発生さ
せるためのターゲットマーク部材とを有するウェハステ
ージと、前記反射電子を検出するための検出器とを備えることを
特徴とする電子ビーム露光装置。
【請求項１３】前記反射体が、異なる反射率を有する
複数の反射部材を含むことを特徴とする請求項１２記載
の電子ビーム露光装置。
【請求項１４】前記反射体が、金またはシリコンを含
むことを特徴とする請求項１２記載の電子ビーム露光装
置。