JPH08186070A

JPH08186070A - 荷電粒子線転写装置

Info

Publication number: JPH08186070A
Application number: JP6329094A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Nakasuji; 護中筋
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 1996-07-16
Anticipated expiration: 2018-12-08
Also published as: JP3475535B2

Abstract

(57)【要約】【目的】マスクやターゲットに対する電子線の垂直入
射条件と、電子線の主光線がクロスオーバを通過する条
件とを同時に満たすことができる荷電粒子線転写装置を
提供する。【構成】荷電粒子線を用いてマスク４のパターン像を
ターゲット１０に転写する荷電粒子線転写装置におい
て、偏向器１１ａ，１１ｂによってマスク４にほぼ垂直
に入射させた荷電粒子線の主光線が荷電粒子線光学系の
クロスオーバＣＯを通過するよう荷電粒子線を偏向する
角度調整用偏向器１２ａ，１２ｂと、ターゲット１０に
対する荷電粒子線の入射角度を調整する角度調整用偏向
器１３ａ，１３ｂとを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、荷電粒子線を用いてマ
スクのパターン像をターゲットに転写する荷電粒子線転
写装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハに集積回路パターンを焼き
付けるリソグラフィー装置の一種として、所定のパター
ンを備えたマスクに電子線を照射し、その照射範囲のパ
ターンの像を二段の投影レンズによりウエハに縮小転写
する電子線縮小転写装置が知られている（例えば特開平
５−１６００１２号参照）。この種の装置では、マスク
の全範囲に一括して電子線を照射することができないの
で、光学系の視野を多数の小領域に分割し、小領域毎に
分割してパターン像を転写する（例えば米国特許第５２
６０１５１号参照）。なお、本明細書では、視野分割を
行なうときの分割前の視野を主視野、分割された一つ一
つの小領域を副視野と呼ぶ。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の装置で
は、マスクとターゲット（上記例ではウエハに相当す
る）との間を縮小率比で内分する点をクロスオーバと仮
定したとき、理論上はマスクに垂直に入射し電子線の主
光線がクロスオーバを通過する。ところが、投影レンズ
には球面収差があるため、各副視野で正焦点条件を満た
すようにレンズ条件を定めると、マスクに垂直に入射し
た電子線の主光線が必ずしもクロスオーバを通らず歪が
発生する。この歪を抑えるには、マスクに対する電子線
の垂直入射を諦め、電子線の主光線がクロスオーバを通
過するようにレンズ条件を設定する必要がある。クロス
オーバ〜ターゲット間も同様であって、ターゲットに対
する電子線の垂直性を満たすレンズ条件と、電子線がク
ロスオーバを通過するときのレンズ条件とは一致しな
い。従ってパターンの歪を小さくするには、ターゲット
に対する電子線の垂直入射を諦めざるを得ない。しかし
ながら、電子線の入射方向がターゲットの転写面と垂直
な方向から傾いていると、ターゲットの反り等で転写面
が光学系の光軸方向にずれたときパターンの転写位置が
ずれてパターン誤差となる。

