JPH1167642A - 荷電粒子線投影方法および荷電粒子線投影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェハ上に結像されるサブフィールド像のぼ
けや歪みを低減して、解像度および繋ぎ精度の向上を図
ること。 【解決手段】 ウェハ４上に形成されるパターンの像の
回転誤差，倍率誤差および焦点位置誤差の少なくとも１
つ、および各誤差を補正する際に生じる複数の収差たと
えば偏向像面湾曲収差や偏向非点収差等の少なくとも１
つをそれぞれ補正し、補正される誤差の数より多数の補
正レンズＬ1〜Ｌ7から成る補正レンズ系を設けて補正す
べき誤差および収差が小さくなるように各補正レンズの
励磁電流を調整する。ここで、補正すべき収差に像面湾
曲収差が含まれない場合には、補正レンズの数は少なく
とも（ｍ＋２ｎ）となるように設定される。ただし、ｍ
は補正すべき誤差の数、ｎは補正すべき収差の数であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子線投影方
法および荷電粒子線投影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、半導体の高集積化が進むにつれて
より高解像度の露光装置が要求されているが、そのよう
な中にあって電子線に代表される荷電粒子線露光装置に
対して大きな関心を寄せられている。一般に、ウェハ上
に形成される半導体集積回路は平面回路が上下方向に重
なった多層構造となっており、各層毎に回路パターンを
形成する必要がある。そのため、各層の回路パターンを
露光する際にはウェハの角度や高さ（光軸方向位置）を
正確に合わせ、回路パターンの重ね合わせ誤差を許容範
囲内に抑えることが必要となる。荷電粒子線露光では一
度に一括して露光される小領域はサブフィールドと呼ば
れ、半導体チップのマスクパターンは複数のサブフィー
ルドに分割して形成される。そして、各サブフィールド
の像をウェハ上で繋ぎ合わせるように露光することによ
り、半導体チップ一個分の全回路パターンがウェハ上に
転写される。

【０００３】このような荷電粒子線露光装置では、投影
光学系の収差に起因するサブフィールド像のぼけや歪み
を除去または低減するために、偏向器や動的補正器で構
成される収差補正系が設けられている。荷電粒子線露光
装置では投影光学系の集束用レンズとして磁気レンズや
静電レンズが用いられるが、集束用レンズの収差が最も
小さくなるように収差補正系の偏向器や動的補正器を設
計することにより、高解像度を得ている。

【０００４】ところで、ウェハ厚さのばらつきや、露光
の際にマスクに対するウェハの回転誤差があった場合に
は、ウェハに対するサブフィールド像の回転角，サブフ
ィールド像の倍率および焦点の光軸方向位置がずれてし
まうという問題があった。図５（ａ）はサブフィールド
像の回転を、図５（ｂ）は倍率のずれをそれぞれ示す図
であり、ａ1，ａ2はウェハ上に実際に投影されたサブフ
ィールド像、破線で表したｂ1，ｂ2は正しく投影された
ときのサブフィールド像を示している。図５（ａ）では
サブフィールド像ａ1，ａ2はサブフィールド像ｂ1，ｂ2
に対して角度θだけ回転しており、それらの配列方向も
角度θだけずれている。一方、図５（ｂ）では倍率のず
れによってサブフィールド像ａ1，ａ2は設計値より大き
な倍率でウェハ上に投影されており、サブフィールド同
志の繋ぎ部分ｃで領域が重なり合ってしまっている。ま
た、図５（ｃ）は焦点の位置ずれを示す図であり、荷電
粒子線ＥＢはウェハ面ｗよりΔｚだけ図示上方の焦点面
ｆに焦点を結んでいる。

