JP3919255B2

JP3919255B2 - 電子ビーム露光装置及びデバイス製造方法

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Publication number: JP3919255B2
Application number: JP15098396A
Authority: JP
Inventors: 真人村木; 進後藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-06-12
Filing date: 1996-06-12
Publication date: 2007-05-23
Anticipated expiration: 2016-06-12
Also published as: JPH09330680A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子ビーム露光装置に関し、特に縮小電子光学系の結像状態検出手段を有する電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子ビーム露光装置では、電子ビームを偏向し、その偏向領域内にパターンを描画している。この時、電子ビームを偏向すると偏向収差によって電子ビームの結像状態が劣化する為、電子ビームの偏向位置に応じて結像状態を補正する必要がある。
【０００３】
図１６(A)に従来のビームをスポット状にして使用するポイントビーム型の電子ビーム露光装置を示す。
【０００４】
201は電子ビームを放射し、描画されるパターンに応じて電子ビームの放射をon/offする電子銃、202は、電子銃からの電子ビームをポイント状にしてウエハ203上に縮小投影する縮小電子光学系、204はポイント状の電子ビームをウエハ上で走査させる偏向器、205はウエハを載置して移動するXYステージ、206は、XYステージに固設された基準板２０７上の基準マークを電子ビームで走査した際発生する反射電子、２次電子を検出する検出器である。
【０００５】
従来は、図１６(B)に示すような線状マークである基準マークSM上を電子ビームB0によって走査する。その時に基準マークから発生するを反射電子、２次電子を検出器206で検出して、図１６(C)のようなマーク信号を検出し、そのマーク信号から結像状態補正データを求める。そして電子ビームを偏向してパターンを描画する際、その偏向位置に対応した結像状態補正データによって縮小電子光学系の特性を補正していた。
【０００６】
【発明が解決しようとしている課題】
マーク信号は、図１６(C)に示したように、信号が小さく非常に雑音が乗っている。しかも微細なパターンを描画する為に電子ビームを絞るとより信号が小さくなる。したがって、このようなマーク信号から得た結像状態補正データでは縮小電子光学系を適切に補正できず、ウエハ上に所望のパターンを描画できないという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、本願発明の電子ビーム露光装置のある形態は、縮小電子光学系を介して複数の電子ビームを基板上に照射させるとともに偏向器により前記複数の電子ビームを前記基板上で偏向させることで、前記基板を露光する電子ビーム露光装置において、前記基板を載置するステージと、第１の方向に伸びる線状パターンが設けられた格子状マークが形成され、前記ステージ上に固設された基準板と、前記複数の電子ビームのうち前記第１の方向に配列された所定数の電子ビームが前記基準板上へ入射するように制御するブランキング制御手段と、前記基準板に対して前記所定数の電子ビームを前記第１の方向と直交する第２の方向に相対的に走査させた際、前記基準板から発生する電子を検出する電子検出手段と、前記基準板での前記電子ビームの結像状態を変更した際にそれぞれの結像状態で得られる前記電子検出手段の検出結果に基づいて、前記電子ビームの結像状態を決定する手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
前記基準板には前記格子状マークが複数箇所に形成されており、それぞれの箇所で前記電子ビームの結像状態が決定されることを特徴とする。
【００１０】