【０００４】本発明の目的は、マスクやターゲットに対
する電子線の垂直入射条件と、電子線の主光線がクロス
オーバを通過する条件とを同時に満たすことができる荷
電粒子線転写装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】一実施例を示す図１、図
３および図５に対応付けて説明すると、請求項１の発明
は、荷電粒子線を用いてマスク４のパターン像をターゲ
ット１０に転写する荷電粒子線転写装置に適用され、マ
スク４にほぼ垂直に入射した荷電粒子線の主光線が荷電
粒子線光学系のクロスオーバＣＯを通過するよう荷電粒
子線を偏向する角度調整用偏向器１２ａ，１２ｂが設け
られて上述した目的を達成する。請求項２の発明は、荷
電粒子線を用いてマスク４のパターン像をターゲット１
０に転写する荷電粒子線転写装置に適用され、マスク４
あるいはターゲット１０に対する荷電粒子線の入射角度
を調整する角度調整用偏向器１１ａ，１１ｂあるいは１
３ａ，１３ｂが設けられて上述した目的を達成する。請
求項３の発明は、荷電粒子線光学系の主視野を複数の副
視野（マスク側で４ａ，ターゲット側で１０ｂ）に分割
し、マスク４のパターン像を副視野毎に分割してターゲ
ット１０に転写する荷電粒子線転写装置に適用され、マ
スク４と荷電粒子線光学系のクロスオーバＣＯとの間に
角度調整用偏向器１２ａ，１２ｂが配設され、複数の副
視野のそれぞれで荷電粒子線の主光線がマスク４にほぼ
垂直に入射してクロスオーバＣＯを通過するように角度
調整用偏向器１２ａ，１２ｂの偏向感度が副視野毎に調
整されて上述した目的が達成される。請求項４の発明は
請求項３の荷電粒子線転写装置に適用され、マスク４と
クロスオーバＣＯとの間に角度調整用偏向器が二段（１
２ａと１２ｂ）配設され、荷電粒子線の主光線の偏向中
心Ｐ１がマスクの位置と一致するように二段の角度調整
用偏向器１２ａ，１２ｂの偏向感度が調整される。請求
項５の発明は荷電粒子線光学系の主視野を複数の副視野
（マスク側で４ａ，ターゲット側で１０ｂ）に分割し、
マスク４のパターン像を副視野毎に分割してターゲット
１０に転写する荷電粒子線転写装置に適用され、荷電粒
子線光学系のクロスオーバＣＯとターゲット１０との間
に角度調整用偏向器１３ａ，１３ｂが配設され、複数の
副視野のそれぞれで荷電粒子線の主光線がターゲット１
０に対してほぼ垂直に入射するように、角度調整用偏向
器１３ａ，１３ｂの偏向感度が副視野毎に調整される。
請求項６の発明は請求項５の荷電粒子線転写装置に適用
され、クロスオーバＣＯとターゲット１０との間に角度
調整用偏向器が二段（１３ａと１３ｂ）配設され、荷電
粒子線の主光線の偏向中心がターゲット１０の位置と一
致するように二段の角度調整用偏向器１３ａ，１３ｂの
偏向感度が調整される。請求項６の発明は請求項３〜６
のいずれかの荷電粒子線転写装置に適用され、荷電粒子
線光学系の光軸ＡＸと直交する面内で互いに異なる第１
方向（ｘ軸方向）および第２方向（ｙ軸方向）のそれぞ
れに荷電粒子線を偏向可能な第１方向偏向器（図示略）
および第２方向偏向器１２が上記角度調整用偏向器とし
て配設され、荷電粒子線の主光線の回転方向に関する垂
直性および放射方向に関する垂直性の双方が第１方向偏
向器および第２方向偏向器で調整される。

【０００６】

【作用】請求項１の発明では、マスク４に対して荷電粒
子線をほぼ垂直に入射させても、その後、主光線がクロ
スオーバＣＯを通過するように角度調整用偏向器１２
ａ，１２ｂによりビーム軌道を調整できる。請求項２の
発明では、主光線がクロスオーバＣＯを通過するようビ
ーム軌道を設定しても、その後、ターゲット１０に対し
てほぼ垂直に荷電粒子線が入射するようにビーム軌道を
角度調整用偏向器１３ａ，１３ｂで調整できる。請求項
３の発明では、マスク４にほぼ垂直に入射した荷電粒子
線の主光線がクロスオーバＣＯを通過するように、すべ
ての副視野でビーム軌道を調整できる。請求項４の発明
では、偏向中心がマスク４上にあるので、角度調整前と
角度調整後とでマスク４に対する荷電粒子線の入射位置
が変化しない。請求項５の発明では、荷電粒子線の主光
線がクロスオーバＣＯを通過するようビーム軌道を設定
しても、その後、ターゲット１０に対して荷電粒子線が
ほぼ垂直に入射するように、すべての副視野でビーム軌
道を調整できる。請求項６の発明では、偏向中心がター
ゲット１０上にあるので、角度調整前と角度調整後とで
ターゲット１０に対する荷電粒子線の入射位置が変化し
ない。請求項７の発明では、二方向の偏向器により、荷
電粒子線の放射方向の垂直性と方位角方向の垂直性の双
方を同時に満たすことができる。

