JP2003022957A - 電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェハステージのアッベ誤差量を正確に算出
し、電子ビームの照射位置を補正することにより、ウェ
ハにパターンを精度良く露光する電子ビーム露光装置を
提供する。 【解決手段】 ウェハにパターンを露光する電子ビーム
露光装置であって、ウェハが載置されるウェハステージ
に設けられたミラーにレーザ光を照射することにより、
ステージ位置を測定するレーザ測長器と、レーザ測長器
によって測定されたステージ位置と、ウェハステージの
速度データとに基づいて、電子ビームをウェハに照射さ
せるタイミングにおけるステージ位置を算出するステー
ジ位置算出部と、ステージ位置算出部によって算出され
たステージ位置に基づいて、ウェハステージの位置ずれ
を補償する位置ずれ補正量を算出する位置ずれ補正演算
部と、ウェハにおける所望の位置に電子ビームを照射さ
せるべく、位置ずれ補正量に基づいて電子ビームを偏向
するフィードバック偏向部とを備える。

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
置及び電子ビーム露光方法に関する。特に本発明は、ウ
ェハが載置されるウェハステージのアッベ誤差量を正確
に算出し、算出されたアッベ誤差量に基づいて電子ビー
ムの照射位置を補正することにより、ウェハにパターン
を精度良く露光する電子ビーム露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子ビーム露光装置では、ウェハを移動
させるウェハステージのステージ位置を常時レーザ測長
器で計測し、計測されたステージ位置に基づいて電子ビ
ームの照射位置を制御することにより、ウェハに所望の
パターンを露光する。また、電子ビーム露光装置では、
レーザ測長器によって計測されたステージ位置と、電子
ビームをウェハの所望の領域に偏向する主偏向部によっ
て偏向されてウェハに照射される電子ビームの照射位置
座標とに基づいて、ウェハステージのアッベ誤差量を算
出する。そして、算出されたアッベ誤差量に基づいて、
電子ビームを偏向し、ウェハの所望の位置に電子ビーム
を照射させてパターンを露光する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年の半導体デバイス
の微細化に伴い、電子ビーム露光装置の半導体デバイス
の量産での利用に向け、露光処理や電子ビームの補正方
法の高速化が望まれており、ウェハステージの移動速度
の高速化や、主偏向器による偏向後のアンプ静定時間の
短縮化等が行われている。そのため、主偏向器による偏
向後のアンプ静定時間が短くなることにより、主偏向器
による偏向前の電子ビームの照射位置座標に基づいてア
ッベ誤差量を算出してしまい、アッベ誤差量を正確に補
正できないという問題が生じる。また、ウェハステージ
の移動速度が速くなることにより、レーザ測長器が測定
したステージ位置と、電子ビームをウェハに照射するタ
イミングにおけるステージ位置との差が大きくなってし
まい、アッベ誤差量を正確に補正できないという問題が
生じる。

【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露光装置及び電子ビーム露光方法
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】即ち、本発明の第１の形
態によると、電子ビームにより、ウェハにパターンを露
光する電子ビーム露光装置であって、ウェハが載置され
るウェハステージと、ウェハステージに設けられたミラ
ーにレーザ光を照射することにより、ウェハステージの
ステージ位置を測定するレーザ測長器と、ウェハステー
ジの移動を制御するウェハステージ制御部と、レーザ測
長器によって測定されたステージ位置と、ウェハステー
ジ制御部が出力するウェハステージの速度データとに基
づいて、電子ビームをウェハに照射させるタイミングに
おけるウェハステージのステージ位置を算出するステー
ジ位置算出部と、ステージ位置算出部によって算出され
たステージ位置に基づいて、ウェハステージの位置ずれ
を補償する位置ずれ補正量を算出する位置ずれ補正演算
部と、前記タイミングにおいて、ウェハにおける所望の
位置に電子ビームを照射させるべく、位置ずれ補正量に
基づいて電子ビームを偏向するフィードバック偏向部と
を備える。

【０００６】位置ずれ補正演算部は、ステージ位置算出
部によって算出されたステージ位置に基づいて、ウェハ
ステージのアッベ誤差を補償するアッベ補正量を算出
し、フィードバック偏向部は、前記タイミングにおい
て、ウェハにおける所望の位置に電子ビームを照射させ
るべく、アッベ補正量に基づいて電子ビームを偏向して
もよい。

【０００７】ミラーの歪みを示す歪みデータに基づい
て、ステージ位置算出部によって算出されたステージ位
置を補正するミラー歪み補正演算部をさらに備え、位置
ずれ補正演算部は、ミラー歪み補正演算部によって補正
されたステージ位置に基づいて、アッベ補正量を算出し
てもよい。