前記基準板には前記第２の方向に伸びる線状パターンが設けられた格子状マークがさらに形成されており、前記ブランキング制御手段は前記複数の電子ビームのうち前記第２の方向に配列された所定数の電子ビームを前記基準板上へ入射するように制御し、前記電子検出手段は、前記基準板に対して前記第２の方向に配列された所定数の電子ビームを前記第１の方向に相対的に走査させた際、前記基準板から発生する電子を検出することを特徴とする。
【００１１】
決定された前記電子ビームの結像状態に基づいて、前記電子ビームの焦点位置を制御する焦点位置制御手段を有することを特徴とする。
【００１２】
決定された前記電子ビームの結像状態に基づいて、前記電子ビームの非点収差を制御する非点収差制御手段を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明のデバイス製造方法のある形態は、上記電子ビーム露光装置を用いて前記基板を露光するステップと、露光された前記基板を現像するステップと、を備えることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
〔電子ビーム露光装置の構成要素説明〕
図１は本発明に係る電子ビーム露光装置の要部概略図である。
【００２０】
図１において、１は、カソード1ａ、グリッド1b、アノード1cよりなる電子銃であって、カソード1aから放射された電子はグリッド1b、アノード1cの間でクロスオーバ像を形成する（以下、これらのクロスオーバ像を光源と記す）。
【００２１】
この光源から放射される電子は、その前側焦点位置が前記光源位置にあるコンデンサーレンズ２によって略平行の電子ビームとなる。略平行な電子ビームは、要素電子光学系アレイ3に入射する。要素電子光学系アレイ3は、ブランキング電極と開口と電子レンズで構成される要素電子光学系が光軸AXに直交する方向に複数配列されて形成されたものである。要素電子光学系アレイ3の詳細については後述する。
【００２２】
要素電子光学系アレイ3は、光源の中間像を複数形成し、各中間像は後述する縮小電子光学系4によって縮小投影され、ウエハ5上に光源像を形成する。
【００２３】
その際、ウエハ5上の光源像の間隔が光源像の大きさの整数倍になるように、要素電子光学系アレイ3の各要素は設定されている。更に、要素電子光学系アレイ3は、各中間像の光軸方向の位置を縮小電子光学系4の像面湾曲に応じて異ならせるとともに、各中間像が縮小電子光学系4よってウエハ5に縮小投影される際に発生する収差を予め補正している。
【００２４】
縮小電子光学系4は、第１投影レンズ41(43)と第２投影レンズ42(44)とからなる対称磁気タブレットで構成される。第１投影レンズ41(43)の焦点距離をf1、第２投影レンズ42(44)の焦点距離をf2とすると、この２つのレンズ間距離はf1+f2になっている。光軸上AXの物点は第１投影レンズ41(43)の焦点位置にあり、その像点は第２投影レンズ42(44)の焦点に結ぶ。この像は-f2/f1に縮小される。また、２つのレンズ磁界が互いに逆方向に作用する様に決定されているので、理論上は、球面収差、等方性非点収差、等方性コマ収差、像面湾曲収差、軸上色収差の５つの収差を除いて他のザイデル収差および回転と倍率に関する色収差が打ち消される。
【００２５】
6は、要素電子光学系アレイ3からの複数の電子ビームを偏向させて、複数の光源像をウエハ5上でX,Y方向に略同一の変位量だけ変位させる偏向器である。偏向器6は、図示はされていないが、偏向幅が広い場合に用いられる主偏向器と偏向幅が狭い場合に用いられる副偏向器で構成されていて、主偏向器は電磁型偏向器で、副偏向器は静電型偏向器である。
【００２６】
7は偏向器6を作動させた際に発生する偏向収差により光源像のフォーカス位置のずれを補正するダイナミックフォーカスコイルであり、8は、ダイナミックフォーカスコイル7と同様に、偏向により発生する偏向収差の非点収差を補正するダイナミックスティグコイルである。
【００２７】
9は、要素電子光学系アレイ3からの電子ビームが、ウエハ5上に形成された位置合わせマークもしくはステージ基準板13上のマークを照射した際に生じる反射電子又は２次電子を検出する反射電子検出器である。
【００２８】