【０００７】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。

【０００８】

【実施例】図１〜図７を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は本発明の実施例の電子線縮小転写装置の
概略を示し、１は電子銃、２は電子銃１から射出された
電子線を平行ビーム化するコンデンサレンズ、３ａ，３
ｂはコンデンサレンズ２を通過した電子線ＥＢをマスク
４の所定位置へ導くための二段の視野選択偏向器、５は
マスク４を保持するマスクステージ、６ａ，６ｂはマス
ク４を通過した電子線を所定量偏向させる二段の転写位
置補正用偏向器、７は第１投影レンズ、８は第２投影レ
ンズ、９はウエハ１０が載置されるウエハステージであ
る。マスク４の詳細は後述する。マスクステージ５は図
のｘ軸（図１で紙面と直交する方向）およびｙ軸方向に
移動可能である。ウエハステージ９はｘ軸およびｙ軸方
向への水平移動に加え、ｚ軸方向にも昇降可能である。
なお、ｚ軸方向は第１投影レンズ７および第２投影レン
ズ８の光軸ＡＸの方向に一致し、ｘ軸、ｙ軸方向はｚ軸
に垂直な面内で互いに直交する。図２以降のｘ軸、ｙ
軸、ｚ軸はすべて図１と同じ取り方である。

【０００９】上記の構成は従来の転写装置も備えるもの
であり、本実施例の装置は以下の構成に特徴を有する。
すなわち、本実施例ではマスク４の上方および下方にそ
れぞれ二段の角度調整偏向器１１ａ，１１ｂ、１２ａ，
１２ｂが設けられ、ウエハステージ５の直前にも二段の
角度調整偏向器１３ａ，１３ｂが設けられている。これ
らの偏向器１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，
１３ｂは、電子線をｘ軸方向へ偏向するものと、ｙ軸方
向へ偏向するものの合計２組が設けられる。図ではｙ軸
方向に偏向するもののみを示している。２組設ける理由
は後述する。上記の偏向器１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１
２ｂ，１３ａ，１３ｂにより、マスク４およびウエハ１
０に対する電子線の垂直入射と、第１投影レンズ７を通
過した電子線の主光線のクロスオーバＣＯの通過とが同
時に満たされるよう電子線の角度が調整される。詳細は
後述する。

【００１０】偏向器１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，
１３ａ，１３ｂの偏向感度は、制御装置２０によりイン
タフェース２１，２２，２３を介してそれぞれ個別に制
御される。制御装置２０は転写装置全体の動作を制御す
るもので、上記の偏向感度の他にも、電子銃１、コンデ
ンサレンズ２、第１投影レンズ７および第２投影レンズ
８の設定状態を制御し、偏向器３ａ，３ｂおよび偏向器
６ａ，６ｂをそれぞれインターフェース２４，２５を介
して制御し、マスクステージ５およびウエハステージ９
のアクチュエータ２６，２７の動作を制御する。マスク
ステージ５のｘ軸およびｙ軸方向の位置と、ウエハステ
ージ９のｘ軸、ｙ軸およびｚ軸方向の位置はそれぞれ位
置検出器２８，２９で検出され、検出された情報が制御
装置２０に与えられる。３０は転写条件等の各種情報を
制御装置２０に入力するための入力装置、３１はメモリ
である。

