JPH10208996A

JPH10208996A - 電子ビーム露光装置及び該装置を用いたデバイス製造方法

Info

Publication number: JPH10208996A
Application number: JP9005441A
Authority: JP
Inventors: Masato Muraki; 真人村木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-01-16
Filing date: 1997-01-16
Publication date: 1998-08-07
Anticipated expiration: 2017-01-16
Also published as: JP3832914B2

Abstract

(57)【要約】【課題】強度ばらつきのない複数の電子ビームで露光
が行えるマルチ電子ビーム型露光装置を提供する。【解決手段】電子ビームを放射する光源を用いて第１
物体を照明し、前記第１物体からの電子ビームで第２物
体を露光する電子ビーム露光装置において、前記光源か
らの電子ビームを前記第１物体に照射する照明電子光学
系と、複数の開口を有し、各開口を通過する電子ビーム
の電流が略一致するように各開口の開口面積が設定され
ている前記第１物体と、前記複数の開口を通過する電子
ビームのそれぞれから前記光源の中間像を形成する各開
口に対応した複数の電子光学系と、前記複数の中間像を
前記第２物体に投影する縮小電子光学系とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子ビーム露光装置
に関し、特にウエハ直接描画またはマスク、レチクル露
光の為に、電子ビームを放射する光源を用いて第１物体
を照明し、前記第１物体からの電子ビームを縮小電子光
学系を介して第２物体に投影露光する電子ビーム露光装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子ビーム露光装置には、従来、ビーム
をスポット状にして使用するポイントビーム型、サイズ
可変の矩形断面にして使用する可変矩形ビーム型の装置
がある。

【０００３】ポイントビーム型の電子ビーム露光装置で
は単一の電子ビームを用いて描画するためスループット
が低いので、研究開発用にしか使用されていない。可変
矩形ビーム型の電子ビーム露光装置では、ポイント型と
比べるとスループットが１〜２桁高いが、基本的には単
一の電子ビームを用いて描画するため0.1μm程度の微細
なパターンが高集積度で詰まったパターンを露光する場
合などではやはりスループットの点で問題が多い。

【０００４】この問題点を解決する装置として、複数の
開口を有する基板を電子ビームで照明し、複数の開口か
らの複数の電子ビームを試料面に照射し、その複数の電
子ビームを偏向させて試料面を走査させるとともに、描
画するパターンに応じて複数の電子ビームを個別にon/o
ffしてパターンを描画するマルチ電子ビーム型露光装置
がある。双方とも一度に露光する面積すなわち露光面積
が従来にくらべ広い為スループットがより改善できると
いう特徴がある。

【０００５】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、マ
ルチ電子ビーム型露光装置においては、複数の電子ビー
ムに強度のばらつきがあると描画されるパターンが歪む
という問題がある。

【０００６】

【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、本発明の電子ビー
ム露光装置のある形態は、電子ビームを放射する光源を
用いて第１物体を照明し、前記第１物体からの電子ビー
ムで第２物体を露光する電子ビーム露光装置において、
前記光源からの電子ビームを前記第１物体に照射する照
明電子光学系と、複数の開口を有し、各開口を通過する
電子ビームの電流が略一致するように各開口の開口面積
が設定されている前記第１物体と、前記複数の開口を通
過する電子ビームのそれぞれから前記光源の中間像を形
成する各開口に対応した複数の電子光学系と、前記複数
の中間像を前記第２物体に投影する縮小電子光学系とを
有することを特徴とする。

【０００７】前記第１物体に照射される電子ビームの強
度分布に関する情報を得る手段を有することを特徴とす
る。

【０００８】前記情報に基づいて、前記複数の開口の開
口面積が設定されることを特徴とする。

【０００９】前記照明電子光学系は複数の電子レンズを
有し、前記情報に基づいて、前記複数の電子レンズの少
なくとも２つの電子レンズの電子光学特性を調整する調
整手段を有することを特徴とする。