【０００５】このようにサブフィールド像の回転，倍率
および焦点位置にずれが生じた場合、従来はサブフィー
ルド像の回転，倍率および焦点位置を補正するために荷
電粒子線集束用磁気レンズの励磁電流（静電レンズが用
いられる場合には印加電圧）を調整したり、集束用レン
ズとは別個に設けられた補正用レンズを設けて回転，倍
率および焦点位置を補正したりしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、収差補
正系の偏向器および動的補正器は、上述した補正用レン
ズの磁場が印加されていない場合に収差が最小となるよ
うに設計されているため、サブフィールド像の回転，倍
率，焦点位置の補正をするために補正用レンズの磁場を
印加すると、形成されていた磁場が所定の分布からずれ
てしまうことになる。その結果、収差補正系によって小
さく抑えられていた収差が増加してサブフィールド像の
ぼけや歪みが大きくなり、像の解像度の低下や隣接サブ
フィールド間の繋ぎ精度の低下を招くという問題があっ
た。

【０００７】本発明の目的は、ウェハ上に結像されるサ
ブフィールド像のぼけや歪みを低減して、解像度および
繋ぎ精度の向上を図ることができる荷電粒子線投影方法
および荷電粒子線投影装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】発明の実施の形態を示す
図１に対応付けて説明する。 （１）請求項１の発明は、マスク２上の小領域に形成さ
れたパターンを感応基板４上の対応する投影領域に投影
する際に、感応基板４上に形成される像の回転誤差，倍
率誤差および焦点位置誤差の少なくとも１つを誤差補正
レンズ系により補正する荷電粒子線投影方法に適用さ
れ、誤差補正レンズ系に加えて補正レンズを設け（誤差
補正レンズ系および補正レンズは図１のレンズＬ1〜Ｌ7
から成る）、誤差補正レンズ系および補正レンズの励磁
電流をそれぞれ調整して、誤差補正とその誤差補正によ
って生じる複数の収差の少なくとも１つの補正とを行う
ことにより上述の目的を達成する。 （２）請求項２の発明は、マスク２上の小領域に形成さ
れたパターンを感応基板４上の対応する投影領域に投影
する荷電粒子線投影装置に適用され、感応基板４上に形
成される像の回転誤差，倍率誤差および焦点位置誤差の
少なくとも１つ、および前記誤差を補正する際に生じる
複数の収差の少なくとも１つをそれぞれ補正し、補正さ
れる誤差の数より多いレンズから成る像補正レンズ系Ｌ
1〜Ｌ7を設けて上述の目的を達成する。 （３）請求項３の発明は、請求項２に記載の荷電粒子線
投影装置において、像補正レンズ系Ｌ1〜Ｌ7を構成する
各レンズの励磁電流をそれぞれ調整して、誤差の補正と
その誤差補正によって生じる複数の収差の少なくとも１
つの補正とを行うようにした。 （４）請求項４の発明は、請求項２または請求項３に記
載の荷電粒子線投影装置において、像補正レンズ系Ｌ1
〜Ｌ7は、補正すべき誤差の数をｍ、補正すべき収差は
偏向像面湾曲収差を含まずその数をｎとしたときに、少
なくとも（ｍ＋２ｎ）個のレンズから成る。 （５）請求項５の発明は、請求項２または請求項３に記
載の荷電粒子線投影装置において、像補正レンズ系Ｌ1
〜Ｌ7は、補正すべき誤差の数をｍ、偏向像面湾曲収差
を含む補正すべき収差の数をｎとしたときに、少なくと
も｛ｍ＋１＋２（ｎ−１）｝個のレンズから成る。 （６）請求項６の発明は、マスク２上の小領域に形成さ
れたパターンを、その像の回転誤差，倍率誤差および焦
点位置誤差の少なくとも１つを補正しつつ感応基板４上
の対応する投影領域に投影する荷電粒子線投影装置に適
用され、図１の補正レンズＬ1〜Ｌ7の内のいずれか３つ
を前記誤差を補正する第１の補正レンズとし、他の４つ
の補正レンズを誤差補正によって生じる収差を補正する
第２の補正レンズとし、これら第１および第２の補正レ
ンズの各励磁電流を調整することによって前記誤差およ
び収差を補正するようにしたことにより上述の目的を達
成する。