【００１１】図２は、マスク４〜ウエハ１０間の光学系
の概略を示す。但し、図１の偏向器６ａ，６ｂを図２で
は省略している。角度補正用偏向器１２ａ，１２ｂのコ
イルは第１投影レンズ７のマスク側磁極７ａの内周に配
置され、角度補正用偏向器１３ａ，１３ｂのコイルは第
２投影レンズ８のウエハ側磁極８ａの内周に配置されて
いる。ここで、マスク４〜ウエハ１０の距離をＬ、マス
ク４からウエハ１０へのパターンの縮小率を１／ｎとす
れば、マスク４から第１投影レンズ７によるクロスオー
バＣＯまでの距離Ｌａ＝Ｌ・ｎ／（ｎ＋１）、クロスオ
ーバＣＯからウエハ１０までの距離Ｌｂ＝Ｌ／（ｎ＋
１）である。

【００１２】ここで、第１投影レンズ７の磁極７ａ，７
ｂ間の距離をＬｃ、磁極７ａとマスク４の距離をＬｄと
したとき、距離Ｌｃが大きいほどパターン転写時の歪が
小さくなり、距離Ｌｄが大きいほどマスク４側に漏れる
レンズ磁場が小さくなって電子線の垂直性が改善され
る。すなわち、マスク４に電子線を垂直に入射させしか
も偏向器１２ａ，１２ｂによる後述の角度調整をしない
場合、第１投影レンズ７を通過した電子線の主光線が光
軸ＡＸを横切る位置とクロスオーバＣＯとのずれ量は距
離Ｌｄが大きくなるほど減少する。しかし、距離Ｌが光
学鏡筒の大きさの制約から自ずと制限され、マスク４か
らクロスオーバＣＯまでの距離Ｌａも制限されるので、
距離Ｌｄを大きくすればそれだけ距離Ｌｃが減少し、歪
は改善されない。第２投影レンズ８側に関してもマスク
４をウエハ１０に置き換えれば全く同じことが言える。
そこで、本実施例では上述した偏向器１１ａ，１１ｂ，
１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂにより図３の原理で電
子線の角度を調整する。

【００１３】図３において破線ＰＲ１は偏向器１１ａ，
１１ｂ，１２ａ，１２ｂによる角度調整をしないときの
電子線の主光線、実線ＰＲ２は偏向器１１ａ，１１ｂ，
１２ａ，１２ｂにて角度調整したときの電子線の主光線
をそれぞれ示す。マスク４から偏向器１１ｂ，１２ａま
での距離は等しくａ、偏向器１１ｂから１１ａ、偏向器
１２ａから１２ｂまでの距離は等しくｂに設定されてい
る。偏向器１２ｂの光軸方向の中心位置Ｐ２から下側で
は主光線ＰＲ１とＰＲ２が同一軌道を描いてクロスオー
バＣＯを通過する。

【００１４】図３から明らかなように、本実施例の角度
調整をしない場合、図１の視野選択器３ａ，３ｂを通過
した主光線ＰＲ１はｚ軸方向（光軸ＡＸと平行な方向）
に対して光軸ＡＸから離れる方向へθだけ傾いてマスク
４に入射する。これに対して本実施例では、最上段の偏
向器１１ａでまず主光線ＰＲ２をθ2だけ外側へ曲げ、
次段の偏向器１１ｂでθ1だけ内側へ曲げてマスク４に
垂直に主光線ＰＲ２を入射させている。このとき、マス
ク４に対する主光線ＰＲ２の入射位置を主光線ＰＲ１の
入射位置Ｐ１と一致させている。次に、マスク４を通過
した主光線ＰＲ２を偏向器１２ａによりθ1だけ外側へ
曲げて偏向器１２ｂの中心位置Ｐ２で主光線ＰＲ１の軌
道と一致させ、この後、最下段の偏向器１２ｂで主光線
ＰＲ２を内側へθ2だけ曲げて主光線ＰＲ１と同一軌道
に乗せている。このとき、偏向器１２ａ，１２ｂによる
主光線ＰＲ２の偏向中心はマスク４上の点Ｐ１である。

