JP5047189B2

JP5047189B2 - 電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法

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Description

本発明は、電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法に関し、特に複数に分割した露光領域毎に電子ビームを用いて露光処理を施す電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法に関する。

電子ビーム露光装置では、電子ビームを偏向して、ウエハ上の所望の位置にパターンを露光している。この電子ビームの偏向範囲は、露光装置の性能に依存し、通常、１枚のウエハ全体をカバーすることができないため、ウエハ上の露光領域を複数に分割し、分割した露光領域毎に露光処理を行っている。

図１は従来の一般的な露光方法の一例を示した図である。図１（ａ）は図形パターンを露光するチップ２が配列されたウエハ１の上面図を示している。露光処理の効率を向上させるために採用されるステージ連続移動方式による露光では、このウエハ１を載置したステージを連続的に移動させながら電子ビームのショット位置をステージの移動に追従させることによって、チップ２に所望のパターンを露光する。

図１（ｂ）は図１（ａ）に示したチップ２を拡大した上面図を示す。各チップ２は図１（ｂ）のＦ１，Ｆ２，…，Ｆｎに示すように、電子ビームの偏向幅に対応する一定の幅で分割されている。チップ２が配列されたウエハ１を載置したウエハステージは図の矢印Ｄ１の方向へ連続的に移動すると、電子ビームはチップ２中の矢印Ｄ２の方向へ移動することになる。このステージの移動に追従させて電子ビームの偏向位置を調整することによってビーム偏向幅内のパターンを露光する。

一つの偏向幅内のパターンの露光が終了すると、次の領域に電子ビームが照射できるようにステージ移動が行われる。図１では、例えば、パターンの露光は、領域Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３の順に行われる。

このようにステージが連続移動する場合、偏向位置の精度を向上させることが重要となる。これに関連する技術として、特許文献１には、偏向領域の形状を長方形状とし、長方形状の短辺をステージの連続移動方向の偏向距離に対応させて偏向形状の誤差を小さくする方法が開示されている。

上述したＦ１，Ｆ２，Ｆ３のようなフィールド毎に露光処理をする場合、Ｆ１とＦ２の領域に跨るパターンを露光する場合がある。

このような場合、フィールドＦ１とフィールドＦ２との間のパターンのつなぎの精度が問題になる。繋ぎの部分の精度が低下すると、例えば、境界上でパターンが途切れたり、ずれたりする現象が発生するおそれがある。

このような現象の発生を防止するために、繋ぎ部分のパターンの一部を重ねて露光することが行われている。しかし、この場合には、重ねて露光された部分のパターンの線幅が太くなったり、パターンの重なり量のバラツキにより、線幅の太くなる比率がばらついてしまう。

また、フィールドの幅を狭くして、偏向の精度を高くすることが考えられる。しかし、この場合には、一つのウエハに対してフィールドの数が多くなり、ウエハステージを往復させる回数が多くなるため露光処理に時間がかかり効率が低下するという不都合が発生する。
特開平１１−８７２２１号公報

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑みなされたものであり、分割された露光フィールドの境界での露光誤差を小さくすることが可能な電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法を提供することを目的とする。

上記した課題は、電子ビームを発生させる電子銃と、前記電子ビームを偏向させる第１の偏向手段と、前記第１の偏向手段よりも高速に電子ビームを偏向させる第２の偏向手段の少なくとも２段の偏向手段と、試料が載置されるウエハステージと、前記第１の偏向手段と第２の偏向手段とを制御する偏向制御手段と、を備え、前記試料を前記電子ビームの偏向幅に対応する複数のフィールドに分割して前記ウエハステージを連続的に移動させながら、前記ウエハステージの移動に追従させて前記電子ビームの偏向位置を調整することによって当該試料を露光する電子ビーム露光装置であって、前記偏向制御手段は、前記複数のフィールドのうち隣接する２つのフィールドに跨るパターンを露光するとき、前記電子ビームの偏向幅の中心が一方のフィールドの側にあるとき、前記第１の偏向手段により隣接する２つのフィールドの境界上の所定の点の上に前記電子ビームのショット位置を移動させた後、前記第２の偏向手段により前記一方のフィールドに含まれる部分のパターンの露光を行わせ、前記電子ビームの偏向幅の中心が他方のフィールドの側にあるとき、前記第１の偏向手段により前記隣接する２つのフィールドの境界上の前記所定の点の上に前記電子ビームのショット位置を移動させた後、前記第２の偏向手段により前記他方のフィールドに含まれる部分のパターンの露光を行わせる、ことを特徴とする電子ビーム露光装置により解決する。

