JP2005123443A - Mask, apparatus, and method for electron beam exposure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子ビーム露光用マスク、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、ブロック領域の全体又は一部に電子ビームが照射されることによりウェハに露光されるべきパターン形状の開口である露光用マスクパターンを有する電子ビーム露光用マスク、当該電子ビーム露光用マスクを備える電子ビーム露光装置、及び当該電子ビーム露光装置による電子ビーム露光方法に関する。 The present invention relates to an electron beam exposure mask, an electron beam exposure apparatus, and an electron beam exposure method. In particular, the present invention relates to an electron beam exposure mask having an exposure mask pattern which is an opening having a pattern shape to be exposed on a wafer by irradiating the whole or a part of a block region with an electron beam, and the electron beam exposure The present invention relates to an electron beam exposure apparatus including a mask and an electron beam exposure method using the electron beam exposure apparatus.
従来の電子ビーム露光には、繰り返し性があるパターンの基本要素となる図形を露光用マスクパターンとして有するマスクを用いて、ウェハ上でパターンを繋ぎ合わせながら露光する部分一括露光がある(例えば、特許文献1及び2参照。)。このような部分一括露光の一種であるブロック露光では、電子ビームを偏向して、例えば300*300μmのブロック領域に形成されたステンシルパターンに照射し、マスク上に配置された複数個、例えば100個のステンシルパターンから1つのステンシルパターンを選択する。そして、電子ビームの断面形状を選択したステンシルパターンの形状に成形し、マスクを通過することにより成形された電子ビームを偏向器で偏向して振り戻す。その後、電子ビームの断面形状を一定の縮小率で縮小し、例えば5*5μmのウェハ上の領域を転写する。これを繰り返して繋ぎ合わせることによって、ウェハ全体にパターンを露光する。
Conventional electron beam exposure includes partial batch exposure in which exposure is performed by joining patterns on a wafer using a mask having a figure as a basic element of a repeatable pattern as an exposure mask pattern (for example, a patent) See
このようなブロック露光で用いられるマスクは、例えば300*300μmのブロック領域毎にステンシルパターンが形成されており、ブロック領域間は、電子ビーム非透過部分で分離されている。通常、ブロック露光では、ブロック領域全体を電子ビームで照射し、ブロック領域に形成されたステンシルパターンの全体を1ショットで露光する。そのため、マスクに対する電子ビームの偏向条件と偏向振り戻し条件とをブロック領域毎にブロック領域の個数分用意しておくことにより、マスク上の任意のブロック領域に形成されたステンシルパターンを選択することができる。 In the mask used in such block exposure, for example, a stencil pattern is formed for each block area of 300 * 300 μm, and the block areas are separated by an electron beam non-transmission portion. Normally, in block exposure, the entire block area is irradiated with an electron beam, and the entire stencil pattern formed in the block area is exposed in one shot. Therefore, it is possible to select a stencil pattern formed in an arbitrary block area on the mask by preparing the deflection condition and deflection return condition for the electron beam with respect to the mask for each block area. it can.
従来のブロック露光で用いられるマスクは、ステンシルパターンが形成されたブロック領域が1ショットで露光されるので、1ショットで露光できるパターンの種類は、マスク上に形成されたステンシルパターンの種類に限られてしまう。そこで、可変矩形露光によりステンシルパターンと異なるパターンの部分を露光して、柔軟なパターンの露光を実現しているが、可変矩形露光は、露光に要する時間が長いという課題がある。 In the mask used in the conventional block exposure, since the block region where the stencil pattern is formed is exposed in one shot, the types of patterns that can be exposed in one shot are limited to the types of stencil patterns formed on the mask. End up. Therefore, a portion of a pattern different from the stencil pattern is exposed by variable rectangular exposure to realize flexible pattern exposure. However, variable rectangular exposure has a problem that the time required for exposure is long.
そこで本発明は、上記の課題を解決することができる電子ビーム露光用マスク、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。 Therefore, an object of the present invention is to provide an electron beam exposure mask, an electron beam exposure apparatus, and an electron beam exposure method that can solve the above-described problems. This object is achieved by a combination of features described in the independent claims. The dependent claims define further advantageous specific examples of the present invention.
本発明の第1の形態によると、電子ビームを用いてウェハにパターンを露光する電子ビーム露光装置において、電子ビームの断面形状を成形する電子ビーム露光用マスクであって、電子ビーム露光用マスクにおける電子ビームの断面積と略等しい面積を有する矩形形状の第1ブロック領域に形成され、第1ブロック領域の全体又は一部に電子ビームが照射されることによりウェハに露光されるべきパターン形状の開口である露光用マスクパターンと、第1ブロック領域の近傍に形成され、第1ブロック領域の一部に電子ビームを照射する場合に第1ブロック領域に対する電子ビームの照射位置を測定するための開口である第1測定用パターンとを有する。 According to a first aspect of the present invention, in an electron beam exposure apparatus that exposes a pattern on a wafer using an electron beam, an electron beam exposure mask that shapes the cross-sectional shape of the electron beam, the electron beam exposure mask A pattern-shaped opening that is formed in a rectangular first block region having an area substantially equal to the cross-sectional area of the electron beam and is exposed to the wafer by irradiating the entire or part of the first block region with the electron beam. And an opening for measuring the irradiation position of the electron beam with respect to the first block region when the electron beam is irradiated to a part of the first block region. A first measurement pattern.
第1測定用パターンは、第1ブロック領域に隣接する、電子ビーム露光用マスクにおける電子ビームの断面積と略等しい面積を有する矩形形状の第2ブロック領域に形成されてもよい。第1測定用パターンは、長方形状であり、長手方向の長さが第1ブロック領域の一辺と略等しい長さで、一辺に略平行に形成されてもよい。 The first measurement pattern may be formed in a rectangular second block region having an area substantially equal to the cross-sectional area of the electron beam in the electron beam exposure mask adjacent to the first block region. The first measurement pattern may have a rectangular shape, and the length in the longitudinal direction may be substantially equal to one side of the first block region, and may be formed substantially parallel to one side.
露光用マスクパターンは、第1ブロック領域の所定の一辺に沿った第1の方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口であり、第1測定用パターンは、第1ブロック領域に対して第1の方向に略垂直な第2の方向に隣接して設けられた第2ブロック領域において、第1ブロック領域から最も離れた位置に第1の方向に沿って形成されてもよい。 The exposure mask pattern is an opening to be irradiated with an electron beam in a part of the first direction along a predetermined side of the first block region. The first measurement pattern is formed with respect to the first block region. In the second block region provided adjacent to the second direction substantially perpendicular to the first direction, the second block region may be formed along the first direction at a position farthest from the first block region.
第1ブロック領域の近傍に形成され、第1ブロック領域の一部に電子ビームを照射する場合に第1ブロック領域に対する電子ビームの照射位置を測定するための開口である第2測定用パターンをさらに有し、露光用マスクパターンは、第1ブロック領域の所定の一辺に沿った方向である第1の方向、及び第1の方向に略垂直な第2の方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口であり、第1測定用パターンは、第1ブロック領域に対して第2の方向に隣接して設けられた第2ブロック領域において、第1ブロック領域から最も離れた位置に第1の方向に沿って形成され、第2測定用パターンは、第1ブロック領域に対して第1の方向に隣接して設けられた第3ブロック領域において、第1ブロック領域から最も離れた位置に第2の方向に沿って形成されてもよい。 A second measurement pattern, which is formed in the vicinity of the first block region and is an opening for measuring the irradiation position of the electron beam to the first block region when a part of the first block region is irradiated with the electron beam, is further provided. The exposure mask pattern is irradiated with an electron beam in a first direction which is a direction along a predetermined side of the first block region and a part of a second direction substantially perpendicular to the first direction. The first measurement pattern is located at a position farthest from the first block region in the second block region provided adjacent to the first block region in the second direction. The second measurement pattern is formed along the direction, and the second measurement pattern is located at a position farthest from the first block region in the third block region provided adjacent to the first block region in the first direction. Along the direction of It may be formed Te.
