JP3450437B2 - 電子ビーム露光方法、現像方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子ビーム露光方法及び
電子ビーム露光装置並びに現像方法及び現像装置に係
り、特に微細ＩＣのパターンを描画する電子ビーム露光
方法及び電子ビーム露光装置並びに現像方法及び現像装
置に関する。

【０００２】近年のＩＣにはより微細なパターンが要求
されており、電子ビーム露光方法及び露光装置において
も高速に精度良く露光が行え、高信頼度であることが望
まれている。さらに現像時においても、より簡易な調整
で、微細なパターンを現像することが望まれている。

【０００３】

【従来の技術】電子ビーム露光装置においては、電磁デ
フレクタの偏向可能領域をｎ×ｎ（ｍｍ² ）とすると、
露光すべきＩＣチップの面積が当該偏向可能領域内に収
る場合にはそのまま露光を行い、露光すべきＩＣチップ
の面積が当該偏向可能領域に収らない場合には、当該Ｉ
Ｃチップ全体の露光領域をｎ×ｎ（ｍｍ² ）の複数のフ
ィールドに分割し、露光を行っている。以下の説明にお
いては、説明の簡略化のため、ＩＣチップの面積が偏向
可能領域内に収る場合について説明する。

【０００４】図６（ａ）に従来の電子ビーム露光装置に
おける偏向領域の概要図を示す。電子ビーム露光装置の
偏向領域ＡＲ”が正方形状であるとすると、偏向領域の
中心領域ＣＣでは露光パターンはシャープであるが、周
辺領域Ｃでは多少のぼけが生じることとなる。この原因
としては、偏向領域の周辺領域Ｃではフォーカス（focu
s ）とスティグマティズム（stigmatism）がずれること
が挙げられる。

【０００５】これを解決すべく、従来では、電子ビーム
露光装置にダイナミックフォーカスコイル（Dynamic fo
cus coil）及びダイナミックスティグマティズムコイル
（Dynamic stigmatism coil ）を設け、これらのコイル
に補正用の電流を流すことにより、周辺領域におけるフ
ォーカス及びスティグマティズムのずれを補正し、電子
ビームを偏向領域の周辺領域においてもシャープな電子
ビームを得ている。

【０００６】ここでより詳細に説明する。通常の露光に
おいては偏向領域中心で、露光パターンがもっともシャ
ープになるようにフォーカスとスティグマティズムを合
わせ、その後、任意の偏向位置に電子ビームを偏向して
当該偏向位置でフォーカスとスティグマティズムが最適
となるようにダイナミックフォーカス用補正データ並び
にダイナミックスティグマティズム用補正データを求め
る。一般にある偏向位置に対してダイナミックフォーカ
ス用補正データを１データ、ダイナミックスティグマテ
ィズム用補正データをＸ方向について１データ、Ｙ方向
について１データの合計３個の補正データを求めること
となる。そして、電子ビーム露光装置は、このダイナミ
ックフォーカス用補正データ並びにダイナミックスティ
グマティズム用補正データを予め補正メモリに記憶して
おく。

【０００７】実際にパターンを露光する際には、偏向位
置データに対応するダイナミックフォーカス用補正デー
タ並びにダイナミックスティグマティズム用補正データ
を補正メモリから読みだし、ダイナミックフォーカスコ
イル及びダイナミックスティグマティズムコイルに対応
する補正電流を流すことにより、電子ビームの補正を行
っていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】次に図７を参照して従
来の露光方法における露光結果を説明する。図７（ａ）
に、偏向領域の中心領域における電子ビーム露光の電子
ビーム強度を縦軸として、走査方向を横軸にとったもの
を示す。

【０００９】図７（ａ）によれば、パターン部分の電子
ビーム強度の立上がりが急峻となっており、その微分波
形である図７（ｂ）のエッジ部分のパルス幅、すなわ
ち、エッジシャープネスｅ₁ が小さくなっており、偏向
領域の中心領域では、所望のパターン幅に対応するパタ
ーンを形成できることがわかる。

【００１０】また、図７（ｃ）に偏向領域の周辺領域に
おける電子ビーム露光の電子ビーム強度を縦軸として、
走査方向を横軸にとったものを示す。図７（ｃ）によれ
ば、パターン部分の電子ビーム強度の立上がりが図７
（ａ）と比較してなだらかとなっており、その微分波形
である図７（ｄ）に示されるようにエッジ部分のパルス
幅、すなわち、エッジシャープネスｅ₂ が大きくなって
おり、偏向領域の周辺領域では所望のパターン幅（例え
ば、パターン幅ＰＷ₁ ）よりも大きなパターン幅（例え
ば、パターン幅ＰＷ₂ ）を有するパターンしか形成でき
ないことがわかる。

【００１１】上述したようにダイナミックフォーカス用
補正データ並びにダイナミックスティグマティズム用補
正データを用いて露光を行った場合、例えば、図６
（ｂ）に示すように、偏向領域中心のパターン幅が０．
５０μｍの場合、偏向領域四隅の領域のパターン幅は
０．５５μｍ程度になりパターン幅のばらつきは０．０
５μｍ程度となっている。これは何らの補正も行わない
場合と比較してかなり改善されてはいるが、さらに微細
な高性能ＩＣを製造する際にはこの程度の寸法ばらつき
も問題となっていた。たとえば、ＭＯＳＦＥＴの場合に
は、ゲート幅が０．５０μｍから０．５５μｍに変化す
ると性能が大きく異なってしまっていた。

【００１２】また、図８に示すように、偏向領域の中心
領域ＣＣと周辺領域Ｃとでは、エッジシャープネスが異
なるため、同一の現像レベルでは、異なるパターン幅
（Ｌ₁＜Ｌ₂ ）しか形成できないという問題点があっ
た。

【００１３】これは偏向領域の中心領域では電子ビーム
の電流密度分布がシャープなのに対して、偏向領域の周
辺領域では電子ビームの電流密度分布が若干ブロードに
なるためである。