この形態に係る電子ビーム露光装置において、更に、主偏向位置を示す主偏向データと副偏向位置を示す副偏向データを格納する記憶手段を有し、前記偏向制御手段は、前記複数のフィールドのうち隣接する２つのフィールドに跨るパターンを露光するとき、前記第１の偏向手段に、当該隣接する２つのフィールドの境界上へ前記主偏向データに従って前記電子ビームのショット位置を偏向させるようにしても良く、前記偏向制御手段は、前記第１の偏向手段に電子ビームのショット位置を前記境界上へ偏向させた後、さらに前記第２の偏向手段に前記副偏向データに従って前記電子ビームのショット位置を偏向させるようにしても良い。

また、この形態に係る電子ビーム露光装置において、前記第１の偏向手段によって偏向されるショット位置は、前記隣接する２つのフィールドの境界を含む副偏向領域の中心であり、当該中心は、前記フィールドの境界上にあるようにしても良く、前記副偏向データは、前記副偏向領域のうち、当該副偏向領域の中心を通り前記境界に平行な線に沿って分割される領域毎に定義されるようにしても良い。

本発明では、フィールドを跨ぐパターンを露光する際に、主偏向器（第１の偏向手段）によってフィールドの境界上に電子ビームのショット位置を偏向させている。その後、副偏向データに応じた距離だけ副偏向器（第２の偏向手段）によって電子ビームのショット位置を偏向させている。これにより、隣接するフィールドにおいてフィールドの境界上におけるパターンの繋ぎ精度は、主偏向器の精度だけに依存することになり、パターンの繋ぎ精度を許容誤差の範囲内にすることができ、高精度に露光を行うことが可能になる。

また、本発明の他の形態によれば、電子ビームを発生させる電子銃と、前記電子ビームを偏向させる第１の偏向手段と、前記第１の偏向手段よりも高速に電子ビームを偏向させる第２の偏向手段の少なくとも２段の偏向手段と、試料が載置されるウエハステージと、主偏向位置を示す主偏向データと副偏向位置を示す副偏向データを格納する記憶手段とを備える電子ビーム露光装置において、前記試料を前記電子ビームの偏向幅に対応する複数のフィールドに分割して前記ウエハステージを連続的に移動させながら、前記ウエハステージの移動に追従させて前記電子ビームの偏向位置を調整することによって当該試料を露光する方法であって、前記複数のフィールドの隣接する２つのフィールドに跨るパターンを露光するとき、前記電子ビームの偏向幅の中心が一方のフィールドの側にあるとき、前記第１の偏向手段により隣接する２つのフィールドの境界上の所定の点の上に前記電子ビームのショット位置を移動させた後、前記第２の偏向手段により前記一方のフィールドに含まれる部分のパターンの露光を行わせるステップと、前記電子ビームの偏向幅の中心が他方のフィールドの側にあるとき、前記第１の偏向手段により前記隣接する２つのフィールドの境界上の前記所定の点の上に前記電子ビームのショット位置を移動させた後、前記第２の偏向手段により前記他方のフィールドに含まれる部分のパターンの露光を行わせるステップと、を行うことを特徴とする電子ビーム露光方法が提供される。