本発明の第2の形態によると、電子ビームを用いて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、電子ビームの断面形状を成形する電子ビーム露光用マスクを備え、電子ビーム露光用マスクは、電子ビーム露光用マスクにおける電子ビームの断面積と略等しい面積を有する矩形形状の第1ブロック領域に形成され、第1ブロック領域の全体又は一部に電子ビームが照射されることによりウェハに露光されるべきパターン形状の開口である露光用マスクパターンと、第1ブロック領域の近傍に形成され、第1ブロック領域の一部に電子ビームを照射する場合に第1ブロック領域に対する電子ビームの照射位置を測定するための開口である第1測定用パターンとを備える。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an electron beam exposure apparatus for exposing a pattern to a wafer using an electron beam, comprising an electron beam exposure mask for shaping a cross-sectional shape of the electron beam, and an electron beam exposure mask. Is formed in a rectangular first block region having an area substantially equal to the cross-sectional area of the electron beam in the electron beam exposure mask, and the wafer is irradiated by irradiating the whole or part of the first block region with the electron beam. An exposure mask pattern, which is an opening having a pattern shape to be exposed, and an electron beam applied to the first block region when the electron beam is applied to a part of the first block region. And a first measurement pattern which is an opening for measuring a position.
電子ビームを偏向し、第1測定用パターンの一部に電子ビームを照射させて通過させる偏向部と、第1測定用パターンを通過してウェハに照射された電子ビームの断面形状を検出することにより、第1ブロック領域に対する電子ビームの照射位置を測定する照射位置測定部と、照射位置測定部が測定した照射位置に基づいて、第1ブロック領域の一部に電子ビームを照射させる場合の、偏向部による電子ビームの偏向量を制御する偏向制御部とをさらに備えてもよい。 Deflecting the electron beam to irradiate and pass a part of the first measurement pattern with the electron beam; and detecting a cross-sectional shape of the electron beam that has passed through the first measurement pattern and applied to the wafer. Based on the irradiation position measurement unit that measures the irradiation position of the electron beam with respect to the first block region, and the irradiation position measured by the irradiation position measurement unit, when irradiating a part of the first block region with the electron beam, A deflection control unit that controls the deflection amount of the electron beam by the deflection unit may be further provided.
露光用マスクパターンは、第1ブロック領域の所定の一辺に沿った方向である第1の方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口であり、第1測定用パターンは、第1ブロック領域に対して第1の方向に略垂直な第2の方向に隣接して設けられた第2ブロック領域に第1の方向に沿って形成され、照射位置測定部は、第1測定用パターンを通過してウェハに照射された電子ビームの断面形状を検出することにより、第1ブロック領域に対する第1の方向の電子ビームの照射位置を測定し、偏向制御部は、照射位置測定部が測定した照射位置に基づいて、第1ブロック領域の一部に電子ビームを照射させる場合の、偏向部による第1の方向の偏向量を制御してもよい。 The exposure mask pattern is an opening to be irradiated with an electron beam in a part of the first direction which is a direction along a predetermined side of the first block region. The first measurement pattern is the first block region. Is formed along the first direction in the second block region provided adjacent to the second direction substantially perpendicular to the first direction, and the irradiation position measurement unit passes through the first measurement pattern. Then, by detecting the cross-sectional shape of the electron beam irradiated on the wafer, the irradiation position of the electron beam in the first direction with respect to the first block region is measured, and the deflection control unit measures the irradiation measured by the irradiation position measuring unit. Based on the position, the deflection amount in the first direction by the deflection unit when the electron beam is irradiated onto a part of the first block region may be controlled.
露光用マスクパターンは、第1ブロック領域の近傍に形成され、第1ブロック領域の一部に電子ビームを照射する場合に第1ブロック領域に対する電子ビームの照射位置を測定するための開口である第2測定用パターンをさらに有し、露光用マスクパターンは、第1ブロック領域の所定の一辺に沿った方向である第1の方向、及び第1の方向に略垂直な第2の方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口であり、第1測定用パターンは、第1ブロック領域に対して第2の方向に隣接して設けられた第2ブロック領域に第1の方向に沿って形成され、第2測定用パターンは、第1ブロック領域に対して第1の方向に隣接して設けられた第3ブロック領域に第2の方向に沿って形成され、照射位置測定部は、第1測定用パターンを通過してウェハに照射された電子ビームの断面形状を検出することにより、第1ブロック領域に対する第1の方向の電子ビームの照射位置を測定し、第2測定用パターンを通過した電子ビームの断面形状を検出することにより、第1ブロック領域に対する第2の方向の電子ビームの照射位置を測定し、偏向制御部は、照射位置測定部が測定した照射位置に基づいて、第1ブロック領域の一部に電子ビームを照射させる場合の、偏向部による第1の方向及び第2の方向の偏向量を制御してもよい。 The exposure mask pattern is formed in the vicinity of the first block region, and is an opening for measuring the irradiation position of the electron beam with respect to the first block region when a part of the first block region is irradiated with the electron beam. 2 measurement patterns, and the exposure mask pattern includes a first direction that is a direction along a predetermined side of the first block region and a part of a second direction that is substantially perpendicular to the first direction. The first measurement pattern is formed along the first direction in the second block region provided adjacent to the first block region in the second direction. The second measurement pattern is formed along the second direction in the third block region provided adjacent to the first block region in the first direction, and the irradiation position measurement unit includes the first measurement region Pass through the measurement pattern and By detecting the cross-sectional shape of the electron beam irradiated on the first block region, the irradiation position of the electron beam in the first direction relative to the first block region is measured, and the cross-sectional shape of the electron beam that has passed through the second measurement pattern is detected. Thus, the irradiation position of the electron beam in the second direction with respect to the first block region is measured, and the deflection control unit applies the electron beam to a part of the first block region based on the irradiation position measured by the irradiation position measurement unit. The amount of deflection in the first direction and the second direction by the deflection unit may be controlled when irradiating.
本発明の第3の形態によると、電子ビームを用いて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、電子ビーム露光用マスクにおける電子ビームの断面積と略等しい面積を有する矩形形状の第1ブロック領域に形成され、第1ブロック領域の全体又は一部に電子ビームが照射されることによりウェハに露光されるべきパターン形状の開口である露光用マスクパターンと、第1ブロック領域の近傍に形成され、第1ブロック領域の一部に電子ビームを照射する場合に第1ブロック領域に対する電子ビームの照射位置を測定するための開口である第1測定用パターンとを有する電子ビーム露光用マスクを備える電子ビーム露光装置において、電子ビームを偏向して第1測定用パターンの一部を通過させてウェハに照射させる段階と、ウェハに照射された電子ビームの断面形状を検出することにより、第1ブロック領域に対する電子ビームの照射位置を測定する段階と、測定した照射位置に基づいて、第1ブロック領域の一部に電子ビームを照射させる場合の、電子ビームの偏向量を校正する段階と、校正した偏向量に基づいて電子ビームを偏向して露光用マスクパターンの一部を通過させてウェハに照射させることにより、ウェハを露光する段階とを備える。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an electron beam exposure method for exposing a pattern to a wafer using an electron beam, wherein the first rectangular shape having an area substantially equal to the cross-sectional area of the electron beam in the electron beam exposure mask. An exposure mask pattern, which is an opening having a pattern shape to be exposed on the wafer by irradiating the whole or part of the first block area with an electron beam, and in the vicinity of the first block area An electron beam exposure mask formed and having a first measurement pattern that is an opening for measuring an irradiation position of the electron beam to the first block region when the electron beam is irradiated to a part of the first block region. An electron beam exposure apparatus comprising: a step of deflecting the electron beam to pass a part of the first measurement pattern and irradiating the wafer; (C) measuring the irradiation position of the electron beam on the first block region by detecting the cross-sectional shape of the electron beam irradiated on the c, and, based on the measured irradiation position, an electron beam on a part of the first block region Calibrating the amount of deflection of the electron beam, and deflecting the electron beam based on the calibrated amount of deflection to pass through a part of the mask pattern for exposure to irradiate the wafer. Exposing.
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また発明となりうる。 Note that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention, and sub-combinations of these feature groups can also be the invention.