【０００８】レーザ測長器によって測定された複数のス
テージ位置を連続的に受け取り、受け取った複数のステ
ージ位置に基づいて、動的に変動するウェハステージの
位置ずれを補償するフィードバック補正量を算出するス
テージフィードバック補正演算部と、アッベ補正量とフ
ィードバック補正量とを加算する加算部とをさらに備
え、フィードバック偏向部は、加算部によって加算され
たアッベ補正量とフィードバック補正量とに基づいて電
子ビームを偏向してもよい。

【０００９】位置ずれ補正演算部は、ステージ位置算出
部によって算出されたステージ位置に基づいて、ウェハ
ステージのピッチング誤差を補償するピッチング補正量
を算出するピッチング演算部を有してもよい。

【００１０】ウェハの所望の領域に電子ビームを照射さ
せるべく、電子ビームを偏向する主偏向部と、主偏向部
によって偏向されてウェハに照射される電子ビームの照
射位置座標を出力する主偏向位置座標出力部と、主偏向
部が偏向動作を行うタイミングに、セット信号を出力す
るセット信号出力部とをさらに備え、位置ずれ補正演算
部は、セット信号を受け取った場合に、照射位置座標
と、ステージ位置算出部によって算出されたステージ位
置とに基づいて、ウェハステージのヨーイング誤差を補
償するヨーイング補正量を算出するヨーイング演算部を
さらに有してもよい。

【００１１】第１クロック及び第２クロックを発生する
クロック発生部をさらに備え、ピッチング演算部は、第
１クロックに基づいてピッチング補正量を算出し、ヨー
イング演算部は、第２クロックに基づいてヨーイング補
正量を算出してもよい。

【００１２】位置ずれ補正演算部は、ステージ位置算出
部によって算出されたステージ位置に基づいて、ウェハ
ステージのヨーイング誤差を補償するヨーイング補正量
を算出するヨーイング演算部を有してもよい。

【００１３】ウェハの所望の領域に電子ビームを照射さ
せるべく、電子ビームを偏向する主偏向部と、主偏向部
によって偏向されてウェハに照射される電子ビームの照
射位置座標を出力する主偏向位置座標出力部と、主偏向
部が偏向動作を行うタイミングに、セット信号を出力す
るセット信号出力部とをさらに備え、ヨーイング演算部
は、セット信号を受け取った場合に、照射位置座標に基
づいて、ウェハステージのヨーイング誤差を補償するヨ
ーイング補正量を算出してもよい。

【００１４】本発明の第２の形態によると、電子ビーム
により、ウェハにパターンを露光する電子ビーム露光装
置であって、ウェハが載置されるウェハステージと、ウ
ェハの所望の領域に電子ビームを照射させるべく、電子
ビームを偏向する主偏向部と、主偏向部によって偏向さ
れてウェハに照射される電子ビームの照射位置座標を出
力する主偏向位置座標出力部と、主偏向部が偏向動作を
行うタイミングに、セット信号を出力するセット信号出
力部と、セット信号を受け取った場合に、照射位置座標
に基づいて、ウェハステージのヨーイング誤差を補償す
るヨーイング補正量を算出するヨーイング補正演算部
と、ウェハにおける所望の位置に電子ビームを照射させ
るべく、ヨーイング補正量に基づいて電子ビームを偏向
するフィードバック偏向部とを備える。

【００１５】ウェハステージに設けられたミラーにレー
ザ光を照射することにより、ウェハステージのステージ
位置を測定するレーザ測長器と、レーザ測長器によって
測定された複数のステージ位置を連続的に受け取り、受
け取った複数のステージ位置に基づいて、動的に変動す
るウェハステージの位置ずれを補償するフィードバック
補正量を算出するステージフィードバック補正演算部
と、ヨーイング補正量とフィードバック補正量とを加算
する加算部とをさらに備え、フィードバック偏向部は、
加算部によって加算されたヨーイング補正量とフィード
バック補正量とに基づいて電子ビームを偏向してもよ
い。