【０００９】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の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図４を参照して本発
明の実施の形態を説明する。本実施の形態による荷電粒
子線投影装置では、ｎ個（ｎ≧４）の補正用レンズを設
けてそれらの励磁電流を調整することにより、サブフィ
ールド像の回転，倍率，焦点位置の補正を行うととも
に、その補正に伴って生じる収差も補正するようにし
た。まず、ｎ個の独立な補正レンズＬ1〜Ｌnを導入した
場合のサブフィールド像の回転，倍率，焦点位置誤差の
補正について説明する。このとき、回転，倍率，焦点位
置の補正量Δθ，Δｍ，Δｚは補正レンズＬ1〜Ｌnの励
磁電流Ｉ1〜Ｉnを用いて次式（１）に示すような一次線
形式で近似することができる。

【数１】 Δθ＝ａ(1,1)Ｉ1＋ａ(1,2)Ｉ2＋…＋ａ(1,n)Ｉn Δｍ＝ａ(2,1)Ｉ1＋ａ(2,2)Ｉ2＋…＋ａ(2,n)Ｉn Δｚ＝ａ(3,1)Ｉ1＋ａ(3,2)Ｉ2＋…＋ａ(3,n)Ｉn …（１） ここで、ａ(1,j)，ａ(2,j)，ａ(3,j)は補正レンズＬjの
レンズ構成で決まる量であり、既知である。式（１）か
らも分かるように、補正量Δθ，Δｍ，Δｚは励磁電流
Ｉ1〜Ｉnの全てに依存しており、励磁電流Ｉ1〜Ｉnを調
整することによって補正量Δθ，Δｍ，Δｚのそれぞれ
を所望の値に設定することができる。

【００１１】ところで、回転，倍率，焦点位置誤差をそ
れぞれ独立に補正する場合には、独立な補正レンズを少
なくとも３個使用すれば良く、式（１）でｎ＝３とすれ
ば１組の（Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3）が一義的に決まり、ｎ≧４
であれば種々の（Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3）を選ぶことができ
る。そこで、本発明ではｎ個の補正レンズを導入して、
その補正レンズの内の３個で回転，倍率，焦点位置誤差
の補正を行い、残りの（ｎ−３）個の補正レンズを用い
て収差の補正を行うようにした。

【００１２】ｎ個の補正レンズＬ1〜Ｌnを励磁したとき
に生じる収差の収差係数を励磁電流Ｉ1〜Ｉnの一次線形
式で近似すると式（２）のように表される。ここでは、
偏向像面湾曲収差ΔＭfc，偏向非点収差ΔＭas，偏向歪
み収差ΔＭdiおよびハイブリッド歪み収差の内で偏向幅
の２乗に比例する部分（Ｍdis1，Ｍdis2）について考え
る。

【数２】 ΔＭfc＝ΔＭfc1Ｉ1＋ΔＭfc2Ｉ2＋…＋ΔＭfcnＩn ΔＭas＝ΔＭas1Ｉ1＋ΔＭas2Ｉ2＋…＋ΔＭasnＩn ΔＭdis＝ΔＭdis1Ｉ1＋ΔＭdis2Ｉ2＋…＋ΔＭdisnＩn ΔＨdis1＝ΔＨdis1,1Ｉ1＋ΔＨdis1,2Ｉ2＋…＋ΔＨdis1,nＩn ΔＨdis2＝ΔＨdis2,1Ｉ1＋ΔＨdis2,2Ｉ2＋…＋ΔＨdis2,nＩn …（２） なお、式（２）の各収差に関する式では、ΔＭfcに関す
る係数ΔＭfc1〜ΔＭｆｃｎは実数、ΔＭａｓ，ΔＭdi
s，ΔＨdis1およびΔＨdis2に関する各係数は複素数で
表されるので、収差に関する一次式は合計で９個とな
る。

