JP2815965B2 - 荷電粒子ビーム露光方法及び露光装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ 電子ビーム露光方法等、LSI製造プロセス等において
使用される荷電粒子ビーム露光方法、より詳しくは、荷
電粒子ビーム偏向走査方式としてベクトルスキャン方
式、ステージ移動方式として連続ステージ移動方式を採
用し、かつ、試料面上、露光装置の副偏向器による荷電
粒子ビーム偏向可能領域を、前記ステージの連続移動方
向と直交する方向を長手方向とする複数の帯状領域にま
とめ、個々の帯状領域ごとに露光を行う荷電粒子ビーム
露光方法において、 一旦、算出したステージ移動情報を有効に利用して、
露光前の準備時間を短縮し、スループットの向上を図る
ことを目的とし、 一の試料について算出したステージ移動情報を前記一
の試料に対する露光終了後も、記憶、保持する。

［産業上の利用分野］ 本発明は、電子ビーム露光方法及び露光装置等、LSI
製造プロセス等において使用される荷電粒子ビーム露光
方法遅呼び露光装置、より詳しくは、荷電粒子ビーム偏
向走査方式としてベクトルスキャン方式、ステージ移動
方式として連続ステージ移動方式を採用し、かつ、試料
面上、露光装置の副偏向器による荷電粒子ビーム偏向可
能領域を、前記ステージの連続移動方向と直交する方向
を長手方向とする複数の帯状領域にまとめ、個々の帯状
領域ごとに露光を行う荷電粒子ビーム露光方法遅呼び露
光装置に関する。

近年、集積回路の高集積化に伴い、長年、微細パター
ン形成の主流であったフォトリソグラフィに代わり、電
子ビーム等、荷電粒子ビームを使用する露光方法が検討
され、実際に使用されるようになってきた。

［従来の技術］ 例えば、電子ビーム露光方法は、電子ビーム偏向走査
方式で分類すると、いわゆるラスタスキャン方式（テレ
ビ方式）と、ベクトルスキャン方式とに分類することが
できる。また、ステージ移動方式で分類すると、いわゆ
る連続ステージ移動方式と、ステップアンドリピート方
式とに分類することができる。

第11図は電子ビーム偏向走査方式を説明するための図
であって、特に、第11図Ａはラスタスキャン方式を説明
するための図、第11図Ｂはベクトルスキャン方式を説明
するための図である。図中、１は描画面、いわゆるフィ
ールド、２は描画すべきパターン、３は電子ビームの走
査方向を示している。なお、破線は帰線を示している。

ここに、ラスタスキャン方式は、フィールド１全面を
規則的に、例えば、第11図Ａに示すように左側から右
側、下側から上側に走査し、描画すべきパターン２の部
分を走査するとき、電子ビームをオン（ON）としてフィ
ールド１を露光し、パターン２を描画するというもので
ある。このように、このラスタスキャン方式は、フィー
ルド１を規則的に走査するので、電子ビームの偏向走査
制御を比較的簡単に行うことができるという利点を有し
ている。しかしながら、描画すべきパターン２の存在し
ない部分まで走査するため、描画時間が長くなるという
欠点を有している。

これに対して、ベクトルスキャン方式は、描画すべき
パターン２の部分にのみ電子ビームを偏向し、パターン
２を描画するというものである。したがって、このベク
トルスキャン方式は露光時間が短くて済むという利点を
有している。しかしながら、電子ビームの偏向走査が規
則的でなく、その制御が難しいという欠点を有してい
る。

また、上述のステージ移動方式中、連続ステージ移動
方式は、試料を載置するステージを連続的に移動させな
がらパターン２を描画するというものであって、ステー
ジ移動速度と電子ビーム偏向走査との間に同期をとる必
要がある。

これに対して、ステップアンドリピート方式は、１フ
ィールドの描画が完了するまでテージは動かさず、１フ
ィールドの描画が終了した後、次のフィールドへステー
ジを移動するというものであって、ステージの移動と電
子ビーム偏向走査との間には同期をとる必要がない。

このことから、従来では、電子ビーム偏向走査方式と
してラスタスキャン方式を採用する場合には、ステージ
移動方式として連続ステージ移動方式を採用することが
通常であり、また、電子ビーム偏向走査方式としてベク
トルスキャン方式を採用する場合には、ステージ移動方
式としてステップアンドリピート方式を採用することが
通常であった。

しかしながら、ラスタスキャン方式と連続ステージ移
動方式との組み合わせによる露光方法は、ラスタスキャ
ン方式とステップアンドリピート方式との組み合わせに
よる露光方法に比較して、描画時間は短くできるもの
の、ラスタスキャン方式を採用する限り、LSIの微細化
に対応することが困難であるという問題点があった。即
ち、例えば、10mm平方のフィールドをショットサイズ0.
01μｍ平方の電子ビームで露光しようとすると、そのデ
ータ量は10¹²ビットとなってしまい、これに対応するこ
とが困難であるという問題点があった。

他方、ベクトルスキャン方式とステップアンドリピー
ト方式との組み合わせによる露光方法は、前述のラスト
スキャン方式と連続ステージ移動方式との組み合わせに
よる露光方法に比較して、露光時間が短くて済み、しか
も、取り扱うデータ量も少なくて済むという利点を有し
ている。

