JPH09330871A - 電子ビーム露光システム及びそれを用いたデバイス製造方法 - Google Patents
電子ビーム露光システム及びそれを用いたデバイス製造方法Info
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- JPH09330871A JPH09330871A JP8150991A JP15099196A JPH09330871A JP H09330871 A JPH09330871 A JP H09330871A JP 8150991 A JP8150991 A JP 8150991A JP 15099196 A JP15099196 A JP 15099196A JP H09330871 A JPH09330871 A JP H09330871A
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- Theoretical Computer Science (AREA)
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子ビーム露光装置のメモリを軽減でき、電
子ビーム露光装置毎のパターンデータの転送及び制御デ
ータへの変換をなくす電子ビーム露光システムを提供で
きる。 【解決手段】 制御データに基づいて電子ビームを偏向
し、被露光物体上にパターンを露光する複数の電子ビー
ム露光装置と、前記電子ビーム露光装置から送られてく
る露光されるパターンに関するパターン情報に応じて、
前記パターン情報を送出した電子ビーム露光装置に前記
露光されるパターンに対応した前記制御データを送出す
るデータ制御手段とを有する。
子ビーム露光装置毎のパターンデータの転送及び制御デ
ータへの変換をなくす電子ビーム露光システムを提供で
きる。 【解決手段】 制御データに基づいて電子ビームを偏向
し、被露光物体上にパターンを露光する複数の電子ビー
ム露光装置と、前記電子ビーム露光装置から送られてく
る露光されるパターンに関するパターン情報に応じて、
前記パターン情報を送出した電子ビーム露光装置に前記
露光されるパターンに対応した前記制御データを送出す
るデータ制御手段とを有する。
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
を複数有する電子ビーム露光システム及び該露光システ
ムを用いたデバイス製造方法に関する。
を複数有する電子ビーム露光システム及び該露光システ
ムを用いたデバイス製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子ビームを偏向し、被露光物体上にパ
ターンを露光する電子ビーム露光装置において、電子ビ
ームを制御するデータは被露光物体上に露光する半導体
素子パターンの微細化に伴い、そのデータ量は益々増加
する傾向にある。更に、微細化された半導体素子はより
多層化される為、より異なるパターンを露光する回数が
増加する傾向にある。
ターンを露光する電子ビーム露光装置において、電子ビ
ームを制御するデータは被露光物体上に露光する半導体
素子パターンの微細化に伴い、そのデータ量は益々増加
する傾向にある。更に、微細化された半導体素子はより
多層化される為、より異なるパターンを露光する回数が
増加する傾向にある。
【０００３】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、電
子ビーム露光装置に記憶できる露光されるパターンに対
応する制御データには限度があり、そのため、露光する
パターンが変わるたびに、電子ビーム露光装置は、露光
するパターンのパターンデータを転送し、制御データに
変換する作業が必要であった。そのため、半導体製造に
おいて、生産性を著しく低下させるいう問題がある。
子ビーム露光装置に記憶できる露光されるパターンに対
応する制御データには限度があり、そのため、露光する
パターンが変わるたびに、電子ビーム露光装置は、露光
するパターンのパターンデータを転送し、制御データに
変換する作業が必要であった。そのため、半導体製造に
おいて、生産性を著しく低下させるいう問題がある。
【０００４】
【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
ーム露光システムのある形態は、制御データに基づいて
電子ビームを偏向し、被露光物体上にパターンを露光す
る複数の電子ビーム露光装置と、前記電子ビーム露光装
置から送られてくる露光されるパターンに関するパター
ン情報に応じて、前記パターン情報を送出した電子ビー
ム露光装置に前記露光されるパターンに対応した前記制
御データを送出するデータ制御手段とを有することを特
徴とする。
問題点に鑑みてなされたものであり、本願発明の電子ビ
ーム露光システムのある形態は、制御データに基づいて
電子ビームを偏向し、被露光物体上にパターンを露光す
る複数の電子ビーム露光装置と、前記電子ビーム露光装
置から送られてくる露光されるパターンに関するパター
ン情報に応じて、前記パターン情報を送出した電子ビー
ム露光装置に前記露光されるパターンに対応した前記制
御データを送出するデータ制御手段とを有することを特
徴とする。
【０００５】前記電子ビーム露光装置は、前記被露光物
体に露光されるパターンのパターン情報を予め検出する
検出手段をと、前記電子ビーム露光装置自体が有する制
御データに対応するパターンに関するパターン情報と検
出された前記パターン情報とを比較し、一致するパター
ン情報がない時には検出された前記パターン情報を前記
データ制御手段に送出する制御手段とを有することを特
徴とする。
体に露光されるパターンのパターン情報を予め検出する
検出手段をと、前記電子ビーム露光装置自体が有する制
御データに対応するパターンに関するパターン情報と検
出された前記パターン情報とを比較し、一致するパター
ン情報がない時には検出された前記パターン情報を前記
データ制御手段に送出する制御手段とを有することを特
徴とする。
【０００６】前記データ制御手段は、互いに異なるパタ
ーンに対応する前記制御データを複数記憶する記憶手段
を有することを特徴とする。
ーンに対応する前記制御データを複数記憶する記憶手段