【００１５】ウエハ１０側については、図３を上下に反
転し、第１投影レンズ７を第２投影レンズ８に、マスク
４をウエハ１０にそれぞれ置換した場合を考えればよ
い。置換した場合の対応符号を図３に括弧書で示す。ウ
エハ１０側では、第２投影レンズ８から射出された主光
線がｚ軸方向に対して光軸ＡＸに近付く方向へθだけ傾
くので、まず主光線を偏向器１３ａでθ２だけ内側へ曲
げ、その後θ1だけ主光線を外側へ曲げればウエハ１０
に対する入射角度を９０゜に設定できる。このとき、ウ
エハ１０への主光線の入射位置を、角度調整しない場合
の入射位置と一致させることができる。

【００１６】次に、上記の角度調整を行なう場合の偏向
感度の設定方法について説明する。図３から明らかなよ
うに、

【数１】θ1＝θ2＋θ ……（１）（ａ＋ｂ）・θ＝θ1・ｂ ……（２）（１）式、（２）式を連立してθを消去すると、

【数２】（ａ＋ｂ）・（θ1−θ2）＝θ1・ｂ ∴θ2／θ1＝ａ／（ａ＋ｂ） ……（３）以上から、偏向器１１ａと１１ｂ，１２ａと１２ｂの感
度比をそれぞれ（３）式で与えられる比に設定すればよ
い。ただし、θ1，θ2は図から明らかなように逆符号で
ある。

【００１７】（３）式ではθ，θ1，θ2が未知数なので
これらの求め方を次に説明する。まず、（２）式から、

【数３】θ1＝（（ａ＋ｂ）／ｂ）・θ ……（４）（４）式を（３）式に代入すると、

【数４】 θ2＝((ａ＋ｂ)／ｂ)・(ａ／(ａ＋ｂ))・θ＝ａ・θ／ｂ ……（５）以上から明らかなように、θ1，θ2はθが判れば計算で
求められる。

【００１８】角度θはウエハ面での主光線の入射角度を
実測する。その計測は例えば図４のように行なう。ま
ず、十字マーカＣＭを設けた試料ＴＰをウエハステージ
９（図１）に載置する。次に、電子線の軌道を一定に保
った上で試料ＴＰをｚ軸方向にΔｚだけ離れた二つの位
置でｘ軸方向およびｙ軸方向に移動させ、試料ＴＰから
発生する反射電子を検出して十字マークＣＭの中心Ｏ
１，Ｏ２が主光線ＰＲと一致する位置を検出する。中心
Ｏ１，Ｏ２の座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ
２，ｚ２）はステージ９の位置から求められ、これらの
ｘ座標、ｙ座標、ｚ座標の差Δｘ，Δｙ，Δｚから主光
線ＰＲの傾きθが算出できる。なお、図に二点鎖線で示
す十字マークＣＭ´は主光線ＰＲの傾きθ＝０の場合を
示す。主光線ＰＲが図３の主光線ＰＲ１のようにクロス
オーバＣＯを通過していれば、得られた傾きθは主光線
ＰＲのウエハ１０に対する入射位置が座標Ｏ１またはＯ
２にあるときに収差が最も小さくなる条件を示す。

【００１９】ここで、図４の例では主光線ＰＲがｘ軸方
向から角度φだけ傾いている。その一方、偏向器による
角度調整方向は上述した通りｘ軸方向、ｙ軸方向にそれ
ぞれ限定されている。このため、実際の偏向感度を求め
るには、上記のθをそれぞれｘ軸方向の傾き（Δｘ／Δ
ｚ）とｙ軸方向の傾き（Δｙ／Δｚ）に置き換え、それ
ぞれの軸毎に得られたθを上記（４）式および（５）式
に代入する。これにより、電子線の方位角方向の垂直性
と放射方向の垂直性の双方を同時に満たすことができ
る。

【００２０】以上のようにしてマスク４およびウエハ１
０に対する電子線の垂直入射条件と、主光線がクロスオ
ーバＣＯを通過する条件とを同時に満たすときの偏向器
１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂのそ
れぞれの偏向感度が、ウエハ１０への電子線の入射位置
と対応付けて決定される。得られた偏向感度と入射位置
との関係は図１のメモリ３１に予め記憶される。なお、
偏向感度の最適値はウエハ１０に対する電子線の入射位
置に応じて変化するので、実際の転写時の入射位置のす
べてについて予め偏向感度が求められる。