ここに、ベクトルスキャン方式とステップアンドリピ
ート方式との組み合わせによる露光方法の場合、スルー
プットの向上を図るため、通常は、電子ビームを大きく
偏向させて露光を行う。しかしながら、電子ビームを大
きく偏向させると、レンズ収差、偏向収差が発生し、偏
向領域の周辺でパターンがぼけてしまう。この現象は、
特に、例えば、0.1μｍ以下の超微細パターンを露光す
る場合に顕著になる。このため、超微細パターンを露光
する場合には、偏向領域を小さく設定することが高精度
の露光を行う上で必要となる。即ち、従来、通常のパタ
ーンを露光する場合、例えば、10mm平方を一度で露光で
きるフィールドとしていたが、超微細パターンを露光す
る場合には、一度で露光できるフィールドを、例えば、
2mm平方程度に小さくしなければ高精度の露光を行うこ
とができない。ところが、このようにする場合には、2m
m平方単位でステージを移動させなければならず、露光
時間に対してステージ移動時間が長くなってしまう。即
ち、露光処理時間に対するステージ移動時間の締める割
合が多くなり、その分、スループットが低下してしま
う。

これに対して、ベクトルスキャン方式と連続ステージ
移動方式との組み合わせによる露光方法はステージを連
続的に移動させながら露光できる分だけ露光処理時間が
短くて済む。そこで、近年、ベクトルスキャン方式と連
続ステージ移動方式との組み合わせによる露光方法が提
案されるに至った。但し、この電子ビーム露光方法は、
ステージを等速で移動させるというものであった。

第12図は、このステージを等速で移動させるという従
来の電子ビーム露光方法が有する問題点を説明するため
の図あって、４はフィールド、５は主偏向領域、いわゆ
るメインフィールドのＸ方向成分、６は副偏向領域、い
わゆるサブフィールドのＸ方向成分、７は描画すべきパ
ターンであり、ステージ移動方向はＹ軸に一致してい
る。かかる電子ビーム露光装置においては、描画は、メ
インフィールドのＸ方向成分幅でステージ移動方向に向
かって行われる。

ここに、フィールド４上、同一幅の領域８、９の部分
を比較すると、領域８の部分に存在する描画すべきパタ
ーン７の数は、領域９の部分に存在する描画すべきパタ
ーン７の数よりも多い。即ち、領域８の部分を露光する
時間は、領域９を露光する時間よりも長くなる。したが
って、ステージを等速移動する従来の電子ビーム露光装
置においては、短い露光時間で足りる領域があるとして
も、パターン７が最も多く存在する領域を露光できるス
テージ速度をもって全領域を露光する必要があり、この
結果、露光時間に無駄が生じてしまうという問題点があ
った。

そこで、本出願人は、先に、この問題点を解消できる
ようにした電子ビーム露光方法につき提案した（特開平
1205421号公報参照）。以下、これについて簡単に説明
する。

第３図は本発明の一実施例を説明するための図であっ
て、図中、10はサブフィールドを示しているが、本出願
人が先に提案した電子ビーム露光方法においても、この
第３図に示すように、サブフィールド10は、データ処理
上、メインフィールドのＸ方向成分５内においてステー
ジの連続移動方向と直交する方向を長手方向とする複数
の帯状領域（以下、バンドという）B1、B2、B3・・・に
まとめる。

そして、主偏向器（以下、メインデフレクタという）
に供給すべき主偏向データ（以下、メインデフデータと
いう）と、副偏向器（以下、サブデフレクタという）に
供給すべき副偏向データ（以下、サブデフデータとい
う）とを処理して、個々のバンドB1、B2、B3・・・毎
に、サブフィールド数M_n、描画すべきパターン数P_n及び
ビームショット数S_nを算出し、これらサブフィールド数
M_n、描画すべきパターン数P_n及びビームショット数S
_nと、メインデフレクタ整定時間（メインデフレクタに
偏向電圧が印加された後、それが一定になるまでに要す
る時間、即ち、主偏向後、偏向位置が定まるまでの時
間）T_M、パターン分割処理時間（描画すべきパターンを
ショットサイズに分割する時間）T_P及びビームショット
時間T_Sとから演算 T_n＝T_M×M_n＋T_P×P_n＋T_S×S_n を行い、個々のバンドB1、B2、B3・・・毎に必要な露光
時間T_nを算出し、更に、演算 を行い、バンドB1、B2、B3・・・毎に、露光に必要なス
テージ移動速度V_nを算出し、このステージ移動速度V_nに
基づいてステージを移動させ、バンドB1、B2、B3・・・
毎に露光を行うというものである。

このように、本出願人が先に提案した電子ビーム露光
方法によれば、バンドB1、B2、B3・・・毎に、露光に必
要なステージ移動速度V_nが算出され、このステージ移動
速度V_nに基づいてステージが移動されるので、描画すべ
きパターンの数が多いところでは、ステージは相対的に
遅く移動し、逆に、描画すべきパターンの数が少ないと
ころでは、ステージは相対的に早く移動する。したがっ
て、露光時間に無駄がなく、ステージを等速度で移動さ
せる従来の電子ビーム露光方法に比較して、露光時間を
短縮し、スループットを高めることができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、かかる本出願人が先に提案した電子ビ
ーム露光方法においては、ステージ移動速度V_nは、一試
料毎に算出される、というものであった。このため、同
一品種につき、他の試料に対して、同一の電子ビーム露
光装置を使用して露光を行うとする場合であっても、新
ためてステージ移動速度V_nを算出しなければならず、こ
の分、余分な準備時間を要してしまう、という問題点が
あった。