【００１４】これを解決する第１の従来例として、特開
平５−５５１２３号公報に記載の実施例には「描画図形
を描画する電子ビームプロファイルのエッジ形状が描画
フィールド面内で等しくなるように描画を数回に分けて
行い、エッジ部分にあたる電子ビームに着目して電子ビ
ームの偏向収差の度合いに応じてビームサイズを変調す
る」構成が開示されているが、この構成によればエッジ
形状を描画フィールド面内で等しくできるものの、露光
回数が増えてスループットが低下してしまうという問題
点があった。

【００１５】また第２の従来例として、特開平４−２８
６３１５号公報に記載の実施例には「偏向収差による電
子ビームのフォーカスぼけを相殺するように、Ｄ／Ａ変
換機には電子ビームを基準断面積とするデータとは異な
ったデータが供給され、成形偏向器にはより大きな断面
積（第１の修正断面積）となるような偏向信号が印加さ
れる」構成が開示されており、この構成によればあるレ
ジストにおいてある露光条件のときにパターン幅が最適
となるようにパターン幅を決定することが可能である。
しかしながら、偏向フィールド内の場所に依存する電子
ビームのフォーカスぼけが本来的に存在しているため、
露光量の僅かな変動、現像条件やベーキング温度の僅か
な変動により、パターン幅が変化してしまうという問題
点があった。

【００１６】そこで、本発明の目的は、微細なＩＣパタ
ーンを偏向領域内で均一に露光することが可能な電子ビ
ーム露光方法および露光装置並びにその現像方法及び現
像装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、ダイナミックフォーカス補
正データ及びダイナミックスティグマティズム補正デー
タに基づいてダイナミックフォーカス及びダイナミック
スティグマティズムを調整して電子ビーム露光を行う電
子ビーム露光方法であって、電子ビーム偏向領域（Ａ
Ｒ）内の中心位置である基準位置（Ｐ_C）において、ダ
イナミックフォーカス及びダイナミックスティグマティ
ズムを調整する調整工程と、前記電子ビーム偏向領域内
の周辺位置である判定位置（Ｐ₁ 〜Ｐ₄ ）において電子
ビームのビーム幅及びエッジシャープネスを求める判定
工程と、前記電子ビーム偏向領域（ＡＲ）の所定の調整
位置における前記電子ビームのビーム幅及びエッジシャ
ープネスが、前記判定工程により求めたビーム幅及びエ
ッジシャープネスと等しくなるように前記ダイナミック
フォーカス補正データ及び前記ダイナミックスティグマ
ティズム補正データを求める補正データ演算工程と、を
備えて構成する。

【００１８】

【００１９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記電子ビーム偏向領域は矩形の領域であ
り、前記判定位置は前記電子ビーム偏向領域の四隅の位
置（Ｐ₁ 〜Ｐ₄ ）であるように構成する。

【００２０】請求項３記載の発明は、所定の偏向領域を
複数の副偏向領域（ＡＲ₁ 〜ＡＲ₃）に分割し、各副偏
向領域（ＡＲ₁ 〜ＡＲ₃）毎にダイナミックフォーカス
補正データ及びダイナミックスティグマティズム補正デ
ータに基づいてダイナミックフォーカス及びダイナミッ
クスティグマティズムを調整して電子ビーム露光を行う
電子ビーム露光方法であって、前記偏向領域内の中心位
置である基準位置（Ｐ_C）において、ダイナミックフォ
ーカス及びダイナミックスティグマティズムを調整する
調整工程と、前記副偏向領域（ＡＲ₁ 〜ＡＲ₃）毎に当
該副偏向領域内の周辺位置である判定位置（Ｐ₁₁〜
Ｐ₁₄，Ｐ₂₁〜Ｐ₂₄，Ｐ₃₁〜Ｐ₃₄）において電子ビームの
ビーム幅及びエッジシャープネスを求める判定工程と、
前記副偏向領域（ＡＲ₁ 〜ＡＲ₃）の所定の調整位置に
おける前記電子ビームのビーム幅及びエッジシャープネ
スが、前記判定工程により求めたビーム幅及びエッジシ
ャープネスと等しくなるように前記副偏向領域（ＡＲ₁
〜ＡＲ₃）毎に前記ダイナミックフォーカス補正データ
及び前記ダイナミックスティグマティズム補正データを
求める補正データ演算工程と、を備えて構成する。

【００２１】

【００２２】なお、請求項１乃至請求項３のいずれかの
発明により露光された試料を現像する現像方法におい
て、前記基準位置におけるパターン幅が所望のパターン
幅となるように全体の現像レベル（Ｅ₁，Ｅ₂）を調整す
る現像レベル調整工程を備えて構成するとよい。

【００２３】請求項４記載の発明は、ダイナミックフォ
ーカス補正データ及びダイナミックスティグマティズム
補正データに基づいてダイナミックフォーカス及びダイ
ナミックスティグマティズムを調整して電子ビーム露光
を行う電子ビーム露光装置であって、電子ビーム偏向領
域（ＡＲ）内の中心位置である基準位置（Ｐ_C）におい
て、ダイナミックフォーカス及びダイナミックスティグ
マティズムを調整する調整手段（２，３，５，６）と、
前記電子ビーム偏向領域内の周辺位置である判定位置
（Ｐ₁ 〜Ｐ₄ ）において電子ビームのビーム幅及びエッ
ジシャープネスを求める判定手段（１０，１１，２）
と、前記電子ビーム偏向領域（ＡＲ）の所定の調整位置
における前記電子ビームのビーム幅及びエッジシャープ
ネスが、前記判定手段により求めたビーム幅及びエッジ
シャープネスと等しくなるように前記ダイナミックフォ
ーカス補正データ及び前記ダイナミックスティグマティ
ズム補正データを求める補正データ演算手段（２）と、
を備えて構成する。

【００２４】

【００２５】請求項５記載の発明は、請求項５記載の発
明において、前記電子ビーム偏向領域（ＡＲ）は矩形の
領域であり、前記判定手段（１０，１１，２）は、前記
判定位置を前記電子ビーム偏向領域の四隅の位置（Ｐ₁
〜Ｐ₄ ）として前記判定を行うように構成する。

