JP4657740B2 - 荷電粒子線光学系用収差測定装置、該収差測定装置を具備する荷電粒子線露光装置及び該装置を用いたデバイス製造方法 - Google Patents
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Description
例えば、前記検出手段の検出結果および前記荷電粒子線光学系の歪曲に基づいて、前記荷電粒子線光学系の収差を求めることができる。
例えば、前記生成手段が、複数の荷電粒子線を夫々等しい入射角で前記荷電粒子線光学系の物体面に入射させる手段をさらに有し、前記検出手段が前記複数の荷電粒子線の夫々の結像位置を検出し、その検出結果に基づいて、前記荷電粒子線光学系の歪曲を求めることができる。
例えば、夫々異なる像高で前記荷電粒子線光学系の物体面に入射する前記複数の荷電粒子線が、夫々略同一の像高で前記荷電粒子線の物体面に入射するとみなして、前記荷電粒子線光学系の収差を求めることができる。
例えば、前記荷電粒子線光学系の収差をツェルニケ係数で成分わけする演算手段をさらに備えることができる。
本発明の第2の側面は、複数の荷電粒子線を用いて被露光面を露光する荷電粒子線露光装置に係り、該荷電粒子線露光装置は、複数の開口を有し、荷電粒子源から放射された荷電粒子線を前記複数の荷電粒子線に分割する開口基板と、前記複数の開口の夫々を瞳とする複数の電子光学系と、前記複数の電子光学系が形成する複数の荷電粒子源像を前記被露光面に投影する荷電粒子線光学系と、前記複数の開口の夫々を、露光用開口、および、前記複数の荷電粒子線を夫々異なる入射角で前記荷電粒子線光学系の物体面に入射させる収差測定用開口の何れかに設定する手段と、前記収差測定用開口を通過した前記複数の荷電粒子線が前記荷電粒子線光学系の像面上に結像する位置を検出する検出手段と、を備える。
例えば、前記検出手段の検出結果および前記荷電粒子線光学系の歪曲に基づいて、前記荷電粒子線光学系の収差を求めることができる。
例えば、前記収差測定用開口が、複数の荷電粒子線を夫々等しい入射角で前記荷電粒子線光学系の物体面に入射させる開口をさらに含み、前記検出手段が前記複数の荷電粒子線の夫々の結像位置を検出し、その検出結果に基づいて、前記荷電粒子線光学系の歪曲を求めることができる。
例えば、夫々異なる像高で前記荷電粒子線光学系の物体面に入射する前記複数の荷電粒子線が、夫々略同一の像高で前記荷電粒子線の物体面に入射するとみなして、前記荷電粒子線光学系の収差を求めることができる。
例えば、前記荷電粒子線光学系の収差をツェルニケ係数で成分わけする演算手段をさらに備えることができる。
本発明の第3の側面は、デバイス製造方法に係り、該デバイス製造方法は、上記の荷電粒子線露光装置を用いて、被露光対象に露光を行う工程と、露光された前記被露光対象を現像する工程とを具備する。
図1は本発明に係る電子線露光装置の要部概略図である。
図1において、電子銃(図示せず)で発生した電子線はクロスオーバ像を形成する(以下、このクロスオーバ像を電子源1と記す)。この電子源1から放射される電子ビームは、ビーム整形光学系2,3を介して、電子源1の像SIを形成する。電子源1の像SIの大きさは、ビーム整形光学系2,3のレンズパワーをそれぞれ調整することにより変えることができる。像SIから放射される電子線は、コリメータレンズ4によって略平行の電子ビームとなる。
偏向させる。
図4において、Aを射出瞳の中心、Fをガウス像点とし、Fを通る光軸に直角の平面を像面とし、この上にX,Y軸をとる。Aを通る光線(主光線)がこの像面と交わる点をQ0(X0,Y0)とすれば、瞳面上の任意の1点から出た光線が像面と交わる点をQとするとき、Q−Q0(δX,δY)はこの点のQ0(像高)に対する幾何光学的収差と呼ばれている。ここでδX,δYは歪曲であり、収差Q−Q0と歪曲δX,δYとの間には、δX=(Q−Q0)COSθ、δY=(Q−Q0)SINθの関係がある。
また、幾何光学的収差は、下記式(1)および(2)のように表される。
図6において、左図(1)がアパーチャアレイの露光用開口パターンであり、右図(2)が収差測定用開口パターンである。図示するように、露光用開口パターンを5×5の25ブロックに分割し、その中心の開口パターンに対応する収差測定用開口パターンを、同じ開口にしている。そして25ブロックのうち9ブロックでは、露光用開口パターンに対応する収差測定用パターンを、露光用開口パターン内の特定の光線だけ(射出瞳位置(ξ,η)に対応する)を通過するような微小開口にしている。そしてこの9ブロックでは、同一ブロック内の光線を略同一像高とみなして、図示するようにブロック中心の像高を代表像高とする。そして、上述のように収差を測定している。他のブロックは、ブロック中心の開口パターンに対応する収差測定用開口パターンだけを有し、後述するようにディスト-ション測定のために通過する光線を設定している。ここで、ブロックは、言い換えれば、像高を意味することになる。