本発明によれば、電子ビームの1ショットでウェハに露光することができるパターンの種類を大幅に増加させることができる電子ビーム露光用マスク、当該電子ビーム露光用マスクを備える電子ビーム露光装置、及び当該電子ビーム露光装置による電子ビーム露光方法を提供できる。 According to the present invention, an electron beam exposure mask capable of significantly increasing the types of patterns that can be exposed on a wafer with one shot of an electron beam, an electron beam exposure apparatus including the electron beam exposure mask, and An electron beam exposure method using the electron beam exposure apparatus can be provided.
以下、発明の実施形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また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。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention. However, the following embodiments do not limit the claimed invention, and all combinations of features described in the embodiments are inventions. It is not always essential to the solution.
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の構成の一例を示す。電子ビーム露光装置100は、電子ビームを用いてウェハ64に所定のパターンを露光するための露光系150と、露光系150の各構成の動作を制御する制御系140とを備える。
FIG. 1 shows an example of the configuration of an electron
露光系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、マスク30近傍における電子ビームの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に照射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とを含む電子光学系を備える。
The
また、露光系150は、ウェハ64に露光すべきパターンがそれぞれ形成された複数のブロック領域を有するマスク30と、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、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、検出した電子量に相当する電気信号を出力する反射電子検出部60とを備える。なお、マスク30は、本発明の電子ビームの断面形状を成形する電子ビーム露光用マスクの一例である。
The
電子ビーム照射系110は、電子ビームを発生する電子銃12と、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て成形する矩形形状の開口が形成された第1スリット部16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、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。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Aを一点鎖線で示す。
The electron
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マスク偏向器22及び第2マスク偏向器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とを有する。第1マスク偏向器22及び第2マスク偏向器26は、本発明の偏向部の一例である。第1マスク偏向器22及び第2マスク偏向器26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領域であってよい。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、ブロック領域に形成されたパターンと同一の形状になる。第2電子レンズ20は、第1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。
The
焦点調整レンズ系114は、第3電子レンズ28及び第4電子レンズ32を有する。また、ウェハ用投影系116は、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、第3マスク偏向器34、第4マスク偏向器38、主偏向器56、副偏向器58、ブランキング電極36、及びラウンドアパーチャ部48を有する。
The focus
第3電子レンズ28及び第4電子レンズ32は、電子ビームのウェハ64に対する焦点を合わせる。第5電子レンズ40は、電子ビームがウェハ64上に所望の向きで照射されるように、電子ビームの回転を調整する。第6電子レンズ46及び第7電子レンズ50は、マスク30に形成されたパターンに対する、ウェハ64に照射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は、対物レンズとして機能する。第3マスク偏向器34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4マスク偏向器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。
The
ラウンドアパーチャ部48は、円形の開口であるラウンドアパーチャを有する。ラウンドアパーチャ部48は、ラウンドアパーチャの内側に照射された電子ビームを通過させ、ラウンドアパーチャの外側に照射された電子ビームを遮蔽する。ブランキング電極36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。従って、ブランキング電極36は、電子ビームを偏向することにより、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。
The
制御系140は、統括制御部130及び個別制御部120を備える。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。統括制御部130は、本発明の照射位置検出部の一例である。個別制御部120は、電子銃制御部80、マスク偏向系制御部82、マスクステージ制御部84、ブランキング電極制御部86、電子レンズ制御部88、ウェハ偏向系制御部89、反射電子処理部90、及びウェハステージ制御部92を有する。電子銃制御部80は、電子銃12を制御する。マスク偏向系制御部82は、偏向量を示す偏向データを、第1マスク偏向器22、第2マスク偏向器26、第3マスク偏向器34、及び第4マスク偏向器38に供給し、第1マスク偏向器22、第2マスク偏向器26、第3マスク偏向器34、及び第4マスク偏向器38の偏向量を制御する。マスク偏向系制御部82は、本発明の偏向制御部の一例である。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。
The
ブランキング電極制御部86は、ウェハ64に転写するパターンを変更するとき、又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、ブランキング電極36を制御して、ラウンドアパーチャ部48から下流に電子ビームが進行しないように電子ビームを偏向する。これにより、電子ビームがウェハ64に照射されることを防ぐ。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、及び第8電子レンズ52に供給する電力を制御する。ウェハ偏向系制御部89は、主偏向器56及び副偏向器58に供給し、主偏向器56及び副偏向器58の偏向量を制御する。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、検出された反射電子の量を示すデジタルデータを出力する。ウェハステージ制御部92は、ウェハステージ駆動部70を制御してウェハステージ62を所定の位置に移動させる。
The blanking
本実施形態に係る電子ビーム露光装置100の動作について説明する。マスクステージ72上では、所定のパターンが形成された複数の領域を有するマスク30が載置され、所定の位置に固定されている。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。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、第1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、ブランキング電極制御部86がブランキング電極36を制御する。
An operation of the electron
電子ビーム露光装置100は、ブロック領域の全体に電子ビームを照射し、ブロック領域に形成されたパターンを一括転写してウェハ64を露光する場合と、ブロック領域の一部に電子ビームを照射し、ブロック領域に形成されたパターンを部分転写してウェハ64を露光する場合とがある。そのため、電子ビーム露光装置100は、第1マスク偏向器22及び第2マスク偏向器26による偏向量をブロック領域毎に保持することに加え、部分転写されるパターンが形成されたブロック領域については、第1マスク偏向器22及び第2マスク偏向器26による偏向量をブロック領域に対する電子ビームの照射位置毎に保持する必要がある。そこで、電子ビーム露光装置100は、ウェハ64を露光する前に、部分転写されるパターンが形成されたブロック領域の近傍に設けられた測定用パターンを用いて、当該ブロック領域に対する電子ビームの照射位置を測定し、当該ブロック領域に形成されたパターンを部分転写する場合の第1マスク偏向器22及び第2マスク偏向器26による偏向量を校正する。
The electron
そして、電子ビーム露光装置100は、ウェハ64の露光準備を行う。マスク用投影系112において、第2電子レンズ20、並びに第1マスク偏向器22及び第2マスク偏向器26は、ウェハ64に転写すべきパターンが形成されたブロック領域に電子ビームを照射するように調整される。焦点調整レンズ系114において、第3電子レンズ28及び第4電子レンズ32は、ウェハ64に電子ビームの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、第5電子レンズ40、第6電子レンズ46、第7電子レンズ50、及び第8電子レンズ52、並びに第3マスク偏向器34、第4マスク偏向器38、主偏向器56、及び副偏向器58は、電子ビームがウェハ64の所望の領域にパターン像を転写するように調整される。
The electron