図１（ａ）、（ｂ）は、電子ビーム露光装置におけるパターンの描画方法の一例を示す図（その１）である。図２は、本発明に係る電子ビーム露光装置の構成図である。図３（ａ）、（ｂ）は、電子ビーム露光装置におけるパターンの描画方法の一例を示す図（その２）である。図４は、フィールドを跨ぐパターンが存在するときの問題点を説明する図である。図５は、本発明における電子ビームの偏向方法を説明する図である。図６は、従来の偏向データ形式の一例を示す図である。図７は、本発明に係る偏向データ形式の一例を示す図である。図８は、本発明に係る偏向データ形式を利用した露光方法を説明する図である。図９は、副偏向領域を跨ぐパターンが存在するときの精度を説明する図である。図１０は、本発明に係る電子ビーム露光処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

はじめに、電子ビーム露光装置の構成について説明する。次に、電子ビームの偏向精度及びフィールド境界近傍の偏向について説明する。最後に、本実施形態の露光装置を用いた電子ビーム露光方法について説明する。
（電子ビーム露光装置の構成）
図２に、本実施形態に係る電子ビーム露光装置の構成図を示す。

この電子ビーム露光装置は、電子光学系コラム１００と、電子光学系コラム１００の各部を制御する制御部２００及びステージフィードバック部３００とに大別される。このうち、電子光学系コラム１００は、電子ビーム生成部１３０、マスク偏向部１４０及び基板偏向部１５０によって構成され、その内部が減圧される。

電子ビーム生成部１３０では、電子銃１０１から生成した電子ビームＥＢが第１電磁レンズ１０２で収束作用を受けた後、ビーム整形用マスク１０３の矩形アパーチャ１０３ａを透過し、電子ビームＥＢの断面が矩形に整形される。

その後、電子ビームＥＢは、マスク偏向部１４０の第２電磁レンズ１０５によって露光マスク１１０上に結像される。そして、電子ビームＥＢは、第１、第２静電偏向器１０４、１０６により、露光マスク１１０に形成された特定のパターンＳｉに偏向され、その断面形状がパターンＳｉの形状に整形される。

なお、露光マスク１１０はマスクステージ１２３に固定されるが、そのマスクステージ１２３は水平面内において移動可能であって、第１、第２静電偏向器１０４、１０６の偏向範囲（ビーム偏向領域）を超える部分にあるパターンＳを使用する場合、マスクステージ１２３を移動することにより、そのパターンＳをビーム偏向領域内に移動させる。

露光マスク１１０の上下に配された第３、第４電磁レンズ１０８、１１１は、それらの電流量を調節することにより、電子ビームＥＢを基板Ｗ上で結像させる役割を担う。

露光マスク１１０を通った電子ビームＥＢは、第３、第４静電偏向器１１２、１１３の偏向作用によって光軸Ｃに振り戻された後、第５電磁レンズ１１４によってそのサイズが縮小される。

マスク偏向部１４０には、第１、第２補正コイル１０７、１０９が設けられており、それらにより、第１〜第４静電偏向器１０４、１０６、１１２、１１３で発生するビーム偏向収差が補正される。

その後、電子ビームＥＢは、基板偏向部１５０を構成する遮蔽板１１５のアパーチャ１１５ａを通過し、第１、第２投影用電磁レンズ１１６、１２１によって基板Ｗ上に投影される。これにより、露光マスク１１０のパターンの像が、所定の縮小率、例えば１／１０の縮小率で基板Ｗに転写されることになる。

基板偏向部１５０には、第５静電偏向器（副偏向器）１１９と電磁偏向器（主偏向器）１２０とが設けられている。主偏向器１２０は、副偏向器１１９に比べて偏向範囲が広いが、応答速度が遅い。また、副偏向器１１９は静電偏向が採用され、電子ビームを露光できる範囲の副偏向領域内で高速に偏向する。このため、これらの主偏向器１２０、副偏向器１１９を組み合わせて電子ビームＥＢが偏向され、基板Ｗの所定の位置に露光マスクのパターンの像が投影される。