本発明は、かかる点に鑑み、一旦、算出したステージ
移動速度データを有効に利用して、露光前の準備時間を
短縮し、スループットの向上を図ることができるように
した電子ビーム露光方法及び露光装置等、荷電粒子ビー
ム露光方法及び露光装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、以下に説明する第１の発明による荷電粒子
ビーム露光方法、第２及び第３の説明による荷電粒子ビ
ーム露光装置を含み、上記目的は、これら第１〜第３の
発明によって達成される。

第１の発明 第１の発明は、試料を載置したステージを連続的に移
動し、かつ、荷電粒子ビームを前記試料面上、パターン
を形成すべき部分にのみ偏向走査して露光を行う荷電粒
子ビーム露光方法であって、前記試料面上、荷電粒子ビ
ーム露光装置の副偏向器による荷電粒子ビーム偏向可能
領域を、前記ステージの連続移動方向と直交する方向を
長手方向とする複数の帯状領域にまとめ、個々の帯状領
域ごとに露光を行う工程を含み、一の試料につき、前記
個々の帯状領域を露光するに必要なステージ移動情報を
算出し、該ステージ移動情報に基づいて前記ステージを
移動して前記一の試料に対する露光を行うと共に、前記
一の試料について算出したステージ移動情報を、前記一
の試料に対する露光終了後も、記憶、保持する、という
ものである。

第２の発明 第２の発明は、試料を載置したステージを連続的に移
動し、かつ、荷電粒子ビームを前記試料面上、パターン
を形成すべき部分にのみ偏向走査て露光を行う荷電粒子
ビーム露光装置であって、パターンデータを格納する第
１の記憶手段（例えば、磁気ディスク）と、インタフェ
ース回路を介して前記第１の記憶手段から転送される前
記パターンデータを格納する第２の記憶手段（例えば、
DRAMからなる、いわゆるデータメモリ）と、該第２の記
憶手段に転送された前記パターンデータに基づいてパタ
ーンを発生するパターン発生手段と、前記試料面上、副
偏向器による荷電粒子ビーム偏向可能領域を前記ステー
ジの連続移動方向と直交する方向を長手方向としてまと
めた複数の帯状領域の個々の帯状領域ごとにステージ移
動情報を算出するステージ移動情報算出手段とを具備
し、前記ステージ移動情報に基づいて前記ステージを移
動して前記帯状領域ごとに露光を行うように構成し、前
記第１の記憶手段は、前記ステージ移動情報を格納する
ステージ移動情報格納領域を設けて構成する、というも
のである。

第３の発明 第３の発明は、試料を載置したステージを連続的に移
動し、かつ、荷電粒子ビームを前記試料面上、パターン
を形成すべき部分にのみ偏向走査して露光を行う荷電粒
子ビーム露光装置であって、パターンデータを格納する
第１の記憶手段（例えば、磁気ディスク）と、インタフ
ェース回路を介して前記第１の記憶手段から転送される
前記パターンデータを格納する第２の記憶手段（例え
ば、DRAMからなる、いわゆるデータメモリ）と、該第２
の記憶手段に転送された前記パターンデータに基づいて
パターンを発生するパターン発生手段とを具備し、前記
試料面上、副偏向器による荷電粒子ビーム偏向可能領域
を、前記ステージの連続移動方向と直交する方向を長手
方向とする複数の帯状領域にまとめ、個々の帯状領域ご
とに露光を行うように構成し、前記第１の記憶手段は、
前記ステージ移動情報を格納するステージ移動情報格納
領域を設けて構成する、というものである。

なお、この第３の発明が第２の発明と異なる点は、こ
の第３の発明がステージ移動情報算出手段を具備してい
ない点である。

［作用］ 本発明中、第１の発明による荷電粒子ビーム露光方法
によれば、一の試料について算出したステージ移動情報
は、前記一の試料に対する露光終了後も、記憶、保持さ
れるので、他の試料について同一品種の露光を行う場合
には、前記ステージ移動情報を利用することができ、新
ためてステージ移動情報を算出する必要がない。したが
って、露光前の準備期間を短縮することができる。

なお、この場合、ステージ移動情報は、荷電粒子ビー
ム露光装置において、例えば、前記第２の記憶手段（例
えば、いわゆるデータメモリ）とCPUとから算出するよ
うに構成することができる。また、荷電粒子ビーム露光
装置以外の外部装置、例えば、CADを使用した設計段階
演算出することもできる。

また、ステージ移動情報としては、ステージ移動速度
が算出されることで足りるが、ステージの速度を変える
場合に必要とされる加速度も合わせて算出すれば、ステ
ージの移動制御を簡単に行うことができる。

また、ステージ移動情報のほか、ステージ移動情報の
基礎となり、かつ、他の荷電粒子ビーム露光装置を使用
する場合にステージ移動情報に影響を与える装置依存情
報、例えば、荷電粒子ビームの電流密度、ビームの最大
ショットサイズ及びメインデフレクタの整定時間を記
憶、保持する場合には、装置依存情報を同一とする荷電
粒子ビーム露光装置を使用する場合に、前記ステージ移
動情報を使用できるほか、装置依存情報を同一としない
荷電粒子ビーム露光装置を使用する場合に、前記ステー
ジ移動情報を補正して使用することができる。