【００１３】そして、次式（３）の連立方程式を満足す
るように励磁電流Ｉ1〜Ｉnを調整する。すなわち、各誤
差に対しては補正量がΔθ，Δｍ，Δｚで、各収差に対
してはΔＭfc ＝０，ΔＭas ＝０，ΔＭdis＝０，ΔＨd
is1＝０，ΔＨdis2＝０となるように励磁電流Ｉ1〜Ｉn
を調整することにより、各収差の発生を抑えつつサブフ
ィールド像の回転，倍率および焦点位置の各誤差が０と
なるように補正することができる。

【数３】 Δθ＝ａ(1,1)Ｉ1＋ａ(1,2)Ｉ2＋…＋ａ(1,n)Ｉn Δｍ＝ａ(2,1)Ｉ1＋ａ(2,2)Ｉ2＋…＋ａ(2,n)Ｉn Δｚ＝ａ(3,1)Ｉ1＋ａ(3,2)Ｉ2＋…＋ａ(3,n)Ｉn ０＝ΔＭfc1Ｉ1＋ΔＭfc2Ｉ2＋…＋ΔＭfcnＩn ０＝ΔＭas1Ｉ1＋ΔＭas2Ｉ2＋…＋ΔＭasnＩn ０＝ΔＭdis1Ｉ1＋ΔＭdis2Ｉ2＋…＋ΔＭdisnＩn ０＝ΔＨdis1,1Ｉ1＋ΔＨdis1,2Ｉ2＋…＋ΔＨdis1,nＩn ０＝ΔＨdis2,1Ｉ1＋ΔＨdis2,2Ｉ2＋…＋ΔＨdis2,nＩn …（３） 上述したように、ΔＭas，ΔＭdis，ΔＨdis1およびΔ
Ｈdis2の収差に関する４つの一次式は各々２つの一次式
で表されるので、式（３）は合計１２個の一次式から成
る。そのため、補正レンズの数ｎはｎ≧１２のように選
ばれる。なお、上述したように全ての収差を０とする必
要はなく、露光の要求精度に応じてどの収差を０とする
か決定すれば良い。

【００１４】以下では、一例として、回転，倍率および
焦点位置の誤差補正時にハイブリッド歪み収差の発生を
抑制するような補正レンズ系について説明する。この場
合には、次式（４）に示す７個の一次式から成る連立方
程式を満たすように補正レンズの励磁電流Ｉ1〜Ｉnが調
整されれば良い。ここで、ハイブリッド歪み収差に関し
ては上述したように係数が複素数なので４つの一次式で
表されることになる。

【数４】 Δθ＝ａ(1,1)Ｉ1＋ａ(1,2)Ｉ2＋…＋ａ(1,n)Ｉn Δｍ＝ａ(2,1)Ｉ1＋ａ(2,2)Ｉ2＋…＋ａ(2,n)Ｉn Δｚ＝ａ(3,1)Ｉ1＋ａ(3,2)Ｉ2＋…＋ａ(3,n)Ｉn ０＝ΔＨd(1,1)Ｉ1＋ΔＨdis1,2Ｉ2＋…＋ΔＨdis(1,n)Ｉn ０＝ΔＨdis2,1Ｉ1＋ΔＨdis2,2Ｉ2＋…＋ΔＨdis2,nＩn ０＝〈ΔＨdis1,1〉Ｉ1＋〈ΔＨdis1,2〉Ｉ2＋…＋〈ΔＨdis1,n〉Ｉn ０＝〈ΔＨdis2,1〉Ｉ1＋〈ΔＨdis2,2〉Ｉ2＋…＋〈ΔＨdis2,n〉Ｉn…（４） 式（４）において記号〈 〉は複素共役を表す。

