JPH10284384A - 荷電粒子ビーム露光方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子ビームやイオンビーム等の荷電粒子ビー
ムを利用した荷電粒子ビーム露光装置及びその露光方法
に関し、偏向位置によって露光パターンの大きさが異な
ることのない荷電粒子ビーム露光方法及び装置を提供す
る。 【解決手段】 荷電粒子ビームを偏向器により偏向し、
偏向領域内の偏向位置に応じて像面湾曲及び／又は非点
収差を補正して荷電粒子ビームを試料上に照射する荷電
粒子ビーム露光方法である。偏向領域内の各偏向位置に
おいてシャープネスの評価値が最大となる像面湾曲及び
／又は非点収差の補正値を求め、偏向領域内の各偏向位
置におけるシャープネスの評価値から基準評価値を決定
し、各偏向位置におけるシャープネスの評価値がほぼ同
等の基準評価値となるように、各偏向位置における像面
湾曲及び／又は非点収差の補正値を修正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビームやイオ
ンビーム等の荷電粒子ビームを利用した荷電粒子ビーム
露光装置及びその露光方法に関する。より具体的には、
荷電粒子ビームを偏向器により偏向して試料上に照射す
る際に偏向領域内において像面湾曲及び／又は非点収差
を補正する荷電粒子ビーム露光装置及びその露光方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】電子ビーム等を利用した荷電粒子ビーム
露光（以下、単に電子ビーム露光と称する）は、ＬＳＩ
チップ等の微細なパターンを形成する時に利用される。
電子ビーム露光法では、試料上の所望の位置に微細パタ
ーンを露光する場合、電子ビームを偏向して所望のパタ
ーンを形成する。電子ビームを偏向すると、偏向位置に
より焦点距離が異なるため偏向領域内で像面湾曲し、偏
向位置により非点収差が表れる。

【０００３】このような像面湾曲と非点収差を偏向位置
に応じて補正するために、それぞれ焦点補正コイルと非
点収差補正コイルを設け、偏向位置に応じた補正電流を
設定することによりシャープなビームを試料上に照射す
るようにしている。焦点補正コイル及び非点収差補正コ
イルの補正値は、各偏向位置において試料上のマークを
走査し、この走査により得られる反射電子を検出器によ
り検出し、その検出波形を微分することによって微分波
形を生成し、その微分波形のピークを最大にする値を補
正値として決定していた。これにより最もシャープなビ
ームにより所望のパターンを形成することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の方法では、各偏向位置においてビームのシャ
ープネスを最大にするものであるが、各偏向位置のシャ
ープネスの程度が異なるため、同じ寸法の電子ビームを
用いた場合でも偏向位置によって露光されたパターンの
大きさが異なるという問題があった。例えば、０．１μ
ｍ幅の電子ビームが偏向位置によって±０．０１５μｍ
も変化し、パターンサイズで３割もの寸法変化が起きる
ことがあった。

【０００５】このような偏向位置に依存する寸法変化
は、焦点補正と非点収差補正をいかに正確に行っても存
在し、偏向量に依存した関数で記述することができる。
像面湾曲、非点収差以外の偏向収差であり、例えば、コ
マ収差、偏向色収差等の三次の収差である。このような
収差は補正コイル等で補正することは不可能である。本
発明の目的は、偏向位置によって露光パターンの大きさ
が異なることのない荷電粒子ビーム露光方法及び装置を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、荷電粒子ビ
ームを偏向器により偏向し、偏向領域内の偏向位置に応
じて像面湾曲及び／又は非点収差を補正して前記荷電粒
子ビームを試料上に照射する荷電粒子ビーム露光方法に
おいて、前記偏向領域内の各偏向位置においてシャープ
ネスの評価値が最大となる像面湾曲及び／又は非点収差
の補正値を求めるシャープネス評価工程と、前記各偏向
位置におけるシャープネスの評価値がほぼ同等の基準評
価値となるように、前記各偏向位置における前記像面湾
曲及び／又は非点収差の補正値を修正する補正値決定工
程とを有することを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法
によって達成される。