本発明中、第２の発明による荷電粒子ビーム露光装置
によれば、第１の記憶手段（例えば、磁気ディスク）
は、ステージ移動情報を格納するステージ移動情報格納
領域を設けて構成されるので、ステージ移動情報算出手
段によって算出されたステージ移動情報を第１の記憶手
段に格納することによって、同一品種につき、他の試料
に対して露光を行う場合には、ステージ移動情報を利用
することができ、新ためてステージ移動情報を算出する
必要がなく、この分、露光前の準備時間を短縮すること
ができる。

また、第１の記憶手段に記憶したステージ移動情報を
パターンデータと共に外部記憶装置（例えば、磁気テー
プ）に転送、格納する場合には、その後、同一の装置
で、又は、他の装置で、同一品種につき、他の試料に対
して露光を行う場合に、前記ステージ移動情報を利用し
て露光を行うことができ、新ためてステージ移動情報を
算出する必要がない。したがって、この場合にも、露光
前の準備時間を短縮することができる。

本発明中、第３の発明による荷電粒子ビーム露光装置
は、第２の発明の場合と異なり、ステージ移動情報算出
手段を設けていないが、第１の記憶手段（例えば、磁気
ディスク）は、ステージ移動情報を格納するステージ移
動情報格納領域を設けて構成されるので、他の荷電粒子
ビーム露光装置又は外部装置で算出したステージ移動情
報を第１の記憶手段のステージ移動情報格納領域に格納
することにより、このステージ移動情報を利用して露光
を行うことができる。

なお、第２の発明又は第３の発明においても、ステー
ジ移動情報としては、ステージ移動速度が算出されるこ
とで足りるが、速度を変える場合に必要とされる加速度
も合わせて算出すれば、ステージの移動制御を簡単に行
うことができることは第１の発明の場合と同様である。

また、ステージ移動情報のほか、前記した装置依存情
報、例えば、荷電粒子ビームの電流密度、ビームの最大
ショットサイズ及びメインデフレクタの整定時間を記
憶、保持する場合には、装置依存情報を同一とする荷電
粒子ビーム露光装置を使用する場合に、前記ステージ移
動情報を使用できるほか、装置依存情報を同一としない
荷電粒子ビーム露光装置を使用する場合に、前記ステー
ジ移動情報を補正して使用することができる。

［実施例］ 以下、第１図〜第10図を参照して、本発明により荷電
粒子ビーム露光方法及び露光装置の一実施例につき、本
発明を電子ビーム露光方法及び露光装置に適用し場合を
例にして説明する。

第１図は本実施例の荷電粒子ビーム露光装置の腰部を
示す構成図である。図中、11は中央処理装置、いわゆる
CPU、12はバスライン、13は磁気テープ、14は磁気ディ
スク、15はインタフェース回路、16はDRAMからなるデー
タメモリ、17はターン発生回路、18はパターン補正回
路、19〜21はデジタル・アナログ・コンバータ（DAコン
バータ、DAC）、22〜25はアンプ、26はカラム、27はス
テージ制御回路であって、カラム26の内部には、電子銃
28、レンズ29、ブランキング電極30、レンズ31、スリッ
トデフレクタ32、サブデフレクタ33、レンズ34、メイン
デフレクタ35、ステージ36が設けられている。なお、37
は試料であるウエハである。

ここに、第２図は磁気テープ13の記憶領域の一部を示
す図であって、この磁気テープ13には当初、第２図Ａに
示すように、品種名、層名、版数、作成日などのデータ
と、メインデフデータ及びサブデフデータからなるパタ
ーンデータとが格納される。

また、本実施例においては、磁気ディスク14は、シス
テム制御情報を格納する領域14A、パターンデータを格
納する領域14B及びステージ移動情報を格納する領域14C
を設けて構成される。

かかる本実施例の電子ビーム露光装置においては、露
光開始前、磁気テープ13に格納されているパターンデー
タは、磁気ディスク14に転送され、格納される。その
後、このパターンデータは、インタフェース回路15を介
して、データメモリ16に転送され、格納される。このよ
うにして、データメモリ16に格納されたパターンデータ
は、読み出され、パターン発生回路17に供給される。パ
ターン発生回路17は、パターンデータに対応したパター
ン信号を発生し、これをパターン補正回路18に供給す
る。

パターン補正回路18は、パターン信号につき、必要な
補正をした後、ブランキング信号については、アンプ22
を介してブランキング電極30に供給し、ビーム成形信号
については、DAコンバータ19、アンプ23を介してスリッ
トデフレクタ32に供給し、副偏向信号、即ち、サブデフ
信号については、DAコンバータ20、アンプ24を介してサ
ブデフレクタ33に供給し、主偏向信号、即ち、メンイン
デフ信号については、DAコンバータ21、アンプ25を介し
てメインデフレクタ35に供給する。