【００１５】ここで、補正レンズの数ｎを７とすれば、
式（４）の連立方程式は励磁電流Ｉについて解くことが
でき、その解は次式（５）のように表される。

【数５】｛Ｉ｝＝Ｇ^-1・｛Δ｝ …（５） 式（５）において、｛Ｉ｝は成分が（Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3，
Ｉ4，Ｉ5，Ｉ6，Ｉ7）である列ベクトル、｛Δ｝は成分
が（Δθ，Δｍ，Δｚ，０，０，０，０）である列ベク
トル、Ｇ^-1は成分Ｇi,jが次式（６）のように表される
７行７列のマトリックスＧの逆マトリックスである。

【数６】 Ｇi,j＝ａ(i,j)、ただし１≦ｉ≦３，１≦ｊ≦７ Ｇ4,j＝ΔＨdis1,j Ｇ5,j＝ΔＨdis2,j Ｇ6,j＝〈ΔＨdis1,j〉 Ｇ7,j＝〈ΔＨdis2,j〉 …（６）

【００１６】図１は上述したように回転，倍率，焦点位
置誤差およびハイブリッド歪み収差を補正するように構
成された電子線縮小投影露光装置の概略構成を示す模式
図である。なお、図１は投影光学系を中心に示したもの
であり、露光装置を構成する他の構成、例えば照明光学
系等については省略した。不図示の照明光学系によりマ
スク２のサブフィールドの１つに電子線ＥＢが照射さ
れ、マスク２を通過した電子線ＥＢは投影レンズ５，６
により感応基板であるウェハ４上に所定の縮小率で結像
される。このとき、マスク２を通過した電子線ＥＢの
内、散乱アパーチャー３の開口を通過したもののみが結
像される。Ｌ1〜Ｌ7は上述した回転，倍率，焦点位置の
誤差を補正するとともに、その誤差補正によって生じる
ハイブリッド歪み収差の補正を行う補正レンズである。
図１に示した光学系では、投影レンズ５，６の他に偏向
器８，焦点補正コイル９，非点補正器１０を備えて、誤
差補正前における光学系の収差が小さくなるように調整
されている。補正レンズＬ1〜Ｌ7は装置全体の動作を制
御する主制御系１６によって制御される。

【００１７】なお、図１は光学系の一例を示すものであ
り、偏向器８，焦点補正コイル９，非点補正器１０の数
やその配置はこれに限らない。また、補正レンズＬ1〜
Ｌ7の配置も図１に限らない。

【００１８】１４はウエハ側からの反射電子を検出する
ための反射電子検出器であり、反射電子検出器１４の出
力信号が信号処理回路１５によって処理されて反射電子
信号Ｓが生成され、この反射電子信号Ｓは主制御系１６
に供給される。本実施の形態では、後述のように、反射
電子信号Ｓを使用して回転角誤差や倍率誤差を求める。
なお、ウェハ４の高さ測定は高さセンサー（オートフォ
ーカスセンサーと呼ばれる）にて行われる。

【００１９】マスク２は、たとえば図２に示すように複
数に分割されたサブフィールド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ……の
それぞれにパターンを形成したもので、電子線ＥＢで各
サブフィールド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ……を順次に照明す
る。後述するように、サブフィールド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ
の像は、感応基板であるウェハ４上の１チップ領域４Ａ
内の対応する小投影領域４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃに縮小
投影される。なお、各サブフィールド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ
……は境界領域２０により分離されているので、偏向器
１３で電子線ＥＢを境界領域２０に対応する分だけ偏向
することによりサブフィールド像がウェハ上で繋ぎ合わ
される。マスクとしてはいわゆる散乱マスクやステンシ
ルマスクが使用可能である。