10は、Ｘ及びＹ方向にのびる２つのシングルナイフエッジを有するファラデーカップで要素電子光学系からの電子ビームが形成する光源像の電荷量を検出する。
【００２９】
11は、ウエハを載置し、光軸AX(Ｚ軸）方向とＺ軸回りの回転方向に移動可能なθ-Ｚステージであって、前述したステージ基準板13とファラデーカップ10が固設されている。
【００３０】
12は、θ-Ｚステージを載置し、光軸AX(Ｚ軸）と直交するＸＹ方向に移動可能なＸＹステージである。
【００３１】
次に、図２を用いて要素電子光学系アレイ3について説明する。
【００３２】
要素電子光学系アレイ3は、複数の要素電子光学系をグループ（サブアレイ）とし、そのサブアレイが複数形成されている。そして、本実施例では７つのサブアレイA〜Gが形成されている。各サブアレイは、複数の要素電子光学系が２次元的に配列されている。そして、本実施例の各サブアレイではD(1,1)〜D(5,5)のように２５個の要素電子光学系が形成されていて、各要素電子光学系は縮小電子光学系4を介してウエハ上にはX方向もY方向もピッチPb（μm)の間隔で配列する光源像を形成する。
【００３３】
各要素電子光学系の断面図を図３に示す。
【００３４】
図３において、301は一対の電極で構成され、偏向機能を有するブランキング電極であり、302は、透過する電子ビームの形状を規定する開口(AP)を有する基板で他の要素電子光学系と共通である。その上にブランキング電極301と電極をon/offするための配線(W)が形成されている。303は、３つの開口電極で構成され、上下の電極を加速電位V0と同じにし、中間の電極を別の電位V1またはV2に保った収斂機能を有するユニポテンシャルレンズ303a、303bの２つを用いた電子レンズである。
【００３５】
ユニポテンシャルレンズ303aの上、中、下の電極及びユニポテンシャルレンズ303bの上、下の電極の形状は図４(A)に示すような形状であり、ユニポテンシャルレンズ303a、303bの上下電極は、後述する焦点・非点制御回路１によって全ての要素電子光学系において共通の電位に設定している。
【００３６】
ユニポテンシャルレンズ303aの中間電極は、焦点・非点制御回路１によって要素電子光学系毎に電位が設定出来る為、ユニポテンシャルレンズ303aの焦点距離が要素電子光学系毎に設定できる。
【００３７】
また、ユニポテンシャルレンズ303bの中間電極は、図４(B)に示すような４つの電極で構成され、焦点・非点制御回路によって各電極の電位が個別に設定でき、要素電子光学系毎にも個別設定出来るため、ユニポテンシャルレンズ303bは直交する断面において焦点距離が異なるようにでき、かつ要素電子光学系毎にも個別に設定出来る。
【００３８】
その結果、要素電子光学系の中間電極の電位をそれぞれ制御することによって、要素電子光学系の電子光学特性（中間像形成位置、非点収差）を制御することができる。
【００３９】
コンデンサーレンズ２で略平行にされた電子ビームは、ブランキング電極３０１と開口（ＡＰ）を介し、電子レンズ３０３によって、光源の中間像を形成する。この時、ブランキング電極３０１の電極間に電界をかけていないと電子ビーム束３０５の様に偏向されない。一方、ブランキング電極３０１の電極間に電界をかけると電子ビーム束３０６の様に偏向される。すると、電子光束３０５と電子ビーム束３０６は、縮小電子光学系４の物体面で互いに異なる角度分布を有するので、縮小電子光学系４の瞳位置（図１のＰ面上）では電子ビーム束３０５と電子ビーム束３０６は互いに異なる領域に入射される。したがって、電子ビーム束３０５だけを透過させるブランキング開口ＢＡを縮小電子光学系の瞳位置（図１のＰ面上）に設けてある。
【００４０】
また、各要素電子光学系は、それぞれが形成する中間像が縮小電子光学系4によって被露光面に縮小投影される際に発生する像面湾曲・非点収差を補正するために、各要素電子光学系の２つの中間電極の電位を個別に設定して、各要素電子光学系の電子光学特性（中間像形成位置、非点収差）を異ならしめている。ただし、本実施例では、中間電極と焦点・非点制御回路１との配線を減らす為に同一サブアレイ内の要素電子光学系は同一の電子光学特性にしてあり、要素電子光学系の電子光学特性（中間像形成位置、非点収差）をサブアレイ毎に制御している。