【００２１】次に本実施例の転写装置による転写手順を
説明する。図５は転写時のマスク４とウエハ１０との関
係を模式的に示したものである。レンズや偏向器は図示
を省略した。図５（ａ）から明らかなように、マスク４
は、複数の矩形状の小領域４ａとこれらを格子状に区切
る境界領域４ｂとを有する。小領域４ａには、ウエハ１
０の１チップ（１個の半導体）分の領域（以下、チップ
領域と呼ぶ）１０ａに転写すべきパターン（詳細は図示
略）が分割して形成される。なお、電子線転写用のマス
クには、図６（ａ）に示すように電子線の透過率が高い
薄膜ＭＢ上に、電子線の散乱角の大きい散乱体ＳＣを配
置してパターンを形成するものと、図６（ｂ）に示すよ
うに電子線を遮断する基板ＢＰにパターンに応じた開口
ＯＰを設けるものとが存在するが、本実施例ではいずれ
を用いてもよい。いずれの場合でも、境界領域４ｂは電
子線を遮断しあるいは大きく散乱させる材料により一様
に構成される。また、ウエハ１０の外観形状は図５
（ｂ）に示した通りであり、図５（ａ）ではウエハ１０
の一部（図５（ｂ）のＶａ部）を拡大して示している。

【００２２】図１の電子銃１から射出された電子線ＥＢ
は小領域４ａよりも僅かに大きい断面正方形状に成形さ
れ、視野選択偏向器３ａ，３ｂにより所定量偏向されて
マスク４の小領域４ａの一つに導かれる。小領域４ａに
形成されたパターンの像が図１の投影レンズ７，８によ
りウエハ１０のチップ領域１０ａ内の単位領域１０ｂに
縮小転写される。すなわち、本実施例では小領域４ａが
マスク側の副視野、単位領域１０ｂがウエハ側の副視野
に相当する。ここで小領域４ａの選択は以下の順で行な
われる。

【００２３】すなわち、転写時にはマスク４およびウエ
ハ１０が矢印Ｆｍ，Ｆｗで示すようにｘ軸方向へ互いに
逆向きに連続移動せしめられる。この連続移動によりｙ
軸方向に並ぶ小領域４ａの特定の列が所定の転写開始位
置に達すると、電子線ＥＢがｙ軸方向へ小領域４ａの並
びピッチずつステップ的に走査されてｙ軸方向に並ぶ小
領域４ａに電子線ＥＢが順次照射される。電子線の走査
に同期して、図１の偏向器６ａ，６ｂによりマスク４の
境界領域４ａのｙ軸方向の幅に相当する量だけ電子線Ｅ
Ｂがｙ軸方向に偏向され、ｙ軸方向に並ぶ一列の小領域
４ａのパターンの像がウエハ１０でｙ軸方向に連続して
転写される。一列の小領域４ａのパターンの転写が終了
し、ｙ軸方向に隣接する次の小領域４ａの列が上述した
転写開始位置に達するとその列の転写が開始され、以下
同様にして１枚のマスク４に形成されたすべての小領域
４ａに対応するパターン像がウエハ１０のチップ領域１
０ａに転写される。

【００２４】図７は上記の手順でウエハ１枚分の転写を
行なうときの制御装置２０の制御手順を示すフローチャ
ートである。ウエハ１０がウエハステージ９に装着され
て転写開始が指示されると、制御装置２０はステップＳ
１で転写対象のチップ領域１０ａを選択し、その領域１
０ａが所定の転写位置にくるようウエハステージ９を駆
動する。次いでステップＳ２でマスクステージ５および
ウエハステージ９によるマスク４およびウエハ１０の連
続移動を開始する。続くステップＳ３では副視野選択、
すなわち電子線を照射すべき小領域４ａを選択する。な
お、上述した領域１０ａや小領域４ａの選択順序は予め
入力装置３０から制御装置２０に与えられている。