を有することを特徴とする。
【０００７】前記データ制御手段は、パターンに関する
データから該パターン対応する前記制御データを生成す
ることを特徴とする。
データから該パターン対応する前記制御データを生成す
ることを特徴とする。
【０００８】前記制御データは、電子ビームの偏向位置
を制御するデータと電子ビームの偏向位置での照射時間
を制御するデータを有することを特徴とする。
を制御するデータと電子ビームの偏向位置での照射時間
を制御するデータを有することを特徴とする。
【０００９】前記データ制御手段は、複数の前記電子ビ
ーム装置が設置されている空間に比べクリーン度の低い
空間に設置されていることを特徴とする。
ーム装置が設置されている空間に比べクリーン度の低い
空間に設置されていることを特徴とする。
【００１０】本発明の電子ビーム露光装置のある形態
は、露光されるパターンに対応した制御データに基づい
て電子ビームを偏向し、被露光物体上に前記パターンを
露光する複数の電子ビーム露光装置において、異なるパ
ターンに対応した前記制御データを複数記憶する手段
と、前記被露光物体に露光すべきパターンに関するパタ
ーン情報を予め検出する検出手段と、前記記憶手段から
検出された前記パターン情報に対応した前記制御データ
を選択し、選択された前記制御データに基づいて前記被
露光物体を露光する制御手段とを有することを特徴とす
る。
は、露光されるパターンに対応した制御データに基づい
て電子ビームを偏向し、被露光物体上に前記パターンを
露光する複数の電子ビーム露光装置において、異なるパ
ターンに対応した前記制御データを複数記憶する手段
と、前記被露光物体に露光すべきパターンに関するパタ
ーン情報を予め検出する検出手段と、前記記憶手段から
検出された前記パターン情報に対応した前記制御データ
を選択し、選択された前記制御データに基づいて前記被
露光物体を露光する制御手段とを有することを特徴とす
る。
【００１１】前記制御データは、電子ビームの偏向位置
を制御するデータと電子ビームの偏向位置での照射時間
を制御するデータを有することを特徴とする。
を制御するデータと電子ビームの偏向位置での照射時間
を制御するデータを有することを特徴とする。
【００１２】
〔電子ビーム露光システムを構成する電子ビーム露光装
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。
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。
【００１３】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）。
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）。
【００１４】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。
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。
【００１５】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。
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。
【００１６】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。
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。
【００１７】縮小電子光学系4は、第１投影レンズ41(4
3)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f
1、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-f
2/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。
3)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f
1、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-f
2/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。
【００１８】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。
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。
【００１９】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。
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。
【００２０】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。
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。
【００２１】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。
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。
【００２２】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。
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。
【００２３】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。
軸）と直交するＸＹ方向に移動可能なＸＹステージであ
る。
【００２４】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。
3について説明する。
【００２５】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。