以上の動作で、マスク用投影系112、焦点調整レンズ系114、及びウェハ用投影系116の調整が完了すると、ブランキング電極制御部86は、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を透過してウェハ64に照射される。電子銃12が電子ビームを発生し、第1電子レンズ14が電子ビームの焦点位置を調整し、第1スリット部16が電子ビームを矩形に成形する。そして、第1マスク偏向器22が第1スリット部16で矩形に成形された電子ビームを、ウェハ64に転写すべきパターンが形成されたマスク30のブロック領域の全体又は一部に照射するように偏向する。そして、第2マスク偏向器26は、電子ビームを、光軸Aと略平行になるように偏向する。また、第2電子レンズ20は、電子ビームの焦点を調節して、第1スリット部16で成形された矩形の形状がマスク30上の所定の領域に結像するように制御される。
When the adjustment of the
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3マスク偏向器34により光軸Aに近づく方向に偏向され、第4マスク偏向器38により、光軸Aと略平行になるように偏向される。また、第3電子レンズ28及び第4電子レンズ32は、マスク30で成形されたパターン像がウェハ64の表面に結像するように調整される。第5電子レンズ40は、パターン像の向きがウェハ64において所望の向きとなるように調整される。第6電子レンズ46及び第7電子レンズ50は、パターン像の縮小率が所望の値となるように調整される。主偏向器56及び副偏向器58は、電子ビームをウェハ64上の所定のショット領域に照射するように偏向する。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、第8電子レンズ52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上の所望のショット領域に、マスク30に形成されたパターンの像が転写される。
Then, the electron beam that has passed through the pattern formed on the
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は、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36に電子ビームを偏向させる。そして、次のショット領域に、マスク30に形成された所望のパターンを露光するために、マスク偏向系制御部82、マスクステージ制御部84、電子レンズ制御部88、及びウェハステージ制御部92を制御して、マスク用投影系112、焦点調整レンズ系114、ウェハ用投影系116、マスクステージ駆動部68、及びウェハステージ駆動部70を調整する。具体的な動作は、上述の各構成の動作と同様なので省略する。電子ビーム露光装置100は、以上の露光処理を、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。
After a predetermined exposure time has elapsed, the blanking
本実施形態に係る電子ビーム露光装置100によれば、マスク30のブロック領域に形成されたパターンを部分転写して露光できるので、1ショットでウェハ64に露光できるパターンの種類を大幅に増加させることができる。さらに、部分転写されるパターンが形成されたブロック領域の近傍に設けられた測定用パターンを用いて、当該ブロック領域に対する電子ビームの照射位置を局所的且つ高精度に校正することができる。したがって、数多くのパターンを1ショットで、かつ精度よく露光することができる。
According to the electron
図2は、本実施形態に係るマスク30の構成の一例を示す。図2(a)は、ブロック領域200及び可変矩形領域202の配置の一例を示す。図2(b)は、ブロック領域200の構成の一例を示す。図2(c)は、ブロック領域200におけるマスク30のAA断面の一例を示す。
FIG. 2 shows an example of the configuration of the
図2(a)に示すように、マスク30は、複数のブロック領域200、及び複数の可変矩形領域202を有する。なお、図2(a)において、第1マスク偏向器22及び第2マスク偏向器26で電子ビームを偏向することによって、マスク30において照射可能な範囲204を破線で示す。また、複数のブロック領域200には、ブロック領域200のそれぞれを識別する0から99までの番号が割り振られている。
As shown in FIG. 2A, the
ブロック領域200は、マスク30における電子ビームの断面積と略等しい面積を有する矩形形状の領域である。ブロック領域200は、例えば300*300μmの大きさである。複数のブロック領域200のうちの一部分のブロック領域には、図2(b)及び(c)に示すように、当該ブロック領域の全体又は一部に電子ビームが照射されることによりウェハ64に露光されるべきパターン形状の開口である露光用マスクパターン206が形成されている。露光用マスクパターン206は、いわゆるステンシルパターンである。露光用マスクパターン206を囲む部分は、電子ビームを透過させない薄膜のメンブレン208である。電子ビームは、露光用マスクパターン206を通過することにより、断面形状が露光用マスクパターン206の形状に成形される。
The
また、露光用マスクパターン206が形成されたブロック領域の近傍に形成された、複数のブロック領域200のうちの他の部分のブロック領域には、露光用マスクパターン206が形成されたブロック領域の一部に電子ビームを照射される場合に、露光用マスクパターン206が形成されたブロック領域に対する電子ビームの照射位置を測定するための開口である測定用パターンが形成されている。
Further, the block area of the other part of the plurality of
可変矩形領域202は、マスク30における電子ビームの断面積と略等しい面積を有する矩形形状の領域である。可変矩形領域202には、矩形形状の開口が形成されている。可変矩形領域202に形成された矩形形状の開口を用いて、当該可変矩形領域202に対する電子ビームの照射位置、即ち偏向条件を決定する。また、複数の可変矩形領域202のうちの1つの可変矩形領域202に形成された矩形形状の開口を用いて、第1スリット部16で矩形形状に成形された電子ビームから可変矩形ビームを形成してウェハ64を露光する。
The variable
なお、可変矩形領域202に形成された矩形形状の開口は、可変矩形領域202に対する電子ビームの照射位置の変化と、矩形形状の開口を通過する電子ビームの断面積の変化とが比例関係にあるような形状であるが、ブロック領域200に形成された露光用マスクパターン206は、ブロック領域200に対する電子ビームの照射位置の変化と、露光用マスクパターンを通過する電子ビームの断面積の変化とが比例関係にないような形状である。
Note that the rectangular opening formed in the variable
図3は、本実施形態に係るブロック領域200に対する電子ビームの照射位置の三態様を示す。図3(a)は、ブロック領域200に対して、ブロック領域200の所定の一辺に沿った第1の方向であるx方向の一次元方向に電子ビームの照射位置を変化させる場合を示す。図3(b)は、ブロック領域200に対して、第1の方向に略垂直な第2の方向であるy方向の一次元方向に電子ビームの照射位置を変化させる場合を示す。図3(c)は、ブロック領域200に対して、x方向及びy方向の二次元方向に電子ビームの照射位置を変化させる場合を示す。
FIG. 3 shows three modes of the irradiation position of the electron beam with respect to the
図3(a)の例においては、ブロック領域200に対して、電子ビームの基準照射位置300を基準に、偏向データ(sx、sy0)で指定される部分照射位置302に電子ビームが偏向される。図3(b)の例においては、ブロック領域200に対して、電子ビームの基準照射位置300を基準に、偏向データ(sy0、sx)で指定される部分照射位置302に電子ビームが偏向される。図3(c)の例においては、ブロック領域200に対して、電子ビームの基準照射位置300を基準に、偏向データ(sx、sy)で指定される部分照射位置302に電子ビームが偏向される。
In the example of FIG. 3A, the electron beam is deflected to the partial irradiation position 302 specified by the deflection data (sx, sy0) with respect to the
sxは、ブロック領域200にx方向の一部に電子ビームを照射させる場合の偏向データであり、syは、ブロック領域200のy方向の一部に電子ビームを照射させる場合の偏向データである。また、sx0及びsy0は、一定値であり、x方向又はy方向におけるブロック領域200の全体を1ショットで照射する場合の偏向データである。sx及びsyは、マスク30に対する照射位置を規定する偏向データであり、マスク30全体に対してブロック領域200を選択する場合の偏向条件及び偏向振り戻し条件とは異なるので、マスク30の上流側に配置された第1マスク偏向器22及び第2マスク偏向器26に供給され、マスク30の下流側に配置された第3マスク偏向器34及び第4マスク偏向器38には供給されない。
sx is deflection data when an electron beam is irradiated to a part of the
図4は、本実施形態に係るブロック領域200の配置の第1の例を示す。図4(a)には、露光用マスクパターン206aが形成されたブロック領域200aと、ブロック領域200aの−y方向に隣接して設けられ、測定用パターン400aが形成されたブロック領域200bとを示す。図4(b)には、露光用マスクパターン206aが形成されたブロック領域200aと、ブロック領域200aのy方向に隣接して設けられ、測定用パターン400bが形成されたブロック領域200cとを示す。
FIG. 4 shows a first example of the arrangement of the
図4(a)に示す露光用マスクパターン206aは、ブロック領域200aにおけるx方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口である。測定用パターン400aは、狭い幅のスリット状、例えば長方形状であり、長手方向の長さがブロック領域200aのx方向の一辺と略等しい長さで、ブロック領域200aのx方向の一辺に略平行に形成される。また、露光用マスクパターン206aが、ブロック領域200aにおけるy方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口でもある場合には、測定用パターン400aは、ブロック領域200bにおいて、ブロック領域200aから最も離れた位置にx方向に沿って形成されることが好ましい。これによって、電子ビームの照射範囲がブロック領域200bに重なる場合であっても、ブロック領域200bにおける電子ビームの照射範囲に開口が存在しないので、露光用マスクパターン206aの一部を用いて、電子ビームを所望の断面形状に成形することができる。なお、測定用パターン400aは、ブロック領域200bにおいて、ブロック領域200aに形成された露光用マスクパターン206のブロック領域200bに最も近い部分から、マスク30における電子ビームの照射範囲以上離れた位置に形成されてもよい。