【００２６】請求項６記載の発明は、所定の偏向領域を
複数の副偏向領域（ＡＲ₁ 〜ＡＲ₃）に分割し、各副偏
向領域（ＡＲ₁ 〜ＡＲ₃）毎にダイナミックフォーカス
補正データ及びダイナミックスティグマティズム補正デ
ータに基づいてダイナミックフォーカス及びダイナミッ
クスティグマティズムを調整して電子ビーム露光を行う
電子ビーム露光装置であって、前記偏向領域内の中心位
置である基準位置において、ダイナミックフォーカス及
びダイナミックスティグマティズムを調整する調整手段
（２，３，１，６）と、前記副偏向領域毎に当該副偏向
領域（ＡＲ₁ 〜ＡＲ₃）内の周辺位置である判定位置に
おいて電子ビームのビーム幅及びエッジシャープネスを
求める判定手段（１０，１１，２）と、前記副偏向領域
（ＡＲ₁〜ＡＲ₃）の所定の調整位置における前記電子ビ
ームのビーム幅及びエッジシャープネスが、前記判定手
段（１０，１１，２）により求めたビーム幅及びエッジ
シャープネスと等しくなるように前記副偏向領域（ＡＲ
₁ 〜ＡＲ₃）毎に前記ダイナミックフォーカス補正デー
タ及び前記ダイナミックスティグマティズム補正データ
を求める補正データ演算手段（２）と、を備えて構成す
る。

【００２７】

【００２８】なお、請求項４乃至請求項６のいずれかの
発明により露光された試料を現像する現像装置におい
て、前記基準位置におけるパターン幅が所望のパターン
幅となるように全体の現像レベル（Ｅ₁，Ｅ₂）を調整す
る現像レベル調整手段を備えて構成するとよい。

【００２９】

【作用】請求項１記載の発明によれば、調整工程は、電
子ビーム偏向領域（ＡＲ）内の中心位置である基準位置
（Ｐ _C ） において、ダイナミックフォーカス及びダイナ
ミックスティグマティズムを調整する。

【００３０】また、判定工程は、電子ビーム偏向領域
（ＡＲ）内の周辺位置である判定位置（Ｐ₁ 〜Ｐ₄ ）に
おいて電子ビームのビーム幅及びエッジシャープネスを
求める。これにより補正データ演算工程は、電子ビーム
偏向領域（ＡＲ）の所定の調整位置における電子ビーム
のビーム幅及びエッジシャープネスが判定工程により求
めたビーム幅及びエッジシャープネスと等しくなるよう
にダイナミックフォーカス補正データ及びダイナミック
スティグマティズム補正データを求める。

【００３１】この結果、電子ビーム偏向領域（ＡＲ）内
では電子ビームのビーム幅及びエッジシャープネスが等
しい状態で露光が行われる。また、電子ビーム偏向領域
（ＡＲ）の中心位置（Ｐ_C ）においてダイナミックフォ
ーカス及びダイナミックスティグマティズムを調整し、
電子ビーム偏向領域（ＡＲ）の周辺位置（Ｐ₁ 〜Ｐ₄）
で電子ビームのビーム幅及びエッジシャープネスを求め
て、電子ビーム偏向領域（ＡＲ）の所定の調整位置にお
ける電子ビームのビーム幅及びエッジシャープネスが電
子ビーム偏向領域（ＡＲ）の周辺位置（Ｐ₁ 〜Ｐ₄ ）で
求めたビーム幅及びエッジシャープネスと等しくなるよ
うにダイナミックフォーカス補正データ及びダイナミッ
クスティグマティズム補正データを求めることとなる。

【００３２】この結果、電子ビーム偏向領域（ＡＲ）内
では、よりパターン幅及びエッジシャープネスが大きく
なる電子ビーム偏向領域（ＡＲ）の周辺位置（Ｐ₁ 〜Ｐ
₄ ）における電子ビームのビーム幅及びエッジシャープ
ネスを基準として露光が行われる。

【００３３】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の作用に加えて、矩形の電子ビーム偏向領域（ＡＲ）
の四隅の位置（Ｐ₁ 〜Ｐ₄ ）で電子ビームのビーム幅及
びエッジシャープネスを求めて、電子ビーム偏向領域
（ＡＲ）の所定の調整位置における電子ビームのビーム
幅及びエッジシャープネスが矩形の電子ビーム偏向領域
（ＡＲ）の四隅の位置（Ｐ₁ 〜Ｐ₄ ）で求めたビーム幅
及びエッジシャープネスと等しくなるようにダイナミッ
クフォーカス補正データ及びダイナミックスティグマテ
ィズム補正データを求めることとなる。

【００３４】この結果、電子ビーム偏向領域（ＡＲ）内
では、最もビーム幅及びエッジシャープネスが大きくな
る矩形の電子ビーム偏向領域（ＡＲ）の四隅の位置（Ｐ
₁ 〜Ｐ₄ ）における電子ビームのビーム幅及びエッジシ
ャープネスを基準として露光が行われる。

【００３５】請求項３記載の発明によれば、調整工程
は、偏向領域内の中心位置である基準位置において、ダ
イナミックフォーカス及びダイナミックスティグマティ
ズムを調整する。

【００３６】判定工程は、副偏向領域（ＡＲ₁ 〜Ａ
Ｒ ₃ ） 毎に当該副偏向領域（ＡＲ₁ 〜ＡＲ₃ ）内の周辺
位置である判定位置（Ｐ₁₁〜Ｐ₁₄，Ｐ₂₁〜Ｐ₂₄，Ｐ₃₁〜
Ｐ₃₄）において電子ビームのビーム幅及びエッジシャー
プネスを求める。

【００３７】これにより補正データ演算工程は、副偏向
領域（ＡＲ₁ 〜ＡＲ₃ ）の所定の調整位置における電子
ビームのビーム幅及びエッジシャープネスが、判定工程
により求めたビーム幅及びエッジシャープネスと等しく
なるように副偏向領域（ＡＲ₁ 〜ＡＲ₃ ）毎に前記ダイ
ナミックフォーカス補正データ及び前記ダイナミックス
ティグマティズム補正データを求める。