【０００７】上述した荷電粒子ビーム露光方法におい
て、前記偏向領域内の各偏向位置におけるシャープネス
の評価値から前記基準評価値を決定する準評価値決定工
程を更に有し、前記補正値決定工程では、前記各偏向位
置におけるシャープネスの評価値が前記基準評価値とな
るように、前記各偏向位置における前記像面湾曲及び／
又は非点収差の補正値を修正するようにしてもよい。

【０００８】上述した荷電粒子ビーム露光方法におい
て、前記基準評価値は、前記偏向領域内の各偏向位置に
おけるシャープネスの評価値の最小値であることが望ま
しい。上述した荷電粒子ビーム露光方法において、前記
基準評価値は、前記偏向領域の周縁部近傍の所定の偏向
位置におけるシャープネスの評価値であることが望まし
い。

【０００９】上述した荷電粒子ビーム露光方法におい
て、前記基準評価値は、前記偏向領域の角部近傍の所定
の偏向位置におけるシャープネスの評価値であることが
望ましい。上述した荷電粒子ビーム露光方法において、
前記補正値決定工程では、前記各偏向位置におけるシャ
ープネスの評価値がほぼ同等となるように、前記各偏向
位置における前記像面湾曲の補正値のみを修正するよう
にしてもよい。

【００１０】上述した荷電粒子ビーム露光方法におい
て、前記補正値決定工程では、前記各偏向位置における
シャープネスの評価値がほぼ同等となるように、前記各
偏向位置における前記非点収差の補正値のみを修正する
ようにしてもよい。上述した荷電粒子ビーム露光方法に
おいて、前記補正値決定工程では、前記各偏向位置にお
ける前記像面湾曲及び／又は非点収差の補正値を同じ傾
向となるように修正することが望ましい。

【００１１】上述した荷電粒子ビーム露光方法におい
て、前記補正値決定工程では、前記各偏向位置における
前記像面湾曲及び／又は非点収差の補正値が減少するよ
うに修正することが望ましい。上記目的は、荷電粒子ビ
ームを偏向器により偏向し、偏向領域内の偏向位置に応
じて像面湾曲及び／又は非点収差を補正して前記荷電粒
子ビームを試料上に照射する荷電粒子ビーム露光方法に
おいて、前記偏向領域内の各偏向位置におけるシャープ
ネスがほぼ同等の基準評価値となるように像面湾曲及び
／又は非点収差の補正値を求める補正値決定工程を有す
ることを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法によって達
成される。

【００１２】上述した荷電粒子ビーム露光方法におい
て、前記シャープネスの評価値は、評価用マークを走査
した際の走査波形の微分波形の微分ピーク値であっても
よい。上述した荷電粒子ビーム露光方法において、前記
シャープネスの評価値は、第１の方向に延在する第１の
評価用マークを走査した際の走査波形の微分波形の第１
の微分ピーク値と、前記第１の方向と異なる第２の方向
に延在する第２の評価用マークを走査した際の走査波形
の微分波形の第２の微分ピーク値であってもよい。

【００１３】上述した荷電粒子ビーム露光方法におい
て、前記補正値決定工程では、前記各偏向位置における
シャープネスの評価値である前記第１の微分ピーク値と
前記第２の微分ピーク値がほぼ同等となるように、前記
各偏向位置における前記像面湾曲及び／又は非点収差の
補正値を決定するようにしてもよい。上述した荷電粒子
ビーム露光方法において、前記補正値決定工程では、予
め求められた、前記シャープネスの評価値と前記像面湾
曲及び／又は非点収差の補正値との相関関係に基づい
て、前記各偏向位置におけるシャープネスの評価値が前
記基準評価値となるように、前記各偏向位置における前
記像面湾曲及び／又は非点収差の補正値を決定するよう
にしてもよい。