An
図4(b)に示す露光用マスクパターン206aは、ブロック領域200cにおけるx方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口である。測定用パターン400bは、狭い幅のスリット状、例えば長方形状であり、長手方向の長さがブロック領域200aのx方向の一辺と略等しい長さで、ブロック領域200aのx方向の一辺に略平行に形成される。また、露光用マスクパターン206aが、ブロック領域200aにおけるy方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口でもある場合であっても、電子ビームの照射範囲がブロック領域200cに重ならない場合、即ち電子ビームの照射範囲がブロック領域200aに対してブロック領域200cに対向するブロック領域に重なる場合には、測定用パターン400aは、ブロック領域200bにおいて、ブロック領域200aから最も近い位置にx方向に沿って形成されることが好ましい。測定用パターン400bがブロック領域200aに近いことによって、ブロック領域200aに対する電子ビームの照射位置を正確に検出することができる。
An
なお、ブロック領域200a、ブロック領域200b、又はブロック領域200cにおけるx方向の一部に電子ビームを照射する場合には、ブロック領域200a、ブロック領域200b、又はブロック領域200cの−x方向に隣接するブロック領域に電子ビームが照射される。そのため、ブロック領域200a、ブロック領域200b、及びブロック領域200cの−x方向に隣接するブロック領域には、露光用マスクパターンを配置することができない。
Note that in the case where an electron beam is irradiated to a part of the
図5は、本実施形態に係るブロック領域200の配置の第2の例を示す。図5(a)には、露光用マスクパターン206aが形成されたブロック領域200aと、ブロック領域200aの−x方向に隣接して設けられ、測定用パターン500aが形成されたブロック領域200dとを示す。図5(b)には、露光用マスクパターン206aが形成されたブロック領域200aと、ブロック領域200aのx方向に隣接して設けられ、測定用パターン500bが形成されたブロック領域200eとを示す。
FIG. 5 shows a second example of the arrangement of the
図5(a)に示す露光用マスクパターン206aは、ブロック領域200aにおけるy方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口である。測定用パターン500aは、狭い幅のスリット状、例えば長方形状であり、長手方向の長さがブロック領域200aのy方向の一辺と略等しい長さで、ブロック領域200aのy方向の一辺に略平行に形成される。また、露光用マスクパターン206aが、ブロック領域200aにおけるx方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口でもある場合には、測定用パターン500aは、ブロック領域200dにおいて、ブロック領域200aから最も離れた位置にy方向に沿って形成されることが好ましい。これによって、電子ビームの照射範囲がブロック領域200dに重なる場合であっても、ブロック領域200dにおける電子ビームの照射範囲に開口が存在しないので、露光用マスクパターン206aの一部を用いて、電子ビームを所望の断面形状に成形することができる。なお、測定用パターン500aは、ブロック領域200dにおいて、ブロック領域200aに形成された露光用マスクパターン206aのブロック領域200dに最も近い部分から、マスク30における電子ビームの照射範囲以上離れた位置に形成されてもよい。
An
図5(b)に示す露光用マスクパターン206aは、ブロック領域200eにおけるy方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口である。測定用パターン500bは、狭い幅のスリット状、例えば長方形状であり、長手方向の長さがブロック領域200aのy方向の一辺と略等しい長さで、ブロック領域200aのy方向の一辺に略平行に形成される。また、露光用マスクパターン206aが、ブロック領域200aにおけるx方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口でもある場合であっても、電子ビームの照射範囲がブロック領域200eに重ならない場合、即ち電子ビームの照射範囲がブロック領域200aに対してブロック領域200eに対向するブロック領域に重なる場合には、測定用パターン500aは、ブロック領域200eにおいて、ブロック領域200aから最も近い位置にy方向に沿って形成されることが好ましい。測定用パターン500bがブロック領域200aに近いことによって、ブロック領域200aに対する電子ビームの照射位置を正確に検出することができる。
An
なお、ブロック領域200a、ブロック領域200d、又はブロック領域200eにおけるy方向の一部に電子ビームを照射する場合には、ブロック領域200a、ブロック領域200d、又はブロック領域200eの−y方向に隣接するブロック領域に電子ビームが照射される。そのため、ブロック領域200a、ブロック領域200d、及びブロック領域200eの−y方向に隣接するブロック領域には、露光用マスクパターンを配置することができない。
Note that in the case where an electron beam is irradiated to a part of the
図6は、本実施形態に係るブロック領域200の配置の第3の例を示す。図6には、露光用マスクパターン206aが形成されたブロック領域200aと、ブロック領域200aの−y方向に隣接して設けられ、測定用パターン400aが形成されたブロック領域200bと、ブロック領域200aの−x方向に隣接して設けられ、測定用パターン500aが形成されたブロック領域200dとを示す。
FIG. 6 shows a third example of the arrangement of the
図6に示す露光用マスクパターン206aは、ブロック領域200aにおけるx方向及びy方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口である。測定用パターン400aは、狭い幅のスリット状、例えば長方形状であり、長手方向の長さがブロック領域200aのx方向の一辺と略等しい長さで、ブロック領域200aのx方向の一辺に略平行に形成される。また、測定用パターン500aは、狭い幅のスリット状、例えば長方形状であり、長手方向の長さがブロック領域200aのy方向の一辺と略等しい長さで、ブロック領域200aのy方向の一辺に略平行に形成される。
An
さらに、測定用パターン400aは、ブロック領域200bにおいて、ブロック領域200aから最も離れた位置にx方向に沿って形成されることが好ましい。また、測定用パターン500aは、ブロック領域200dにおいて、ブロック領域200aから最も離れた位置にy方向に沿って形成されることが好ましい。これによって、電子ビームの照射範囲がブロック領域200b又は200dに重なる場合であっても、ブロック領域200b又はdにおける電子ビームの照射範囲に開口が存在しないので、露光用マスクパターン206aの一部を用いて、電子ビームを所望の断面形状に成形することができる。なお、測定用パターン400a及び500aは、ブロック領域200a又は200dにおいて、ブロック領域200aに形成された露光用マスクパターン206aのブロック領域200b又はdに最も近い部分から、マスク30における電子ビームの照射範囲以上離れた位置に形成されてもよい。
Furthermore, the
以上のように、露光用マスクパターン206aが形成されたブロック領域200a、測定用パターン400aが形成されたブロック領域200b、及び測定用パターン500aが形成されたブロック領域200dを配置することによって、露光用マスクパターンが配置できなくなる領域を最小限に抑えることができる。また、ブロック領域200aに電子ビームを照射させる場合と、ブロック領域200aに隣接するブロック領域200b又は200dに電子ビームを照射させる場合では、偏向データに基づく第1マスク偏向器22及び第2マスク偏向器26よる実際の偏向量が略一致するので、測定用パターン400a又は500aを用いてブロック領域200aの一部に電子ビームを照射する場合の偏向条件を求めることにより、十分に精度の高い偏向条件を求めることができる。
As described above, the
図7は、本実施形態に係るマスク偏向系制御部82の構成の一例を示す。マスク偏向系制御部82は、第1部分照射偏向データ演算部700、第1全体照射偏向データ演算部702、第2部分照射偏向データ演算部704、第2全体照射偏向データ演算部706、第3全体照射偏向データ演算部708、第4全体照射偏向データ演算部710、第1加算器712、及び第2加算器714を有する。
FIG. 7 shows an example of the configuration of the mask deflection
マスク偏向系制御部82は、統括制御部130から部分照射偏向データ(sx、sy)及び全体照射偏向データ(Mx、My)を受け取る。ここで、部分照射偏向データとは、複数のブロック領域200のそれぞれに対して、ブロック領域200における電子ビームの照射位置毎に定められた、ブロック領域200における電子ビームの照射位置を定める偏向データである。また、全体照射偏向データとは、複数のブロック領域200毎に定められた、露光に用いられるブロック領域200を定める偏向データである。
The mask deflection
第1部分照射偏向データ演算部700は、統括制御部130から供給された部分照射偏向データ(sx、sy)を、部分照射偏向能率定数(A1、B1)を用いて演算処理し、デジタル信号の部分照射偏向出力(sx*A1+sy*B1)を出力する。また、第1全体照射偏向データ演算部702は、統括制御部130から供給された全体照射偏向データ(Mx、My)を、全体照射偏向能率定数(C1、D1)を用いて演算処理し、デジタル信号の全体照射偏向出力(Mx*C1+My*D1)を出力する。そして、第1加算器712は、第1部分照射偏向データ演算部700が出力した部分照射偏向出力と、第1全体照射偏向データ演算部702が出力した全体照射偏向出力とを加算して出力する。そして、第1DAC/AMP部716は、第1加算器712の出力をアナログ信号に変換して増幅し、第1マスク偏向器22に電力を供給する。
The first partial irradiation deflection
第2部分照射偏向データ演算部704は、統括制御部130から供給された部分照射偏向データ(sx、sy)を、部分照射偏向能率定数(A2、B2)を用いて演算処理し、デジタル信号の部分照射偏向出力(sx*A2+sy*B2)を出力する。また、第2全体照射偏向データ演算部706は、統括制御部130から供給された全体照射偏向データ(Mx、My)を、全体照射偏向能率定数(C2、D2)を用いて演算処理し、デジタル信号の全体照射偏向出力(Mx*C2+My*D2)を出力する。そして、第2加算器714は、第2部分照射偏向データ演算部704が出力した部分照射偏向出力と、第2全体照射偏向データ演算部706が出力した全体照射偏向出力とを加算して出力する。そして、第2DAC/AMP部718は、第2加算器714の出力をアナログ信号に変換して増幅し、第2マスク偏向器26に電力を供給する。