【００１６】本発明の第３の形態によると、電子ビーム
により、ウェハにパターンを露光する電子ビーム露光方
法であって、ウェハが載置されるウェハステージに設け
られたミラーにレーザ光を照射することにより、ウェハ
ステージのステージ位置を測定するステージ位置測定段
階と、レーザ測長器によって測定されたステージ位置
と、ウェハステージの移動を制御するウェハステージ制
御部が出力するウェハステージの速度データとに基づい
て、電子ビームをウェハに照射させるタイミングにおけ
るウェハステージのステージ位置を算出するステージ位
置算出段階と、ステージ位置算出段階において算出され
たステージ位置に基づいて、ウェハステージの位置ずれ
を補償する位置ずれ補正量を算出する位置ずれ補正演算
段階と、前記タイミングにおいて、ウェハにおける所望
の位置に電子ビームを照射させるべく、位置ずれ補正量
に基づいて電子ビームを偏向する偏向段階とを備える。

【００１７】本発明の第４の形態によると、電子ビーム
により、ウェハにパターンを露光する電子ビーム方法で
あって、ウェハの所望の領域に電子ビームを照射させる
べく、電子ビームを偏向する主偏向部によって偏向され
てウェハに照射される電子ビームの照射位置座標を出力
する主偏向位置座標出力段階と、主偏向部が偏向動作を
行うタイミングに、セット信号を出力するセット信号出
力段階と、セット信号を受け取った場合に、照射位置座
標に基づいて、ウェハが載置されるウェハステージのヨ
ーイング誤差を補償するヨーイング補正量を算出するヨ
ーイング補正演算段階と、ウェハにおける所望の位置に
電子ビームを照射させるべく、ヨーイング補正量に基づ
いて電子ビームを偏向する偏向段階とを備える。

【００１８】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。

【００１９】

【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。

【００２０】図１は、本発明の一実施形態に係る電子ビ
ーム露光装置１００の構成図である。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１５０の各構
成の動作を制御する制御系１４０とを備える。

【００２１】露光部１５０は、筐体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
マスク通過前後の結像条件を調整する焦点調整レンズ系
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。

【００２２】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開口パター
ンを有するマスク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、ウェハステージ６２に設
けられたミラー２０８にレーザ光を照射することによ
り、ウェハステージ６２のステージ位置を測定するレー
ザ測長器２０６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。

【００２３】電子ビーム照射系１１０は、電子ビームを
発生させる電子ビーム発生部の一例である電子銃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１
４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１６とを有する。電子銃１
２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開口パターンの形状に合わせて形成
されるのが好ましい。図１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。

【００２４】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開口パタ
ーン群であってよい。電子ビームが開口パターンを通過
することにより、電子ビームの断面形状は、開口パター
ンと略同一の形状になる。所定の形状の開口パターンを
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。

【００２５】第１ブランキング電極２４は、マスク３０
に形成された開口パターンに電子ビームが当たらないよ
うに電子ビームを偏向する。第１ブランキング電極２４
は、マスク３０に電子ビームが当たらないように電子ビ
ームを偏向することが好ましい。電子ビームが照射され
るにつれてマスク３０に形成されたパターンは劣化する
ので、第１ブランキング電極２４は、パターンをウェハ
６４に転写するとき以外は、電子ビームを偏向する。従
って、マスク３０の劣化を防止することができる。焦点
調整レンズ系１１４は、第３電子レンズ２８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、マスク３０通過前後の電子ビームの
結像条件を合わせる。

【００２６】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、スティグ
コイル２００と、ＳＥＭコイル２０２と、フィードバッ
ク偏向部の一例であるフィードバックコイル２０４とを
有する。

【００２７】電界や磁界の影響を受けてパターン像は回
転してしまう。第５電子レンズ４０は、マスク３０の所
定の開口パターン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５０は、マスク３０に形成された開口パターンに対
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。スティグコイル２００は、動的
に電子ビームの非点収差を補正する。フィードバックコ
イル２０４は、微小な振動やアッベ誤差等によるウェハ
ステージ６２の位置ずれを補正する。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。

【００２８】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２ブランキング電
極３６は、ラウンドアパーチャの外側に当たるように電
子ビームを偏向する。従って、第２ブランキング電極３
６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２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。

【００２９】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、主偏向
位置座標出力部の一例である偏向制御部８２と、マスク
ステージ制御部８４と、ブランキング電極制御部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１３
０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。また、本実
施形態では、統括制御部１３０は、レーザ測長器２０６
が測定したウェハステージ６２のステージ位置と、主偏
向器５６によって偏向されてウェハ６４に照射される電
子ビームの照射位置座標とに基づいて、フィードバック
コイル２０４に供給するアッベ補正量を算出し、偏向制
御部８２に出力する。

【００３０】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、副偏向器５
８、スティグコイル２００、ＳＥＭコイル２０２、及び
フィードバックコイル２０４の偏向量及び補正量を制御
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。