【００１４】上記目的は、荷電粒子ビームを偏向器によ
り偏向し、偏向領域内の偏向位置に応じて像面湾曲及び
／又は非点収差を補正して前記荷電粒子ビームを試料上
に照射する荷電粒子ビーム露光装置において、前記偏向
領域内の各偏向位置においてシャープネスの評価値が最
大となる像面湾曲及び／又は非点収差の補正値を求める
シャープネス評価手段と、前記各偏向位置におけるシャ
ープネスの評価値がほぼ同等の基準評価値となるよう
に、前記各偏向位置における前記像面湾曲及び／又は非
点収差の補正値を修正する補正値決定手段とをを有する
ことを特徴とする荷電粒子ビーム露光装置によって達成
される。

【００１５】上述した荷電粒子ビーム露光装置におい
て、前記偏向領域内の各偏向位置におけるシャープネス
の評価値から前記基準評価値を決定する基準評価値決定
手段を更に有し、前記補正値決定手段は、前記各偏向位
置におけるシャープネスの評価値が前記基準評価値とな
るように、前記各偏向位置における前記像面湾曲及び／
又は非点収差の補正値を修正することが望ましい。

【００１６】上記目的は、荷電粒子ビームを偏向器によ
り偏向し、偏向領域内の偏向位置に応じて像面湾曲及び
／又は非点収差を補正して前記荷電粒子ビームを試料上
に照射する荷電粒子ビーム露光装置において、前記偏向
領域内の各偏向位置におけるシャープネスがほぼ同等の
基準評価値となるように像面湾曲及び／又は非点収差の
補正値を求める補正値決定手段を有することを特徴とす
る荷電粒子ビーム露光装置によって達成される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
電子ビーム露光装置及びその露光方法について図面に従
って説明する。しかしながら、かかる実施形態が本発明
の技術的範囲を限定するものではない。本発明は荷電粒
子ビームを利用した露光装置に適用できるが、本実施形
態ではその一例として電子ビーム露光装置によって説明
する。

【００１８】まず、電子ビーム露光装置の全体構成につ
いて図１及び図２を用いて説明する。図１は、電子ビー
ム露光装置の鏡筒部分の構成図である。図１に示すよう
に、電子ビーム発生源である電子銃１４で発生された電
子ビームは、図示しない軸合わせ用のアラインメントコ
イルとレンズＬ１ａを介して、矩形アパーチャ１５に照
射される。その結果生成された矩形の電子ビームは、レ
ンズＬ１ｂを介してスリット偏向器（デフレクタ）１７
に入射する。スリット偏向器１７は、図示しない修正偏
向信号によって制御され微小な位置の修正に利用され
る。

【００１９】電子ビームを所望のパターンに整形するた
めに、矩形開口や所定のパターンのブロックマスク等の
複数の透過孔を有する透過マスク２０が用いられる。こ
の透過マスク２０は、水平方向に移動可能な図示しない
マスクステージに搭載される。そして、電子ビームを所
望のブロックマスク位置に偏向するために、電磁レンズ
Ｌ２ａ、Ｌ２ｂと各偏向器２１〜２４が透過マスク２０
の上下に設けられている。透過マスク２０への照射に対
する、非点収差補正器１１、像面湾曲補正器１２が透過
マスク２０の上側に設けられている。

【００２０】上記の様に透過マスク２０内の透過パター
ンで整形された電子ビームは、ブランキング電極２５に
よってウエーハ３６上への照射、非照射（オン、オフ）
が制御される。ブランキング電極２５でオンされた電子
ビームは、更にレンズＬ３を通過して、ラウンドアパー
チャ２７を通過する。ラウンドアパーチャ２７は一種の
絞りであり、その開口の程度が制御できるようになって
いる。これにより電子ビームの収束半角が制限される。
そして、レンズＬ４によってビーム形状が最終的に調節
される。レンズＬ４近傍に設けられた焦点補正コイル２
８により、電子ビームが露光対象面であるウエーハ３６
の表面にフォーカスするように焦点補正され、また、非
点収差補正コイル２９により非点収差の補正が行われ
る。