更に、基板偏向部１５０には、基板Ｗ上における電子ビームＥＢの偏向収差を補正するための第３、第４補正コイル１１７、１１８が設けられる。

基板Ｗは、モータ等の駆動部１２５により水平方向に移動可能なウエハステージ１２４に固定されており、ウエハステージ１２４を移動させることで、基板Ｗの全面に露光を行うことが可能となる。

一方、制御部２００は、電子銃制御部２０２、電子光学系制御部２０３、マスク偏向制御部２０４、マスクステージ制御部２０５、ブランキング制御部２０６、基板偏向制御部２０７及びウエハステージ制御部２０８を有する。これらのうち、電子銃制御部２０２は電子銃１０１を制御して、電子ビームＥＢの加速電圧やビーム放射条件等を制御する。また、電子光学系制御部２０３は、電磁レンズ１０２、１０５、１０８、１１１、１１４、１１６及び１２１への電流量等を制御して、これらの電磁レンズが構成される電子光学系の倍率や焦点位置等を調節する。ブランキング制御部２０６は、ブランキング電極１２７への印加電圧を制御することにより、露光開始前から発生している電子ビームＥＢを遮蔽板１１５上に偏向し、露光前に基板上に電子ビームＥＢが照射されるのを防ぐ。

基板偏向制御部２０７は、第５静電偏向器１１９への印加電圧と、電磁偏向器１２０への電流量を制御することにより、基板Ｗの所定の位置上に電子ビームＥＢが偏向されるようにする。これらの電流量は、記憶部（不図示）に格納される主偏向位置、副偏向位置を示す主偏向データ、副偏向データに基づいて調整する。

ウエハステージ制御部２０８は、駆動部１２５の駆動量を調節して、基板Ｗを水平方向に移動させ、基板Ｗの所望の位置に電子ビームＥＢが照射されるようにする。上記の各部２０２〜２０８は、ワークステーション等の統合制御系２０１によって統合的に制御される。

ステージフィードバック部３００は、ステージ連続移動方式を採用した電子ビーム露光装置において、ウエハステージ１２４の位置の変化を検出し、その変化に応じて電子ビームを偏向させる偏向電圧量を生成して基板偏向制御部２０７へ伝送する。
（電子ビームの偏向精度及びフィールド境界近傍の偏向）
上記の電子ビーム露光装置を用いて、フィールド間の繋ぎ精度を向上させる露光について以下に説明する。

図３（ａ）は、図１（ｂ）に示したフィールドを示す図である。図３（ｂ）は、フィールドの一部を示す図である。電子ビーム露光装置のコラム１００によってＢ１，Ｂ２，Ｅ１，Ｅ２で囲まれる範囲が露光可能な状態を示している。このときの範囲ＭＡが主偏向領域であり、主偏向領域は複数の所定の大きさで区切られる副偏向領域ＳＡ１，ＳＡ２等で構成される。

フィールドの幅ｗは主偏向器１２０で偏向可能な距離となっている。また、サブフィールドの幅ｓｗは副偏向器１１９で偏向可能な距離となっている。

このような露光領域を露光処理する際には、主偏向器１２０により電子ビームのショット位置を記憶部に格納される主偏向データに従って副偏向領域の中心に偏向し、さらに、記憶部に格納される副偏向データに従って副偏向領域内で電子ビームのショット位置を偏向する。

このように、主偏向器１２０・副偏向器１１９を用いて電子ビームのショット位置を偏向させて露光処理を行うが、試料がフィールドに分割されているため、フィールド間で連続するパターンを露光する場合には、境界（Ｂ１やＢ２）上でのパターンの繋ぎの精度が問題になる。

本実施形態では、パターンの描画精度を１０ｎｍとしてパターンの繋ぎ精度について説明する。

図４は、フィールドの境界を跨ぐパターンＰＴの一例を示す図である。

図４のフィールドＦ１が露光処理の対象となっている場合、すなわち、電子ビーム露光装置のコラム１００の中心がＣ１にあるとき、主偏向器２００でＰ１に電子ビームのショット位置を偏向（ＤＡ）し、さらに、副偏向データに従って、副偏向器１１９で電子ビームを偏向（ＳＤＡ）させて境界Ｂ上の露光位置に移動させる。その後、図４のフィールドＦ２が露光処理の対象となるとき、すなわちコラム１００の中心がＣ２にあるとき主偏向器２００でＰ２に電子ビームのショット位置を偏向（ＤＢ）し、さらに、副偏向データに従って、境界Ｂ上の露光位置にショット位置を偏向（ＳＤＢ）する。