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。
【００２６】各要素電子光学系の断面図を図３に示す。
【００２７】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。
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。
【００２８】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。
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。
【００２９】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。
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。
【００３０】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。
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。
【００３１】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。
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。
【００３２】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。
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。
【００３３】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。
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。
【００３４】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。
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。
【００３５】次に電子ビーム露光装置のシステム構成図
を図５に示す。
を図５に示す。
【００３６】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/of
fを個別に制御する制御回路、焦点・非点制御回路１（1
5）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。
アレイ3の各要素電子光学系のブランキング電極のon/of
fを個別に制御する制御回路、焦点・非点制御回路１（1
5）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。
【００３７】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。
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。
【００３８】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。
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。
【００３９】制御系22は、描画パターンが記憶されたメ
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。
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。
【００４０】ウエハ認識検出系26は、露光される前のウ
エハもしくは前記ウエハを複数毎格納するカセットに記
された例えばバーコードを検出する。そのバーコードに
は、そのウエハに露光されるべきパターンに関する情報
が含まれている。
エハもしくは前記ウエハを複数毎格納するカセットに記
された例えばバーコードを検出する。そのバーコードに
は、そのウエハに露光されるべきパターンに関する情報
が含まれている。
【００４１】100は、上記説明した構成要素を有する電
子ビーム露光装置である。
子ビーム露光装置である。
【００４２】〔電子ビーム露光システムを構成する構成
要素説明〕図６を用いて、本発明の電子ビーム露光シス
テムの構成を説明する。
要素説明〕図６を用いて、本発明の電子ビーム露光シス
テムの構成を説明する。
【００４３】100a,100b,100c,100dは、前述した電子ビ
ーム露光装置である。110は、電子ビーム露光装置を制
御する制御データを、電子ビーム露光装置100a、100b、
100c、100dに適宜送出するとともに、ウエハに露光すべ
きパターンデータから該パターンに対応した電子ビーム
露光装置専用の制御データを生成する管理用CPUであ
る。120は、電子ビーム露光装置専用の制御データを複
数記憶する大容量メモリである。
ーム露光装置である。110は、電子ビーム露光装置を制
御する制御データを、電子ビーム露光装置100a、100b、
100c、100dに適宜送出するとともに、ウエハに露光すべ
きパターンデータから該パターンに対応した電子ビーム
露光装置専用の制御データを生成する管理用CPUであ
る。120は、電子ビーム露光装置専用の制御データを複
数記憶する大容量メモリである。
【００４４】ここで管理用CPU110および大容量メモリ12
0が設置されている空間（部屋）130は、電子ビーム露光
装置100a,100b,100c,100dが設置されている空間（部
屋）131に比べ、クリーン度が低い。それにより、設置
する空間のクリーン度をさほど要求しない管理用CPU110
および大容量メモリ120を、建設費用及びランニングコ
ストの点から高価なクリーン度の高い空間（部屋）131
に設置しないので、高価な空間（部屋）131の面積が狭
くでき、実質的に電子ビーム露光システムで製造される
デバイスの製造コストが低減できる。
0が設置されている空間（部屋）130は、電子ビーム露光