【００１０】前記調整手段は、前記複数の電子レンズの
少なくとも２つの電子レンズの電子光学的パワーを調整
することを特徴とする。

【００１１】前記調整手段は、前記複数の電子レンズの
少なくとも２つの電子レンズの前記照明電子光学系の光
軸方向の位置を調整することを特徴とする。

【００１２】前記複数の電子光学系のそれぞれは、前記
中間像が縮小電子光学系を介して前記第２物体に投影さ
れる際に発生する収差を補正することを特徴とする。

【００１３】前記複数の開口を通過する電子ビームを個
別に遮断する手段を有することを特徴とする。

【００１４】本発明の電子ビーム露光方法のある形態
は、照明電子光学系によって光源からの電子ビームで複
数の開口を有する第１物体を照明し、各開口に対応した
複数の電子光学系によって前記複数の開口を通過する電
子ビームのそれぞれから前記光源の中間像を形成し、縮
小電子光学系によって前記複数の中間像を第２物体に投
影する電子ビーム露光方法において、前記第１物体を照
射する電子ビームの強度分布に関する情報を得る段階
と、前記情報に基づいて、各開口を通過する電子ビーム
の電流が略一致するように前記複数の開口の開口面積を
設定する段階とを有することを特徴とする。

【００１５】前記照明電子光学系は複数の電子レンズを
有し、前記情報に基づいて、前記複数の電子レンズの少
なくとも２つの電子レンズの電子光学特性を調整する調
整段階を有することを特徴とする。

【００１６】前記調整段階は、前記複数の電子レンズの
少なくとも２つの電子レンズの電子光学的パワーを調整
することを特徴とする。

【００１７】前記調整段階は、前記複数の電子レンズの
少なくとも２つの電子レンズの前記照明電子光学系の光
軸方向の位置を調整することを特徴とする。

【００１８】前記複数の電子光学系のそれぞれは、前記
中間像が縮小電子光学系を介して前記第２物体に投影さ
れる際に発生する収差を補正することを特徴とする。

【００１９】前記複数の開口を通過する電子ビームを個
別に遮断することを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】

〔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。

【００２１】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）

【００２２】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
（照明電子レンズ光学系）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に照明する。コンデンサーレンズ２は、電子レンズ2
a、2b、2cで構成されいる。そして、電子レンズ2a、2
b、2cの少なくとも２つの電子レンズの電子光学的パワ
ー（焦点距離）を調整するか、電子レンズ2a、2b、2cの
少なくとも２つの電子レンズのコンデンサーレンズ２の
光軸方向の位置を調整するか、もしくは双方とも調整す
ることにより、要素電子光学系3に照明される電子ビー
ムの強度分布を調整することを可能にしている。この点
について図２を用いて説明する。

【００２３】光源から放射される電子ビームの強度が単
位立体角当たり均一である場合、すなわち光源の配光分
布が均一である場合、コンデンサーレンズ２の焦点距離
をf,光源から光軸AXに対して角度θで出射した電子ビー
ムがコンデンサーレンズ2を介して要素電子光学系3に入
射する位置をxとした時、 x = f×θ を満足する電子光学特性をコンデンサーレンズ2が有し
ていると、要素電子光学系3に照明される電子ビームの
強度分布も均一になる（図２(a)の実線）。逆にコンデ
ンサーレンズ2の電子光学特性を調整することにより
（図２(a)の破線）、要素電子光学系に照明される電子
ビームの強度分布を変化させることができる。

【００２４】式(1)を満足する時の光源から光軸AXに対
して角度θで出射した電子ビームが要素電子光学系3に
入射する位置を理想位置x(θ)とし、実際に電子ビーム
がコンデンサーレンズ2を介して要素電子光学系3に入射
する位置をx(θ)とし、その差分の理想位置に対する比
率をDIS(θ)=〔x(θ)-x(θ)〕/x(θ)とすると、DIS(θ)
は、コンデンサーレンズ2の１つの電子光学特性であ
り、図２(b)ように表示できる。そして電子レンズ2a、2
b、2cの少なくとも２つの電子レンズの電子光学的パワ
ーを調整するか、電子レンズ2a、2b、2cの少なくとも２
つの電子レンズの前記照明電子光学系の光軸方向の位置
を調整するか、もしくは双方とも調整することにより、
DIS(θ)を図中の矢印のように変更することができる。
具体的には少なくとも２つの電子レンズの励磁電流を調
整するか、図２(a)に示す電子レンズを光軸方向に移動
させる駆動系により調整する。

