JP3971174B2 - 露光方法、電子ビーム露光装置、及び電子部品製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光方法、電子ビーム露光装置、及び電子部品製造方法に関する。特に本発明は、電子ビームの照射位置を補正して、精度よくウェハを露光する露光方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子ビーム露光装置は、磁界により電子ビームを集束する電子レンズを備え、電子レンズにより電子ビームのウェハに対する焦点を調整し、電子ビームの照射位置をウェハの所定の位置に調整する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年の磁気ヘッド、ＭＲＡＭ等の磁性体を有する電子部品の微細化に伴い、磁性体を有するウェハを精度よく露光できる電子ビーム露光装置が望まれている。
【０００４】
しかしながら、電子ビーム露光装置では、電子レンズにより電子ビームのウェハに対する焦点を調整するため、磁性体が形成されたウェハを露光する場合に、ウェハの磁性体が電子レンズにより形成される磁界に影響を及ぼし、電子ビームの照射位置が所望の位置からずれてしまうという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる露光方法、電子ビーム露光装置、及び電子部品製造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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の形態によると、電子ビームにより、磁性体を有するウェハを露光する露光方法であって、ウェハをウェハステージに載置する載置段階と、ウェハにおける電子ビームを照射すべき照射位置、及び磁性体により形成される磁界に基づいて、電子ビームを偏向する偏向部の偏向量を補正する補正値を算出する算出段階と、補正値に基づいて電子ビームを偏向し、ウェハを露光する露光段階とを備える。
【０００７】
算出段階は、ウェハにおける磁性体の分布にさらに基づいて、補正値を算出してもよい。算出段階は、ウェハステージにおいてウェハが載置される載置位置にさらに基づいて、補正値を算出してもよい。
【０００８】
算出段階は、ウェハと、電子ビームを集束する電子レンズが形成する磁界との位置関係にさらに基づいて、補正値を算出してもよい。
【０００９】
算出段階は、ウェハと、電子レンズである対物レンズとの位置関係に基づいて、補正値を算出してもよい。算出段階は、ウェハの形状にさらに基づいて、補正値を算出してもよい。
【００１０】
ウェハステージのステージ位置を補正するステージ位置補正段階をさらに備え、算出段階は、ステージ位置補正段階において補正されたウェハステージに載置されたウェハにおける、電子ビームを照射すべき照射位置に基づいて、補正値を算出してもよい。
【００１１】
ウェハにマーク部を形成するマーク形成段階をさらに備え、算出段階は、マーク部を基準位置とする、ウェハにおける電子ビームを照射すべき照射位置に基づいて、補正値を算出してもよい。
【００１２】
他のウェハをウェハステージに載置する段階と、ウェハのウェハステージにおける載置位置と他のウェハのウェハステージにおける載置位置との位置関係、及び補正値に基づいて、電子ビームを偏向する偏向部の偏向量を補正する他の補正値を算出する段階と、他の補正値に基づいて電子ビームを偏向し、他のウェハを露光する段階とを備えてもよい。
【００１３】
本発明の第２の形態によると、電子ビームにより、ウェハを露光する露光方法であって、ウェハをウェハステージに載置する段階と、ウェハと、電子ビームを集束する磁界との位置関係に基づいて、電子ビームの偏向量を補正する補正値を算出する算出段階と、補正値に基づいて電子ビームを偏向し、ウェハを露光する露光段階とを備える。
【００１４】
本発明の第３の形態によると、電子ビームにより、磁性体を有するウェハを露光する電子ビーム露光装置であって、ウェハが載置されるウェハステージと、電子ビームを偏向する偏向部と、ウェハステージに載置されたウェハにおける電子ビームを照射すべき照射位置、及び磁性体により形成される磁界に基づいて、偏向部による電子ビームの偏向量を補正する補正値を算出する算出部とを備える。
【００１５】
磁界を形成し、電子ビームを集束する電子レンズをさらに備え、算出部は、ウェハと、電子レンズが形成する磁界との位置関係にさらに基づいて、補正値を算出してもよい。電子レンズは、対物レンズであってもよい。
【００１６】
本発明の第４の形態によると、電子ビームにより磁性体を有するウェハを露光して電子部品を製造する電子部品製造方法であって、ウェハをウェハステージに載置する載置段階と、ウェハにおける電子ビームを照射すべき照射位置、及び磁性体により形成される磁界に基づいて、電子ビームを偏向する偏向部の偏向量を補正する補正値を算出する算出段階と、補正値に基づいて電子ビームを偏向し、ウェハを露光する露光段階とを備える。
【００１７】
ウェハにおける第１の領域に第１のマーク部を形成するマーク部形成段階をさらに備え、載置段階は、第１のマーク部が形成されたウェハをウェハステージに載置し、算出段階は、ウェハにおける第１のマーク部の位置にさらに基づいて、補正値を算出してもよい。
【００１８】
第１の領域における補正値を格納する段階と、ウェハステージに、磁性体を有する他のウェハを載置する段階と、格納された第１の領域における補正値、及びウェハステージにおける他のウェハの位置に基づいて、他のウェハにおける第１の領域に電子ビームを照射する段階とをさらに備えてもよい。
【００１９】