装置100a,100b,100c,100dが設置されている空間（部
屋）131に比べ、クリーン度が低い。それにより、設置
する空間のクリーン度をさほど要求しない管理用CPU110
および大容量メモリ120を、建設費用及びランニングコ
ストの点から高価なクリーン度の高い空間（部屋）131
に設置しないので、高価な空間（部屋）131の面積が狭
くでき、実質的に電子ビーム露光システムで製造される
デバイスの製造コストが低減できる。
【００４５】〔動作の説明〕図５、６を用いて本実施例
の電子ビーム露光システムの動作について説明する。
の電子ビーム露光システムの動作について説明する。
【００４６】管理用CPU110は、電子ビーム露光装置100
a,100b,100c,100dで露光される様々なパターンに対応し
た電子ビーム露光装置専用の露光制御データを、大容量
メモリ120に予め記憶させている。
a,100b,100c,100dで露光される様々なパターンに対応し
た電子ビーム露光装置専用の露光制御データを、大容量
メモリ120に予め記憶させている。
【００４７】もしくは、管理用CPU110は、電子ビーム露
光装置で露光されることが予定されているパターンがあ
ると、そのパターンに関するパターンデータが入力され
る。そして、そのパターンの最小線幅、線幅の種類、形
状に基づいて、電子ビーム露光装置の偏向器が電子ビー
ムに与える最小偏向量を決定する。次に各要素電子光学
系からの電子ビームの露光領域毎のパターンデータに分
割し、最小偏向量を配列間隔として、配列要素FMEで構
成される共通の配列を設定し、各要素電子光学系毎にパ
ターンデータを共通の配列上で表したデータに変換す
る。それに基づいて露光制御データを作成する。以下、
説明を簡略にするために、２つの要素電子光学系a,bを
用いて露光する際の、パターンデータから露光制御デー
タを作成する処理について詳細に説明する。
光装置で露光されることが予定されているパターンがあ
ると、そのパターンに関するパターンデータが入力され
る。そして、そのパターンの最小線幅、線幅の種類、形
状に基づいて、電子ビーム露光装置の偏向器が電子ビー
ムに与える最小偏向量を決定する。次に各要素電子光学
系からの電子ビームの露光領域毎のパターンデータに分
割し、最小偏向量を配列間隔として、配列要素FMEで構
成される共通の配列を設定し、各要素電子光学系毎にパ
ターンデータを共通の配列上で表したデータに変換す
る。それに基づいて露光制御データを作成する。以下、
説明を簡略にするために、２つの要素電子光学系a,bを
用いて露光する際の、パターンデータから露光制御デー
タを作成する処理について詳細に説明する。
【００４８】図７(A)にウエハ上5に露光するべき連続し
た一つのパターンP0を示す。パターンP0に対して、要素
電子光学系a,bの矩形状の露光領域ESa,ESbを、露光領域
ESa,ESbの境界が接するように設定する。そして最小偏
向量を配列間隔として、配列要素FMEで構成される共通
の配列を設定し、各要素電子光学系毎にパターンデータ
を共通の配列上で表したデータに変換する。
た一つのパターンP0を示す。パターンP0に対して、要素
電子光学系a,bの矩形状の露光領域ESa,ESbを、露光領域
ESa,ESbの境界が接するように設定する。そして最小偏
向量を配列間隔として、配列要素FMEで構成される共通
の配列を設定し、各要素電子光学系毎にパターンデータ
を共通の配列上で表したデータに変換する。
【００４９】次に、図７(B)に示すように、要素電子光
学系a,bのうち少なくとも一つがパターンを露光する時
の配列位置から成る領域PP（ハッチング部）を決定す
る。
学系a,bのうち少なくとも一つがパターンを露光する時
の配列位置から成る領域PP（ハッチング部）を決定す
る。
【００５０】ここで、複数の電子ビームが配列上の領域
PPに位置する時に、電子ビームの位置を整定して露光す
ることにより、ウエハ上に露光すべき全てのパターンが
露光できる。また、複数の電子ビームが配列上の領域PP
以外の位置する時は、電子ビームの位置を整定せずに偏
向することにより、電子ビームの無駄な偏向を減らして
露光できる。
PPに位置する時に、電子ビームの位置を整定して露光す
ることにより、ウエハ上に露光すべき全てのパターンが
露光できる。また、複数の電子ビームが配列上の領域PP
以外の位置する時は、電子ビームの位置を整定せずに偏
向することにより、電子ビームの無駄な偏向を減らして
露光できる。
【００５１】そこで、図７(B)に示す領域PPに関するデ
ータから、電子ビームを整定するべき配列位置を決定
し、整定すべき配列位置（領域PPに属する配列位置）の
みに電子ビームの位置を整定する偏向制御データを作成
する。
ータから、電子ビームを整定するべき配列位置を決定
し、整定すべき配列位置（領域PPに属する配列位置）の
みに電子ビームの位置を整定する偏向制御データを作成
する。
【００５２】また、パターンを露光する為には、複数の
電子ビームそれぞれの整定される配列位置に基づいて、
ブランキング電極を制御して各要素電子光学系からの電
子ビームの照射を行う必要がある。図７(A)は、それぞ
れの要素電子光学系からの電子ビームの配列位置に対応
した電子ビームの照射を示すものでもあるから、図７
(A)を示すデータから、要素電子光学系毎の配列位置に
対応した電子ビームの照射量を制御するブランキング制
御データを作成する。
電子ビームそれぞれの整定される配列位置に基づいて、
ブランキング電極を制御して各要素電子光学系からの電
子ビームの照射を行う必要がある。図７(A)は、それぞ
れの要素電子光学系からの電子ビームの配列位置に対応
した電子ビームの照射を示すものでもあるから、図７
(A)を示すデータから、要素電子光学系毎の配列位置に
対応した電子ビームの照射量を制御するブランキング制
御データを作成する。
【００５３】以上の偏向制御データ、及び要素電子光学
系毎のブランキング制御データより、管理用CPU110は、
図８に示すような、少なくとも一つの電子ビームが露光
する配列位置、その配列位置での各要素電子光学系のブ
ランキング電極の動作時間（電子ビームの照射量を決定
する）を要素とする露光制御データを作成する。そし