【００２５】たとえば、コンデンサーレンズ2の電子光
学特性を調整してさらに出射角θが大きいほどマイナス
側に傾けさせれば、調整前に比べ、要素電子光学系3に
照明される電子ビームの強度分布は光軸AXから離れるに
したがって、より電子ビームの強度が大きくなる。

【００２６】ここで、コンデンサーレンズ2の電子光学
特性を調整する際は、コンデンサーレンズ2の全系の電
子光学的パワーは略一定になるように、且つコンデンサ
ーレンズ2の前側焦点位置の位置も略一定になるように
して、コンデンサーレンズ2の電子光学特性（DIS(θ)）
を調整する。

【００２７】要素電子光学系アレイ3は、開口とブラン
キング電極と電子光学系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。

【００２８】要素電子光学系アレイ3は、複数の開口を
有し、複数の開口からの電子ビームにより光源の中間像
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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】7は偏向器6を作動させた際に発生する偏向
収差による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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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、前述したファラデーカップ10が固設されてい
る。

【００３６】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。

【００３７】次に、図３を用いて要素電子光学系アレイ
3について説明する。

【００３８】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。

【００３９】各要素電子光学系の断面図を図４に示す。

【００４０】図４において、AP-Pは、コンデンサーレン
ズ２によって略平行になった電子ビームよって照明さ
れ、透過する電子ビームの形状を規定する開口(AP1)を
有する基板で他の要素電子光学系と共通である。そして
各要素電子光学系の各開口（AP1)は、各開口を通過する
電子ビームの電流が略一致するように各開口の開口面積
が設定されている。すなわち、各開口を照明する単位面
積当たりの電流密度に反比例した関係となるように各開
口の開口面積を設定する。それによって、各要素電子光
学系の各開口（AP1)は照明する電子ビームの強度にばら
つきがあっても、各開口を通過する電子ビームの電流が
略一致する。しかも、各開口（AP1)は、中間像を形成す
る電子ビームの広がり角を規定するだけであるので、各
中間像の大きさは互いに略一致し、当然のことながらウ
エハ上に形成される各光源像の大きさも互いに略一致す
る。

【００４１】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、開口AP1より大
きい開口である開口(AP2)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on/of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つを用いた電子光学系である。そして電子光学系30
3の前側(光源側)焦点位置に開口AP1が配置されている。

【００４２】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５(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。

【００４３】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。

【００４４】また、ユニポテンシャルレンズ303bの中間
電極は、図５(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。

【００４５】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。

【００４６】コンデンサーレンズ2で略平行にされた電
子ビームは、開口(AP1)とブランキング電極301を介し、
電子光学系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。

【００４７】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。

【００４８】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、予め縮小電子光学系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。

【００４９】次に本実施例のシステム構成図を図６に示
す。

【００５０】強度分布制御系13は、コンデンサーレンズ
2を構成する電子レンズ2a、2b、2cの少なくとも２つの
電子レンズの励磁電流を変更して電子光学的パワー（焦
点距離）を調整するか、電子レンズ2a、2b、2cの少なく
とも２つの電子レンズの前記照明電子光学系の光軸方向
の位置を駆動系によって調整するか、もしくは双方とも
調整するための制御回路である。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】制御系22は、描画パターンに関する情報が
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。

【００５５】〔動作の説明〕図６を用いて本実施例の電
子ビーム露光装置の動作について説明する。

【００５６】露光装置のウエハ露光に先立ち、CPU25
は、インターフェース24を介して制御系22に「キャリブ
レーション」を命令すると、制御系22は下記のステップ
を実行する。

【００５７】（ステップ１）制御系22は、焦点・非点制
御回路１(15)を介して、要素電子光学系アレイ3の各要
素電子光学系が形成する中間像の光軸方向の位置を予め
決められた位置に設定する様に各要素電子光学系の中間
電極の電位を設定する。

【００５８】そして、制御系22は、要素電子光学系の一
つを選択し、その要素電子光学系からの電子ビームだけ
がウエハ側に照射するようにブランキング制御回路14を
制御して、選択された要素電子光学系以外のブランキン
グ電極を作動させる（ブランキングon)。同時にステー
ジ駆動制御回路20によってＸＹステージ12を駆動させ、
選択された要素電子光学系からの電子ビームにより形成
される光源像近傍にファラデーカップ10を移動させ、選
択された要素電子光学系からの電子ビームにより形成さ
れる光源像をファラデーカップ10で検出して、照射され
る電流を検出する。