マーク部形成段階は、ウェハにレジストを塗布する段階と、第１の領域に第１のマーク部を形成すべく、第１の領域に光を照射することによりレジストを露光する第１の光露光段階と、ウェハにおける第２の領域に第２のマーク部を形成すべく、第２の領域に光を照射することによりレジストを露光する第２の光露光段階とを有してもよい。この場合、算出段階は、第１の領域における補正値を、ウェハにおける第１のマーク部の位置にさらに基づいて算出し、第２の領域における補正値を、ウェハにおける第２のマーク部の位置にさらに基づいて算出してもよく、さらに電子ビーム露光段階は、第１の領域に電子ビームを照射する場合、第１の領域における補正値に基づいて電子ビームを偏向し、第２の領域に電子ビームを照射する場合、第２の領域における補正値に基づいて電子ビームを偏向してもよい。
【００２０】
マーク部形成段階は、第１の領域に複数の第１のマーク部を形成する段階と、第２の領域に複数の第２のマーク部を形成する段階とを有し、算出段階は、第１の領域における補正値を、複数の第１のマーク部の相対位置にさらに基づいて算出し、第２の領域における補正値を、複数の第２のマーク部の相対位置にさらに基づいて算出してもよい。
【００２１】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２３】
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、電子ビームにより、ウェハ６４に所定の露光処理を施すための露光部１５０と、露光部１５０の各構成の動作を制御する制御系１４０とを備える。
【００２４】
露光部１５０は、筐体１０内部に、所定の電子ビームを照射する電子ビーム照射系１１０と、電子ビーム照射系１１０から照射された電子ビームを偏向するとともに、電子ビームのマスク３０近傍における結像位置を調整するマスク用投影系１１２と、電子ビームのマスク通過前後の結像条件を調整する焦点調整レンズ系１１４と、マスク３０を通過した電子ビームをウェハステージ６２に載置されたウェハ６４の所定の領域に偏向するとともに、ウェハ６４に転写されるパターンの像の向き及びサイズを調整するウェハ用投影系１１６を含む電子光学系を備える。
【００２５】
また、露光部１５０は、ウェハ６４に露光すべきパターンをそれぞれ形成された複数の開口パターンを有するマスク３０を載置するマスクステージ７２と、マスクステージ７２を駆動するマスクステージ駆動部６８と、パターンを露光すべきウェハ６４を載置するウェハステージ６２と、ウェハステージ６２を駆動するウェハステージ駆動部７０とを含むステージ系を備える。さらに、露光部１５０は、電子光学系の調整のために、ウェハステージ６２側から飛散する電子を検出して、飛散した電子量に相当する電気信号に変換する電子検出器６０を有する。
【００２６】
電子ビーム照射系１１０は、電子ビームを発生させる電子銃１２と、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る矩形形状の開口が形成されたスリット部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ために所定の時間を要するので、電子銃１２は、露光処理期間において常に電子ビームを発生してもよい。スリット部１６の開口は、マスク３０に形成された所定の開口パターンの形状に合わせて形成されることが好ましい。図１において、電子ビーム照射系１１０から照射された電子ビームが、電子光学系により偏向されない場合の電子ビームの光軸を、一点鎖線Ａで示す。
【００２７】
マスク用投影系１１２は、電子ビームを偏向するマスク用偏向系としての第１偏向器１８、第２偏向器２２、及び第３偏向器２６と、電子ビームの焦点を調整するマスク用焦点系としての第２電子レンズ２０と、第１ブランキング電極２４とを有する。第１偏向器１８及び第２偏向器２２は、電子ビームをマスク３０上の所定の領域に照射するために電子ビームを偏向する。例えば、所定の領域は、ウェハ６４に転写するパターンを有する開口パターン群であってよい。電子ビームが開口パターンを通過することにより、電子ビームの断面形状は、開口パターンと略同一の形状になる。所定の形状の開口パターンを通過した電子ビームの像をパターン像と定義する。第３偏向器２６は、第１偏向器１８及び第２偏向器２２を通過した電子ビームの軌道を光軸Ａに略平行に偏向する。第２電子レンズ２０は、スリット部１６の開口の像を、マスクステージ７２上に載置されるマスク３０上に結像させる機能を有する。
【００２８】
第１ブランキング電極２４は、マスク３０に形成された開口パターンに電子ビームが照射されないように電子ビームを偏向する。第１ブランキング電極２４は、マスク３０に電子ビームが照射されないように電子ビームを偏向することが好ましい。電子ビームが照射されるにつれてマスク３０に形成された開口パターンは劣化するので、第１ブランキング電極２４は、パターンをウェハ６４に転写するとき以外は、電子ビームを偏向する。そのため、マスク３０の劣化を防止することができる。焦点調整レンズ系１１４は、第３電子レンズ２８と、第４電子レンズ３２とを有する。第３電子レンズ２８及び第４電子レンズ３２は、マスク３０通過前後の電子ビームの結像条件を調整する。
【００２９】
ウェハ用投影系１１６は、第５電子レンズ４０と、第６電子レンズ４６と、第７電子レンズ５０と、第８電子レンズ５２と、第９電子レンズ６６と、第４偏向器３４と、第５偏向器３８と、第６偏向器４２と、主偏向器５６と、副偏向器５８と、第２ブランキング電極３６と、ラウンドアパーチャ部４８とを有する。
【００３０】