ここに、電子銃28より放射された電子ビームは、レン
ズ29を通過し、ブランキング電極30により透過、遮断が
制御される。そして、透過された電子ビームは、スリッ
トデフレクタ32及び成形アパーチャ（図示せず）によっ
て、例えば、３μｍ平方以下のショットサイズの矩形ビ
ームに整形された後、サブデフレクタ33によって偏向幅
100μｍ以下、偏向速度0.6μS/100μｍ程度の高速出副
偏向（小偏向）される。更に、電子ビームは、投影レン
ズ34を通過してメインデフレクタ35によって偏向幅10mm
以下、偏向速度２〜30μS/100μｍ程度の低速で主偏向
（大偏向）された後、ウエハ37の表面に照射される。な
お、システム全体の制御は、磁気ディスク14に格納され
ているシステム制御情報によって行れるが、特に、ステ
ージ36の移動速度の制御は、後述するように、ステージ
移動速度データV_Nがステージ制御回路27に供給され、こ
れによって行われる。

また、本実施例においては、第３図に示すように、サ
ブフィールド10は、データ処理上、メインフィールドの
Ｘ方向成分５内においてステージ36の連続移動方向と直
交する方向を長手方向とする複数のバンドB1、B2、B3・
・・にまとめられる。

また、本実施例においては、データメモリ16は、第４
図に、その要部を示すように、メインデフメモリ38、サ
ブデフメモリ39、サブフィールドカウンタ40、パターン
カウンタ41、ショット分解部42、ショットカウンタ43、
バンドメモリ44等を設けて構成されている。

ここに、メインデフメモリ38には、バンド終了フラグ
（そのアドレスのサブフィールドのバンドにおける位置
を示すデータであって、例えば、この値が「１」のとき
は、バンドの終了位置にあることを示し、「０」のとき
は、バンドの終了位置にないことを示す）を記憶する領
域、チップの中心からのサブフィールドの相対位置座標
（X₀、Y₀）を記憶する領域、そのサブフィールド内のサ
ブデフデータ（パターンの形状、始点［X₁、Y₁］、大き
さ［X₂、Y₂］）を記憶するサブデフメモリ39の先頭アド
レス及び最終アドレスを示すポインタを記憶する領域な
どが設けられている。

また、サブデフメモリ39には、描画すべきパターンの
形状データ、始点データ［X₁、Y₁］及び大きさを表示す
るデータ［X₂、Y₂］を記憶する領域が設けられている。

また、メインデフデータ及びサブデフデータの磁気デ
ィスク14からデータメモリ16中、メインデフメモリ38及
びサブデフメモリ39への転送は、後述する第７図に示す
ように、まず、サブデフデータから行われ、これが終了
した後、メインデフデータについて行われる。

また、サブフィールドカウンタ40は、バンドB1、B2、
B3・・・に含まれているサブフィールド数を、バンドB
1、B2、B3・・・毎にカウントするものであって、その
カウント値は、バンドB1、B2、B3・・・毎にバンドメモ
リ44のサブフィールド数を記憶する領域に記憶される。

また、パターンカウンタ41は、バンドB1、B2、B3・・
・に含まれているパターン数を、バンドB1、B2、B3・・
・毎にカウントするものであって、そのカウント値は、
バンドB1、B2、B3・・・毎に、バンドメモリ44のパター
ン数を記憶する領域に記憶される。

また、ショット分解部42は、第５図に示すように、シ
ョットが分解メモリ45、46と、乗算器47とを設けて構成
されている。

ここに、ショット分解メモリ45は、描画すべきパター
ンのＸ方向の大きさ［X₂］と、ショットサイズ［S_X］
と、ショット回数［N_X］との関係が記憶されている。な
お、本実施例では電子ビームのショットサイズを最大３
μｍとし、等分割方式により算出されたショットサイズ
及びこのショットサイズに基づくショット回数が記憶さ
れている。また、ショット分解メモリ46は、同様にし
て、描画すべきパターンのＹ方向の大きさ［Y₂］と、シ
ョットサイズ［S_Y］と、ショット回数［N_Y］との関係が
記憶されている。

かかるショット分解部42は、これがアクセスされる
と、パターンサイズ［X₂、Y₂］のうち、Ｘ方向のサイズ
［X₂］については、ショット分解メモリ45を参照して、
Ｘ方向のショット回数［N_X］のデータを取り出し、これ
を乗算器47に供給する。また、パターンサイズ［X₂、
Y₂］のうち、Ｙ方向のサイズ［Y₂］については、ショッ
ト分解メモリ46を参照して、ショット回数［N_Y］のデー
タを取り出す、これを乗算器47に供給する。ここに、乗
算器47では、［N_X＊N_Y］なる演算が行われ、その出力端
子48には１パターンを描画するに必要なショット数［Ｎ
＝N_X＊N_Y］が出力され、ショットカウンタ43に供給され
る。例えば、パターンサイズが第６図に示すように、X₂
＝６μｍ、Y₂＝10μｍの場合、N_X＝２、N_Y＝４となるの
で、ショット数ＮはＮ＝２×４＝８となり、このデータ
Ｎ＝８がショットカウンタ43に供給される。ここに、シ
ョットカウンタ43は、ショット分解部42から供給される
パターンデータ毎のショット数をバンドB1、B2、B3・・
・毎に積層し、この積算数をバンドメモリ44に供給す
る。

なお、バンドメモリ44には、既に述べたように、バン
ドB1、B2、B3・・・毎、サブフィールド数［M_n］を記憶
する領域、パターン数［P_n］を記憶する領域及びショッ
ト数［S_n］を記憶する領域が設けられている。後述する
ように、これら領域に記憶されたサブフィールド数
［M_n］、パターン数［P_n］及びショット数［S_n］に基づ
いてバンドB1、B2、B3・・・毎に、露光時間データ
［T_n］、ステージ移動速度データ［V_n］が算出される。