【００２５】副視野選択後はステップＳ４へ進み、副視
野に応じて光学条件を設定する。この光学条件にはレン
ズ７，８や偏向器３ａ，３ｂ、６ａ，６ｂの励磁条件の
他、上述した角度調整用偏向器１１ａ，１１ｂ，１２
ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂの励磁条件の設定も含まれ
る。すなわち、転写対象の小領域４ａが判れば、それに
対応するウエハ１０の被転写領域１０ｂの位置が判るの
で、その位置に対応する偏向感度をメモリ３１から読み
込んでそれらの値に偏向感度を設定する。光学条件の設
定後はステップＳ５へ進んで転写を開始する。一つの小
領域４ａの転写が終了するとステップＳ６へ進み、１つ
のチップ領域１０ａの転写が終了したか否か判断する。
終了していないときはステップＳ３へ戻ってチップ領域
１０ａ内の未転写領域から次に転写すべき領域を特定す
る。１チップ分の転写が終了した後はステップＳ７へ進
み、ウエハ１０のチップ領域１０ａのすべてについて転
写が終了したか否か判断する。終了していなければステ
ップＳ１へ戻り、未転写のチップ領域を次の転写領域に
選ぶ。全てのチップ領域の転写が終了したとき図示の処
理を終える。

【００２６】以上説明したように、本実施例では、マス
ク４およびウエハ１０に対する電子線の垂直入射条件
と、主光線がクロスオーバＣＯを通過する条件とがすべ
ての副視野について両立するので、マスク４やウエハ１
０が反り等でｚ軸方向に変動してもパターン誤差が生じ
ず、常に最小の歪でパターンを転写できる。投影レンズ
７，８の磁極７ａ，８ａをマスク４およびウエハ１０に
十分に近付けても垂直入射を実現できるので、レンズ
７，８自身を低収差に設計できる。マスク４側の二段の
偏向器１２ａ，１２ｂとウエハ１０側の二段の偏向器１
３ａ，１３ｂによりマスク４およびウエハ１０の位置を
偏向中心として角度調整を行なうので、角度調整前と角
度調整後とで電子線の入射位置が変化しない。すなわ
ち、図８に示すように、マスク４に垂直に入射した電子
線を一段の偏向器１２ｂのみでクロスオーバＣＯを通過
するよう偏向させたときは、マスク４に対する電子線の
角度調整前の入射位置Ｐ１と角度調整後の入射位置Ｐ１
´とがαだけずれるので、マスク４を偏向方向にαだけ
移動させて入射位置を補正する必要があり、その分スル
ープットが低下するおそれがある。ただし、入射位置の
ずれαを短時間で補正できれば一段の偏向器でも十分で
ある。

【００２７】なお、図６（ａ）に示す薄膜支持構造のマ
スクを使用し、その薄膜ＭＢを単結晶材料で構成し、か
つ単結晶材料の平均自由行路が最も大きくなる結晶方位
と光軸ＡＸの方向とを一致させた場合には、本実施例と
の組合せにより薄膜ＭＢを通過する荷電粒子線の散乱を
最小限に抑えることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
角度調整用偏向器にて荷電粒子線を偏向することで、荷
電粒子線の主光線がクロスオーバを通過する条件を維持
しつつマスクやターゲット側でビーム軌道を所望の状態
に調整できるので、マスクやターゲットに対する荷電粒
子線の垂直入射と、荷電粒子線の主光線のクロスオーバ
の通過とを両立させて高精度に転写を行なえる。特に請
求項３，５の発明ではすべての副視野において上記の二
つの条件を両立させることができ、請求項４，６の発明
ではビーム軌道の調整前と調整後でマスクやターゲット
に対する荷電粒子線の入射位置を一定の保つことがで
き、請求項７の発明ではマスクやターゲットに入射する
荷電粒子線の放射方向の垂直性および方位角方向の垂直
性の双方を、すべての副視野において調整できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る転写装置の概略を示す
図。