【００２１】そして最終段階で、電子ビームは、投影レ
ンズＬ５により露光サイズに縮小され、図示しない露光
位置決定信号により制御される主偏向器（メインデフレ
クタ）３３と副偏向器（サブデフレクタ）３４によっ
て、ウエーハ３６の表面の正しい位置に照射される。な
お、メインデフレクタ３３は電磁偏向器であり、サブデ
フレクタ３４は静電偏向器である。そして、試料のウエ
ーハ３６は、連続的に移動可能なステージ３５に搭載さ
れる。

【００２２】また、投影レンズＬ５のウエーハ３６側に
は反射電子の検出器３０が設けられている。ウエーハ３
６から反射する反射電子を検出してシャープネスの評価
に用いられる。上記した電子ビーム露光装置の鏡筒内の
偏向器、電磁レンズ、ステージ等のアクチュエータは、
制御部からの制御信号により駆動される。図２は、その
電子ビーム露光装置の制御部の概略的な構成図である。

【００２３】図２に示すように、ＣＰＵ５１には、バス
を介して配置データファイル５２、パターンデータファ
イル５３、２次データファイル５４、装置データファイ
ル５５、速度データファイル５６等が接続される。ま
た、パターンデータメモリ５７には、例えば、パターン
データファイル５３からＣＰＵ５１により露光対象のパ
ターンデータが読み出される。そして、パターン発生手
段５８により、例えば、透過マスク２０内のどのパター
ンを使用（照射）するのか、そしてウエーハ３６上のど
の位置に電子ビームを照射するのかについてのデータが
生成される。それらのデータの内、例えば、照射パター
ンデータがアクチュエータ制御部６１内のマスク偏向制
御部６２に与えられる。そして、その制御部６２で生成
した偏向駆動デジタル信号が、対応するデジタル・アナ
ログ変換手段及び増幅器６３にて駆動アナログ信号に変
換され、マスク偏向器２１〜２４に供給される。

【００２４】シーケンス制御部５９は、露光工程におけ
る電子ビームの描画処理シーケンスを制御する。従っ
て、パターン発生手段により生成される照射パターンデ
ータ、照射位置データ等を受け取り、全体の描画処理を
制御する。具体的には、アクチュエータ制御部６１とス
テージ制御部６０との同期制御を行う。また、照射位置
データに従ってそれぞれの偏向位置データを主偏向制御
部６４、副偏向制御部６６等に与える。主偏向制御部６
４、副偏向制御部６６では、その照射位置に対応する偏
向デジタル信号が生成され、デジタル・アナログ変換器
及び増幅器６５、６７により偏向アナログ信号に変換さ
れ、それぞれの偏向器３３、３４に与えられる。

【００２５】シーケンス制御部５９は、ステージ制御部
６０に対してもステージ移動に必要なデータを与える。
例えば、現在露光中のパターンの位置等のデータであ
る。ステージ制御部６０は、ステージ駆動手段６８に駆
動信号を与え、レーザ干渉測定器等で構成されるステー
ジ位置検出手段６９から現在のステージ位置のデータを
受け取る。

【００２６】次に、本実施形態による電子ビーム露光装
置の露光方法について図３乃至図９を用いて説明する。
図３は、本実施形態の露光方法に特に関連する電子ビー
ム露光装置の構成を示す図、図４は、本実施形態の露光
方法を示すフローチャートである。本実施形態の電子ビ
ーム露光装置では、図３に示すように、焦点補正コイル
２８、非点収差補正コイル２９は、補正制御部７１によ
り制御される。補正制御部７１は、補正値メモリ７０に
格納された補正値に基づいて、デジタル・アナログ変換
手段及び増幅器７２により焦点補正コイル２８に補正電
流を流し、デジタル・アナログ変換手段及び増幅器７３
により非点収差補正コイル２９に補正電流を流す。これ
により、焦点補正、非点収差補正を行う。

【００２７】ウエーハ３６からの反射電子を検出する検
出器３０の検出器は、アナログ・デジタル変換手段及び
増幅器７７によりデジタル信号に変換され、検出制御部
７６に入力される。デジタル化された検出器３０の検出
波形は波形メモリ７５に格納される。検出制御部７７
は、波形メモリ７５に格納された検出波形からシャープ
ネスを評価する。