電界や磁界の影響を受けてパターン像は回転してしまう。第５電子レンズ４０は、マスク３０の所定の開口パターンを通過した電子ビームのパターン像の回転量を調整する。第６電子レンズ４６及び第７電子レンズ５０は、マスク３０に形成された開口パターンに対する、ウェハ６４に転写されるパターン像の縮小率を調整する。第８電子レンズ５２及び第９電子レンズ６６は、対物レンズとして機能する。第４偏向器３４及び第６偏向器４２は、電子ビームの進行方向に対するマスク３０の下流において、電子ビームを光軸Ａの方向に偏向する。第５偏向器３８は、電子ビームを光軸Ａに略平行になるように偏向する。主偏向器５６及び副偏向器５８は、ウェハ６４上の所定の領域に電子ビームが照射されるように、電子ビームを偏向する。本実施形態では、主偏向器５６は、１ショットの電子ビームで照射可能な領域（ショット領域）を複数含むサブフィールド間で電子ビームを偏向するために用いられる。また、副偏向器５８は、主偏向器５６よりも偏向量が小さく、サブフィールドにおけるショット領域間の偏向のために用いられる。
【００３１】
ラウンドアパーチャ部４８は、円形の開口を有する。第２ブランキング電極３６は、ラウンドアパーチャの外側に当たるように電子ビームを偏向する。したがって、第２ブランキング電極３６は、電子ビームの進行方向に対してラウンドアパーチャ部４８から下流に電子ビームが進行することを防ぐことができる。電子銃１２は、露光処理期間において常に電子ビームを照射するので、第２ブランキング電極３６は、ウェハ６４に転写するパターンを変更するとき、更には、パターンを露光するウェハ６４の領域を変更するときに、ラウンドアパーチャ部４８から下流に電子ビームが進行しないように電子ビームを偏向することが望ましい。
【００３２】
制御系１４０は、統括制御部１３０及び個別制御部１２０を備える。個別制御部１２０は、偏向制御部８２と、マスクステージ制御部８４と、ブランキング電極制御部８６と、電子レンズ制御部８８と、反射電子処理部９０と、ウェハステージ制御部９２とを有する。
【００３３】
偏向制御部８２は、第１偏向器１８、第２偏向器２２、第３偏向器２６、第４偏向器３４、第５偏向器３８、第６偏向器４２、主偏向器５６、及び副偏向器５８の偏向量及び補正量を制御する。マスクステージ制御部８４は、マスクステージ駆動部６８を制御して、マスクステージ７２を移動させる。
【００３４】
ブランキング電極制御部８６は、第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６を制御する。第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６は、露光時には、電子ビームをウェハ６４に照射させ、露光時以外には、電子ビームをウェハ６４に到達させないように制御されることが望ましい。電子レンズ制御部８８は、第１電子レンズ１４、第２電子レンズ２０、第３電子レンズ２８、第４電子レンズ３２、第５電子レンズ４０、第６電子レンズ４６、第７電子レンズ５０、第８電子レンズ５２、及び第９電子レンズ６６に供給する電力を制御する。反射電子処理部９０は、電子検出器６０により検出された電気信号に基づいて電子量を示すデジタルデータを検出する。ウェハステージ制御部９２は、ウェハステージ駆動部７０によりウェハステージ６２を所定の位置に移動させる。
【００３５】
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。また、統括制御部１３０は、位置検出部１３２と、算出部１３４と、記憶部１３６とを有する。
【００３６】
位置検出部１３２は、ウェハ６４に設けられたマーク部に照射された電子ビームの反射電子に基づいて反射電子処理部９０が出力するデジタルデータを、反射電子処理部９０から受け取る。そして、位置検出部１３２は、受け取ったデジタルデータに基づいて、ウェハ６４に設けられたマーク部における基準位置と、マーク部に照射された電子ビームの照射位置との相対位置を検出する。そして、位置検出部１３２は、検出した基準位置と照射位置との相対位置を算出部１３４に出力する。そして、算出部１３４は、位置検出部１３２から受け取った基準位置と照射位置との相対位置に基づいて、電子ビームの照射位置を補正する補正値を算出するための補正式を導出する。即ち、算出部１３４は、静電偏向器である副偏向器５８の偏向量を補正する補正値を算出するための補正式を導出する。また、記憶部１３６は、算出部１３４が導出した補正式を記憶する。そして、算出部１３４は、ウェハ６４における電子ビームを照射すべき照射位置に基づいて、補正式から当該照射位置における補正値を算出し、偏向制御部８２に出力する。そして、偏向制御部８２は、受け取った補正値に基づいて、副偏向器５８の偏向動作を制御し、副偏向器５８は、ウェハ６４における所望の位置に電子ビームを照射する。
【００３７】
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上には、所定のパターンを形成された複数の開口パターンを有するマスク３０が載置され、マスク３０は、所定の位置に固定されている。また、ウェハステージ６２上には、露光処理が施されるウェハ６４が載置されている。ウェハステージ制御部９２は、ウェハステージ駆動部７０によりウェハステージ６２を移動させて、ウェハ６４の露光されるべき領域が光軸Ａ近傍に位置するようにする。また、電子銃１２は、露光処理期間において常に電子ビームを照射するので、露光の開始前において、スリット部１６の開口を通過した電子ビームがマスク３０及びウェハ６４に照射されないように、ブランキング電極制御部８６が第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６を制御する。マスク用投影系１１２において、電子レンズ２０、第１偏向器１８、第２偏向器２２、及び第３偏向器２６は、ウェハ６４に転写するパターンが形成された開口パターンに電子ビームを照射できるように調整される。焦点調整レンズ系１１４において、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、第８電子レンズ５２、第９電子レンズ６６、第４偏向器３４、第５偏向器３８、第６偏向器４２、主偏向器５６、及び副偏向器５８は、ウェハ６４の所定の領域にパターン像を転写できるように調整される。