て、その露光制御データを大容量メモリ120に記憶して
いる。
系毎のブランキング制御データより、管理用CPU110は、
図８に示すような、少なくとも一つの電子ビームが露光
する配列位置、その配列位置での各要素電子光学系のブ
ランキング電極の動作時間（電子ビームの照射量を決定
する）を要素とする露光制御データを作成する。そし
て、その露光制御データを大容量メモリ120に記憶して
いる。
【００５４】各電子ビーム露光装置100a,100b,100c,100
dは、露光されるためのウエハが搬送されてくると、ウ
エハもしくはウエハカセットに記されたバーコードをウ
エハ認識検出系26によって検出する。バーコードには、
そのウエハに露光するパターンに関する情報が入ってい
る。制御系22は、検出されたパターン情報と、メモリ23
に記憶されている複数の露光制御データに対応するパタ
ーンのパターン情報とを比較する。一致するパターン情
報がない時は、検出されたパターン情報を管理用CPU110
に送信する。
dは、露光されるためのウエハが搬送されてくると、ウ
エハもしくはウエハカセットに記されたバーコードをウ
エハ認識検出系26によって検出する。バーコードには、
そのウエハに露光するパターンに関する情報が入ってい
る。制御系22は、検出されたパターン情報と、メモリ23
に記憶されている複数の露光制御データに対応するパタ
ーンのパターン情報とを比較する。一致するパターン情
報がない時は、検出されたパターン情報を管理用CPU110
に送信する。
【００５５】管理用CPU110は、パターン情報が送信され
てくると、パターン情報に対応したパターンを露光する
ための露光制御データが大容量メモリ120に記憶されて
るか検索し、記憶されている場合は、その露光制御デー
タをパターン情報を送信した電子ビーム露光装置に送信
する。また、記憶されていない場合は、アラーム信号を
発してオペレータに認識させる。
てくると、パターン情報に対応したパターンを露光する
ための露光制御データが大容量メモリ120に記憶されて
るか検索し、記憶されている場合は、その露光制御デー
タをパターン情報を送信した電子ビーム露光装置に送信
する。また、記憶されていない場合は、アラーム信号を
発してオペレータに認識させる。
【００５６】制御系22は、管理用CPU110から送信された
露光制御データをメモリ23に記憶させる。その時、メモ
リ23に記憶されている複数の露光制御データのうち使用
頻度の低い露光制御データは削除される。
露光制御データをメモリ23に記憶させる。その時、メモ
リ23に記憶されている複数の露光制御データのうち使用
頻度の低い露光制御データは削除される。
【００５７】各電子ビーム露光装置100a,100b,100c,100
dにおいては、露光されるウエハが準備されると、制御
系22は、メモリ23に記憶されている複数の露光制御デー
タから、ウエハ認識検出系により予め検出されたパター
ン情報に対応した露光制御データを選択する。そして選
択された露光制御データに基づいて下記のステップを実
行する。
dにおいては、露光されるウエハが準備されると、制御
系22は、メモリ23に記憶されている複数の露光制御デー
タから、ウエハ認識検出系により予め検出されたパター
ン情報に対応した露光制御データを選択する。そして選
択された露光制御データに基づいて下記のステップを実
行する。
【００５８】（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o
n/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。
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o
n/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。
【００５９】その結果、一つの要素電子光学系からの電
子ビームは、選択された露光制御データに応じて、図９
に示すようにウエハ5上の露光フィールド（EF)内で、位
置を整定され、その照射が行われる。また、図１０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)が露光され
る。同時に、ウエハ5上において、図１１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。
子ビームは、選択された露光制御データに応じて、図９
に示すようにウエハ5上の露光フィールド（EF)内で、位
置を整定され、その照射が行われる。また、図１０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)が露光され
る。同時に、ウエハ5上において、図１１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。
【００６０】（ステップ２）制御系22は、図１２に示す
サブフィールドを露光後、サブフィールドを露光す
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、予め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、予め求めた動的非
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
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、サブフィールドを露
光する。
サブフィールドを露光後、サブフィールドを露光す
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、予め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、予め求めた動的非
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
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、サブフィールドを露
光する。
【００６１】以上のステップ１、２を繰り返して、図１