【００４１】
さらに、複数の中間像が縮小電子光学系4によって被露光面に縮小投影される際に発生する歪曲収差を補正するために、縮小電子光学系4の歪曲特性を予め知り、それに基づいて、縮小電子光学系4の光軸と直交する方向の各要素電子光学系の位置を設定している。
【００４２】
次に本実施例のシステム構成図を図５に示す。
【００４３】
ブランキング制御回路14は、要素電子光学アレイ3の各要素電子光学系のブランキング電極のon/offを個別に制御する制御回路、焦点・非点制御回路１（15）は、要素電子光学アレイ3の各要素電子光学系の電子光学特性（中間像形成位置、非点収差）を個別に制御する制御回路である。
【００４４】
焦点・非点制御回路２（16）は、ダイナミックスティグコイル8及びダイナミックフォーカスコイル7を制御して縮小電子光学系4の焦点位置、非点収差を制御する制御回路で、偏向制御回路17は偏向器6を制御する制御回路、倍率調整回路18は、縮小電子光学系4の倍率を調整する制御回路、光学特性回路19は、縮小電子光学系4を構成する電磁レンズの励磁電流を変化させ回転収差や光軸を調整する制御回路である。
【００４５】
ステージ駆動制御回路20は、θ-Zステージを駆動制御し、かつＸＹステージ12の位置を検出するレーザ干渉計21と共同してＸＹステージ12を駆動制御する制御回路である。
【００４６】
制御系22は、描画パターンに関する情報が記憶されたメモリ23からのデータに基づく露光及び位置合わせの為に上記複数の制御回路および反射電子検出器9・ファラデーカップ10を同期して制御する。制御系22は、インターフェース24を介して電子ビーム露光装置全体をコントロールするCPU25によって制御されている。
【００４７】
（動作の説明）
図５を用いて本実施例の電子ビーム露光装置の動作について説明する。
【００４８】
露光装置のウエハ露光に先立ち、CPU25は、インターフェース24を介して制御系22に「キャリブレーション」を命令すると、制御系22は下記のステップを実行する。
【００４９】
図６に示すように、ステージ基準板13には、偏向器6の主偏向器による偏向領域の中心を(0,0)とし９個のマトリックスに分割した時の各マトリックスの位置に対応した位置に、マークMが形成されている。マークMは、線状パターンがＸ方向に配列された格子状マークMXと、線状パターンがＹ方向に配列された格子状マークMYとで構成されている。どちらの格子状マークもそのピッチはPm(μm）である。
【００５０】
図２に示した要素電子光学系アレイ3の中心にある要素電子光学系D(3,3)からの電子ビームが偏向を受けないでウエハに照射する位置をビーム基準位置とすると、制御系22はステージ駆動制御回路20に命令して、ＸＹステージ12を移動させ、ステージ基準板13のマークM(0,0)の中心を、ビーム基準位置に位置づけさせる。
【００５１】
そして、制御系22はブランキング制御回路14と偏向制御回路17に命令し、偏向器6の主偏向器によって要素電子光学系D(3,3）からの電子ビームB0と、要素電子光学系D(3,3）に対しＹ方向に配列された要素電子光学系D(2,3）、D(4,3）からのそれぞれの電子ビームBX1,BX2の３本の電子ビームをマークM(1,1)の位置に偏向する。そして、３本の電子ビームをマークM(1,1)のマークMX上を図６(B)のようにＸ方向に走査させ、各電子ビームに対応した格子状マークからの反射電子又は２次電子を合成して同時に反射電子検出器9によって検出させ、制御系22に取り込む。そのマーク信号を図７に示す。
【００５２】
そして制御系22は、偏向量に対応した検出電子量の信号であるマーク信号（離散的信号列）を記憶する（この離散的電気信号のサンプリング間隔Ls(μm）は偏向器6の分解能で定められる）。
【００５３】
この時、各電子ビームの起点位置（図中白丸）は、互いにＸ方向に関し同じ位置を満足している。その結果、各電子ビームの起点位置とそれに対応する走査する格子状マークとの位置関係は、全ての電子ビームにおいて同じであるため、各電子ビームにおける偏向量と検出される電子量との関係のマーク信号は略同一となる。また、合成された信号も略同一であり、平均化効果により電子ビーム１本の時より雑音が低減し、信号も大きい。また、この離散的信号は、後述するようにフーリエ変換され、電子ビームのぼけ（結像状態）を検知する。その処理を容易にする為に、走査幅２Ｌｄは、２Ｌｄ＝Ｍ×Ｐｍ（Ｍは正の整数）と２Ｌｄ＝Ｎ×Ｌｓ（Ｎは正の整数，Ｍ＜Ｎ）を満足するように設定されている。