このように構成された本実施例の電子ビーム露光装置
において、サブフィールド数［M_n］、パターン数［P_n］
及びショット数［S_n］が、いかにして求められるかを、
具体的に説明する。

まず、本実施例においては、第７図に示すように、露
光前、磁気ディスク１からデータメモリ16中、サブデフ
メモリ39に対してサブデフデータが転送され、これが終
了すると、磁気ディスク14からデータメモリ16中、メイ
ンデフメモリ38に対してメインデフデータが転送され
る。

ここに、第７図に示すように磁気ディスク14からデー
タメモリ16中、メインデフメモリ38に対するメインデフ
データの転送処理中に第８図に示す動作が行われる。

即ち、まず、サブフィールドカウンタ40、パターンカ
ウンタ41、ショットカウンタ43及びバンドメモリ41がク
リアされる（ステップ１）。

次に、メインデフメモリ38から、その先頭アドレスの
データが読み出され、サブフィールドカウンタ40が１つ
カウントアップされる（ステップ２）。

次に、サブデフメモリ39中、ステップ２で読み出され
たサブフィールドのサブデフデータを格納する領域の先
頭のアドレスに格納されているパターンデータ中、パタ
ーンの大きさを表示するデータ［X₂、Y₂］が読み出さ
れ、パターンカウンタ41が１つカウントアップされる
（ステップ３）。

次に、ショット分解部42中、ショット分解メモリ45、
46がアクセスされ、パターンの大きさを表示するデータ
［X₂、Y₂］からショット回数［N_X、N_Y］が求められ（ス
テップ４）、乗算器47で両者を乗算してショット数
［Ｎ］が算出され（ステップ５）、その算出値［Ｎ］が
ショットカウンタにセットされる（ステップ６）。

次に、ステップ３で読み出されたパターンのデータ
［X₂、Y₂］が格納されていたアドレスが、ステップ２で
読み出されたサブフィールドのサブデフデータが格納さ
れている領域の最終アドレスか否かが判断される（ステ
ップ７）。

ここに、ステップ３で読み出されたパターンデータ
［X₂、Y₂］が格納されていたアドレスが、ステップ２で
読み出されたサブフィールドのサブデフデータが格納さ
れている領域の最終アドレスではない場合（ステップ７
でNOの場合）、即ち、ステップ２で読み出されたサブフ
ィールドのサブデフデータが格納されている領域におけ
る全てのパターンデータの大きさを表示するデータ
［X₂、Y₂］の読出しが終了していない場合には、サブデ
フメモリ39のアドレスを１つインクリメントした後（ス
テップ８）、ステップ３〜６の動作が、ステップ７でYE
Sとなるまで、即ち、ステップ３で読出したパターンデ
ータ［X₂、Y₂］が格納されていたアドレスが、ステップ
２で読み出されたサブフィールドのサブデフデータが格
納されている領域の最終アドレスに一致するまで、繰り
返される。

ステップ７でYESとなると、次に、ステップ２で読み
出されたデータ中、バンド終了フラグが「１」か否かが
判断される（ステップ９）。

ここに、バンド終了フラグが「０」である場合（ステ
ップ９でNOの場合）、即ち、ステップ２で読み出された
サブフィールドがバンドの最終端のサブフィールドでは
ない場合には、ステップ２で読み出されるサブフィール
ドがバンドの最終端のサブフィールドとなるまで、即
ち、ステップ９でYESとなるまで、ステップ２〜８の動
作が繰り返される（ステップ10）。

そして、ステップ９でYESになると、即ち、１のバン
ドに含まれるサブフィールド数、パターン数及びショッ
ト数のカウントが終了すると、その時点でのサブフィー
ルドカウンタ40、パターンカウンタ41及びショットカウ
ンタ43のカウント値がバンドメモリ44へ転送されて格納
された後（ステップ11）、サブフィールドカウンタ40、
パターンカウンタ41及びショットカウンタ43がクリアさ
れる（ステップ12）。

次に、ステップ３で読み出されたパターンデータ
［X₂、Y₂］が格納されていたアドレスは、サブデフメモ
リ39の最終アドレスか否かが判断される（ステップ1
3）。

ここに、ステップ３で読み出されたパターンデータ
［X₂、Y₂］が格納されていたアドレスはサブデフメモリ
39の最終アドレスではないと判断された場合（ステップ
13でNOの場合）、即ち、全てのバンドについて、サブフ
ィールド数［M_n］、パターン数［P_n］及びショット数
［S_n］のカウントが終了していない場合には、ステップ
２〜12の動作が、全てのバンドにつき、サブフィールド
数［M_n］、パターン数［P_n］及びショット数［S_n］のカ
ウントが終了するまで、即ち、ステップ13でYESとなる
まで、繰り返される。

そして、全てのバンドにつき、サブフィールド数
［M_n］、パターン数［P_n］及びショット数［S_n］のカウ
ントが終了した時点で、カウント動作は終了する。

本実施例においては、その後、CPU11によりバンドメ
モリ44がアクセスされ、例えば、次式に基づいてバンド
B1、B2、B3・・・毎に露光時間T_nが算出される。