【００３８】
マスク投影系１１２、焦点調整レンズ系１１４、及びウェハ用投影系１１６が調整された後、ブランキング電極制御部８６は、第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６による電子ビームの偏向を停止する。これにより、以下に示すように、電子ビームはマスク３０を介してウェハ６４に照射される。
【００３９】
次に、本実施形態の電子ビーム露光装置１００は、副偏向器５８の偏向量を補正する補正値を算出するための補正式を導出する。そして、副偏向器５８の偏向量を補正する補正値を算出する補正式を導出した後、導出された補正式と、電子ビームを照射すべき照射位置とに基づいて、副偏向器５８の偏向量を補正する補正値を算出し、ウェハステージ６２に載置されたウェハ６４に露光処理を行う。
【００４０】
まず、電子銃１２が電子ビームを生成し、第１電子レンズ１４が電子ビームの焦点位置を調整して、スリット部１６に照射させる。そして、第１偏向器１８及び第２偏向器２２がスリット部１６の開口を通過した電子ビームをマスク３０の転写すべきパターンが形成された所定の領域に照射するように偏向する。スリット部１６の開口を通過した電子ビームは、矩形の断面形状を有している。第１偏向器１８及び第２偏向器２２により偏向された電子ビームは、第３偏向器２６により光軸Ａと略平行になるように偏向される。また、電子ビームは、第２電子レンズ２０により、マスク３０上の所定の領域にスリット部１６の開口の像が結像するように調整される。
【００４１】
そして、マスク３０に形成された開口パターンを通過した電子ビームは、第４偏向器３４及び第６偏向器４２により光軸Ａに近づく方向に偏向され、第５偏向器３８により、光軸Ａと略平行になるように偏向される。また、電子ビームは、第３電子レンズ２８及び第４電子レンズ３２により、マスク３０に形成された開口パターンの像がウェハ６４の表面に焦点が合うように調整され、第５電子レンズ４０によりパターン像の回転量が調整され、第６電子レンズ４６及び第７電子レンズ５０により、パターン像の縮小率が調整される。それから、電子ビームは、主偏向器５６及び副偏向器５８により、ウェハ６４上の所定のショット領域に照射されるように偏向される。本実施形態では、主偏向器５６が、ショット領域を複数含むサブフィールド間で電子ビームを偏向し、副偏向器５８が、サブフィールドにおけるショット領域間で電子ビームを偏向する。所定のショット領域に偏向された電子ビームは、電子レンズ５２及び電子レンズ６６によって調整されて、ウェハ６４に照射される。これによって、ウェハ６４上の所定のショット領域には、マスク３０に形成された開口パターンの像が転写される。
【００４２】
所定の露光時間が経過した後、ブランキング電極制御部８６が、電子ビームがマスク３０及びウェハ６４を照射しないように、第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６を制御して、電子ビームを偏向させる。以上のプロセスにより、ウェハ６４上の所定のショット領域に、マスク３０に形成された開口パターンの形状を有するパターンが露光される。次のショット領域に、マスク３０に形成された開口パターンの形状を有するパターンを露光するために、マスク用投影系１１２において、第２電子レンズ２０、第１偏向器１８、第２偏向器２２、及び第３偏向器２６は、ウェハ６４に転写すべきパターンを有する開口パターンに電子ビームを照射できるように調整される。焦点調整レンズ系１１４において、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、第８電子レンズ５２、第９電子レンズ６６、第４偏向器３４、第５偏向器３８、第６偏向器４２、主偏向器５６、及び副偏向器５８は、ウェハ６４の所定の領域にパターン像を転写できるように調整される。
【００４３】
具体的には、副偏向器５８は、マスク用投影系１１２により生成されたパターン像が、次のショット領域に露光されるように電界を調整する。この後、上記同様に当該ショット領域にパターンを露光する。サブフィールド内のパターンを露光すべきショット領域のすべてにパターンを露光した後に、主偏向器５６は、次のサブフィールドにパターンを露光できるように磁界を調整する。電子ビーム露光装置１００は、この露光処理を、繰り返し実行することによって、所望の回路パターンを、ウェハ６４に露光することができる。
【００４４】
本発明による電子ビーム露光装置１００は、可変矩形を用いた電子ビーム露光装置であってもよく、また、ブランキング・アパーチャ・アレイ・デバイスを用いた電子ビーム露光装置であってもよい。また、本発明による電子ビーム処理装置は、複数の電子ビームにより、ウェハにパターンを露光するマルチビーム露光装置でもよい。
【００４５】
本実施形態に係る電子ビーム露光装置によれば、ウェハが有する磁性体が形成する磁界、ウェハにおける磁性体の分布、電子レンズが形成する磁界、磁性体を有するウェハの形状等に基づいて、電子ビームの偏向量を補正することができるので、磁性体を有するウェハを精度良く露光することができる。
【００４６】
図２は、ウェハ６４の上面図を示す。ウェハ６４は、複数の領域５００（５００−１、５００−２、・・・）を有する。複数の領域５００は、例えばウェハ６４に電子部品がそれぞれ形成されるべき領域である。領域５００は、１つの電子部品を含む領域であってよく、また、複数の電子部品を含む領域であってもよい。また、領域５００は、例えば紫外光によりウェハを露光する露光装置が、１ショットで露光する領域であってよい。
【００４７】