このような方法によるフィールド間に跨るパターン（ＰＴ）のパターン繋ぎ精度は、主偏向器２００による偏向の精度と、副偏向器１１９による偏向の精度の両方の精度を考慮する必要がある。例えば、主偏向器２００の位置決め誤差が９ｎｍ、副偏向器１９９の位置決め誤差が８ｎｍとすると、主偏向器２００及び副偏向器１９９によってフィールドの所望の境界における位置決め誤差は、√（９²＋８²）＝１２ｎｍとなり、許容誤差（１０ｎｍ）の範囲を超えてしまう。

このような偏向位置精度の劣化を起こす要因として、チャージアップ、温度変化、気圧変化、高さ変化等による偏向能率やローテーションの変動が考えられる。

このような要因によってフィールド間のパターンの繋ぎにずれが生じる場合であっても、そのずれを極力小さくできるようにするために、本実施形態では、主偏向器２００による偏向の精度または、副偏向器１９９による偏向の精度のいずれかだけに依存するような偏向を行うことに着目した。

図５は、本実施形態におけるフィールドの境界上での電子ビームの偏向を説明する図である。

図５のフィールドＦ１が露光処理の対象となっている場合、すなわち、電子ビーム露光装置のコラム１００の中心がＣ１にあるとき、主偏向器２００でＰ３に電子ビームのショット位置を偏向（ＤＡ１）する。その後、図５のフィールドＦ２が露光処理の対象となるとき、すなわちコラム１００の中心がＣ２にあるとき主偏向器２００でＰ３に電子ビームのショット位置を偏向（ＤＢ１）する。

このように、本実施形態では、主偏向器２００によってフィールドの境界上の点Ｐに電子ビームを偏向させる。フィールドの境界上に電子ビームを偏向させた後、副偏向の位置決めを点Ｐから所定の距離だけ移動するようにする。これにより、フィールドＦ１及びフィールドＦ２において主偏向器２００によって偏向された位置Ｐ３から同じ距離だけ副偏向器によって移動することになるので、フィールド間のパターンの繋ぎ精度は主偏向器の精度だけに依存することになる。

よって、この場合のパターンの繋ぎ精度は、主偏向器２００の精度（９ｍｍ）だけに依存することになり、基準とする精度（１０ｍｍ）の範囲内に入り、精度良くパターンを露光することが可能になる。

次に、偏向データ形式について説明する。

図６は、従来の偏向データ形式を示した図である。例えば、主偏向データ（ＭＸ１，ＭＹ１）に対して副偏向データ（ＳＸ１１，ＳＹ１１）から（ＳＸ１ｍ１、ＳＹ１ｍ１）が定義されている。このデータに基づいて、主偏向で基点（例えばコラムの中心）から（ＭＸ１，ＭＹ１）だけ移動して、副偏向領域の中心に電子ビームを偏向させる。さらにそこから各副偏向データに従って電子ビームを偏向させ、各位置において対応するショットデータに従って電子ビームをショットする。

図７は、本実施形態で使用する偏向データ形式を示した図である。また、図８は、本偏向データ形式を利用した露光方法を説明するための、偏向領域の一部を示した図である。

図８において、Ｂ１はフィールドＦ０，Ｆ１の境界、Ｂ２はフィールドＦ１，Ｆ２の境界を示している。また、Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎはそれぞれ副偏向領域を示している。Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎの領域を、以下、露光対象ラインと呼ぶ。