【００３１】ブランキング電極制御部８６は、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
する。本実施形態では、第１ブランキング電極２４及び
第２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に供給する電力を制御する。反射電子処理
部９０は、反射電子検出部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。
ウェハステージ制御部９２は、ウェハステージ駆動部７
０によりウェハステージ６２を所定の位置に移動させ
る。

【００３２】本実施形態に係る電子ビーム露光装置１０
０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開口パターンを
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７
０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マスク３０お
よびウェハ６４に照射されないように、ブランキング電
極制御部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、２
６）は、ウェハ６４に転写するパターンが形成された開
口パターンに電子ビームを照射できるように調整され
る。焦点調整レンズ系１１４において、電子レンズ（２
８、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、６
６）、偏向器（３４、３８、４２、５６、５８）、ステ
ィグコイル２００、及びフィードバックコイル２０４
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。特に、フィードバックコイル２０４
は、統括制御部１３０において算出されたアッベ補正量
に基づいて電子ビームを偏向し、ウェハ６４における所
望の位置に電子ビームを照射させる。

【００３３】マスク投影系１１２、焦点調整レンズ系１
１４及びウェハ用投影系１１６が調整された後、ブラン
キング電極制御部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１６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。

【００３４】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６６によって調整されて、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。

【００３５】所定の露光時間が経過した後、ブランキン
グ電極制御部８６が、電子ビームがマスク３０およびウ
ェハ６４を照射しないように、第１ブランキング電極２
４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、２
２、２６）は、ウェハ６４に転写するパターンを有する
開口パターンに電子ビームを照射できるように調整され
る。焦点調整レンズ系１１４において、電子レンズ（２
８、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、６
６）、偏向器（３４、３８、４２、５６、５８）、ステ
ィグコイル２００、及びフィードバックコイル２０４
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。

【００３６】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
フィールド内のパターンを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。

【００３７】本発明による電子ビーム露光装置１００
は、可変矩形を用いた電子ビーム露光装置であってもよ
く、また、ブランキング・アパーチャ・アレイ・デバイ
スを用いた電子ビーム露光装置であってもよい。また、
本発明による電子ビーム処理装置は、複数の電子ビーム
により、ウェハにパターンを露光するマルチビーム露光
装置でもよい。

【００３８】図２は、本実施形態に係る統括制御部１３
０の構成図である。統括制御部１３０は、動的に変動す
るウェハステージ６２の位置ずれを補償するフィードバ
ック補正量を算出するステージフィードバック補正演算
部２１０と、ミラー２０８の歪みを示す歪みデータに基
づいてステージ位置を補正するミラー歪み補正演算部２
１８と、所定のタイミングにおけるウェハステージ６２
のステージ位置を算出するステージ位置算出部２１６
と、ウェハステージ６２のアッベ誤差を補償するアッベ
補正量を算出する位置ずれ補正演算部の一例であるアッ
ベ補正演算部２２８と、主偏向器５６が偏向動作を行う
タイミングをアッベ補正演算部２２８に通知するセット
信号出力部２２２と、アッベ補正量とフィードバック補
正量とを加算する加算部２１２及び２１４と、周波数が
異なる複数のクロックを発生するクロック発生部２２６
とを備える。また、アッベ補正演算部２２８は、ウェハ
ステージ６２のピッチング誤差を補償するピッチング補
正量を算出するピッチング演算部２２０と、ウェハステ
ージ６２のヨーイング誤差を補償するヨーイング補正量
を算出するヨーイング演算部２２４とを有する。

【００３９】レーザ測長器２０６は、複数のレーザ光を
ウェハステージ６２に設けられたミラー２０８に照射す
ることにより、ウェハステージ６２のステージ位置を測
定する。レーザ測長器２０６は、ステージ位置を連続的
に測定し、ステージフィードバック補正演算部２１０に
出力する。そして、ステージフィードバック補正演算部
２１０は、レーザ測長器２０６によって測定された複数
のステージ位置を連続的に受け取り、受け取った複数の
ステージ位置及び移動時間に基づいて、動的に変動する
ウェハステージ６２の位置ずれを補償するフィードバッ
ク補正量を算出する。