【００５４】
制御系22は、得られた離散的電気信号列S(x)を離散的フーリエ変換によって空間周波数領域の信号に変換し、格子状マークのピッチで決まる周波数（1/Pm)のフーリエ係数を演算する。
【００５５】
その手法は公知のもであり、サンプリング周波数1/2Ldを１に正規化したとき、前述より1/Pm=M/2Ldを満足するので格子状マークのピッチで決まる周期的信号の空間周波数はMとなり、その空間周波数Mの複素フーリエ係数X(M)は、
X(M)=ΣS(n×Ls)e^-j2 ^π ^(M/N)(n ^× ^Ls)
（ただし、jは虚数単位）
となる。またこの時の周期的信号の強度E(M)、位相Θ(M)はそれぞれ
E(M)=( (Re(X(M))² + (Im(X(M))² )
Θ(M)=tan -1 (Im(X(M))/(Re(X(M)))
（ただし、Re(X(M))、Im(X(M))は各々、複素数X(k)の実部、虚部を表す）
と表すことができる。
【００５６】
上記の手法で得られた周波数1/Pmの周期信号の強度E(M)は、電子ビームのぼけが大きい場合はその値が小さく、電子ビームのぼけが小さい場合はその値は大きい。制御系22は、電子ビームのぼけを表す強度E(M)を記憶する。
【００５７】
また、制御系22はブランキング制御回路14と偏向制御回路17に命令し、偏向器6の主偏向器によって、要素電子光学系D(3,3）からの電子ビームB0と、要素電子光学系D(3,3）に対しＸ方向に配列された要素電子光学系D(3,2）、D(3,4）からのそれぞれの電子ビームBY1,BY2の３本電子ビームをマークM(1,1)の位置に偏向する。そして、３本の電子ビームをマークM(1,1)のマークMY上を図６(C)のようにＹ方向に走査させ、各電子ビームに対応した格子状マークからの反射電子又は２次電子を合成して同時に反射電子検出器9によって検出させ、制御系22に取り込む。そして偏向量に対応した検出電子量の信号であるマーク信号（離散的信号列）を記憶し、記憶された離散的信号列S(x)を離散的フーリエ変換によって空間周波数領域の信号に変換し、格子状マークのピッチで決まる周波数（1/Pm)の強度E(M)を記憶する。
【００５８】
次に焦点・非点制御回路2（16）に命じ、ダイナミックスティグコイル8の設定を変え（動的非点補正データの変更）、再び電子ビームでマークM(1,1)上を走査し、同様にマークMXを用いた時の強度E(M)とマークMYを用いた時の強度E(M)を求め記憶する。この作業を繰り返して、図８に示すような、ダイナミックスティグコイル8の非点設定量とマークMXを用いた時の強度E(M)との関係と、ダイナミックスティグコイル8の非点設定量とマークMYを用いた時の強度E(M)との関係とを得る。そして、マークMXを用いた時の強度E(M)とマークMYを用いた時の強度E(M)とが一致する時の動的非点補正データを求める。これにより、マークM(1,1)に対応する偏向位置での最適な動的非点補正データが決定する。
【００５９】
以上の作業を全てのマークについて行い各マークに対応する偏向位置での最適な動的非点補正データが決定する。
【００６０】
次に、制御系22はブランキング制御回路14と偏向制御回路17に命令し、偏向器6の主偏向器によって、電子ビームB0と、電子ビームBY1,BY2の３本電子ビームをマークM(1,1)の位置に偏向する。この時、先に求められた動的非点補正データに基づいてダイナミックスティグコイル8は制御されている。
【００６１】
そして、３本の電子ビームをマークM(1,1)のマークMX上を図６(B)のようにＸ方向に走査させ、各電子ビームに対応した格子状マークからの反射電子又は２次電子を合成して同時に反射電子検出器9によって検出させ、制御系22に取り込む。そして偏向量に対応した検出電子量の信号であるマーク信号（離散的信号列）を記憶し、記憶された離散的信号列S(x)を離散的フーリエ変換によって空間周波数領域の信号に変換し、格子状マークのピッチで決まる周波数（1/Pm)の強度E(M)を記憶する。