複数の領域５００はそれぞれ複数のマーク部６００（６００−１、６００−２、・・・）を有する。複数のマーク部６００は、ウェハ６４に形成された磁性体よりも下層に形成されたマークであってよく、また、当該磁性体と同層に形成されたマークであってもよい。また、マーク部６００は、対応する領域５００の四隅にそれぞれ形成されるのが好ましい。
【００４８】
マーク部６００は、例えば紫外光によりウェハを露光する露光装置を用いてウェハ６４に塗布されたレジストを露光することにより、ウェハ６４における対応する領域５００に予め形成される。例えば所定の領域５００を露光した後に、ウェハ６４を移動させることにより他の領域５００を露光することにより、マーク部６００はそれぞれの領域５００において形成される。
【００４９】
図３は、本実施形態に係る露光方法のフローチャートの一例を示す。まず、ウェハを載置するウェハステージ６２のステージ位置の補正を行う（Ｓ１００）。そして、磁性体を有するウェハを搬入し、ステージ位置の補正が行われたウェハステージ６３に載置する（Ｓ１０２）。ウェハ６４には、例えば紫外光によりウェハを露光する露光装置を用いて、対応する領域５００にマーク部６００が予め形成されている。例えば、ウェハ６４には、磁性体が成膜されている。
【００５０】
次に、統括制御部１３０は、Ｓ１０２においてウェハステージ６２に載置されたウェハが、前回露光したウェハと同一の特性を有するウェハであるか否かを判断する。例えば、Ｓ１０２においてウェハステージ６２に載置されたウェハが、前回露光したウェハと同一のロット内のウェハであるかにより同一の特性を有するか否かを判断する。（Ｓ１０４）。同一のロットとは、例えば紫外光によりウェハを露光する露光装置などの他の装置において、一のシーケンスにより処理されたウェハ群である。
【００５１】
Ｓ１０４において前回露光したウェハと同一のロット内のウェハでないと判断した場合、ウェハ全体に形成された複数のマーク部に電子ビームを照射し、マーク検出を行う（Ｓ１０６）。そして、ウェハ６４における各々のマーク部６００の位置を検出する。ウェハ６４の所定の領域５００に形成されたマーク部６００は、当該露光方法において露光する層の下層において、成膜、露光、及びエッチングにより形成されることが好ましい。また、電子ビーム露光装置１００によって露光されることにより形成されてもよいし、光露光装置等の他の露光装置よって露光されることにより形成されてもよい。
【００５２】
ウェハ６４の所定の領域５００に形成された複数のマーク部６００の、ウェハ６４における位置を検出することにより、ウェハ６４におけるマーク部６００の位置ずれ、回転等を検出することができる。ウェハ６４におけるマーク部６００の位置を検出することにより、ウェハ６４において電子ビームを照射すべき位置を精度よく定めることができる。
【００５３】
次に、位置検出部１３２は、Ｓ１０６におけるマーク検出の検出結果に基づいて、ウェハステージ６２におけるウェハの載置位置を検出する（Ｓ１０８）。例えば、位置検出部１３２は、ウェハステージ６２のステージ位置と、ウェハに形成されたマーク部の検出位置との相対位置に基づいて、ウェハステージ６２におけるウェハの載置位置を検出する。
【００５４】
また、位置検出部１３２は、Ｓ１０６におけるマーク検出の検出結果に基づいて、ウェハが有する磁性体の磁性の影響による電子ビームの照射位置ずれを検出する（Ｓ１１０）。また、位置検出部１３２は、Ｓ１０６におけるマーク検出の検出結果に基づいて、ウェハにおける下層の磁性体や配線あるいは同層の磁性体や配線等の作り込みずれによる電子ビームの照射位置ずれを検出する（Ｓ１１０）。作り込みずれは、ウェハに形成される電子部品の回転及び伸張、並びに他の露光装置による歪みを含む。
【００５５】
次に、算出部１３４は、位置検出部１３２が検出したウェハの載置位置、ウェハが有する磁性体の磁性の影響による照射位置ずれ、及び下層配線の作り込みずれによる照射位置ずれに基づいて、副偏向器５８の電子ビームの偏向量を補正する照射補正値を算出するための補正式を導出する（Ｓ１１２）。そして、記憶部１３６は、算出部１３４が導出した補正式を記憶する。
【００５６】
具体的には、ウェハが有する磁性体の磁性の影響による照射位置ずれは、ウェハが有する磁性体が形成する磁界、ウェハにおける磁性体の分布、ウェハの近くに配置されウェハの周囲に磁界を形成する第８電子レンズ５２及び第９電子レンズ６６が形成する磁界、磁性体を有するウェハの形状等に起因する。そのため、算出部１３４は、ウェハが有する磁性体が形成する磁界、ウェハにおける磁性体の分布、第８電子レンズ５２及び第９電子レンズ６６が形成する磁界、磁性体を有するウェハの形状に基づいて、副偏向器５８の電子ビームの偏向量を補正する照射補正値を算出するための補正式を導出する。また、算出部１３４は、第８電子レンズ５２及び第９電子レンズ６６が形成する磁界と、磁性体を有するウェハとの位置関係に基づいて、副偏向器５８の電子ビームの偏向量を補正する照射補正値を算出するための補正式を導出する。第８電子レンズ５２及び第９電子レンズ６６が形成する磁界と、磁性体を有するウェハとの位置関係は、ウェハの移動方向における位置関係でもよく、電子ビームの照射方向における位置関係でもよい。さらに、算出部１３４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、及び第７電子レンズ５０が形成する磁界にさらに基づいて、副偏向器５８の電子ビームの偏向量を補正する照射補正値を算出するための補正式を導出してもよい。
【００５７】
なお、算出部１３４が導出する補正式は、ウェハにおける電子ビームの複数の照射位置に基づいて、副偏向器５８の偏向量を補正する照射補正値を算出することができる１つの多項式であることが好ましい。また、算出部１３４は、ウェハにおける電子ビームの照射位置ずれの分布に基づいて、最小二乗近似により補正式を導出することが好ましい。さらに、算出部１３４が導出する補正式は、５次以上の多項式であることが好ましい。