【００４０】また、ステージ位置算出部２１６は、レー
ザ測長器２０６によって測定されたステージ位置を受け
取る。また、ステージ位置算出部２１６は、ウェハステ
ージ制御部９２からウェハステージ６２の移動速度を示
す速度データを受け取る。そして、ステージ位置算出部
２１６は、レーザ測長器２０６によって測定されたステ
ージ位置と、ウェハステージ制御部９２が出力するウェ
ハステージ６２の速度データとに基づいて、電子ビーム
をウェハ６４に照射させる所定のタイミングにおけるウ
ェハステージ６２のステージ位置を算出する。ウェハス
テージ６２の速度が変動する場合、ステージ位置算出部
２１６は、ウェハステージ６２の速度が変更する時間を
示す時間データと、時間データに対応づけられた複数の
速度データとをウェハステージ制御部９２から受け取
り、複数の速度データに基づいてウェハステージ６２に
ステージ位置を算出してもよい。そして、ステージ位置
算出部２１６は、算出したステージ位置を加算部２１２
に供給する。

【００４１】次に、ミラー歪み補正演算部２１８は、ミ
ラー２０８の歪みを示す歪みデータに基づいて、ステー
ジ位置算出部２１６によって算出されたステージ位置を
補正する。ミラー歪み補正演算部２１８は、ミラー２０
８の位置をミラーの歪みとが対応づけられたミラー歪み
マップを有し、当該ミラー歪みマップに基づいて、ウェ
ハステージ６２のステージ位置を補正する。そして、ミ
ラー歪み補正演算部２１８は、補正したウェハステージ
６２のステージ位置をアッベ補正演算部２２８に供給す
る。そして、ピッチング演算部２２０は、ステージ位置
算出部２１６によって算出され、ミラー歪み補正演算部
２１８によって補正されたウェハステージ６２のステー
ジ位置に基づいて、ウェハステージ６２のピッチング誤
差を補償するピッチング補正量を算出する。そして、ピ
ッチング演算部２２０は、算出したピッチング補正量を
加算部２１２に供給する。

【００４２】また、偏向制御部８２は、主偏向器５６に
よって偏向されてウェハ６４に照射される電子ビームの
照射位置座標を定期的にヨーイング演算部に供給する。
また、セット信号出力部２２２は、偏向制御部８２から
出力される電子ビームの照射位置座標の変化に基づい
て、主偏向器５６が偏向動作を行うタイミングに、セッ
ト信号を出力する。そして、ヨーイング演算部２２４
は、セット信号出力部２２２によって出力されたセット
信号を受け取った場合に、ステージ位置算出部２１６に
よって算出され、ミラー歪み補正演算部２１８によって
補正されたステージ位置と、偏向制御部８２から受け取
った電子ビームの照射位置座標とに基づいて、ウェハス
テージ６２のヨーイング誤差を補償するヨーイング補正
量を算出する。また、ヨーイング演算部２２４は、セッ
ト信号出力部２２２からセット信号が供給されない場合
でも、定期的にヨーイング補正量を算出する。そして、
ヨーイング演算部２２４は、算出したヨーイング補正量
を加算部２１４に供給する。

【００４３】加算部２１２は、ステージフィードバック
補正演算部２１０から受け取ったフィードバック補正量
と、ピッチング演算部２２０から受け取ったピッチング
補正量とを加算した第１補正データを加算部２１４に供
給する。そして、加算部２１４は、加算部２１２から受
け取った第１補正データと、ヨーイング演算部２２４か
ら受け取ったヨーイング補正量とを加算した第２補正デ
ータを偏向制御部８２に供給する。そして、偏向制御部
８２は、加算部２１４から受け取った第２補正データに
基づいた偏向データをフィードバックコイル２０４に供
給する。そして、フィードバックコイル２０４は、所定
のタイミングにおいて、ウェハ６４における所望の位置
に電子ビームを照射させるべく、偏向制御部８２から受
け取った偏向データに基づいて電子ビームを偏向する。

【００４４】また、クロック発生部２２６は、第１クロ
ック３００と、第２クロック３０２と、第３クロック３
０４を発生する。第３クロック３０４は、第１クロック
３００及び第２クロック３０２と比較して、高速である
ことが好ましい。ステージフィードバック補正演算部２
１０、加算部２１２、及び加算部２１４は、高速な第３
クロックに基づいて動作する。また、ステージ位置算出
部２１６、ミラー歪み補正演算部２１８、及びピッチン
グ演算部２２０は、第１クロック３００に基づいて動作
する。また、セット信号出力部２２２及びヨーイング演
算部２２４は、第２クロック３０２に基づいて動作す
る。ピッチング演算部２２０とヨーイング演算部２２４
とが、異なる周期を有する第１クロック３００と第２ク
ロック３０２とによって動作することにより、相互に影
響を及ぼすことなく、高速にピッチング補正量及びヨー
イング補正量を算出することができる。