The second partial irradiation deflection
第1マスク偏向器22は、第1DAC/AMP部716から供給された電力に基づいて電子ビームを光軸Aと異なる方向に偏向し、また、第2マスク偏向器26は、第2DAC/AMP部718から供給された電力に基づいて電子ビームが光軸Aと略平行になるように偏向する。そして、第1マスク偏向器22及び第2マスク偏向器26は、露光用マスクパターン206の全体若しくは一部、又は測定用パターン400の一部に電子ビームを照射させて通過させる。
The
第3全体照射偏向データ演算部708は、統括制御部130から供給された全体照射偏向データ(Mx、My)を、全体照射偏向能率定数(C3、D3)を用いて演算処理し、デジタル信号の全体照射偏向出力(Mx*C3+My*D3)を出力する。そして、第3DAC/AMP部720は、第3全体照射偏向データ演算部708が出力した全体照射偏向出力をアナログ信号に変換して増幅し、第3マスク偏向器34に電力を供給する。
The third total irradiation deflection
第4全体照射偏向データ演算部710は、統括制御部130から供給された全体照射偏向データ(Mx、My)を、全体照射偏向能率定数(C4、D4)を用いて演算処理し、デジタル信号の全体照射偏向出力(Mx*C4+My*D4)を出力する。そして、第4DAC/AMP部722は、第4全体照射偏向データ演算部710が出力した全体照射偏向出力をアナログ信号に変換して増幅し、第4マスク偏向器38に電力を供給する。
The fourth total irradiation deflection
第3マスク偏向器34は、第3DAC/AMP部720から供給された電力に基づいて電子ビームを光軸Aの方向に偏向して振り戻し、また、第4マスク偏向器38は、第4DAC/AMP部722から供給された電力に基づいて電子ビームが光軸Aと略平行になるように偏向する。
The
以上のように、複数のブロック領域200毎に定められた全体照射偏向データに加え、ブロック領域200における電子ビームの照射位置毎に定められた部分照射偏向データに基づいて、第1マスク偏向器22及び第2マスク偏向器26による電子ビームの偏向量を制御することによって、ブロック領域200の一部に電子ビームを正確に照射させることができるので、露光用マスクパターン206の一部を用いた所望のパターンをウェハ64に露光することができる。
As described above, the
図8は、本実施形態に係る電子ビーム露光装置100による電子ビーム露光方法のフローの一例を示す。本実施形態に係る電子ビーム露光方法は、露光データを解析する露光データ解析段階(S800)と、電子ビームを偏向して測定用パターン400aの一部を通過させてウェハ64に照射させる測定用パターン照射段階(S802)と、ウェハ64に照射された電子ビームの断面形状を検出することにより、ブロック領域200aに対する電子ビームの照射位置を測定する照射位置測定段階(S804)と、測定した照射位置に基づいて、ブロック領域200aの一部に電子ビームを照射させる場合の、電子ビームの偏向量を校正する偏向量校正段階(S806)と、校正した偏向量に基づいて電子ビームを偏向して露光用マスクパターン206aの一部を通過させてウェハ64に照射させることにより、ウェハ64を露光する露光段階(S808)とを備える。
FIG. 8 shows an example of a flow of an electron beam exposure method by the electron
露光データ解析段階(S800)において、統括制御部130は、ウェハ64を露光するための露光データを解析し、第1マスク偏向器22及び第2マスク偏向器26に供給する供給する偏向データに部分照射偏向データが含まれるか否かを判断する。そして、統括制御部130は、部分照射偏向データが含まれる場合には、当該部分照射偏向データに基づいて照射される露光用マスクパターン206aが形成されたブロック領域200aのマスク30における位置、及びブロック領域200aのx方向の一部に電子ビームを照射することを示す部分照射露光データか、y方向の一部に電子ビームを照射することを示す部分照射露光データか、又はブロック領域200aのx方向及びy方向の一部に電子ビームを照射することを示す部分照射露光データかを判断する。
In the exposure data analysis step (S800), the
測定用パターン照射段階(S802)において、第1マスク偏向器22及び第2マスク偏向器26は、部分照射偏向データsxに基づいて電子ビームを偏向し、測定用パターン400aの一部に電子ビームを照射させて通過させる。そして、測定用パターン400aを通過した電子ビームをウェハ64に照射させる。また、第1マスク偏向器22及び第2マスク偏向器26は、部分照射偏向データsyに基づいて電子ビームを偏向し、測定用パターン500aの一部に電子ビームを照射させて通過させる。そして、測定用パターン500aを通過した電子ビームをウェハ64に照射させる。
In the measurement pattern irradiation step (S802), the
照射位置測定段階(S804)において、主偏向器56は、測定用パターン400a及び500aのそれぞれを通過した電子ビームを偏向し、ウェハ64又はウェハステージ62上に設けられたマーク、例えばタングステン等の金属で形成された微細なラインパターンを走査する。そして、反射電子検出部60は、ウェハ64又はウェハステージ62上に設けられたマークからの反射電子を検出し、反射電子処理部90は、反射電子検出部60が検出した反射電子の分布に基づいて、測定用パターン400a及び500aをそれぞれ通過してウェハ64に照射された電子ビームの断面形状、例えば長手方向の長さを検出する。そして、統括制御部130は、反射電子処理部90が検出した電子ビームの断面形状に基づいて、ブロック領域200aに対する電子ビームの照射位置を測定する。そして、マスク偏向系制御部82は、統括制御部130が測定した電子ビームの照射位置に基づいて、ブロック領域200aの一部に電子ビームを照射させる場合の、第1マスク偏向器22及び第2マスク偏向器26の偏向量を制御する。
In the irradiation position measurement step (S804), the
具体的には、第1マスク偏向器22の偏向能率定数を(A1、B1)とし、第2マスク偏向器26の偏向能率定数を(A2、B2)として、第1マスク偏向器22及び第2マスク偏向器26が部分照射偏向データ(sx、sy)に基づいて電子ビームを偏向して測定用パターン400a及び500aをそれぞれ通過させてウェハ64に照射させる。そして、反射電子処理部90が、測定用パターン400aを通過した電子ビームの長手方向の長さがLxであることを測定し、測定用パターン500aを通過した電子ビームの長手方向の長さがLyであることを測定したとする。この場合、統括制御部130は、反射電子処理部90が測定した電子ビームの長手方向の長さ(Lx、Ly)に基づいて、ウェハ64における電子ビームの長手方向の長さが理想的な長さになるような、第1マスク偏向器22の偏向能率定数(A1’、B1’)及び第2マスク偏向器26の偏向能率定数(A2’、B2’)を算出する。そして、統括制御部130は、新たに算出された偏向能率定数を第1マスク偏向器22及び第2マスク偏向器26に設定する。
Specifically, the
偏向量校正段階(S806)において、マスク偏向系制御部82は、統括制御部130がブロック領域200aに対する電子ビームの照射位置に基づいて算出した第1マスク偏向器22の偏向能率定数(A1’、B1’)及び第2マスク偏向器26の偏向能率定数(A2’、B2’)に基づいて、ブロック領域200aの一部に電子ビームを照射させる場合の、第1マスク偏向器22及び第2マスク偏向器26によるx方向及びy方向の偏向量を制御する。
In the deflection amount calibration step (S806), the mask deflection
露光段階(S808)において、第1マスク偏向器22は、偏向能率定数(A1’、B1’)を用いて校正された偏向量に基づいて電子ビームを偏向し、また、第2マスク偏向器26は、偏向能率定数(A2’、B2’)を用いて校正された偏向量に基づいて電子ビームを偏向する。そして、第1マスク偏向器22及び第2マスク偏向器26が電子ビームを偏向し、露光用マスクパターン206aの一部を通過させてウェハ64に電子ビームを照射させることにより、ウェハ64に露光用マスクパターン206aの一部を用いたパターンを露光する。
In the exposure step (S808), the
本実施形態に係る電子ビーム露光方法によれば、露光すべき露光用マスクパターン206aが形成されたブロック領域200aの近傍に設けられた測定用パターン400a及び500aを用いて第1マスク偏向器22及び第2マスク偏向器26に設定する偏向能率定数を決定することによって、ブロック領域200aの一部に対して電子ビームを精度よく照射することができる。そのため、露光用マスクパターン206aの一部を用いたパターンを高い精度で露光することができる。したがって、マスク30に形成されたブロック領域200の数、即ち露光用マスクパターン206の数に対して、電子ビームの1ショットでウェハ64に露光することができるパターンの種類を大幅に増加させることができる。
According to the electron beam exposure method of the present embodiment, the
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、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、多様な変更又は改良を加えることができる。そのよう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。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various modifications or improvements can be added to the above embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
10 筐体
12 電子銃
14 第1電子レンズ
16 第1スリット部
20 第2電子レンズ
22 第1マスク偏向器
26 第2マスク偏向器
28 第3電子レンズ
30 マスク
32 第4電子レンズ
34 第3マスク偏向器
36 ブランキング電極
38 第4マスク偏向器
40 第5電子レンズ
46 第6電子レンズ
48 ラウンドアパーチャ部
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 反射電子検出部
62 ウェハステージ
64 ウェハ
68 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
80 電子銃制御部
82 マスク偏向系制御部
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
89 ウェハ偏向系制御部
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 露光系
200 ブロック領域
202 可変矩形領域
204 照射可能範囲
206 露光用マスクパターン
208 メンブレン