T_n＝T_M×M_n＋T_P×P_n＋T_S×S_n 但し、T_M:メインデフレクタ整定時間、 M_n:サブフィールド数、 T_P:パターン分割処理時間、 P_n:パターン数、 T_S:ビームショット時間、 S_n:ショット数 である。次に、次式による演算 を行って、バンドB1、B2、B3・・・毎に必要なステージ
移動速度データ［V_n］が算出される（第９図Ａ）。ここ
に、本実施例においては、このようにして算出されたス
テージ移動速度データ［V_n］に基づいてステージ36の移
動が制御されて、露光が行われる。

また、本実施例においては、ステージ移動速度データ
［V_n］は、第10図に示すように、磁気ディスク14に格納
される。

このように、本実施例によれば、磁気ディスク14に、
品種ごと、層ごとに算出されたステージ移動速度データ
［V_n］が格納されるので、１ウエハについての露光が終
了した後、続いて、次のウエハについて、同一品種につ
き、同一層の露光を行う場合には、磁気ディスク14に格
納されているステージ移動速度データ［V_n］を使用する
ことができるので、新ためてステージ移動速度データ
［V_n］を算出する必要がなく、その分、露光前の準備時
間を短縮し、スループットの向上を図ることができる。

また、磁気ディスク14に格納されたステージ移動速度
データ［V_n］を、第２図Ｂに示すように、磁気テープ13
に格納する場合には、その後、同一品種につき、同一層
の露光を行う場合に、このステージ移動速度データ
［V_n］をパターンデータと共に磁気ディスク14に転送、
格納することにより、このステージ移動速度データ
［V_n］を使用することができるので、この場合にも、新
ためてステージ移動速度データ［V_n］を算出する必要が
なく、その分、露光前の準備時間を短縮し、スループッ
トの向上を図ることができる。

なお、上述の実施例においては、露光時間データ
［T_n］からステージ移動速度データ［V_n］を算出するよ
うにした場合につき述べたが、第９図Ｂに示すように、
ステージ移動加速度データ［ａ］及びステージ移動速度
データ［V_n］を算出するように構成することもできる。
この場合には、ステージ36の制御が簡単になる。

また、第９図Ｃに示すように、ステージ移動速度デー
タ［V_n］、又は、ステージ移動加速度データ［ａ］及び
ステージ移動速度データ［V_n］のほか、ビーム電流密
度、ビームの最大ショットサイズ、メインデフレクタ整
定時間等、装置依存情報を合わせて記憶させるようにす
ることもできる。このようにする場合には、他の電子ビ
ーム露光装置を使用して、同一品種につき、同一層の露
光を行う場合に、ステージ移動速度データ［V_n］を補正
して、露光を行うことができる。

例えば、ステージ移動速度データ［V_n］を算出した電
子ビーム露光装置におけるビーム電流密度が40A、メイ
ンデフレクタ整定時間が10m秒であり、これから露光を
実行しようとする電子ビーム露光装置のビーム電流密度
が30A、メインデフレクタ整定時間が20m秒であった場
合、これから露光を実行しようとする電子ビーム露光装
置の電流密度は3/4倍、メインデフレクタ整定時間は＋1
0mAとなっている。したがって、露光時間を T_n′＝（T_M′＋10）×M_n ＋T_P′×P_n ＋4/3T_S′×S_n として補正することができる。

また、上述の実施例においては、ステージ移動速度デ
ータ［V_n］を、電子ビーム露光装置において、即ち、CP
U11及びデータメモリ16を使用して算出するようにした
場合につき述べたが、この代わりに、電子ビーム露光装
置以外の装置を使用して、かつ、電子ビーム露光装置の
装置依存情報を仮定して、ステージ移動データ［V_n］を
算出印し、これを磁気テープ13に記憶、格納させるよう
にしても良く、この場合には、データメモリ16は、サブ
フィールドカウンタ40、パターンカウンタ41、ショット
分解部42、ショットカウンタ43、バンドメモリ44を必要
とせず、データメモリ16の簡略化を図ることができると
共に、電子ビーム露光装置を有効に使用することができ
る。

［発明の効果］ 本発明によれば、以下のような効果を得ることができ
る。

本発明中、第１の発明による荷電粒子ビーム露光方法
によれば、一の試料について算出したステージ移動情報
を、前記一の試料に対する露光終了後も、記憶、保持す
るという方法を採用したことにより、他の試料について
同一品種の露光を行う場合には、前記ステージ移動情報
を利用することができるので、新ためてステージ移動情
報を算出する必要がなく、この分、露光前の準備時間を
短縮し、スループットの向上を図ることができる。

本発明中、第２の発明による荷電粒子ビーム露光装置
によれば、第１の記憶手段は、ステージ移動情報を格納
するステージ移動情報格納領域を設けるという恒星を採
用したことにより、第１の記憶手段にステージ移動情報
算出手段によって算出されたステージ移動情報を格納す
ることができるので、他の試料について同一品種の露光
を行う場合には、前記ステージ移動情報を利用すること
ができ、新ためてステージ移動情報を算出する必要がな
く、この分、露光前の準備時間を短縮し、スループット
の向上を図ることができる。