【００３８】この結果、各副偏向領域（ＡＲ₁ 〜Ａ
Ｒ₃ ）内では電子ビームのビーム幅及びエッジシャープ
ネスが等しい状態で露光が行われる。また、各副偏向領
域（ＡＲ₁ 〜ＡＲ₃ ）内で最もビーム幅及びエッジシャ
ープネスが大きくなる周辺位置（Ｐ₁₁〜Ｐ₁₄，Ｐ₂₁〜Ｐ
₂₄，Ｐ₃₁〜Ｐ₃₄）における電子ビームのビーム幅及びエ
ッジシャープネスを基準として露光が行われる。

【００３９】なお、前述のように前記基準位置における
パターン幅が所望のパターン幅となるように全体の現像
レベル（Ｅ ₁ ，Ｅ ₂ ）を調整する現像レベル調整工程を備
えて構成すれば、現像レベル調整工程は、基準位置（Ｐ
_C ）におけるパターン幅が所望のパターン幅となるよう
に全体の現像レベルを調整するので、電子ビーム偏向領
域（ＡＲ）内のパターン幅はほぼ基準位置におけるパタ
ーン幅と等しくなる。

【００４０】請求項４記載の発明によれば、調整手段
（２，３，５，６）は、電子ビーム偏向領域（ＡＲ）内
の中心位置である基準位置（Ｐ_C ）において、ダイナミ
ックフォーカス及びダイナミックスティグマティズムを
調整する。

【００４１】また、判定手段（１０，１１，２）は、電
子ビーム偏向領域ＡＲ内の周辺位置である判定位置（Ｐ
₁ 〜Ｐ₄ ）において電子ビームのビーム幅及びエッジシ
ャープネスを求める。

【００４２】これらにより補正データ演算手段（２）
は、電子ビーム偏向領域（ＡＲ）の所定の調整位置にお
ける電子ビームのビーム幅及びエッジシャープネスが、
判定手段（１０，１１，２）により求めたビーム幅及び
エッジシャープネスと等しくなるようにダイナミックフ
ォーカス補正データ及びダイナミックスティグマティズ
ム補正データを求める。

【００４３】この結果、電子ビーム偏向領域（ＡＲ）内
では電子ビームのビーム幅及びエッジシャープネスが等
しい状態で露光が行われる。また、判定手段（１０，１
１，２）は判定位置を電子ビーム偏向領域（ＡＲ）の周
辺位置（Ｐ₁ 〜Ｐ₄ ）として判定を行う。

【００４４】請求項５記載の発明によれば、請求項５記
載の作用に加えて、判定手段（１０，１１，２）は矩形
の電子ビーム偏向領域（ＡＲ）の四隅の位置を判定位置
として判定を行う。

【００４５】請求項６記載の発明によれば、調整手段
（２，３，５，６）は、偏向領域内の中心位置である基
準位置において、ダイナミックフォーカス及びダイナミ
ックスティグマティズムを調整する。

【００４６】判定手段は（１０，１１，２）、副偏向領
域（ＡＲ₁ 〜ＡＲ₃ ）毎に当該副偏向領域内（ＡＲ₁ 〜
ＡＲ₃ ）の周辺位置である判定位置（Ｐ₁₁〜Ｐ₁₄，Ｐ₂₁
〜Ｐ₂₄，Ｐ₃₁〜Ｐ₃₄）において電子ビームのビーム幅及
びエッジシャープネスを求める。

【００４７】これらにより、補正データ演算手段（２）
は、副偏向領域（ＡＲ₁ 〜ＡＲ₃ ）の所定の調整位置に
おける電子ビームのビーム幅及びエッジシャープネス
が、判定手段（１０，１１，２）により求めたビーム幅
及びエッジシャープネスと等しくなるように副偏向領域
（ＡＲ₁ 〜ＡＲ₃ ）毎にダイナミックフォーカス補正デ
ータ及び前記ダイナミックスティグマティズム補正デー
タを求める。

【００４８】この結果、ダイナミックフォーカス補正デ
ータ及び前記ダイナミックスティグマティズム補正デー
タに基づいて露光を行うことにより、各副偏向領域（Ａ
Ｒ₁〜ＡＲ₃ ）内では電子ビームのビーム幅及びエッジ
シャープネスが等しい状態で露光が行われる。

【００４９】また、各副偏向領域（ＡＲ₁ 〜ＡＲ₃ ）内
で最もビーム幅及びエッジシャープネスが大きくなる周
辺位置（Ｐ₁₁〜Ｐ₁₄，Ｐ₂₁〜Ｐ₂₄，Ｐ₃₁〜Ｐ₃₄）におけ
る電子ビームのビーム幅及びエッジシャープネスを基準
として露光が行われる。

【００５０】なお、前記基準位置におけるパターン幅が
所望のパターン幅となるように全体の現像レベル
（Ｅ ₁ ，Ｅ ₂ ）を調整する現像レベル調整手段を備えて構
成すれば、現像レベル調整手段は、基準位置におけるパ
ターン幅が所望のパターン幅となるように全体の現像レ
ベル（Ｅ₁ ，Ｅ₂ ）を調整するので、電子ビーム偏向領
域（ＡＲ）内のパターン幅はほぼ基準位置におけるパタ
ーン幅と等しくなる。

【００５１】

【実施例】次に図面を参照して本発明の好適な実施例を
説明する。第１実施例 図１に電子ビーム露光装置の概略構成ブロック図を示
す。

【００５２】電子ビーム露光装置１は、電子ビーム露光
装置１全体を制御するコントローラ２と、コントローラ
２の制御下で各種露光パターンを発生するパターンジェ
ネレータ３と、パターンジェネレータの出力に基づいて
ブランキングデフレクタの制御を行うブランキング制御
部４と、パターンジェネレータ３の出力に基づいてダイ
ナミックフォーカス制御を行うダイナミックフォーカス
制御部５と、パターンジェネレータ３の出力に基づいて
ダイナミックスティグマティズム制御を行うダイナミッ
クスティグマティズム制御部６と、パターンジェネレー
タ３の出力に基づいてデフレクタの制御を行うデフレク
タ制御部７と、電子ビームを出射する電子銃８と、試料
９に照射され反射した反射電子ビーム検出し検出信号Ｄ
を出力するセンサ１０と、検出信号Ｄを変換してセンサ
出力信号Ｓを出力するセンサ回路１１と、を備えて構成
されている。