図８に示すように、各副偏向領域を副偏向領域の中心を通り境界線Ｂ１に平行な線に沿って左右２領域に分割し、図の左側の領域内における副偏向のデータを副偏向データＲとする。同様に、右側の領域内における副偏向のデータを副偏向データＬとする。

図７は、主偏向データ、副偏向データＲ、副偏向データＬの関係を示している。副偏向領域のＸ方向の幅の１／２をｗ２とすると、副偏向データＲは、Ｘ座標の値が０以上、ｗ２以下であり、副偏向データＬは、−ｗ２以上、０以下である。

図７において、例えば、主偏向データ（ＭＸｐ、ＭＹｐ）に対して副偏向データＲが、（ＳＲＸｐ１、ＳＲＹｐ１）から（ＳＲＸｐｍ、ＳＲＹｐｍ）まで定義され、副偏向データＬが、（ＳＬＸｐ１、ＳＬＹｐ１）から（ＳＬＸｐｍ、ＳＬＹｐｍ）まで定義されている。それぞれの副偏向データには対応するショットデータが関連づけられている。

図８の境界Ｂ１上では、フィールドＦ１において、主偏向器２００により主偏向データ（ＭＸｐ、ＭＹｐ）に従って点Ｐに電子ビームのショット位置が偏向される。その点Ｐを基点として各副偏向データＲ（図７の（１））に従ってショット位置を偏向し電子ビームの露光を行う。

同様に、フィールドＦ１とＦ２の境界Ｂ２上では、フィールドＦ１において、主偏向器２００により主偏向データ（ＭＸｑ、ＭＹｑ）に従って点Ｑに電子ビームのショット位置が偏向される。その点Ｑを基点として副偏向データＬ（図７の（２ｑ））に従ってショット位置を偏向し、電子ビームの露光を行う。

このように、副偏向データＲ、副偏向データＬを使用することにより、主偏向によって境界上に電子ビームが偏向された後、その位置を起点として副偏向を迅速に行うことが可能となる。

また、露光対象ラインのうち、フィールドの境界以外の副偏向領域についても同様に露光処理を行う。すなわち、副偏向領域Ｓ１の露光処理が終了した後、主偏向器２００により隣接する副偏向領域Ｓ２の中心に電子ビームのショット位置を偏向し、副偏向データＬ（図７の（２））に従ってショット位置を偏向し、露光を行う。その後、主偏向の位置は変えずに、副偏向データＲ（図７の（３））に従ってショット位置を変更し、露光する。以後、同様に露光処理を行う。

なお、フィールド内の露光対象ラインのうち、隣接する副偏向領域を跨るパターンについては、副偏向器の偏向精度だけに依存することになる。

図９に示すように、副偏向領域Ｓ２０、Ｓ２１に跨るパターンを露光する場合を考える。コラム中心がＣ４の位置にあるとき、副偏向領域Ｓ２０、Ｓ２１のそれぞれに主偏向器２００によりショット位置を移動するが、この移動はほぼ同じ距離（Ｄ２０≒Ｄ２１）であるため、主偏向器２００による誤差は０とみなすことができる。よって、副偏向領域Ｓ２０とＳ２１との間の境界におけるパターン繋ぎ精度は、副偏向器１９９の偏向（ＳＤ２０，ＳＤ２１）の精度だけに依存することになる。

よって、副偏向器の精度（８ｍｍ）になり、基準とする精度（１０ｍｍ）の範囲内に入り、精度良くパターンを露光することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態の電子ビーム露光装置では、フィールドを跨ぐパターンを露光する際に、主偏向器によってフィールドの境界上にショット位置を移動させている。その後、副偏向データに応じた距離だけ副偏向器によってショット位置を移動させている。これにより、隣接するフィールドにおいてフィールドの境界上におけるパターンの繋ぎ精度は、主偏向器の精度だけに依存することになり、パターンの繋ぎ精度を許容誤差の範囲内にすることができ、高精度に露光を行うことが可能になる。