【００２８】本実施形態の露光方法は、偏向位置によっ
て露光パターンの大きさが異なることのないような露光
方法を実現するものである。そのために、検出器３０に
よる検出値を参照しながら、焦点補正コイル２８、非点
収差補正コイル２９の補正値を調整して、どの偏向位置
でも露光パターンの大きさが同じになるようにするもの
である。

【００２９】本実施形態の露光方法の詳細を図４のフロ
ーチャートを用いて説明する。本実施形態の露光方法を
説明する前に、像面湾曲補正と非点収差補正について、
図５を用いて説明する。電子ビームを偏向すると、その
偏向位置により焦点位置が変化することが知られてい
る。偏向領域の中央においてウエーハ３６表面で合焦点
であっても、偏向角度が大きくなると焦点位置がウエー
ハ３６表面よりも手前側になり、焦点面が像面湾曲す
る。その結果、図５に示すように、偏向位置が偏向領域
の外側になるにつれてウエーハ３６表面のビーム形状が
大きくなる。また、電子ビームを偏向すると、その偏向
位置により非点収差も変化する。その結果、偏向位置が
偏向領域の外側になるにつれてウエーハ３６表面のビー
ム形状が大きく変化する。

【００３０】まず、像面湾曲と非点収差を補正するため
に、主偏光器３３による偏向領域内の各偏向位置におい
てシャープネスを測定して、その評価値を最大とする像
面湾曲補正量と非点収差補正量を決定する（ステップＳ
１００）。シャープネスの測定方法の一例について、図
６を用いて説明する。シリコンのウエーハ３６上にシャ
ープネスを測定するために、スリット形状のタンタル層
３７を形成する。タンタル層３７には、Ｘ走査方向、Ｙ
走査方向の両方向のシャープネスを測定できるように、
Ｙ方向、Ｘ方向に沿ったスリットが形成されている。

【００３１】タンタル層３７が形成されたウエーハ３６
上を電子ビームで走査すると、図６（ａ）に示すように
反射器３０で反射電子が検出される。タンタル層３７に
より電子が反射されるが、シリコン基板３６からは電子
はほとんど反射されないので、検出器３０による反射電
子の検出波形は、図６（ｂ）に示すように、タンタル層
３７のパターン形状を反映したものとなる。このように
して得られた図６（ｂ）の原検出波形を検出制御部７６
で微分すると、図６（ｃ）に示すように、原検出波形の
段差部分が正負の微分ピークとなる微分波形が得られ
る。本実施形態では、微分波形の正負の微分ピークのピ
ーク間の距離Ｚをシャープネスの評価値とする。

【００３２】ステップＳ１００では、偏向領域内のある
偏向位置において、電子ビームを走査して反射電子を検
出し、その検出波形を微分して微分ピーク値を測定す
る。焦点補正コイル２８及び／又は非点収差補正コイル
２９への電流を変化させて反射電子を測定し、そのとき
の微分ピーク値のピーク間距離Ｚを測定する。このピー
ク間距離Ｚが最大となるときの電流値を、その偏向位置
における焦点補正コイル２８及び／又は非点収差補正コ
イル２９の補正量とする。ひとつの偏向位置では、Ｘ方
向走査及びＹ方向走査の両走査方向について同様な測定
を行い、両走査方向について補正量を求める。

【００３３】同様な測定を、偏向領域内の全ての偏向位
置に対して行い、各偏向位置に対する像面湾曲補正値と
非点収差補正値を求め、各偏向位置における微分ピーク
間距離Ｚと、像面湾曲補正量及び非点収差補正量を記憶
する（ステップＳ１０１）。その結果、通常のウエーハ
においては、シャープネスの評価値である微分ピーク間
距離Ｚは、図７に実線で示すように、偏向領域の中央部
分で大きく、周辺部分で小さくなるような特性を示し、
像面湾曲補正及び／又は非点収差補正の補正量は、図８
に実線で示すように、偏向領域の中央部分で小さく周辺
領域で大きくなるような特性を示す。