【００５９】（ステップ２）制御系22は、要素電子光学
系アレイ3の他の要素電子光学系から照射される電流を
ステップ１と同様に順次測定し、各要素電子光学系毎の
照射電流を記憶する。（ただし、この時各要素電子光学
系の各開口の開口面積は、同一もしくは予め知られてい
る。）

【００６０】（ステップ３）制御系22は、記憶された各
要素電子光学系から照射される電流の検出結果に基づい
て、各要素電子光学系の開口を通過する電子ビームの電
流が略一致するような各開口の開口面積に関する情報を
求め、各要素電子光学系の開口を通過する電子ビームの
電流が略一致するような各開口の開口面積を有する基板
AP-Pに自動的に交換するか、そのような基板AP-Pをオペ
レータに知らせることにより、オペレータは対応する基
板AP-Pに交換する。

【００６１】（ステップ４）次に、制御系22は、上記ス
テップ１、２を再度繰り返す。新たに、記憶されたすべ
ての要素電子光学系から照射される電流の検出結果に基
づいて、実際に要素電子光学系アレイ3に照明される電
子ビームの強度分布を求める。そして、求められた強度
分布に基づいて、各要素電子光学系の照射電流が均一に
なるように、強度分布制御系13に命じ、コンデンサーレ
ンズ2を構成する電子レンズ2a、2b、2cの少なくとも２
つの電子レンズの光学的パワーを調整するか、電子レン
ズ2a、2b、2cの少なくとも２つの電子レンズの前記照明
電子光学系の光軸方向の位置を調整するか、もしくは双
方とも調整する。

【００６２】本実施例ではすべての要素電子光学系から
の照射電流を測定したが、測定時間を短縮するために、
要素電子光学アレイ3上の照明領域を複数の小領域に分
割し、例えば小領域の代表として図３に示した要素電子
光学系アレイ3の要素電子光学系B(3,3)、C(3,3)、E(3,
3)、F(3,3)、G(3,3)からの電子ビームだけを検出して要
素電子光学系アレイ3に照明される電子ビームの強度分
布を求めても構わない。

【００６３】次に、CPU25は、インターフェース24を介
して制御系22に「露光の実行」を命令すると、制御系22
は下記のステップを実行する。

【００６４】（ステップ１１）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on/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。

【００６５】その結果、一つの要素電子光学系からの電
子ビームは、図７に示すようにウエハ5上の露光フィー
ルド（EF)を黒四角を起点として走査し露光する。ま
た、図８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(SE
F)を露光される。同時に、ウエハ5上において、図９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。

【００６６】（ステップ１２）制御系22は、図１０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。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。

【００６７】以上のステップ１１、１２を繰り返して、
図１０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。

【００６８】次に上記説明した電子ビーム露光装置を利
用したデバイスの生産方法の実施例を説明する。

【００６９】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
０１（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１０２（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１０３（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１
０４（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１０５（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１０６（検査）では
ステップ１０５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
１０７）される。

【００７０】図１２は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１１（酸化）ではウエハの表面を
酸化させる。ステップ１１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面
に絶縁膜を形成する。ステップ１１３（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１１
４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ス
テップ１１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗
布する。ステップ１１６（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１１７（現像）では露光したウエハを現像する。
ステップ１１８（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１１９（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。

【００７１】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。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数の開口を有する基板を電子ビームで照明し、複数の開
口からの複数の電子ビームを試料面を露光するマルチ電
子ビーム型露光装置において、強度ばらつきのないかつ
その大きさが略一致する複数の電子ビームで露光が行え
るマルチ電子ビーム型露光装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例１電子ビーム露光装置の要
部概略を示す図。