【００５８】
また、算出部１３４は、例えばウェハ６４へのマーク部６００等の形成において生じた作り込みずれにさらに基づいて補正式を導出してもよい。具体的には、算出部１３４は、ウェハ６４に所定の密度で形成された磁性体の影響による電子ビームの照射位置ずれから、例えばウェハ６４へのマーク部６００等の形成において生じた作り込みずれを、それぞれの領域５００において除去することにより補正式を導出する。すなわち、算出部１３４は、ウェハ６４に形成された磁性体の影響のみに基づく電子ビームの照射位置ずれを補正する補正式を導出する。当該作り込みずれは、例えば例えばマーク部６００を形成する工程において使用された露光装置のウェハステージの移動ずれに基づく作り込みずれ等である。
【００５９】
この場合、算出部１３４は、それぞれの領域５００における作り込みずれに基づき算出された、電子ビームの照射位置ずれを補正する領域補正値を算出するのがこのましい。具体的には、算出部１３４は、複数の領域５００の相対的な位置ずれに基づいて領域補正値を算出する。算出部１３４は、複数の領域５００の相対的な位置ずれを、例えばそれぞれの領域５００に形成されたマーク部６００の相対位置に基づいて算出する。そして、記憶部１３６は、それぞれの領域５００と領域補正値とを対応づけて記憶する。
【００６０】
また、算出部１３４は、一の領域５００における複数のマーク部６００の相対的な位置ずれを当該作り込みずれとして補正式を導出してもよい。当該作り込みずれは、例えばマーク部６００を形成する工程において使用された露光装置のレンズ収差に基づく作り込みずれ等である。この場合においても、算出部１３４は、それぞれの領域５００における作り込みずれに基づき算出された、電子ビームの照射位置ずれを補正する領域補正値を算出するのがこのましい。そして、記憶部１３６は、それぞれの領域５００と領域補正値とを対応づけて記憶する。
【００６１】
また、Ｓ１０４において前回露光したウェハと同一のロット内のウェハであると判断した場合、ウェハに形成された複数のマーク部の一部に電子ビームを照射し、マーク検出を行う（Ｓ１２２）。そして、位置検出部１３２は、Ｓ１２２におけるマーク検出の検出結果に基づいて、ウェハステージ６２におけるウェハの載置位置を検出する（Ｓ１２４）。そして、算出部１３４は、位置検出部１３２が検出したウェハの載置位置、及び記憶部１３６に記憶された補正式に基づいて、副偏向器５８の電子ビームの偏向量を補正する照射補正値を算出するための補正式を導出する（Ｓ１２６）。即ち、算出部１３４は、前回露光したウェハのウェハステージ６２における載置位置、及び今回露光するウェハのウェハステージ６２における載置位置、及び前記露光したウェハの補正式に基づいて、今回露光するウェハの補正式を導出する。
【００６２】
次に、算出部１３４は、電子ビームが照射されるべき照射位置に基づいて、導出した補正式から当該照射位置における副偏向器５８の偏向量を補正する照射補正値を算出する（Ｓ１１６）。算出部１３４は、ウェハ６４における所定のマーク部６００の位置と、電子ビームが照射されるべき照射位置との相対位置に基づいて、照射補正値を算出することが好ましい。そして、偏向制御部８２は、算出部１３４が算出した照射補正値に基づいて副偏向器５８を制御する。そして、副偏向器５８は、偏向制御部８２の制御に基づいて電子ビームを偏向することにより、ウェハにおける所望の位置に電子ビームを照射して露光する（Ｓ１１８）。
【００６３】
算出部１３４は、各領域５００に対応づけて記憶部１３６に記憶された領域補正値にさらに基づいて、照射補正値を算出してもよい。すなわち、算出部１３４は、記憶部１３６に記憶された補正式に基づいて、ウェハ６４に形成された磁性体の影響に基づく電子ビームの照射位置ずれと、各領域５００におけるマーク部６００等の作り込みずれに基づく電子ビームの照射位置ずれとに基づいて、照射補正値を算出する。ウェハ６４に形成された磁性体の影響と、各領域５００におけるマーク部６００等の作り込みずれとに基づいて照射補正値を算出することにより、さらに精度よくウェハに電子ビームを照射することができる。
【００６４】
次に、ウェハステージ６２に載置されたウェハを搬出し、統括制御部１３０は、所定枚数のウェハの露光が終了したか否かを判断する。即ち、統括制御部１３０は、１ロットのウェハの露光が終了したか否かを判断する。（Ｓ１２０）。Ｓ１２０において１ロットのウェハの露光が終了していないと判断した場合、Ｓ１０２に戻り、次のウェハをウェハステージ６２に載置する。Ｓ１２０において１ロットのウェハの露光が終了したと判断した場合、本実施形態に係る露光方法のフローチャートを終了する。
【００６５】
本実施形態に係る露光方法によれば、ウェハが有する磁性体が形成する磁界、ウェハにおける磁性体の分布、電子レンズが形成する磁界、磁性体を有するウェハの形状等に基づいて、電子ビームの偏向量を補正することができるので、磁性体を有するウェハを精度良く露光することができる。
【００６６】
また、同一ロット内の複数のウェハは、同一の製造工程により製造されるため、ウェハが有する磁性体の磁性の影響による照射位置ずれ、及び下層配線の作り込みずれによる照射位置ずれが略等しい。そのため、ウェハステージ６２におけるウェハ毎の載置位置の違いを補正式に反映させることにより、同一の補正式を利用することができる。したがって、補正式の算出に要する時間を低減することができ、ウェハの露光処理に要する時間を低減することができる。
【００６７】
図４は、ウェハから電子部品を製造する、本発明の一実施形態に係る電子部品製造工程のフローチャートの一例を示す。本実施形態の電子部品は、例えば磁気ヘッド、ＭＲＡＭ等の磁気記憶素子、超伝導体を有する半導体素子である。
【００６８】