【図２】図１の投影レンズの周囲を拡大して示す図。

【図３】実施例の装置における角度調整の原理を示す
図。

【図４】ビームの傾きθを求める手順を説明するための
図。

【図５】図１の装置における転写時のマスクとウエハと
の関係を模式的に示す図。

【図６】マスクの種類を示す図。

【図７】図５に示す要領で転写を行なうときの制御装置
の制御手順を示すフローチャート。

【図８】一段の偏向器で入射角度を調整する例を示す
図。

【符号の説明】

４マスク１０ウエハ（ターゲット）１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ角
度調整用偏向器ＣＯクロスオーバＰＲ，ＰＲ１，ＰＲ２主光線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１Ｌ５４１Ｖ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】荷電粒子線を用いてマスクのパターン像
をターゲットに転写する荷電粒子線転写装置において、前記マスクにほぼ垂直に入射した荷電粒子線の主光線が
荷電粒子線光学系のクロスオーバを通過するよう荷電粒
子線を偏向する角度調整用偏向器が設けられていること
を特徴とする荷電粒子線転写装置。
【請求項２】荷電粒子線を用いてマスクのパターン像
をターゲットに転写する荷電粒子線転写装置において、前記マスクあるいは前記ターゲットに対する荷電粒子線
の入射角度を調整する角度調整用偏向器が設けられてい
ることを特徴とする荷電粒子線転写装置。
【請求項３】荷電粒子線光学系の主視野を複数の副視
野に分割し、マスクのパターン像を前記副視野毎に分割
してターゲットに転写する荷電粒子線転写装置におい
て、前記マスクと前記荷電粒子線光学系のクロスオーバとの
間に角度調整用偏向器が配設され、前記複数の副視野のそれぞれで前記荷電粒子線の主光線
が前記マスクにほぼ垂直に入射して前記クロスオーバを
通過するように、前記角度調整用偏向器の偏向感度が前
記副視野毎に調整されることを特徴とする荷電粒子線転
写装置。
【請求項４】請求項３記載の荷電粒子線転写装置にお
いて、前記マスクと前記クロスオーバとの間に前記角度調整用
偏向器が二段配設され、前記荷電粒子線の主光線の偏向中心が前記マスクの位置
と一致するように前記二段の前記角度調整用偏向器の偏
向感度が調整されることを特徴とする荷電粒子線転写装
置。
【請求項５】荷電粒子線光学系の主視野を複数の副視
野に分割し、マスクのパターン像を前記副視野毎に分割
してターゲットに転写する荷電粒子線転写装置におい
て、前記荷電粒子線光学系のクロスオーバと前記ターゲット
との間に角度調整用偏向器が配設され、前記複数の副視野のそれぞれで前記荷電粒子線の主光線
が前記ターゲットに対してほぼ垂直に入射するように、
前記角度調整用偏向器の偏向感度が前記副視野毎に調整
されることを特徴とする荷電粒子線転写装置。
【請求項６】請求項５記載の荷電粒子線転写装置にお
いて、前記クロスオーバと前記ターゲットとの間に前記角度調
整用偏向器が二段配設され、前記荷電粒子線の主光線の偏向中心が前記ターゲットの
位置と一致するように前記二段の角度調整用偏向器の偏
向感度が調整されることを特徴とする荷電粒子線転写装
置。
【請求項７】請求項３〜６のいずれかに記載の荷電粒
子線転写装置において、荷電粒子線光学系の光軸と直交する面内で互いに異なる
第１方向および第２方向のそれぞれに前記荷電粒子線を
偏向可能な第１方向偏向器および第２方向偏向器が前記
角度調整用偏向器として配設され、前記荷電粒子線の主光線の回転方向に関する垂直性およ
び放射方向に関する垂直性の双方が、前記第１方向偏向
器および前記第２方向偏向器で調整されることを特徴と
する荷電粒子線転写装置。