【００２０】マスク２には本来の露光に用いるサブフィ
ールドとは別にサブフィールド２Ｉを設けておく。図３
（ａ）に示すように、サブフィールド２Ｉの各辺中央位
置には、小投影領域に対するサブフィールド像の倍率や
回転角を測定するための測定用透過マーク２００Ａ，２
００Ｂ，２００Ｃ，２００Ｄが設けられている。一方、
図３（ｂ）に示すように、ウェハ４上にはマスク２のサ
ブフィールド２Ｉに対応して小投影領域４０Ｉが設けら
れており、その各辺中央位置にはサブフィールド２Ｉの
マーク２００Ａ〜２００Ｄに対応して、マーク４００
Ａ，４００Ｂ，４００Ｃ，４００Ｄが設けられている。
一対のマーク２００Ａおよび２００ＢはＹ軸に平行な直
線に沿って所定間隔で配置され、他の一対のマーク２０
０Ｃおよび２００ＤはＸ軸に平行な直線に沿って所定間
隔で配置されている。マーク４００Ａ〜４００Ｄは溝マ
ークあるいは凸マークであり、マーク表面に重金属の薄
膜を形成してもよい。

【００２１】次いで、倍率誤差補正および回転誤差補正
方法について説明する。図３（ａ）に示したように、サ
ブフィールド２Ｉの各辺に接するようにマーク２００Ａ
〜２００Ｄが形成されているが、ここではそれぞれ正方
形の透過孔よりなる。そして、このサブフィールド２Ｉ
上に電子線を照射して、サブフィールド２Ｉの像を投影
レンズ５，６によりウェハ４上の小投影領域４０Ｉに投
影する。

【００２２】図４（ａ），（ｂ）の符号１９はサブフィ
ールド２Ｉの像を示しており、上述したように、矩形の
サブフィールド像１９の各辺に接するようにマーク２０
０Ａ〜２００Ｄを縮小したマーク像１８Ａ〜１８Ｄが投
影されている。マーク像１８Ａとマーク４００Ａ、マー
ク像１８Ｂとマーク４００Ｂ、マーク像１８Ｃとマーク
４００Ｃ、マーク像１８Ｄとマーク４００Ｄの各相対位
置を、後述するように各マーク２００Ａ〜２００Ｄに個
別に電子線を照射して、いわゆるマーク検出法により測
定する。

【００２３】このとき、サブフィールド像１９に倍率誤
差および回転誤差があると、サブフィールド像１９内の
マーク像１８Ａ〜１８Ｄとマーク４００Ａ〜４００Ｄと
の間にずれが生じるようになる。図４（ａ）はサブフィ
ールド像１９に倍率誤差がある場合を示し、一点鎖線で
示す矩形の像１９Ａは倍率誤差および回転誤差がない場
合のサブフィールド像である。Ｙ軸に沿って配列されて
いる２つのマーク像１８Ａ，１８Ｂの中心の間隔Ｙ１お
よびＸ軸に沿って配列されている２つのマーク像１８
Ｃ，１８Ｄの中心の間隔Ｘ１を、小投影領域４０Ｉ上の
パターンを基準として計測し、計測結果をマーク４００
Ａ〜４００Ｄの対応する間隔で除算することによって、
Ｙ方向の倍率およびＸ方向の倍率を算出する。そして、
求められた倍率と設計上の倍率とから倍率誤差を求め
る。

【００２４】一方、図５（ｂ）はサブフィールド像１９
に回転誤差がある場合を示しており、サブフィールド像
１９は倍率誤差および回転誤差がない場合の像１９Ａに
対して回転している。この場合、Ｙ軸に沿って配列され
ている２つのマーク像１８Ａ，１８Ｂの中心のＸ方向へ
の位置ずれ量ΔＸ、およびＸ軸に沿って配列されている
２つのマーク像１８Ｃ，１８Ｄの中心のＹ方向への位置
ずれ量ΔＹを計測する。そして、位置ずれ量ΔＸを２つ
のマーク像１８Ａ，１８ＢのＹ方向の間隔で除算するこ
とによってＹ軸の回転角θyを求め、位置ずれ量ΔＹを
２つのマーク像１８Ｃ，１８ＤのＸ方向の間隔で除算す
ることによってＸ軸の回転角θxを求める。さらに、回
転角θyおよびθxより設計上の回転角を差し引くことに
より、各軸の回転角の誤差を求める。