まず、ウェハの上面に、フォトレジストを塗布する（Ｓ１２）。フォトレジストが塗布されたウェハが、電子ビーム露光装置１００におけるウェハステージ６２に載置される。ウェハは、図１から図３に関連して説明したように、電子ビームによりパターン像を露光される（Ｓ１４）。
【００６９】
露光されたウェハは、現像液に浸され、現像され、余分なレジストが除去される（Ｓ１６）。そして、ウェハ上のフォトレジストが除去された領域に存在するシリコン基板、絶縁膜あるいは導電膜が、プラズマを用いた異方性エッチングによりエッチングされる（Ｓ１８）。また、トランジスタやダイオードなどの半導体素子を形成するために、ウェハに、ホウ素や砒素などの不純物を注入する（Ｓ２０）。また、熱処理を施し、注入された不純物の活性化を行う（Ｓ２２）。また、ウェハ上の有機汚染物や金属汚染物を取り除くために、薬液によりウェハを洗浄する（Ｓ２４）。また、導電膜や絶縁膜の成膜を行い、配線層および配線間の絶縁層を形成する（Ｓ２６）。Ｓ１２〜Ｓ２６の工程を組み合わせ、繰り返し行うことによって、ウェハに部品分離領域、部品領域および配線層を有する電子部品が製造される。所要の回路が形成されたウェハを切り出し、組み立てを行う（Ｓ２８）。以上で、本実施形態に係る電子部品製造方法のフローチャートを終了する。
【００７０】
本実施形態に係る電子部品製造方法によれば、電子ビーム露光装置１００により、磁性体を有するウェハを精度良く露光することができるので、微細な電子部品を製造することができる。
【００７１】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００７２】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、電子ビームの照射位置を補正して、精度よくウェハを露光する露光方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子ビーム露光装置の構成図である。
【図２】ウェハ６４の上面図を示す。
【図３】本実施形態に係る露光方法のフローチャートである。
【図４】本実施形態に係る電子部品製造方法のフローチャートである。
【符号の説明】
１０・・・筐体、１２・・・電子銃、１４・・・第１電子レンズ、１６・・・スリット部、１８・・・第１偏向器、２０・・・第２電子レンズ、２２・・・第２偏向器、２４・・・第１ブランキング偏向器、２６・・・第３偏向器、２８・・・第３電子レンズ、３０・・・マスク、３２・・・第４電子レンズ、３４・・・第４偏向器、３６・・・第２ブランキング偏向器、３８・・・第５偏向器、４０・・・第５電子レンズ、４２・・・第６偏向器、４６・・・第６電子レンズ、４８・・・ラウンドアパーチャ、５０・・・第７電子レンズ、５２・・・第８電子レンズ、５６・・・主偏向器、５８・・・副偏向器、６０・・・電子検出器、６２・・・ウェハステージ、６４・・・ウェハ、６６・・・第９電子レンズ、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、８２・・・偏向制御部、８４・・・マスクステージ制御部、８６・・・ブランキング電極制御部、８８・・・電子レンズ制御部、９０・・・反射電子処理部、９２・・・ウェハステージ制御部、１００・・・電子ビーム露光装置、１１０・・・電子ビーム照射系、１１２・・・マスク用投影系、１１４・・・焦点調整レンズ系、１１６・・・ウェハ用投影系、１２０・・・個別制御部、１３０・・・統括制御部、１３２・・・位置検出部、１３４・・・算出部、１３６・・・記憶部、１４０・・・制御系、１５０・・・露光部、５００・・・領域、６００・・・マーク部

Claims (18)

1. 電子ビームにより、磁性体を有するウェハを露光する露光方法であって、
   前記ウェハをウェハステージに載置する載置段階と、
   前記載置段階において前記ウェハステージに載置された前記ウェハに形成されたマーク部の位置を検出するマーク検出段階と、
   前記マーク検出段階において検出された前記マーク部の位置に基づいて、前記ウェハの載置位置を検出する載置位置検出段階と、
   前記ウェハにおける前記電子ビームを照射すべき照射位置、前記載置位置検出段階において検出された前記ウェハの載置位置、及び前記ウェハステージに載置された前記ウェハが有する前記磁性体により形成される磁界に基づいて、前記電子ビームを偏向する偏向部の偏向量を補正する補正値を算出する算出段階と、
   前記算出段階において算出された前記補正値に基づいて前記電子ビームを偏向し、前記載置段階において前記ウェハステージに載置された前記ウェハを露光する露光段階と
   を備えることを特徴とする露光方法。
2. 前記算出段階は、前記載置段階において前記ウェハステージに載置された前記ウェハが有する前記磁性体の分布にさらに基づいて、前記補正値を算出することを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
3. 前記算出段階は、前記載置段階において前記ウェハステージに載置された前記ウェハと、前記電子ビームを集束する電子レンズが形成する磁界との位置関係さらに基づいて、前記補正値を算出することを特徴とする請求項２に記載の露光方法。
4. 前記算出段階は、前記載置段階において前記ウェハステージに載置された前記ウェハと、前記電子レンズである対物レンズとの前記位置関係に基づいて、前記補正値を算出することを特徴とする請求項３に記載の露光方法。
5. 前記算出段階は、前記載置段階において前記ウェハステージに載置された前記ウェハの形状にさらに基づいて、前記補正値を算出することを特徴とする請求項２に記載の露光方法。
6. 前記ウェハステージのステージ位置を補正するステージ位置補正段階をさらに備え、