【００４５】本実施形態に係る電子ビーム露光装置１０
０によれば、アッベ補正演算部２２８は、ウェハ６４に
電子ビームを照射させるタイミングにおけるウェハステ
ージ６２のステージ位置に基づいて、ピッチング補正量
及びヨーイング補正量を含むアッベ補正量を算出するた
め、ウェハステージ６２の移動速度が高速化された場合
においても、算出したアッベ補正量に基づいて、ウェハ
ステージ６２のアッベ誤差量を正確に補正することがで
きる。また、本実施形態に係る電子ビーム露光装置１０
０によれば、ヨーイング演算部２２４は、主偏向器５６
が偏向動作を行うタイミングに出力されるセット信号を
受け取った場合に、主偏向器５６によって偏向されてウ
ェハ６４に照射される電子ビームの照射位置座量に基づ
いてヨーイング補正量を算出するため、主偏向器５６の
偏向後のアンプ静定時間が短くなった場合においても、
算出したヨーイング補正量に基づいて、ウェハステージ
６２のヨーイング誤差量を正確に補正することができ
る。ひいては、本実施形態に係る電子ビーム露光装置１
００によれば、ウェハが載置されるウェハステージのア
ッベ誤差を補償するアッベ補正量を正確に算出し、算出
されたアッベ補正量に基づいて電子ビームの照射位置を
補正することにより、ウェハにパターンを精度良く露光
する電子ビーム露光装置を提供することができる。

【００４６】以上、本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形態に記載の範囲
には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または
改良を加えることができる。そのような変更または改良
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。

【００４７】

【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、ウェハが載置されるウェハステージのアッベ誤
差を補償するアッベ補正量を正確に算出し、算出された
アッベ補正量に基づいて電子ビームの照射位置を補正す
ることにより、ウェハにパターンを精度良く露光する電
子ビーム露光装置を提供することができる。

【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の構成図である。

【図２】本実施形態に係る統括制御部１３０の構成図で
ある。

【符号の説明】

１０・・・筐体、１２・・・電子銃、１４・・・第１電
子レンズ、１６・・・スリット部、１８・・・第１偏向
器、２０・・・第２電子レンズ、２２・・・第２偏向
器、２４・・・第１ブランキング偏向器、２６・・・第
３偏向器、２８・・・第３電子レンズ、３０・・・マス
ク、３２・・・第４電子レンズ、３４・・・第４偏向
器、３６・・・第２ブランキング偏向器、３８・・・第
５偏向器、４０・・・第５電子レンズ、４２・・・第６
偏向器、４６・・・第６電子レンズ、４８・・・ラウン
ドアパーチャ、５０・・・第７電子レンズ、５２・・・
第８電子レンズ、５６・・・主偏向器、５８・・・副偏
向器、６０・・・電子検出器、６２・・・ウェハステー
ジ、６４・・・ウェハ、６６・・・第９電子レンズ、６
８・・・マスクステージ駆動部、７０・・・ウェハステ
ージ駆動部、７２・・・マスクステージ、８２・・・偏
向制御部、８４・・・マスクステージ制御部、８６・・
・ブランキング電極制御部、８８・・・電子レンズ制御
部、９０・・・反射電子処理部、９２・・・ウェハステ
ージ制御部、１００・・・電子ビーム露光装置、１１０
・・・電子ビーム照射系、１１２・・・マスク用投影
系、１１４・・・焦点調整レンズ系、１１６・・・ウェ
ハ用投影系、１２０・・・個別制御部、１３０・・・統
括制御部、１４０・・・制御系、１５０・・・露光部、
２００・・・スティグコイル、２０２・・・ＳＥＭコイ
ル、２０４・・・フィードバックコイル、２０６・・・
レーザ測長器、２０８・・・ミラー、２１０・・・ステ
ージフィードバック補正演算部、２１２・・・加算部、
２１４・・・加算部、２１６・・・ステージ位置算出
部、２１８・・・ミラー歪み補正演算部、２２０・・・
ピッチング演算部、２２２・・・セット信号出力部、２
２４・・・ヨーイング演算部、２２６・・・クロック発
生部、２２８・・・アッベ補正演算部、３００・・・第
１クロック、３０２・・・第２クロック、３０４・・・
第３クロック