【図２】コンデンサーレンズの強度分布調整機能につい
て説明する図。

【図３】要素電子光学系アレイ3について説明する図。

【図４】要素電子光学系を説明する図。

【図５】要素電子光学系の電極を説明する図。

【図６】本発明に係るシステム構成を説明する図。

【図７】露光フィールド（EF)を説明する図。

【図８】サブアレイ露光フィールド（SEF)を説明する
図。

【図９】サブフィールドを説明する図。

【図１０】ウエハ走査露光を説明する図。

【図１１】微小デバイスの製造フローを説明する図。

【図１２】ウエハプロセスを説明する図。

【符号の説明】

１電子銃２コンデンサーレンズ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１２ＸＹステージ１３強度分布制御系１４ブランキング制御回路１５焦点・非点制御回路１１６焦点・非点制御回路２１７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２５ＣＰＵＡＰ−Ｐ開口を有する基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子ビームを放射する光源を用いて第１
物体を照明し、前記第１物体からの電子ビームで第２物
体を露光する電子ビーム露光装置において、前記光源からの電子ビームを前記第１物体に照射する照
明電子光学系と、複数の開口を有し、各開口を通過する電子ビームの電流
が略一致するように各開口の開口面積が設定されている
前記第１物体と、前記複数の開口を通過する電子ビームのそれぞれから前
記光源の中間像を形成する為の各開口に対応した複数の
電子光学系と、前記複数の中間像を前記第２物体に投影する縮小電子光
学系とを有することを特徴とする電子ビーム露光装置装
置。
【請求項２】前記第１物体に照射される電子ビームの
強度分布に関する情報を得る手段を有することを特徴と
する請求項１の電子ビーム露光装置。
【請求項３】前記情報に基づいて、前記複数の開口の
開口面積が設定されることを特徴とする請求項２の電子
ビーム露光装置。
【請求項４】前記照明電子光学系は複数の電子レンズ
を有し、前記情報に基づいて、前記複数の電子レンズの
少なくとも２つの電子レンズの電子光学特性を調整する
調整手段を有することを特徴とする請求項２の電子ビー
ム露光装置。
【請求項５】前記調整手段は、前記複数の電子レンズ
の少なくとも２つの電子レンズの電子光学的パワーを調
整することを特徴とする請求項４の電子ビーム露光装
置。
【請求項６】前記調整手段は、前記複数の電子レンズ
の少なくとも２つの電子レンズの前記照明電子光学系の
光軸方向の位置を調整することを特徴とする請求項４乃
至５の電子ビーム露光装置。
【請求項７】前記複数の電子光学系のそれぞれは、前
記中間像が縮小電子光学系を介して前記第２物体に投影
される際に発生する収差を補正することを特徴とする請
求項１乃至６の電子ビーム露光装置。
【請求項８】前記複数の開口を通過する電子ビームを
個別に遮断する手段を有することを特徴とする請求項１
乃至７の電子ビーム露光装置。
【請求項９】請求項１乃至８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。
【請求項１０】照明電子光学系によって光源からの電
子ビームで複数の開口を有する第１物体を照明し、各開
口に対応した複数の電子光学系によって前記複数の開口
を通過する電子ビームのそれぞれから前記光源の中間像
を形成し、縮小電子光学系によって前記複数の中間像を
第２物体に投影する電子ビーム露光方法において、前記第１物体を照射する電子ビームの強度分布に関する
情報を得る段階と、前記情報に基づいて、各開口を通過する電子ビームの電
流が略一致するように前記複数の開口の開口面積を設定
する段階とを有することを特徴とする電子ビーム露光装
置方法。
【請求項１１】前記照明電子光学系は複数の電子レン
ズを有し、前記情報に基づいて、前記複数の電子レンズ
の少なくとも２つの電子レンズの電子光学特性を調整す
る調整段階を有することを特徴とする請求項１０の電子
ビーム露光方法。
【請求項１２】前記調整段階は、前記複数の電子レン
ズの少なくとも２つの電子レンズの電子光学的パワーを
調整することを特徴とする請求項１１の電子ビーム露光
方法。
【請求項１３】前記調整段階は、前記複数の電子レン
ズの少なくとも２つの電子レンズの前記照明電子光学系
の光軸方向の位置を調整することを特徴とする請求項１
１乃至１２の電子ビーム露光方法。
【請求項１４】前記複数の電子光学系のそれぞれは、
前記中間像が縮小電子光学系を介して前記第２物体に投
影される際に発生する収差を補正することを特徴とする
請求項１０乃至１３の電子ビーム露光方法。
【請求項１５】前記複数の開口を通過する電子ビーム
を個別に遮断することを特徴とする請求項１０乃至１４
の電子ビーム露光方法。
【請求項１６】請求項１０乃至１６の電子ビーム露光
方法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。