300 基準照射位置
302 部分照射位置
400 測定用パターン
500 測定用パターン
700 第1部分照射偏向データ演算部
702 第1全体照射偏向データ演算部
704 第2部分照射偏向データ演算部
706 第2全体照射偏向データ演算部
708 第3全体照射偏向データ演算部
710 第4全体照射偏向データ演算部
712 第1加算器
714 第2加算器
716 第1DAC/AMP部
718 第2DAC/AMP部
720 第3DAC/AMP部
722 第4DAC/AMP部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Case 12 Electron gun 14 1st electron lens 16 1st slit part 20 2nd electron lens 22 1st mask deflector 26 2nd mask deflector 28 3rd electron lens 30 Mask 32 4th electron lens 34 3rd mask deflection Device 36 blanking electrode 38 fourth mask deflector 40 fifth electron lens 46 sixth electron lens 48 round aperture unit 50 seventh electron lens 52 eighth electron lens 56 main deflector 58 sub deflector 60 backscattered electron detector 62 wafer Stage 64 Wafer 68 Mask stage drive unit 70 Wafer stage drive unit 72 Mask stage 80 Electron gun control unit 82 Mask deflection system control unit 84 Mask stage control unit 86 Blanking electrode control unit 88 Electronic lens control unit 89 Wafer deflection system control unit 90 Reflected electron processing unit 92 Wafer stage control unit 100 Electron beam exposure 110 Electron beam irradiation system 112 Projection system for mask 114 Focus adjustment lens system 116 Projection system for wafer 120 Individual control unit 130 Overall control unit 140 Control system 150 Exposure system 200 Block region 202 Variable rectangular region 204 Irradiable range 206 Exposure mask Pattern 208 Membrane 300 Reference irradiation position 302 Partial irradiation position 400 Measurement pattern 500 Measurement pattern 700 First partial irradiation deflection data calculation unit 702 First total irradiation deflection data calculation unit 704 Second partial irradiation deflection data calculation unit 706 Second total Irradiation deflection data calculator 708 Third overall irradiation deflection data calculator 710 Fourth overall irradiation deflection data calculator 712 First adder 714 Second adder 716 First DAC / AMP unit 718 Second DAC / AMP unit 720 Third DAC / AMP Part 722 4th DAC / The MP unit
Claims (10)
前記電子ビーム露光用マスクにおける前記電子ビームの断面積と略等しい面積を有する矩形形状の第1ブロック領域に形成され、前記第1ブロック領域の全体又は一部に前記電子ビームが照射されることにより前記ウェハに露光されるべきパターン形状の開口である露光用マスクパターンと、
前記第1ブロック領域の近傍に形成され、前記第1ブロック領域の一部に前記電子ビームを照射する場合に前記第1ブロック領域に対する前記電子ビームの照射位置を測定するための開口である第1測定用パターンと
を有する電子ビーム露光用マスク。 In an electron beam exposure apparatus that exposes a pattern on a wafer using an electron beam, an electron beam exposure mask for shaping a cross-sectional shape of the electron beam,
By forming the first block region in a rectangular shape having an area substantially equal to the cross-sectional area of the electron beam in the electron beam exposure mask and irradiating the whole or a part of the first block region with the electron beam. An exposure mask pattern which is an opening of a pattern shape to be exposed on the wafer;
A first opening that is formed in the vicinity of the first block region and that measures an irradiation position of the electron beam with respect to the first block region when a part of the first block region is irradiated with the electron beam. An electron beam exposure mask having a measurement pattern.
前記第1測定用パターンは、前記第1ブロック領域に対して前記第1の方向に略垂直な第2の方向に隣接して設けられた第2ブロック領域において、前記第1ブロック領域から最も離れた位置に前記第1の方向に沿って形成される請求項1に記載の電子ビーム露光用マスク。 The exposure mask pattern is an opening to be irradiated with the electron beam in a part of a first direction along a predetermined side of the first block region,
The first measurement pattern is farthest from the first block region in a second block region provided adjacent to the first block region in a second direction substantially perpendicular to the first direction. The electron beam exposure mask according to claim 1, wherein the mask is formed along the first direction at a predetermined position.
前記露光用マスクパターンは、前記第1ブロック領域の所定の一辺に沿った方向である第1の方向、及び前記第1の方向に略垂直な第2の方向の一部に前記電子ビームが照射されるべき開口であり、
前記第1測定用パターンは、前記第1ブロック領域に対して前記第2の方向に隣接して設けられた第2ブロック領域において、前記第1ブロック領域から最も離れた位置に前記第1の方向に沿って形成され、
前記第2測定用パターンは、前記第1ブロック領域に対して前記第1の方向に隣接して設けられた第3ブロック領域において、前記第1ブロック領域から最も離れた位置に前記第2の方向に沿って形成される請求項1に記載の電子ビーム露光用マスク。 A second opening that is formed in the vicinity of the first block region and that measures an irradiation position of the electron beam with respect to the first block region when the electron beam is irradiated onto a part of the first block region. It further has a measurement pattern,
The exposure mask pattern is irradiated with the electron beam in a first direction which is a direction along a predetermined side of the first block region and a part of a second direction substantially perpendicular to the first direction. Is the opening to be done
In the second block area provided adjacent to the first block area in the second direction, the first measurement pattern has the first direction at a position farthest from the first block area. Formed along
In the third block area provided adjacent to the first block area in the first direction, the second measurement pattern is arranged in the second direction at a position farthest from the first block area. The electron beam exposure mask according to claim 1, formed along the line.