【００５３】コントローラ２は、補正ダイナミックフォ
ーカスデータ及び補正ダイナミックスティグマティズム
データを格納する補正メモリ１２を備えている。次に概
要動作を説明する。

【００５４】まず、偏向領域のほぼ中心の位置でマーク
上を所定幅の電子ビームで走査する。次に反射電子信号
をセンサ回路１１内の図示しないビデオアンプで増幅
し、センサ信号（原波形信号）Ｓとしてコントローラ２
に出力する。

【００５５】コントローラ２は、入力されたセンサ信号
（原波形信号）Ｓを微分し、微分波形信号を得、得られ
た微分波形信号の立ち上がり（あるいは立ち下がり）が
もっとも急峻（シャープ）となるように、ダイナミック
フォーカス制御部５及びダイナミックスティグマティズ
ム制御部６を介して、ダイナミックフォーカスコイル及
びダイナミックスティグマティズムコイルを制御しダイ
ナミックフォーカス及びダイナミックスティグマティズ
ムを調整する。

【００５６】同様にしてデフレクタ制御部７によりデフ
レクタを制御して偏向位置を変えて、偏向領域の全域に
おいてダイナミックフォーカスとダイナミックスティグ
マティズムの調整を行う。

【００５７】次に偏向領域の四隅の領域において、微分
波形信号に基づいて電子ビームのビーム幅及びエッジシ
ャープネスを求める。より具体的には、微分波形信号の
パターンエッジに対応する２つのパルスの間のパルス幅
に基づいて電子ビームのビーム幅を求め、微分波形信号
のパルス幅に基づいてエッジシャープネスを求める。

【００５８】さらに偏向領域の他の位置において、同様
にして電子ビームのビーム幅及びエッジシャープネスを
求める。この場合において、偏向領域の中心位置に近付
くほど、エッジシャープネスは良くなっており、ビーム
幅も狭くなっているはずである。そこで、偏向領域の四
隅における電子ビームのビーム幅及びエッジシャープネ
スとほぼ同一になるように偏向領域の全域においてダイ
ナミックフォーカス及びダイナミックスティグマティズ
ムの調整を行い、各調整点における補正ダイナミックフ
ォーカスデータ及び補正ダイナミックスティグマティズ
ムデータを求め、コントローラ２内の補正メモリ１２に
格納する。

【００５９】実際の露光においては、この補正メモリ１
２に格納した補正ダイナミックフォーカスデータ及びダ
イナミックスティグマティズムデータを用いて露光を行
うとともに、現像レベルを調整することにより露光領域
全域にわたって、均一なパターン幅を有するパターンを
形成することができる。

【００６０】次により具体的な例について図面を参照し
て説明する。第１実施例 まず、ステージを移動させ、図２（ａ）に示す偏向領域
ＡＲ（＝露光領域）のほぼ中心位置Ｐ_C に位置合せマー
クを移動する。そして、位置合せマーク上を所定幅の電
子ビームで走査し、得られた反射電子ビームをセンサ１
０で検出信号Ｄに変換し、この検出信号をセンサ回路１
１内のビデオアンプで増幅し、センサ出力信号（原波形
信号）Ｓとしてコントローラ２に出力する。

【００６１】コントローラ２は、入力されたセンサ出力
信号（原波形信号）を微分し、微分波形信号を得、得ら
れた微分波形信号の立ち上がりがもっとも急峻となるよ
うに、ダイナミックフォーカス制御部５及びダイナミッ
クスティグマティズム制御部６を介して、ダイナミック
フォーカスコイル及びダイナミックスティグマティズム
コイルを制御しダイナミックフォーカス及びダイナミッ
クスティグマティズムを調整する。

【００６２】同様にして偏向位置を変えて、偏向領域Ａ
Ｒの全域の予め設定した位置（以下、調整点位置とい
う。）においてダイナミックフォーカスとダイナミック
スティグマティズムの調整を行う。

【００６３】次に偏向領域の四隅の領域の位置Ｐ₁ 〜位
置Ｐ₄ に位置合せマークを順次移動し、各位置Ｐ₁ 〜Ｐ
₄ の各々の位置で得られる微分波形信号に基づいて電子
ビームのビーム幅及びエッジシャープネスを求める。よ
り詳細には、微分波形信号のパターンエッジに対応する
２つのパルスの間のパルス幅に基づいて電子ビームのビ
ーム幅を求め、微分波形信号のパルス幅に基づいてエッ
ジシャープネスを求める。

【００６４】さらに偏向領域ＡＲの各調整点位置におい
て、同様にして電子ビームのビーム幅及びエッジシャー
プネスを求める。そして、偏向領域の四隅の位置Ｐ₁ 〜
Ｐ₄ における電子ビームのビーム幅及びエッジシャープ
ネスとほぼ同一になるように偏向領域の調整点位置にお
いてダイナミックフォーカス及びダイナミックスティグ
マティズムの調整を行い、各調整点における補正ダイナ
ミックフォーカスデータ及び補正ダイナミックスティグ
マティズムデータを求めてコントローラ内の補正メモリ
１２に格納する。

【００６５】実際の露光においては、この補正メモリ１
２に格納した補正ダイナミックフォーカスデータ及びダ
イナミックスティグマティズムデータを用いて露光を行
う。図３に実際の露光状態を電子ビーム強度波形により
示す。

【００６６】図３に示すように、エッジシャープネス、
すなわち、電子ビーム強度波形のピークの立上がり（あ
るいは立下がり）は露光領域の周辺領域（含む四隅の領
域）及び中心領域にわたってほぼ一定となる。