【００２５】ここで、計測手順の一例を説明する。ま
ず、電子線をサブフィールド２Ｉのマーク２００Ａに照
射し、透過した電子線を偏向器１３で偏向してウエハ上
のマーク４００Ａを走査する。マーク４００Ａからの反
射電子は反射電子検出器１４で検出され、その検出信号
は信号処理回路１５で処理されて反射電子信号Ｓが主制
御系１６に入力される。マーク２００Ａを走査する際に
は、他のマーク２００Ｂ〜２００Ｄに電子線が照射され
ないように電子線の照射位置を制御する。

【００２６】同様にしてサブフィールド２Ｉのマーク２
００Ｂの電子線像で小投影領域４０Ｉのマーク４００Ｂ
を走査し、マーク２００Ｃの電子線像で小投影領域４０
Ｉのマーク４００Ｃを走査し、マーク２００Ｄの電子線
像で小投影領域４００Ｉのマーク４００Ｄを走査して、
マーク像１８Ａとマーク４００Ａ、マーク像１８Ｂとマ
ーク４００Ｂ、マーク像１８Ｃとマーク４００Ｃ、マー
ク像１８Ｄとマーク４００Ｄの各相対位置を計測する。
そして、主制御系１６では、これらの計測値に基づいて
倍率誤差や回転誤差を算出する。

【００２７】このようにして倍率誤差や回転誤差が算出
されたならば、主制御系１６は、ハイブリッド歪み収差
が増加するのを抑えつつ、倍率誤差や回転誤差が小さく
なるように、すなわち、式（４）を満足するように補正
レンズＬ1〜Ｌ7の励磁電流Ｉ1〜Ｉ7を制御する。

【００２８】以上説明した実施の形態では、補正用レン
ズを磁気レンズで構成した場合について説明したが、静
電レンズで構成した場合も本発明を同様に適用すること
ができる。その場合には、励磁電流Ｉを印加電圧で置き
換えて考えれば良い。また、反射電子信号Ｓを用いて回
転角誤差や倍率誤差を求めたが、その他の方法で求めて
も良い。

【００２９】以上説明した実施の形態と特許請求の範囲
の要素との対応において、サブフィールド２Ａ，２Ｂ，
２Ｃ，……は小領域をそれぞれ構成し、また、補正レン
ズＬ1〜Ｌnは請求項１の発明の誤差補正レンズ系および
補正レンズを構成するとともに請求項２〜５の発明の像
補正レンズ系を構成する。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
係る荷電粒子線投影方法によれば、像の回転誤差，倍率
誤差，焦点位置誤差の少なくとも１つを補正する誤差補
正レンズ系に加えて補正レンズを設け、それらの誤差補
正レンズ系および補正レンズの励磁電流をそれぞれ調整
することによって、上記誤差および誤差補正によって生
じる収差を補正することができる。その結果、マスク上
に投影される像のぼけや歪みが減少し、高精度な投影を
行うことができる。また、請求項２〜４の発明に係る荷
電粒子線投影装置によれば、回転誤差，倍率誤差および
焦点位置誤差を補正する際に、補正される誤差の数より
多いレンズを有する像補正レンズ系を用いることによっ
て、収差を抑えつつ各誤差の補正を正確に行うことがで
きる。その結果、請求項１の発明と同様の効果を得るこ
とができる。請求項５の発明によれば、主に像の回転誤
差，倍率誤差，焦点位置誤差の少なくとも１つを補正す
る第１の補正レンズおよび主に誤差の補正によって生じ
る収差の少なくとも１つを補正する第２の補正レンズの
励磁電流を調整することにより、誤差および誤差補正に
よって生じる収差をそれぞれ補正することができる。そ
の結果、請求項１の発明と同様の効果を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による荷電粒子線投影装置の一実施の形
態を示す図であり、電子線縮小投影露光装置の概略構成
を示す模式図である。