なお、本実施形態では、ステージが連続移動する場合を対象に説明したが、これに限らず、例えばステップ＆リピートの場合であっても適用可能である。

また、本実施形態では、フィールドの境界上に主偏向によって偏向するショット位置を副偏向領域の中心として説明したが、これに限らず、境界上の位置で、隣接する両フィールドから同じ位置が指定されるものであればよい。
（電子ビーム露光方法）
次に、上記説明した電子ビーム露光装置を使用した電子ビーム露光方法について、図１０のフローチャートを参照して説明する。

ここでは、図８のＳ１，…，Ｓｎの露光対象ラインを露光する場合を例にとって説明する。

まず、ステップＳ１１において、偏向制御部は、主偏向データに従って、ラインＬ１の最左端の境界Ｂ１に主偏向によりショット位置を偏向する。

次のステップＳ１２では、主偏向データに関連付けられる副偏向データに従って、ショット位置を偏向する。すなわち、副偏向領域Ｓ１に露光すべきパターンが存在すれば、その位置に副偏向データＲを基に電子ビームを偏向させる。その後、偏向したショット位置において、ショットデータを基に露光を実施する。

副偏向領域Ｓ１に複数の露光すべきパターンが存在すれば、それに応じた副偏向データＲを基に電子ビームを移動させて、露光を実施する。

次のステップＳ１３では、主偏向器２００を制御して、右側に隣接する副偏向領域の中心にショット位置を移動する。

次のステップＳ１４では、偏向した位置において、副偏向領域Ｓ２に露光すべきパターンが存在すれば、その位置に副偏向データＬを基にショット位置を移動する。その後、偏向したショット位置において、ショットデータを基に露光を実施する。

副偏向領域Ｓ２に複数の露光すべきパターンが存在すれば、それに応じた副偏向データＬを基に電子ビームのショット位置を移動させて、すべての露光を実施する。

次のステップＳ１５では、主偏向の位置はそのままにして、副偏向データＲを基に電子ビームのショット位置を移動させて、すべての露光を実施する。

次のステップＳ１６では、露光対象ラインにおいてフィールドの境界以外の領域での露光が終了したか否かを判定する。露光が終了していれば、ステップＳ１７に移行し、露光が終了していなければステップＳ１３に戻り露光対象ライン上の副偏向領域の露光を継続する。

次のステップＳ１７では、主偏向データに従って、ラインＬ１の最右端の境界Ｂ２に主偏向によりショット位置を偏向する。

次のステップＳ１８では、主偏向データに関連付けられる副偏向データＬに従って、ショット位置を偏向する。その後、偏向したショット位置において、副偏向データに関連付けられるショットデータに従って露光を実施する。この副偏向領域に複数の露光すべきパターンが存在すれば、それらに応じた副偏向データＬを基に、ショット位置を偏向し、露光を実施する。

以上説明した露光処理は、フィールドＦ１の一ラインの処理であり、この後、フィールドＦ１の他のラインの処理を継続して行う。フィールドＦ１の全体について露光処理が終了した後フィールドＦ２にステージを移動し、同様な処理を行う。その際にも、フィールドの境界上パターンを露光する場合には、まず、主偏向器によって、フィールドの境界上に電子ビームのショット位置を偏向し、その後、副偏向データに応じた距離だけ副偏向器によってショット位置を移動させている。これにより、隣接するフィールドにおいてフィールドの境界上におけるパターンの繋ぎ精度は、主偏向器の精度だけに依存することになり、パターンの繋ぎ精度を許容誤差の範囲内にすることができ、高精度に露光を行うことが可能になる。