前記電子ビームの断面形状を成形する電子ビーム露光用マスクを備え、
前記電子ビーム露光用マスクは、
前記電子ビーム露光用マスクにおける前記電子ビームの断面積と略等しい面積を有する矩形形状の第1ブロック領域に形成され、前記第1ブロック領域の全体又は一部に前記電子ビームが照射されることにより前記ウェハに露光されるべきパターン形状の開口である露光用マスクパターンと、
前記第1ブロック領域の近傍に形成され、前記第1ブロック領域の一部に前記電子ビームを照射する場合に前記第1ブロック領域に対する前記電子ビームの照射位置を測定するための開口である第1測定用パターンと
を備える電子ビーム露光装置。 An electron beam exposure apparatus that exposes a pattern on a wafer using an electron beam,
An electron beam exposure mask for forming a cross-sectional shape of the electron beam;
The electron beam exposure mask is
By forming the first block region in a rectangular shape having an area substantially equal to the cross-sectional area of the electron beam in the electron beam exposure mask and irradiating the whole or a part of the first block region with the electron beam. An exposure mask pattern which is an opening of a pattern shape to be exposed on the wafer;
A first opening that is formed in the vicinity of the first block region and that measures an irradiation position of the electron beam with respect to the first block region when a part of the first block region is irradiated with the electron beam. An electron beam exposure apparatus comprising a measurement pattern.
前記第1測定用パターンを通過して前記ウェハに照射された前記電子ビームの断面形状を検出することにより、前記第1ブロック領域に対する前記電子ビームの照射位置を測定する照射位置測定部と、
前記照射位置測定部が測定した前記照射位置に基づいて、前記第1ブロック領域の一部に前記電子ビームを照射させる場合の、前記偏向部による前記電子ビームの偏向量を制御する偏向制御部と
をさらに備える請求項6に記載の電子ビーム露光装置。 A deflecting unit that deflects the electron beam and irradiates and passes the electron beam to a part of the first measurement pattern;
An irradiation position measuring unit that measures an irradiation position of the electron beam with respect to the first block region by detecting a cross-sectional shape of the electron beam irradiated on the wafer through the first measurement pattern;
A deflection control unit for controlling a deflection amount of the electron beam by the deflection unit when irradiating the electron beam to a part of the first block region based on the irradiation position measured by the irradiation position measurement unit; The electron beam exposure apparatus according to claim 6, further comprising:
前記第1測定用パターンは、前記第1ブロック領域に対して前記第1の方向に略垂直な第2の方向に隣接して設けられた第2ブロック領域に前記第1の方向に沿って形成され、
前記照射位置測定部は、前記第1測定用パターンを通過して前記ウェハに照射された前記電子ビームの断面形状を検出することにより、前記第1ブロック領域に対する前記第1の方向の前記電子ビームの照射位置を測定し、
前記偏向制御部は、前記照射位置測定部が測定した前記照射位置に基づいて、前記第1ブロック領域の一部に前記電子ビームを照射させる場合の、前記偏向部による前記第1の方向の偏向量を制御する請求項7に記載の電子ビーム露光装置。 The exposure mask pattern is an opening to be irradiated with the electron beam in a part of a first direction which is a direction along a predetermined side of the first block region,
The first measurement pattern is formed along the first direction in a second block region provided adjacent to the first block region in a second direction substantially perpendicular to the first direction. And
The irradiation position measurement unit detects a cross-sectional shape of the electron beam that has passed through the first measurement pattern and is applied to the wafer, so that the electron beam in the first direction with respect to the first block region is detected. Measure the irradiation position of
The deflection control unit deflects the first direction by the deflecting unit when irradiating the electron beam to a part of the first block region based on the irradiation position measured by the irradiation position measuring unit. 8. The electron beam exposure apparatus according to claim 7, wherein the amount is controlled.
前記露光用マスクパターンは、前記第1ブロック領域の所定の一辺に沿った方向である第1の方向、及び前記第1の方向に略垂直な第2の方向の一部に前記電子ビームが照射されるべき開口であり、
前記第1測定用パターンは、前記第1ブロック領域に対して前記第2の方向に隣接して設けられた第2ブロック領域に前記第1の方向に沿って形成され、
前記第2測定用パターンは、前記第1ブロック領域に対して前記第1の方向に隣接して設けられた第3ブロック領域に前記第2の方向に沿って形成され、
前記照射位置測定部は、前記第1測定用パターンを通過して前記ウェハに照射された前記電子ビームの断面形状を検出することにより、前記第1ブロック領域に対する前記第1の方向の前記電子ビームの照射位置を測定し、前記第2測定用パターンを通過した前記電子ビームの断面形状を検出することにより、前記第1ブロック領域に対する前記第2の方向の前記電子ビームの照射位置を測定し、
前記偏向制御部は、前記照射位置測定部が測定した前記照射位置に基づいて、前記第1ブロック領域の一部に前記電子ビームを照射させる場合の、前記偏向部による前記第1の方向及び前記第2の方向の偏向量を制御する請求項7に記載の電子ビーム露光装置。 The exposure mask pattern is formed in the vicinity of the first block region, and measures the irradiation position of the electron beam with respect to the first block region when irradiating the electron beam to a part of the first block region. A second measurement pattern that is an opening for,
The exposure mask pattern is irradiated with the electron beam in a first direction which is a direction along a predetermined side of the first block region and a part of a second direction substantially perpendicular to the first direction. Is the opening to be done
The first measurement pattern is formed along the first direction in a second block region provided adjacent to the first block region in the second direction,
The second measurement pattern is formed along the second direction in a third block region provided adjacent to the first block region in the first direction,
The irradiation position measurement unit detects a cross-sectional shape of the electron beam that has passed through the first measurement pattern and is applied to the wafer, so that the electron beam in the first direction with respect to the first block region is detected. And measuring the irradiation position of the electron beam in the second direction with respect to the first block region by detecting the cross-sectional shape of the electron beam that has passed through the second measurement pattern,
The deflection control unit is configured to irradiate a part of the first block region with the electron beam based on the irradiation position measured by the irradiation position measurement unit, The electron beam exposure apparatus according to claim 7, wherein the amount of deflection in the second direction is controlled.
前記電子ビーム露光用マスクにおける前記電子ビームの断面積と略等しい面積を有する矩形形状の第1ブロック領域に形成され、前記第1ブロック領域の全体又は一部に前記電子ビームが照射されることにより前記ウェハに露光されるべきパターン形状の開口である露光用マスクパターンと、前記第1ブロック領域の近傍に形成され、前記第1ブロック領域の一部に前記電子ビームを照射する場合に前記第1ブロック領域に対する前記電子ビームの照射位置を測定するための開口である第1測定用パターンとを有する電子ビーム露光用マスクを備える電子ビーム露光装置において、
前記電子ビームを偏向して前記第1測定用パターンの一部を通過させて前記ウェハに照射させる段階と、
前記ウェハに照射された前記電子ビームの断面形状を検出することにより、前記第1ブロック領域に対する前記電子ビームの照射位置を測定する段階と、
測定した前記照射位置に基づいて、前記第1ブロック領域の一部に前記電子ビームを照射させる場合の、前記電子ビームの偏向量を校正する段階と、
校正した前記偏向量に基づいて前記電子ビームを偏向して前記露光用マスクパターンの一部を通過させて前記ウェハに照射させることにより、前記ウェハを露光する段階と
を備える電子ビーム露光方法。 An electron beam exposure method for exposing a pattern to a wafer using an electron beam,
By forming the first block region in a rectangular shape having an area substantially equal to the cross-sectional area of the electron beam in the electron beam exposure mask and irradiating the whole or a part of the first block region with the electron beam. An exposure mask pattern, which is an opening having a pattern shape to be exposed on the wafer, is formed in the vicinity of the first block region, and when the electron beam is irradiated to a part of the first block region, the first In an electron beam exposure apparatus comprising an electron beam exposure mask having a first measurement pattern that is an opening for measuring an irradiation position of the electron beam with respect to a block region,
Deflecting the electron beam to pass a portion of the first measurement pattern to irradiate the wafer;
Measuring the irradiation position of the electron beam with respect to the first block region by detecting a cross-sectional shape of the electron beam irradiated on the wafer;
Calibrating the deflection amount of the electron beam when irradiating the electron beam to a part of the first block region based on the measured irradiation position;
An electron beam exposure method comprising: exposing the wafer by deflecting the electron beam based on the calibrated deflection amount and passing a part of the exposure mask pattern to irradiate the wafer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003357770A JP2005123443A (en) | 2003-10-17 | 2003-10-17 | Mask, apparatus, and method for electron beam exposure |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007184398A (en) * | 2006-01-06 | 2007-07-19 | Advantest Corp | Electron beam exposure apparatus |
-
2003
- 2003-10-17 JP JP2003357770A patent/JP2005123443A/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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