【図２】マスクを説明する図。

【図３】サブフィールド像の倍率や回転角を測定するた
めの測定用透過マークを説明する図であり、（ａ）はマ
スク上のサブフィールド２Ｉを示し、（ｂ）ウェハ上の
小投影領域を示す図。

【図４】誤差補正方法を説明する図であり、（ａ）はサ
ブフィールド像の倍率誤差を示す図で、（ｂ）はサブフ
ィールド像の回転誤差を示す図である。

【図５】誤差を説明する図であり、（ａ）は回転誤差、
（ｂ）は倍率誤差、（ｃ）は焦点位置誤差をそれぞれ示
す。

【符号の説明】

２ マスク ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，… サブフィールド ４ ウェハ ５，６ 投影レンズ １４ 反射電子検出器 １５ 信号処理回路 １６ 主制御系 ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｉ，… 小投影領域 ２００Ａ，〜２００Ｄ 測定用透過マーク Ｌ1〜Ｌ7 補正レンズ ＥＢ 電子線

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マスク上の小領域に形成されたパターン
   を感応基板上の対応する投影領域に投影する際に、感応
   基板上に形成される像の回転誤差，倍率誤差および焦点
   位置誤差の少なくとも１つを誤差補正レンズ系により補
   正する荷電粒子線投影方法において、 前記誤差補正レンズ系に加えて補正レンズを設け、前記
   誤差補正レンズ系および補正レンズの励磁電流をそれぞ
   れ調整して、誤差補正とその誤差補正によって生じる複
   数の収差の少なくとも１つの補正とを行うようにしたこ
   とを特徴とする荷電粒子線投影方法。
2. 【請求項２】 マスク上の小領域に形成されたパターン
   を感応基板上の対応する投影領域に投影する荷電粒子線
   投影装置において、 前記感応基板上に形成される像の回転誤差，倍率誤差お
   よび焦点位置誤差の少なくとも１つ、および前記誤差を
   補正する際に生じる複数の収差の少なくとも１つをそれ
   ぞれ補正し、補正される誤差の数より多いレンズから成
   る像補正レンズ系を設けたことを特徴とする荷電粒子線
   投影装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の荷電粒子線投影装置に
   おいて、 前記像補正レンズ系を構成する各レンズの励磁電流をそ
   れぞれ調整して、前記誤差の補正とその誤差補正によっ
   て生じる複数の収差の少なくとも１つの補正とを行うよ
   うにしたことを特徴とする荷電粒子線投影装置。
4. 【請求項４】 請求項２または請求項３に記載の荷電粒
   子線投影装置において、 前記像補正レンズ系は、補正すべき誤差の数をｍ、補正
   すべき収差は偏向像面湾曲収差を含まずその数をｎとし
   たときに、少なくとも（ｍ＋２ｎ）個のレンズから成る
   ことを特徴とする荷電粒子線投影装置。
5. 【請求項５】 請求項２または請求項３に記載の荷電粒
   子線投影装置において、 前記像補正レンズ系は、補正すべき誤差の数をｍ、偏向
   像面湾曲収差を含む補正すべき収差の数をｎとしたとき
   に、少なくとも｛ｍ＋１＋２（ｎ−１）｝個のレンズか
   ら成ることを特徴とする荷電粒子線投影装置。
6. 【請求項６】 マスク上の小領域に形成されたパターン
   を、その像の回転誤差，倍率誤差および焦点位置誤差の
   少なくとも１つを補正しつつ感応基板上の対応する投影
   領域に投影する荷電粒子線投影装置において、 補正される誤差の数と同数のレンズからなり主に前記誤
   差を補正する第１の補正レンズと、主に前記誤差の補正
   によって生じる収差の少なくとも１つを補正する第２の
   補正レンズとを有する像補正レンズ系を備え、前記第１
   および第２の補正レンズの励磁電流を調整して前記誤差
   および収差を補正するようにしたことを特徴とする荷電
   粒子線投影装置。