Claims

電子ビームを発生させる電子銃と、
前記電子ビームを偏向させる第１の偏向手段と、前記第１の偏向手段よりも高速に電子ビームを偏向させる第２の偏向手段の少なくとも２段の偏向手段と、
試料が載置されるウエハステージと、
前記第１の偏向手段と第２の偏向手段とを制御する偏向制御手段と、を備え、
前記試料を前記電子ビームの偏向幅に対応する複数のフィールドに分割して前記ウエハステージを連続的に移動させながら、前記ウエハステージの移動に追従させて前記電子ビームの偏向位置を調整することによって当該試料を露光する電子ビーム露光装置であって、
前記偏向制御手段は、前記複数のフィールドのうち隣接する２つのフィールドに跨るパターンを露光するとき、
前記電子ビームの偏向幅の中心が一方のフィールドの側にあるとき、前記第１の偏向手段により隣接する２つのフィールドの境界上の所定の点の上に前記電子ビームのショット位置を移動させた後、前記第２の偏向手段により前記一方のフィールドに含まれる部分のパターンの露光を行わせ、
前記電子ビームの偏向幅の中心が他方のフィールドの側にあるとき、前記第１の偏向手段により前記隣接する２つのフィールドの境界上の前記所定の点の上に前記電子ビームのショット位置を移動させた後、前記第２の偏向手段により前記他方のフィールドに含まれる部分のパターンの露光を行わせる、
ことを特徴とする電子ビーム露光装置。
更に、主偏向位置を示す主偏向データと副偏向位置を示す副偏向データを格納する記憶手段を有し、
前記偏向制御手段は、前記複数のフィールドのうち隣接する２つのフィールドに跨るパターンを露光するとき、前記第１の偏向手段に、当該隣接する２つのフィールドの境界上へ前記主偏向データに従って前記電子ビームのショット位置を偏向させ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。
前記偏向制御手段は、前記第１の偏向手段に電子ビームのショット位置を前記境界上へ偏向させた後、さらに前記第２の偏向手段に前記副偏向データに従って前記電子ビームのショット位置を偏向させることを特徴とする請求項２に記載の電子ビーム露光装置。
前記第１の偏向手段によって偏向されるショット位置は、前記隣接する２つのフィールドの境界を含む副偏向領域の中心であり、当該中心は、前記フィールドの境界上にあることを特徴とする請求項２又は３に記載の電子ビーム露光装置。
前記副偏向データは、前記副偏向領域のうち、当該副偏向領域の中心を通り前記境界に平行な線に沿って分割される領域毎に定義されることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の電子ビーム露光装置。
電子ビームを発生させる電子銃と、前記電子ビームを偏向させる第１の偏向手段と、前記第１の偏向手段よりも高速に電子ビームを偏向させる第２の偏向手段の少なくとも２段の偏向手段と、試料が載置されるウエハステージと、主偏向位置を示す主偏向データと副偏向位置を示す副偏向データを格納する記憶手段とを備える電子ビーム露光装置において、前記試料を前記電子ビームの偏向幅に対応する複数のフィールドに分割して前記ウエハステージを連続的に移動させながら、前記ウエハステージの移動に追従させて前記電子ビームの偏向位置を調整することによって当該試料を露光する方法であって、
前記複数のフィールドのうち隣接する２つのフィールドに跨るパターンを露光するとき、
前記電子ビームの偏向幅の中心が一方のフィールドの側にあるとき、前記第１の偏向手段により隣接する２つのフィールド上の境界の所定の点の上に前記電子ビームのショット位置を移動させた後、前記第２の偏向手段により前記一方のフィールドに含まれる部分のパターンの露光を行わせるステップと、
前記電子ビームの偏向幅の中心が他方のフィールドの側にあるとき、前記第１の偏向手段により前記隣接する２つのフィールドの境界上の前記所定の点の上に前記電子ビームのショット位置を移動させた後、前記第２の偏向手段により前記他方のフィールドに含まれる部分のパターンの露光を行わせるステップと、
を行うことを特徴とする電子ビーム露光方法。
前記第１の偏向手段によって偏向されるショット位置は、前記隣接する２つのフィールドの境界を含む副偏向領域の中心であり、当該中心は、前記フィールドの境界上にあることを特徴とする請求項６に記載の電子ビーム露光方法。
前記副偏向データは、前記副偏向領域のうち、当該副偏向領域の中心を通り前記境界に平行な線に沿って分割される領域毎に定義されることを特徴とする請求項７に記載の電子ビーム露光方法。