【００６７】この結果、現像レベルを現像レベルＥ₁ と
して現像を行うと、実際に得られるパターン幅は、露光
領域ＡＲの周辺領域及び中心領域にわたって“Ｌ₁ ”と
なる。また、現像レベルを現像レベルＥ₂ として、現像
を行うと、実際に得られるパターン幅は、露光領域ＡＲ
の周辺領域及び中心領域にわたって“Ｌ₂ ”となる。

【００６８】このように、露光領域ＡＲの全域にわたっ
てエッジシャープネスを均一にすることにより、露光領
域ＡＲの全域にわたって、均一なパターン幅を有するパ
ターンを形成することができる。

【００６９】また、現像レベルを調整するだけでパター
ン幅を露光領域全域にわたって容易に所望のパターン幅
を有するパターンを形成することができる。図２（ｂ）
に現像レベルを調整し、偏向領域の周辺領域におけるパ
ターン幅を０．５５μｍ（現像レベル＝ｅ₂ ）及び０．
５０μｍ（現像レベルｅ₁ ）として形成した場合のパタ
ーン幅の偏向位置依存性を示す。

【００７０】図２（ｂ）に示すように、偏向位置が偏向
領域の周辺領域から中心領域にわたってほぼ均一なパタ
ーン幅を有するパターンを形成できることがわかる。第２実施例 上記第１実施例は、偏向領域を一の偏向領域として扱っ
ていたが、本第２実施例は、偏向領域を複数の偏向領域
に分割し、各偏向領域毎にエッジシャープネスの調整を
行うようにしたものである。

【００７１】まず、ステージを移動させ、第１偏向領域
ＡＲ₁ のほぼ中心位置Ｐ_C に位置合せマークを移動す
る。そして、位置合せマーク上を所定幅の電子ビームで
走査し、得られた反射電子ビームをセンサで検出信号Ｄ
に変換し、この検出信号Ｄをセンサ回路１１内のビデオ
アンプで増幅し、センサ出力信号（原波形信号）Ｓとし
てコントローラ２に出力する。

【００７２】コントローラ２は、入力されたセンサ出力
信号（原波形信号）Ｓを微分し、微分波形信号を得、得
られた微分波形信号の立ち上がりがもっとも急峻となる
ように、ダイナミックフォーカス制御部５及びダイナミ
ックスティグマティズム制御部６を介して、ダイナミッ
クフォーカスコイル及びダイナミックスティグマティズ
ムコイルを制御しダイナミックフォーカス及びダイナミ
ックスティグマティズムを調整する。

【００７３】同様にして偏向位置を変えて、偏向領域Ａ
Ｒの全域の予め設定した調整点位置においてダイナミッ
クフォーカスとダイナミックスティグマティズムの調整
を行う。

【００７４】次に第１偏向領域ＡＲ₁ の四隅の領域の位
置Ｐ₁₁〜位置Ｐ₁₄に位置合せマークを順次移動し、各位
置Ｐ₁₁〜Ｐ₁₄の各々の位置で得られる微分波形信号に基
づいて電子ビームのビーム幅及びエッジシャープネスを
求める。

【００７５】さらに第１偏向領域ＡＲ₁ の各調整点位置
において、同様にして電子ビームのビーム幅及びエッジ
シャープネスを求める。そして、第１偏向領域ＡＲ₁ の
四隅の位置Ｐ₁₁〜Ｐ₁₄における電子ビームのビーム幅及
びエッジシャープネスとほぼ同一になるように第１偏向
領域ＡＲ₁ 内の調整点位置においてダイナミックフォー
カス及びダイナミックスティグマティズムの調整を行
い、各調整点における補正ダイナミックフォーカスデー
タ及び補正ダイナミックスティグマティズムデータを求
めてコントローラ２内の補正メモリ１２に格納する。

【００７６】つづいて第２偏向領域ＡＲ₂ （ロの字型の
領域）の四隅の位置Ｐ₂₁〜位置Ｐ₂₄に位置合せマークを
順次移動し、各位置Ｐ₂₁〜Ｐ₂₄の各々の位置で得られる
微分波形信号に基づいて電子ビームのビーム幅及びエッ
ジシャープネスを求める。

【００７７】さらに第２偏向領域ＡＲ₂ 内の各調整点位
置において、同様にして電子ビームのビーム幅及びエッ
ジシャープネスを求める。そして、第２偏向領域ＡＲ₂
の四隅の位置Ｐ₂₁〜Ｐ₂₄における電子ビームのビーム幅
及びエッジシャープネスとほぼ同一になるように第２偏
向領域ＡＲ₂ の調整点位置においてダイナミックフォー
カス及びダイナミックスティグマティズムの調整を行
い、各調整点における補正ダイナミックフォーカスデー
タ及び補正ダイナミックスティグマティズムデータを求
めてコントローラ２内の補正メモリ１２に格納する。

【００７８】次に第３偏向領域ＡＲ₃ （ロの字型の領
域）の四隅の位置Ｐ₃₁〜位置Ｐ₃₄に位置合せマークを順
次移動し、各位置Ｐ₃₁〜Ｐ₃₄の各々の位置で得られる微
分波形信号に基づいて電子ビームのビーム幅及びエッジ
シャープネスを求める。

【００７９】さらに第３偏向領域ＡＲ₃ の各調整点位置
において、同様にして電子ビームのビーム幅及びエッジ
シャープネスを求める。そして、第３偏向領域ＡＲ₃ の
四隅の位置Ｐ₃₁〜Ｐ₃₄における電子ビームのビーム幅及
びエッジシャープネスとほぼ同一になるように第３偏向
領域ＡＲ₃ の調整点位置においてダイナミックフォーカ
ス及びダイナミックスティグマティズムの調整を行い、
各調整点における補正ダイナミックフォーカスデータ及
び補正ダイナミックスティグマティズムデータを求めて
コントローラ２内の補正メモリ１２に格納する。