本発明中、第３の発明による荷電粒子ビーム露光装置
によれば、ステージ移動情報算出手段を設けていない
が、第１の記憶手段は、ステージ移動情報を格納するス
テージ移動情報格納領域を設けるという恒星を採用した
ことにより、他の装置で算出したステージ移動情報をス
テージ移動情報格納領域に格納でき、これによって、露
光を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による荷電粒子ビーム露光装置の一実施
例（電子ビーム露光装置）の要部を示す図、 第２図は磁気テープの記憶領域の一部分を示す図、 第３図は主偏向領域（メインフィールド）と、副偏向領
域（サブフィールド）と、帯状領域（バンド）との関係
を示す図、 第４図はデータメモリの要部を示す図、 第５図はショット分解部の要部を示す図、 第６図はパターンの一例を示す図、 第７図は磁気ディスクからデータメモリへのデータ（メ
インデフデータ、サブデフデータ）の転送を示すフロー
チャート、 第８図はサブフィールド数［M_n］、パターン数［P_n］及
びショット数［S_n］を求める手順を示すフローチャー
ト、 第９図はステージ移動情報及び装置依存情報の一例を示
す図、 第10図は磁気ディスクの記憶領域を示す図、 第11図は電子ビーム偏向走査方式を説明するための図で
あって、第11図Ａはラスタスキャン方式を説明するため
の図、第11図Ｂはベクトルスキャン方式を説明するため
の図、 第12図はステージを等速度で移動させる従来の電子ビー
ム露光方法の問題点を説明するための図である。 （第１図において） 22〜25……アンプ 26……カラム 28……電子銃 29、31、34……レンズ 30……ブランキング電極 32……スリットデフレクタ 33……サブデフレクタ 35……メインデフレクタ 36……ステージ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試料を載置したステージを連続的に移動
   し、かつ、荷電粒子ビームを前記試料面上、パターンを
   形成すべき部分にのみ偏向走査して露光を行う荷電粒子
   ビーム露光方法であって、 前記試料面上、荷電粒子ビーム露光装置の副偏向器によ
   る荷電粒子ビーム偏向可能領域を前記ステージの連続移
   動方向と直交する方向を長手方向とする複数の帯状領域
   にまとめ、個々の帯状領域ごとに露光を行う工程を含
   み、 一の試料につき、前記個々の帯状領域を露光するに必要
   なステージ移動情報を算出し、該ステージ移動情報に基
   づいて前記ステージを移動して前記一の試料に対する露
   光を行うと共に、前記一の試料について算出したステー
   ジ移動情報を前記一の試料に対する露光終了後も記憶、
   保持することを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。
2. 【請求項２】前記ステージ移動情報のほか、装置依存情
   報を記憶、保持することを特徴とする請求項１記載の荷
   電粒子ビーム露光方法。
3. 【請求項３】前記ステージ移動情報は、前記荷電粒子ビ
   ーム露光装置で算出されることを特徴とする請求項１又
   は２記載の荷電粒子ビーム露光方法。
4. 【請求項４】前記ステージ移動情報は、前記荷電粒子ビ
   ーム露光装置以外の装置で算出されることを特徴とする
   請求項１又は２記載の荷電粒子ビーム露光方法。
5. 【請求項５】試料を載置したステージを連続的に移動
   し、かつ、荷電粒子ビームを前記試料面上、パターンを
   形成すべき部分にのみ偏向走査して露光を行う荷電粒子
   ビーム露光装置であって、 パターンデータを格納する第１の記憶手段と、インタフ
   ェース回路を介して前記第１の記憶手段から転送される
   前記パターンデータを格納する第２の記憶手段と、該第
   ２の記憶手段に転送された前記パターンデータに基づい
   てパターンを発生するパターン発生手段と、前記試料面
   上、副偏向器による荷電粒子ビーム偏向可能領域を前記
   ステージの連続移動方向と直交する方向を長手方向とし
   てまとめた複数の帯状領域の個々の帯状領域ごとにステ
   ージ移動情報を算出するステージ移動情報算出手段とを
   具備し、 前記ステージ移動情報に基づいて前記ステージを移動し
   て前記帯状領域ごとに露光を行うように構成され、 前記第１の記憶手段は、前記ステージ移動情報を格納す
   るステージ移動情報格納領域を設けていることを特徴と
   する荷電粒子ビーム露光装置。
6. 【請求項６】試料を載置したステージを連続的に移動
   し、かつ、荷電粒子ビームを前記試料面上、パターンを
   形成すべき部分にのみ偏向走査して露光を行う荷電粒子
   ビーム露光装置であって、 パターンデータを格納する第１の記憶手段と、インタフ
   ェース回路を介して前記第１の記憶手段から転送される
   前記パターンデータを格納する第２の記憶手段と、該第
   ２の記憶手段に転送された前記パターンデータに基づい
   てパターンを発生するパターン発生手段とを具備し、 前記試料面上、副偏向器による荷電粒子ビーム偏向可能
   領域を前記ステージの連続移動方向と直交する方向を長
   手方向とする複数の帯状領域にまとめ、個々の帯状領域
   ごとに露光を行うように構成され、 前記第１の記憶手段は、前記ステージ移動情報を格納す
   るステージ移動情報格納領域を設けていることを特徴と
   する荷電粒子ビーム露光装置。
7. 【請求項７】前記第１の記憶手段は、前記ステージ移動
   情報格納領域のほか、装置依存情報を記憶、保持する装
   置依存情報格納領域を設けていることを特徴とする請求
   項５又は６記載の荷電粒子ビーム露光装置。