   前記算出段階は、前記ステージ位置補正段階において補正された前記ウェハステージに載置された前記ウェハにおける、前記電子ビームを照射すべき前記照射位置に基づいて、前記補正値を算出することを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
7. 電子ビームにより、磁性体を有するウェハを露光する電子ビーム露光装置であって、
   前記ウェハが載置されるウェハステージと、
   前記電子ビームを偏向する偏向部と、
   前記ウェハステージに載置された前記ウェハに形成されたマーク部の位置を検出して、前記ウェハの載置位置を検出する位置検出部と、
   前記ウェハステージに載置された前記ウェハにおける前記電子ビームを照射すべき照射位置、前記位置検出部が検出した前記ウェハの載置位置、及び前記ウェハステージに載置された前記ウェハが有する前記磁性体により形成される磁界に基づいて、前記偏向部による前記電子ビームの偏向量を補正する補正値を算出する算出部と
   を備え、
   前記偏向部は、前記算出部が算出した前記補正値に基づいて前記電子ビームを偏向し、前記ウェハステージに載置された前記ウェハを露光することを特徴とする電子ビーム露光装置。
8. 前記算出部は、前記ウェハステージに載置された前記ウェハが有する前記磁性体の分布にさらに基づいて、前記補正値を算出することを特徴とする請求項７に記載の電子ビーム露光装置。
9. 磁界を形成し、前記電子ビームを集束する電子レンズをさらに備え、
   前記算出部は、前記ウェハステージに載置された前記ウェハと、前記電子レンズが形成する前記磁界との位置関係にさらに基づいて、前記補正値を算出することを特徴とする請求項８に記載の電子ビーム露光装置。
10. 前記電子レンズは、対物レンズであることを特徴とする請求項９に記載の電子ビーム露光装置。
11. 前記算出部は、前記ウェハステージに載置された前記ウェハの形状にさらに基づいて、前記補正値を算出することを特徴とする請求項８に記載の電子ビーム露光装置。
12. 電子ビームにより磁性体を有するウェハを露光して電子部品を製造する電子部品製造方法であって、
    前記ウェハをウェハステージに載置する載置段階と、
    前記載置段階において前記ウェハステージに載置された前記ウェハに形成されたマーク部の位置を検出するマーク検出段階と、
    前記マーク検出段階において検出された前記マーク部の位置に基づいて、前記ウェハの載置位置を検出する載置位置検出段階と、
    前記ウェハにおける前記電子ビームを照射すべき照射位置、前記載置位置検出段階において検出された前記ウェハの載置位置、及び前記ウェハステージに載置された前記ウェハが有する前記磁性体により形成される磁界に基づいて、前記電子ビームを偏向する偏向部の偏向量を補正する補正値を算出する算出段階と、
    前記算出段階において算出された前記補正値に基づいて前記電子ビームを偏向し、前記載置段階において前記ウェハステージに載置された前記ウェハを露光する電子ビーム露光段階と
    を備えることを特徴とする電子部品製造方法。
13. 前記算出段階は、前記載置段階において前記ウェハステージに載置された前記ウェハが有する前記磁性体の分布にさらに基づいて、前記補正値を算出することを特徴とする請求項１２に記載の電子部品製造方法。
14. 前記算出段階は、前記載置段階において前記ウェハステージに載置された前記ウェハと、前記電子ビームを集束する電子レンズが形成する磁界との位置関係さらに基づいて、前記補正値を算出することを特徴とする請求項１３に記載の電子部品製造方法。
15. 前記算出段階は、前記載置段階において前記ウェハステージに載置された前記ウェハの形状にさらに基づいて、前記補正値を算出することを特徴とする請求項１３に記載の電子部品製造方法。
16. 前記ウェハにおける第１の領域に第１のマーク部を形成するマーク部形成段階をさらに備え、
    前記載置段階は、前記第１のマーク部が形成された前記ウェハを前記ウェハステージに載置し、
    前記算出段階は、前記ウェハにおける前記第１のマーク部の位置にさらに基づいて、前記補正値を算出することを特徴とする請求項１２に記載の電子部品製造方法。
17. 前記マーク部形成段階は、
    前記ウェハにレジストを塗布する段階と、
    前記第１の領域に前記第１のマーク部を形成すべく、前記第１の領域に光を照射することにより前記レジストを露光する第１の光露光段階と
    前記ウェハにおける第２の領域に第２のマーク部を形成すべく、前記第２の領域に光を照射することにより前記レジストを露光する第２の光露光段階と
    を有し、
    前記算出段階は、
    前記第１の領域における前記補正値を、前記ウェハにおける前記第１のマーク部の位置にさらに基づいて算出し、
    前記第２の領域における前記補正値を、前記ウェハにおける前記第２のマーク部の位置にさらに基づいて算出し、
    前記電子ビーム露光段階は、
    前記第１の領域に前記電子ビームを照射する場合、前記第１の領域における前記補正値に基づいて前記電子ビームを偏向し、
    前記第２の領域に前記電子ビームを照射する場合、前記第２の領域における前記補正値に基づいて前記電子ビームを偏向する
    ことを特徴とする請求項１６に記載の電子部品製造方法。
18. 前記マーク部形成段階は、
    前記第１の領域に複数の前記第１のマーク部を形成する段階と、
    前記第２の領域に複数の前記第２のマーク部を形成する段階と
    を有し、
    前記算出段階は、
    前記第１の領域における前記補正値を、前記複数の第１のマーク部の相対位置にさらに基づいて算出し、
    前記第２の領域における前記補正値を、前記複数の第２のマーク部の相対位置にさらに基づいて算出する
    ことを特徴とする請求項１７に記載の電子部品製造方法。

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