【００３４】そのときの、パターンの変形量は図９に示
すようになる。パターンの変形量は、一般にＸ方向とＹ
方向では異なるため、Ｘ方向に延在する幅Ｗのパターン
とＹ方向に延在する幅Ｗのパターンを形成し、そのとき
のパターンの変化幅ΔＸ、ΔＹを求める。図９では各偏
向位置でのパターンの変形量を、変化幅ΔＸ、ΔＹを成
分とするベクトルで表している。図９から明らかなよう
に、ピーク間距離Ｚが最大値となるように像面湾曲補正
量、非点収差補正量を調整した場合でも、偏向領域の周
辺領域でパターンの変形量が大きくなっていることがわ
かる。

【００３５】次に、偏向領域内の全ての偏向位置におけ
るシャープネスの評価値、すなわち、本実施形態では微
分ピーク間距離Ｚから最も小さい評価値を基準評価値と
して求める（ステップＳ１０２）。例えば、図７では、
最も右側の偏向位置の微分ピーク値の最小値Ｚminが基
準評価値となる。次に、偏向領域内の他の全ての偏向位
置の微分ピーク値Ｚが最小値Ｚminとなるように、各偏
向位置における最適な像面湾曲補正量及び／又は非点収
差補正量にオフセット的に補正値を加算又は減算して補
正値マップを求める（ステップＳ１０３）。すなわち、
図７に波線で示すように、偏向領域内の全ての偏向位置
の微分ピーク値Ｚが全て同じ基準評価値Ｚminになるよ
うに補正量を調整する。

【００３６】微分ピーク値Ｚを減少するように補正量を
調整するには、図８に破線で示すように、補正量が増加
する方向に変更する方法と、図８に一点鎖線で示すよう
に、補正量が減少する方向に変更する方法がある。いず
れの方法で補正量を調整してもよい。ただし、望ましく
は、全ての偏向位置において、補正量が増加する方向に
変更するか、補正量が減少する方向に変更するか、いず
れか一方の方法を採用することが望ましい。各偏向位置
での補正量の変動を少なくすることができるからであ
る。

【００３７】更に望ましくは、補正量が減少する方向を
採用する方がよい。補正量は、焦点補正コイル２８、非
点収差補正コイル２９の電流値に相関するので、補正量
が減少すれば補正電流値も減少し、消費電力を少なくす
ることができるからである。次に、各偏向位置における
補正量に基づいて絶対位置の校正を行う（ステップＳ１
０４）。焦点補正コイル２８及び／又は非点収差補正コ
イル２９に補正電流を流して補正すると、電子ビームの
照射位置が微妙に変動する。このため、焦点補正コイル
２８及び／又は非点収差補正コイル２９への補正電流値
に応じて照射位置のずれを校正する。

【００３８】このようにして求めた、補正値マップに基
づいて、焦点補正コイル２８及び／又は非点収差補正コ
イル２９に補正電流を流すようにして、ウエーハ３６を
走査して所望のパターンを形成する（ステップＳ１０
５）。このように本実施形態によれば、シャープネスの
評価値が同じになるように像面湾曲補正及び／又は非点
収差補正の補正量を調整したので、各偏向位置において
均一なパターン寸法となるような電子ビーム露光が可能
である。従来はパターン寸法の均一性が０．０３μｍ程
度であったが、本実施形態ではパターン寸法の均一性が
０．００５μｍ程度に向上した。

【００３９】本発明は上記実施形態に限らず種々の変形
が可能である。例えば、上記実施形態において、各偏向
位置における像面湾曲補正量及び／又は非点収差補正量
を修正する際に、像面湾曲補正のみを修正するようにし
てもよい。像面湾曲補正量及び非点収差補正量を修正す
る場合に比べてわずかに精度は劣化する可能性もある
が、より簡便な修正が可能である。