半導体検出器12は、複数の開口が形成された基板121と基板の開口に対応した図8(2)に示す半導体デバイス122(PINフォト、アバランシェダイオード等)で構成される。基板121の開口は、上述した収差測定用開口パターンの9ブロックの中心に位置する開口に対応して形成されている。その開口の形状は、図示するようにL字形である。主偏向器により、ビームを走査し、開口を通過する電子線を半導体デバイス122で検出することにより、その信号と開口位置とに基づいて、走査方向のビーム位置が検出できる。
露光装置の収差測定のために、主制御系29は下記ステップを実行する。
電子ビームの設計上の結像位置と実際の結像位置との変位(δXk,δYk)を算出し、記憶する。
(ステップ8)主制御系29は、記憶されている像高(Xi,Yj)、瞳位置(ξk,ηk)ごとの変位(δXk、δYk)を読み込む。
δy=g(x,y)
(ステップ10)ディスト-ション関数から、下式のように各像高の瞳位置(ξ,η)と、(δX,δY)を補正し、(δX’,δY’)を求める。
δY’=δY−g(x,y)
ただし、(x,y)は、各像高の瞳位置(ξ,η)の実際の像高位置を表す。
次に上記説明した電子線露光装置を利用したデバイスの生産方法の実施例を説明する。
図11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(EBデータ変換)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。
Claims (11)
- 荷電粒子線光学系の収差を測定する収差測定装置において、
複数の荷電粒子線を前記荷電粒子線光学系の物体面に入射させる生成手段と、
前記複数の荷電粒子線が前記荷電粒子線光学系の像面上に結像する位置を検出する検出手段と、を備え、
前記生成手段は、前記複数の荷電粒子線の夫々に対応した複数の電子光学系と、前記複数の電子光学系の夫々の瞳位置に配置され、前記複数の荷電粒子線を夫々異なる入射角で前記荷電粒子線光学系の物体面に入射させる開口絞りを有することを特徴とする収差測定装置。 - 前記検出手段の検出結果および前記荷電粒子線光学系の歪曲に基づいて、前記荷電粒子線光学系の収差を求めることを特徴とする請求項1に記載の収差測定装置。
- 前記生成手段が、複数の荷電粒子線を夫々等しい入射角で前記荷電粒子線光学系の物体面に入射させる手段をさらに有し、
前記検出手段が前記複数の荷電粒子線の夫々の結像位置を検出し、その検出結果に基づいて、前記荷電粒子線光学系の歪曲を求めることを特徴とする請求項2に記載の収差測定装置。 - 夫々異なる像高で前記荷電粒子線光学系の物体面に入射する前記複数の荷電粒子線が、夫々略同一の像高で前記荷電粒子線の物体面に入射するとみなして、前記荷電粒子線光学系の収差を求めることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の収差測定装置。
- 前記荷電粒子線光学系の収差をツェルニケ係数で成分わけする演算手段をさらに備えることを特徴する請求項1乃至4の何れか一項に記載の収差測定装置。
- 複数の荷電粒子線を用いて被露光面を露光する荷電粒子線露光装置において、
複数の開口を有し、荷電粒子源から放射された荷電粒子線を前記複数の荷電粒子線に分割する開口基板と、
前記複数の開口の夫々を瞳とする複数の電子光学系と、
前記複数の電子光学系が形成する複数の荷電粒子源像を前記被露光面に投影する荷電粒子線光学系と、
前記複数の開口の夫々を、露光用開口、および、前記複数の荷電粒子線を夫々異なる入射角で前記荷電粒子線光学系の物体面に入射させる収差測定用開口の何れかに設定する手段と、
前記収差測定用開口を通過した前記複数の荷電粒子線が前記荷電粒子線光学系の像面上に結像する位置を検出する検出手段と、を備えることを特徴とする荷電粒子線露光装置。 - 前記検出手段の検出結果および前記荷電粒子線光学系の歪曲に基づいて、前記荷電粒子線光学系の収差を求めることを特徴とする請求項6に記載の荷電粒子線露光装置。
- 前記収差測定用開口が、複数の荷電粒子線を夫々等しい入射角で前記荷電粒子線光学系の物体面に入射させる開口をさらに含み、
前記検出手段が前記複数の荷電粒子線の夫々の結像位置を検出し、その検出結果に基づいて、前記荷電粒子線光学系の歪曲を求めることを特徴とする請求項7に記載の荷電粒子線露光装置。 - 夫々異なる像高で前記荷電粒子線光学系の物体面に入射する前記複数の荷電粒子線が、夫々略同一の像高で前記荷電粒子線の物体面に入射するとみなして、前記荷電粒子線光学系の収差を求めることを特徴とする請求項6乃至8の何れか一項に記載の荷電粒子線露光装置。
- 前記荷電粒子線光学系の収差をツェルニケ係数で成分わけする演算手段をさらに備えることを特徴する請求項6乃至9の何れか一項に記載の荷電粒子線露光装置。
- 請求項6乃至10の何れか一項に記載の荷電粒子線露光装置を用いて、被露光対象に露光を行う工程と、露光された前記被露光対象を現像する工程と、を具備してデバイスを製造することを特徴とするデバイス製造方法。
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