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子ビームにより、ウェハにパターンを
   露光する電子ビーム露光装置であって、 前記ウェハが載置されるウェハステージと、 前記ウェハステージに設けられたミラーにレーザ光を照
   射することにより、前記ウェハステージのステージ位置
   を測定するレーザ測長器と、 前記ウェハステージの移動を制御するウェハステージ制
   御部と、 前記レーザ測長器によって測定された前記ステージ位置
   と、前記ウェハステージ制御部が出力する前記ウェハス
   テージの速度データとに基づいて、前記電子ビームを前
   記ウェハに照射させるタイミングにおける前記ウェハス
   テージのステージ位置を算出するステージ位置算出部
   と、 前記ステージ位置算出部によって算出された前記ステー
   ジ位置に基づいて、前記ウェハステージの位置ずれを補
   償する位置ずれ補正量を算出する位置ずれ補正演算部
   と、 前記タイミングにおいて、前記ウェハにおける所望の位
   置に前記電子ビームを照射させるべく、前記位置ずれ補
   正量に基づいて前記電子ビームを偏向するフィードバッ
   ク偏向部とを備えることを特徴とする電子ビーム露光装
   置。
2. 【請求項２】 前記位置ずれ補正演算部は、前記ステー
   ジ位置算出部によって算出された前記ステージ位置に基
   づいて、前記ウェハステージのアッベ誤差を補償するア
   ッベ補正量を算出し、 前記フィードバック偏向部は、前記タイミングにおい
   て、前記ウェハにおける所望の位置に前記電子ビームを
   照射させるべく、前記アッベ補正量に基づいて前記電子
   ビームを偏向することを特徴とする請求項１に記載の電
   子ビーム露光装置。
3. 【請求項３】 前記ミラーの歪みを示す歪みデータに基
   づいて、前記ステージ位置算出部によって算出された前
   記ステージ位置を補正するミラー歪み補正演算部をさら
   に備え、 前記位置ずれ補正演算部は、前記ミラー歪み補正演算部
   によって補正された前記ステージ位置に基づいて、前記
   アッベ補正量を算出することを特徴とする請求項２に記
   載の電子ビーム露光装置。
4. 【請求項４】 前記レーザ測長器によって測定された複
   数の前記ステージ位置を連続的に受け取り、受け取った
   前記複数のステージ位置に基づいて、動的に変動する前
   記ウェハステージの位置ずれを補償するフィードバック
   補正量を算出するステージフィードバック補正演算部
   と、 前記アッベ補正量と前記フィードバック補正量とを加算
   する加算部とをさらに備え、 前記フィードバック偏向部は、前記加算部によって加算
   された前記アッベ補正量と前記フィードバック補正量と
   に基づいて前記電子ビームを偏向することを特徴とする
   請求項２に記載の電子ビーム露光装置。
5. 【請求項５】 前記位置ずれ補正演算部は、前記ステー
   ジ位置算出部によって算出された前記ステージ位置に基
   づいて、前記ウェハステージのピッチング誤差を補償す
   るピッチング補正量を算出するピッチング演算部を有す
   ることを特徴とする請求項２に記載の電子ビーム露光装
   置。
6. 【請求項６】 前記ウェハの所望の領域に前記電子ビー
   ムを照射させるべく、前記電子ビームを偏向する主偏向
   部と、 前記主偏向部によって偏向されて前記ウェハに照射され
   る前記電子ビームの照射位置座標を出力する主偏向位置
   座標出力部と、 前記主偏向部が偏向動作を行うタイミングに、セット信
   号を出力するセット信号出力部とをさらに備え、 前記位置ずれ補正演算部は、前記セット信号を受け取っ
   た場合に、前記照射位置座標と、前記ステージ位置算出
   部によって算出された前記ステージ位置とに基づいて、
   前記ウェハステージのヨーイング誤差を補償するヨーイ
   ング補正量を算出するヨーイング演算部をさらに有する
   ことを特徴とする請求項５に記載の電子ビーム露光装
   置。
7. 【請求項７】 第１クロック及び第２クロックを発生す
   るクロック発生部をさらに備え、 前記ピッチング演算部は、前記第１クロックに基づいて
   前記ピッチング補正量を算出し、 前記ヨーイング演算部は、前記第２クロックに基づいて
   前記ヨーイング補正量を算出することを特徴とする請求
   項６に記載の電子ビーム露光装置。
8. 【請求項８】 前記位置ずれ補正演算部は、前記ステー
   ジ位置算出部によって算出された前記ステージ位置に基
   づいて、前記ウェハステージのヨーイング誤差を補償す
   るヨーイング補正量を算出するヨーイング演算部を有す