【００６２】
次に焦点・非点制御回路２（１６）に命じ、ダイナミックフォーカスコイル７の設定を変え（動的焦点補正データの変更）、再び電子ビームでマークＭ（１，１）上を走査し、同様にマークＭＸを用いた時の強度Ｅ（Ｍ）とマークＭＹを用いた時の強度Ｅ（Ｍ）を求め記憶する。この作業を繰り返して、図９に示すような、ダイナミックフォーカスコイル７の焦点設定量とマークＭＸを用いた時の強度Ｅ（Ｍ）との関係を得る。そして、強度Ｅ（Ｍ）が最大となる時の動的非点補正データを求める。これにより、マークＭ（１，１）に対応する偏向位置での最適な動的焦点補正データが決定する。
【００６３】
以上の作業を全てのマークについて行い各マークに対応する偏向位置での最適な動的焦点補正データが決定する。
【００６４】
次に、CPU25は、インターフェース24を介して制御系22に「露光の実行」を命令すると、制御系22は下記のステップを実行する。
【００６５】
（ステップ１）
制御系22は、偏向制御回路17に命じ、偏向器6の副偏向器によって、要素電子光学系アレイからの複数の電子ビーム偏向させるとともに、ブランキング制御回路14に命じ各要素電子光学系のブランキング電極をウエハ5に露光すべきパターンに応じてon/offさせる。この時ＸＹステージ12はＸ方向に連続移動しており、偏向制御回路17は、ＸＹステージ12の移動量も含めて電子ビームの偏向位置を制御している。
【００６６】
その結果、一つの要素電子光学系からの電子ビームは、図１０に示すようにウエハ5上の露光フィールド（EF)を黒四角を起点として走査し露光する。また、図１１に示すように、サブアレイ内の複数の要素電子光学系の露光フィールド（EF)は、隣接するように設定されていて、その結果、ウエハ5上において、複数の露光領域（EF)で構成されるサブアレイ露光フィールド(SEF)を露光される。同時に、ウエハ5上において、図１２に示すようなサブアレイAからGのそれぞれが形成するサブアレイ露光フィールド(SEF)で構成されるサブフィールドが露光される。
【００６７】
（ステップ２）
制御系22は、図１３に示すサブフィールド▲１▼を露光後、サブフィールド▲２▼を露光する為に、偏向制御回路17に命じ、偏向器6の主偏向器によって、要素電子光学系アレイからの複数の電子ビーム偏向させる。この時、制御系22は、焦点・非点制御回路2に命じ、先ほど求めた動的焦点補正データに基づいてダイナミックフォーカスコイル7を制御して縮小電子光学系4の焦点位置を補正するとともに、先ほど求めれ動的非点補正データに基づいてダイナミックスティグコイル8を制御して、縮小電子光学系の非点収差を補正する。そして、ステップ１の動作を行い、サブフィールド▲２▼を露光する。
【００６８】
以上のステップ１、２を繰り返して、図１３示すようにサブフィールド▲３▼▲４▼というようにサブフィールドを順次露光してウエハ全面を露光する。
【００６９】
次に上記説明した電子ビーム露光装置及び露光方法を利用したデバイスの生産方法の実施例を説明する。
【００７０】
図１４は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造のフローを示す。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ２（露光制御データ作成）では設計した回路パターンに基づいて露光装置の露光制御データを作成する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意した露光制御データが入力された露光装置とウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００７１】
図１５は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では上記説明した露光装置によって回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００７２】