【００８０】その後、実際の露光においては、補正メモ
リ１２に格納した第１偏向領域ＡＲ ₁ 〜第３偏向領域Ａ
Ｒ₃ に対応する補正ダイナミックフォーカスデータ及び
ダイナミックスティグマティズムデータを用いてダイナ
ミックフォーカス制御部５及びダイナミックスティグマ
ティズム制御部６を介してダイナミックフォーカスコイ
ル及びダイナミックスティグマティズムコイルを制御し
つつ露光を行う。

【００８１】図４（ｂ）に現像レベルを調整し、各偏向
領域ＡＲ₁ 〜ＡＲ₃ の中心側領域（第１偏向領域ＡＲ₁
においては中心位置Ｐ_C ）におけるパターン幅を０．５
０μｍとして形成した場合のパターン幅の偏向位置依存
性を示す。

【００８２】図４（ｂ）に示すように、各偏向領域の周
辺領域から中心領域にわたってほぼ均一なパターン幅を
有するパターンを形成できることがわかる。第３実施例 上記各実施例は、偏向領域に１チップしか配置されてい
ない場合であったが、本第３実施例は、一の偏向領域中
に複数のチップが配置されている場合のものである。

【００８３】この場合においては、図５（ａ）に示すよ
うに、一のチップが二の偏向領域にわたって配置されな
いように偏向領域を分割する必要がある。より詳細に
は、図５（ａ）においては、偏向領域を第１偏向領域Ａ
Ｒ₁ ’〜第３偏向領域ＡＲ₃ ’に分割している。

【００８４】他の点については、第２実施例と同様であ
り、図５（ｂ）に示すように、各偏向領域の周辺領域か
ら中心領域にわたってほぼ均一なパターン幅を有するパ
ターンを形成できることがわかる。

【００８５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、補正デー
タ演算工程は、電子ビーム偏向領域の所定の調整位置に
おける電子ビームのビーム幅及びエッジシャープネスが
判定工程により求めたビーム幅及びエッジシャープネス
と等しくなるようにダイナミックフォーカス補正データ
及びダイナミックスティグマティズム補正データを求
め、電子ビーム偏向領域内では電子ビームのビーム幅及
びエッジシャープネスが等しい状態で露光が行われるの
で、電子ビーム偏向領域内において均一なパターン幅を
有するパターンを形成することができる。

【００８６】また、電子ビーム偏向領域の所定の調整位
置における電子ビームのビーム幅及びエッジシャープネ
スが電子ビーム偏向領域の周辺位置で求めたビーム幅及
びエッジシャープネスと等しくなるようにダイナミック
フォーカス補正データ及びダイナミックスティグマティ
ズム補正データを求め、よりパターン幅及びエッジシャ
ープネスが大きくなる電子ビーム偏向領域の周辺位置に
おける電子ビームのビーム幅及びエッジシャープネスを
基準として露光が行われるので、より確実に電子ビーム
偏向領域内において均一なパターン幅を有するパターン
を形成することができる。

【００８７】請求項２記載の発明によれば、電子ビーム
偏向領域の所定の調整位置における電子ビームのビーム
幅及びエッジシャープネスが矩形の電子ビーム偏向領域
の四隅の位置で求めたビーム幅及びエッジシャープネス
と等しくなるようにダイナミックフォーカス補正データ
及びダイナミックスティグマティズム補正データを求
め、最もビーム幅及びエッジシャープネスが大きくなる
矩形の電子ビーム偏向領域の四隅の位置における電子ビ
ームのビーム幅及びエッジシャープネスを基準として露
光が行われるので、さらに確実に電子ビーム偏向領域内
において均一なパターン幅を有するパターンを形成する
ことができる。

【００８８】請求項３記載の発明によれば、各副偏向領
域内では電子ビームのビーム幅及びエッジシャープネス
が等しい状態で露光が行われるので、偏向領域全体を一
の偏向領域として調整を行う場合と比較して、より精度
よく均一なパターン幅を有するパターンを形成すること
ができる。

【００８９】また、各副偏向領域内で最もビーム幅及び
エッジシャープネスが大きくなる周辺位置における電子
ビームのビーム幅及びエッジシャープネスを基準として
露光が行われるので、さらに精度よく均一なパターン幅
を有するパターンを形成することができる。

【００９０】

【００９１】請求項４記載の発明によれば、補正データ
演算手段は、電子ビーム偏向領域の所定の調整位置にお
ける電子ビームのビーム幅及びエッジシャープネスが、
判定手段により求めたビーム幅及びエッジシャープネス
と等しくなるようにダイナミックフォーカス補正データ
及びダイナミックスティグマティズム補正データを求
め、電子ビーム偏向領域内では電子ビームのビーム幅及
びエッジシャープネスが等しい状態で露光が行われるの
で、電子ビーム偏向領域内において均一なパターン幅を
有するパターンを形成することができる。

【００９２】また、よりパターン幅及びエッジシャープ
ネスが大きくなる電子ビーム偏向領域の周辺位置におけ
る電子ビームのビーム幅及びエッジシャープネスを基準
として露光が行われるので、より確実に電子ビーム偏向
領域内において均一なパターン幅を有するパターンを形
成することができる。

【００９３】請求項５記載の発明によれば、判定手段は
矩形の電子ビーム偏向領域の四隅の位置を判定位置とし
て判定を行う。

【００９４】請求項６記載の発明によれば、補正データ
演算手段は、副偏向領域の所定の調整位置における電子
ビームのビーム幅及びエッジシャープネスが、判定手段
により求めたビーム幅及びエッジシャープネスと等しく
なるように副偏向領域毎にダイナミックフォーカス補正
データ及び前記ダイナミックスティグマティズム補正デ
ータを求め、ダイナミックフォーカス補正データ及び前
記ダイナミックスティグマティズム補正データに基づい
て露光を行うことにより、各副偏向領域内では電子ビー
ムのビーム幅及びエッジシャープネスが等しい状態で露
光が行われるので、偏向領域全体を一の偏向領域として
調整を行う場合と比較して、より精度よく均一なパター
ン幅を有するパターンを形成することができる。