２示すようにサブフィールド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。
２示すようにサブフィールド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。
【００６２】次に上記説明した電子ビーム露光システム
を利用したデバイスの生産方法の実施例を説明する。
を利用したデバイスの生産方法の実施例を説明する。
【００６３】図１３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。
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。
【００６４】図１４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１
５（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。
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１
５（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。
【００６５】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。
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。
【００６６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子ビーム露光装置のメモリを軽減でき、電子ビーム露光
装置毎のパターンデータの転送及び制御データへの変換
をなくす電子ビーム露光システムを提供できる。
子ビーム露光装置のメモリを軽減でき、電子ビーム露光
装置毎のパターンデータの転送及び制御データへの変換
をなくす電子ビーム露光システムを提供できる。
【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。
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】電子ビーム露光システムを説明する図。
【図７】各要素電子光学系の露光領域で露光されるパタ
ーンを説明する図。
ーンを説明する図。
【図８】露光制御データを説明する図。
【図９】要素電子光学系の露光領域(EF)を説明する図。
【図１０】サブアレイ露光フィールド(SEF)を説明する
図。
図。
【図１１】サブフィールドを説明する図。
【図１２】ウエハ全面露光を説明する図。
【図１３】微小デバイスの製造フローを説明する図。
【図１４】ウエハプロセスを説明する図。
１ 電子銃 ２ 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 １２ ＸＹ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 ２５ ＣＰＵ ２６ ウエハ認識検出系 １００ 電子ビーム露光装置 １１０ 管理用ＣＰＵ １２０ 大容量メモリ
Claims (10)
- 【請求項１】 制御データに基づいて電子ビームを偏向
し、被露光物体上にパターンを露光する複数の電子ビー
ム露光装置と、 前記電子ビーム露光装置から送られてくる、露光される
パターンに関するパターン情報に応じて、前記パターン
情報を送出した電子ビーム露光装置に前記露光されるパ
ターンに対応した前記制御データを送出するデータ制御
手段とを有することを特徴とする電子ビーム露光システ
ム。 - 【請求項２】 前記電子ビーム露光装置は、前記被露光
物体に露光されるパターンのパターン情報を予め検出す
る検出手段と、前記電子ビーム露光装置自体が有する制
御データに対応するパターンに関するパターン情報と検
出された前記パターン情報とを比較し、一致するパター
ン情報がない時には検出された前記パターン情報を前記
データ制御手段に送出する制御手段とを有することを特
徴とする請求項１の電子ビーム露光システム。 - 【請求項３】 前記データ制御手段は、互いに異なるパ
ターンに対応する前記制御データを複数記憶する記憶手
段を有することを特徴とする請求項１乃至２の電子ビー
ム露光システム。 - 【請求項４】 前記データ制御手段は、パターンに関す
るデータから該パターン対応する制御データを生成する
ことを特徴とする請求項１乃至４の電子ビーム露光シス
テム。 - 【請求項５】 前記制御データは、電子ビームの偏向位
置を制御するデータと電子ビームの偏向位置での照射時
間を制御するデータを有することを特徴とする請求項１
乃至４の電子ビーム露光システム。 - 【請求項６】 前記データ制御手段は、複数の前記電子
ビーム装置が設置されている空間に比べクリーン度の低
い空間に設置されていることを特徴とする電子ビーム露
光システム。 - 【請求項７】 請求項１乃至６の電子ビーム露光システ
ムを用い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。 - 【請求項８】 露光されるパターンに対応した制御デー
タに基づいて電子ビームを偏向し、被露光物体上に前記
パターンを露光する複数の電子ビーム露光装置におい
て、 異なるパターンに対応した前記制御データを複数記憶す
る手段と、 前記被露光物体に露光すべきパターンに関するパターン
情報を予め検出する検出手段と、 前記記憶手段から検出された前記パターン情報に対応し
た前記制御データを選択し、選択された前記制御データ
に基づいて前記被露光物体を露光する制御手段とを有す
ることを特徴とする電子ビーム露光装置。 - 【請求項９】 前記制御データは、電子ビームの偏向位
置を制御するデータと電子ビームの偏向位置での照射時
間を制御するデータを有することを特徴とする請求項８
の露光電子ビーム露光装置。 - 【請求項１０】 請求項８、９の電子ビーム露光装置を
用い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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