本実施例の製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを低コストに製造することができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、縮小電子光学系の結像状態を正確に検出することができるので、精度の高い結像状態補正データを用いて縮小電子光学系を適切に補正して、ウエハ上に所望のパターンを描画できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子ビーム露光装置の要部概略を示す図。
【図２】要素電子光学系アレイ3について説明する図。
【図３】要素電子光学系を説明する図。
【図４】要素電子光学系の電極を説明する図。
【図５】本発明に係るシステム構成を説明する図。
【図６】ステージ基準マークを説明する図。
【図７】マーク信号を説明する図。
【図８】非点設定量とフーリエ係数の強度を説明する図。
【図９】焦点設定量とフーリエ係数の強度を説明する図。
【図１０】要素電子光学系の露光フィールド(EF)を説明する図。
【図１１】サブアレイ露光フィールド(SEF)を説明する図。
【図１２】サブフィールドを説明する図。
【図１３】ウエハ全面露光を説明する図。
【図１４】微小デバイスの製造フローを説明する図。
【図１５】ウエハプロセスを説明する図。
【図１６】従来の電子ビーム露光装置を説明する図。
【符号の説明】
１電子銃
２コンデンサーレンズ
３要素電子光学系アレイ
４縮小電子光学系
５ウエハ
６偏向器
７ダイナミックフォーカスコイル
８ダイナミックスティグコイル
９反射電子検出器
１０ファラデーカップ
１１ θ−Ｚステージ
１２ＸＹステージ
１３ステージ基準板
１４ブランキング制御回路
１５焦点・非点制御回路１
１６焦点・非点制御回路２
１７偏向制御回路
１８倍率調整回路
１９光学特性回路
２０ステージ駆動制御回路
２１レーザ干渉計
２２制御系
２３メモリ
２４インターフェース
２５ＣＰＵ

Claims

縮小電子光学系を介して複数の電子ビームを基板上に照射させるとともに偏向器により前記複数の電子ビームを前記基板上で偏向させることで、前記基板を露光する電子ビーム露光装置において、
前記基板を載置するステージと、
第１の方向に伸びる線状パターンが設けられた格子状マークが形成され、前記ステージ上に固設された基準板と、
前記複数の電子ビームのうち前記第１の方向に配列された所定数の電子ビームが前記基準板上へ入射するように制御するブランキング制御手段と、
前記基準板に対して前記所定数の電子ビームを前記第１の方向と直交する第２の方向に相対的に走査させた際、前記基準板から発生する電子を検出する電子検出手段と、
前記基準板での前記電子ビームの結像状態を変更した際にそれぞれの結像状態で得られる前記電子検出手段の検出結果に基づいて、前記電子ビームの結像状態を決定する手段と、を有することを特徴とする電子ビーム露光装置。
前記基準板には前記格子状マークが複数箇所に形成されており、それぞれの箇所で前記電子ビームの結像状態が決定され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。
前記基準板には前記第２の方向に伸びる線状パターンが設けられた格子状マークがさらに形成されており、前記ブランキング制御手段は前記複数の電子ビームのうち前記第２の方向に配列された所定数の電子ビームを前記基準板上へ入射するように制御し、前記電子検出手段は、前記基準板に対して前記第２の方向に配列された所定数の電子ビームを前記第１の方向に相対的に走査させた際、前記基準板から発生する電子を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の電子ビーム露光装置。
決定された前記電子ビームの結像状態に基づいて、前記電子ビームの焦点位置を制御する焦点位置制御手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の電子ビーム露光装置。
決定された前記電子ビームの結像状態に基づいて、前記電子ビームの非点収差を制御する非点収差制御手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の電子ビーム露光装置。
請求項１〜５のいずれか１つに記載の電子ビーム露光装置を用いて前記基板を露光するステップと、露光された前記基板を現像するステップと、を備えることを特徴とするデバイス製造方法。