   ることを特徴とする請求項２に記載の電子ビーム露光装
   置。
9. 【請求項９】 前記ウェハの所望の領域に前記電子ビー
   ムを照射させるべく、前記電子ビームを偏向する主偏向
   部と、 前記主偏向部によって偏向されて前記ウェハに照射され
   る前記電子ビームの照射位置座標を出力する主偏向位置
   座標出力部と、 前記主偏向部が偏向動作を行うタイミングに、セット信
   号を出力するセット信号出力部とをさらに備え、 前記ヨーイング演算部は、前記セット信号を受け取った
   場合に、前記照射位置座標に基づいて、前記ウェハステ
   ージのヨーイング誤差を補償するヨーイング補正量を算
   出することを特徴とする請求項８に記載の電子ビーム露
   光装置。
10. 【請求項１０】 電子ビームにより、ウェハにパターン
    を露光する電子ビーム露光装置であって、 前記ウェハが載置されるウェハステージと、 前記ウェハの所望の領域に前記電子ビームを照射させる
    べく、前記電子ビームを偏向する主偏向部と、 前記主偏向部によって偏向されて前記ウェハに照射され
    る前記電子ビームの照射位置座標を出力する主偏向位置
    座標出力部と、 前記主偏向部が偏向動作を行うタイミングに、セット信
    号を出力するセット信号出力部と、 前記セット信号を受け取った場合に、前記照射位置座標
    に基づいて、前記ウェハステージのヨーイング誤差を補
    償するヨーイング補正量を算出するヨーイング補正演算
    部と、 前記ウェハにおける所望の位置に前記電子ビームを照射
    させるべく、前記ヨーイング補正量に基づいて前記電子
    ビームを偏向するフィードバック偏向部とを備えること
    を特徴とする電子ビーム露光装置。
11. 【請求項１１】 前記ウェハステージに設けられたミラ
    ーにレーザ光を照射することにより、前記ウェハステー
    ジのステージ位置を測定するレーザ測長器と、 前記レーザ測長器によって測定された複数の前記ステー
    ジ位置を連続的に受け取り、受け取った前記複数のステ
    ージ位置に基づいて、動的に変動する前記ウェハステー
    ジの位置ずれを補償するフィードバック補正量を算出す
    るステージフィードバック補正演算部と、 前記ヨーイング補正量と前記フィードバック補正量とを
    加算する加算部とをさらに備え、 前記フィードバック偏向部は、前記加算部によって加算
    された前記ヨーイング補正量と前記フィードバック補正
    量とに基づいて前記電子ビームを偏向することを特徴と
    する請求項１０に記載の電子ビーム露光装置。
12. 【請求項１２】 電子ビームにより、ウェハにパターン
    を露光する電子ビーム露光方法であって、 前記ウェハが載置されるウェハステージに設けられたミ
    ラーにレーザ光を照射することにより、前記ウェハステ
    ージのステージ位置を測定するステージ位置測定段階
    と、 前記レーザ測長器によって測定された前記ステージ位置
    と、前記ウェハステージの移動を制御するウェハステー
    ジ制御部が出力する前記ウェハステージの速度データと
    に基づいて、前記電子ビームを前記ウェハに照射させる
    タイミングにおける前記ウェハステージのステージ位置
    を算出するステージ位置算出段階と、 前記ステージ位置算出段階において算出された前記ステ
    ージ位置に基づいて、前記ウェハステージの位置ずれを
    補償する位置ずれ補正量を算出する位置ずれ補正演算段
    階と、 前記タイミングにおいて、前記ウェハにおける所望の位
    置に前記電子ビームを照射させるべく、前記位置ずれ補
    正量に基づいて前記電子ビームを偏向する偏向段階とを
    備えることを特徴とする電子ビーム露光方法。
13. 【請求項１３】 電子ビームにより、ウェハにパター
    ンを露光する電子ビーム方法であって、 前記ウェハの所望の領域に前記電子ビームを照射させる
    べく、前記電子ビームを偏向する主偏向部によって偏向
    されて前記ウェハに照射される前記電子ビームの照射位
    置座標を出力する主偏向位置座標出力段階と、 前記主偏向部が偏向動作を行うタイミングに、セット信
    号を出力するセット信号出力段階と、 前記セット信号を受け取った場合に、前記照射位置座標
    に基づいて、前記ウェハが載置されるウェハステージの
    ヨーイング誤差を補償するヨーイング補正量を算出する
    ヨーイング補正演算段階と、 前記ウェハにおける所望の位置に前記電子ビームを照射
    させるべく、前記ヨーイング補正量に基づいて前記電子
    ビームを偏向する偏向段階とを備えることを特徴とする
    電子ビーム露光方法。