【００９５】また、各副偏向領域内で最もビーム幅及び
エッジシャープネスが大きくなる周辺位置における電子
ビームのビーム幅及びエッジシャープネスを基準として
露光が行われるので、さらに精度よく均一なパターン幅
を有するパターンを形成することができる。

【００９６】

【図面の簡単な説明】

【図１】電子ビーム露光装置の主要部の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】第１実施例の説明図である。

【図３】電子ビーム強度及び偏向位置に対応するパター
ン幅を説明する図である。

【図４】第２実施例の説明図である。

【図５】第３実施例の説明図である。

【図６】従来例の説明図である。

【図７】従来の電子ビーム強度及び偏向位置に対応する
パターン幅を説明する図である。

【図８】従来の現像レベルとパターン幅の関係を説明す
る図である。

【符号の説明】

１…電子ビーム露光装置 ２…コントローラ ３…パターンジェネレータ ４…ブランキング制御具 ５…ダイナミックフォーカス制御部 ６…ダイナミックスティグマティズム制御部 ７…デフレクタ制御部 ８…電子銃 ９…試料 １０…センサ １１…センサ回路 １２…補正メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−114376（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−278813（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−109878（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/027

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイナミックフォーカス補正データ及び
   ダイナミックスティグマティズム補正データに基づいて
   ダイナミックフォーカス及びダイナミックスティグマテ
   ィズムを調整して電子ビーム露光を行う電子ビーム露光
   方法であって、 電子ビーム偏向領域内の中心位置である基準位置におい
   て、ダイナミックフォーカス及びダイナミックスティグ
   マティズムを調整する調整工程と、 前記電子ビーム偏向領域内の周辺位置である判定位置に
   おいて電子ビームのビーム幅及びエッジシャープネスを
   求める判定工程と、 前記電子ビーム偏向領域の所定の調整位置における前記
   電子ビームのビーム幅及びエッジシャープネスが、前記
   判定工程により求めたビーム幅及びエッジシャープネス
   と等しくなるように前記ダイナミックフォーカス補正デ
   ータ及び前記ダイナミックスティグマティズム補正デー
   タを求める補正データ演算工程と、 を備えたことを特徴とする電子ビーム露光方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電子ビーム露光方法にお
   いて、 前記電子ビーム偏向領域は矩形の領域であり、 前 記判定位置は前記電子ビーム偏向領域の四隅の位置で
   あることを特徴とする電子ビーム露光方法。
3. 【請求項３】 所定の偏向領域を複数の副偏向領域に分
   割し、各副偏向領域毎にダイナミックフォーカス補正デ
   ータ及びダイナミックスティグマティズム補正データに
   基づいてダイナミックフォーカス及びダイナミックステ
   ィグマティズムを調整して電子ビーム露光を行う電子ビ
   ーム露光方法であって、 前記偏向領域内の中心位置である基準位置において、ダ
   イナミックフォーカス及びダイナミックスティグマティ
   ズムを調整する調整工程と、 前記副偏向領域毎に当該副偏向領域内の周辺位置である
   判定位置において電子ビームのビーム幅及びエッジシャ
   ープネスを求める判定工程と、 前記副偏向領域の所定の調整位置における前記電子ビー
   ムのビーム幅及びエッジシャープネスが、前記判定工程
   により求めたビーム幅及びエッジシャープネスと等しく
   なるように前記副偏向領域毎に前記ダイナミックフォー
   カス補正データ及び前記ダイナミックスティグマティズ
   ム補正データを求める補正データ演算工程と、 を備えたことを特徴とする電子ビーム露光方法。
4. 【請求項４】 ダイナミックフォーカス補正データ及び
   ダイナミックスティグマティズム補正データに基づいて
   ダイナミックフォーカス及びダイナミックスティグマテ
   ィズムを調整して電子ビーム露光を行う電子ビーム露光
   装置であって、 電子ビーム偏向領域内の中心位置である基準位置におい
   て、ダイナミックフォーカス及びダイナミックスティグ
   マティズムを調整する調整手段と、 前記電子ビーム偏向領域内の周辺位置である判定位置に
   おいて電子ビームのビーム幅及びエッジシャープネスを
   求める判定手段と、 前記電子ビーム偏向領域の所定の調整位置における前記
   電子ビームのビーム幅及びエッジシャープネスが、前記
   判定手段により求めたビーム幅及びエッジシャープネス
   と等しくなるように前記ダイナミックフォーカス補正デ
   ータ及び前記ダイナミックスティグマティズム補正デー
   タを求める補正データ演算手段と、 を備えたことを特徴とする電子ビーム露光装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の電子ビーム露光装置にお
   いて、 前記電子ビーム偏向領域は矩形の領域であり、 前 記判定手段は、前記判定位置を前記電子ビーム偏向領
   域の四隅の位置として前記判定を行うことを特徴とする
   電子ビーム露光装置。
6. 【請求項６】 所定の偏向領域を複数の副偏向領域に分
   割し、各副偏向領域毎にダイナミックフォーカス補正デ
   ータ及びダイナミックスティグマティズム補正データに
   基づいてダイナミックフォーカス及びダイナミックステ
   ィグマティズムを調整して電子ビーム露光を行う電子ビ
   ーム露光装置であって、 前記偏向領域内の中心位置である基準位置において、ダ
   イナミックフォーカス及びダイナミックスティグマティ
   ズムを調整する調整手段と、 前記副偏向領域毎に当該副偏向領域内の周辺位置である
   判定位置において電子ビームのビーム幅及びエッジシャ
   ープネスを求める判定手段と、 前記副偏向領域の所定の調整位置における前記電子ビー
   ムのビーム幅及びエッジシャープネスが、前記判定手段
   により求めたビーム幅及びエッジシャープネスと等しく
   なるように前記副偏向領域毎に前記ダイナミックフォー
   カス補正データ及び前記ダイナミックスティグマティズ
   ム補正データを求める補正データ演算手段と、 を備えたことを特徴とする電子ビーム露光装置。