【００４０】逆に、非点収差補正のみを修正するように
してもよい。像面湾曲補正量及び非点収差補正量を修正
する場合に比べてわずかに精度は劣化する可能性もある
が、より簡便な修正が可能である。Ｘ方向、Ｙ方向での
変化が不均一の場合に有効である。また、上記実施形態
では、シャープネスを評価するために、反射電子の検出
強度の微分ピーク間距離を用いたが、一方の微分ピーク
の値を評価値としてもよい。また、シャープネスの評価
としてはこれらに限られるものではなく、いかなる方法
で評価する場合でも本発明を適用することができる。

【００４１】また、上記実施形態において、微分ピーク
間距離Ｚと焦点補正コイル及び／又は非点収差補正コイ
ルの補正量との相関を予め計測しておき、各偏向位置の
補正量の修正を求める際には、各偏向位置の微分ピーク
間距離Ｚとあわせるべき最小微分ピーク間距離Ｚminと
の差分か補正量のオフセット量を演算して求めるように
してもよい。短時間で補正値マップを得ることができ
る。

【００４２】また、上記実施形態では、偏向領域内の全
ての偏向位置におけるシャープネスの評価値中の最も小
さい評価値に各偏向位置の評価値をあわせるようにした
が、予め特定の偏向位置の評価値を用いてあわせるべき
評価値を決定するようにしてもよい。例えば、経験則
上、偏向領域の周縁部のシャープネスが中央領域のシャ
ープネスよりも悪くなることが知られているので、偏向
領域の周縁部の評価値中の最も悪い評価値に決定しても
よい。また、偏向領域の四角の評価値中の最も悪い評価
値に決定してもよい。また、偏向領域の周縁部の評価値
や偏向領域の四角の評価値の平均値に決定してもよい。

【００４３】また、上記実施形態では、偏向領域内の複
数の偏向位置における評価値を一旦記憶し、その評価値
から最も悪いシャープネスの評価値を選択したが、複数
の偏向位置において評価値を測定することなく、偏向領
域内の特定位置、例えば、特定の角位置の評価値を選択
し、その評価値に合致するように各偏向位置において焦
点補正コイル及び／又は非点収差補正コイルの補正量を
決定するようにしてもよい。また、これまでの測定から
経験的にわかる最小の評価値、例えば、前回の測定時の
最小評価値を選択して、それを各偏向位置で合致する評
価値としてもよい。

【００４４】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、荷電粒子
ビームを偏向器により偏向し、偏向領域内の偏向位置に
応じて像面湾曲及び／又は非点収差を補正して荷電粒子
ビームを試料上に照射する荷電粒子ビーム露光方法にお
いて、偏向領域内の各偏向位置においてシャープネスの
評価値が最大となる像面湾曲及び／又は非点収差の補正
値を求め、各偏向位置におけるシャープネスの評価値が
ほぼ同等の基準評価値となるように、各偏向位置におけ
る像面湾曲及び／又は非点収差の補正値を修正するよう
にしたので、どの偏向位置であっても露光パターンの大
きさがほぼ同じにすることができる。

【００４５】更に、偏向領域内の各偏向位置におけるシ
ャープネスの評価値から基準評価値を決定し、各偏向位
置におけるシャープネスの評価値が基準評価値となるよ
うに、各偏向位置における像面湾曲及び／又は非点収差
の補正値を修正するようにすれば、荷電粒子ビーム露光
装置に適応した補正値の修正を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による電子ビーム露光装置
の鏡筒部分の構成図である。

【図２】本発明の一実施形態による電子ビーム露光装置
の制御部の概略的な構成を示すブロック図である。

【図３】本発明の一実施形態による電子ビーム露光方法
に特に関連する電子ビーム露光装置の構成を示す図であ
る。

【図４】本発明の一実施形態による電子ビーム露光方法
を示すフローチャートである。

【図５】電子ビーム露光方法における像面湾曲補正と非
点収差補正の説明図である。

【図６】本発明の一実施形態による電子ビーム露光方法
におけるシャープネスの測定方法の一例の説明図であ
る。

【図７】偏向領域内の各偏向位置におけるシャープネス
の評価値の変化を示すグラフである。

【図８】偏向領域内の各偏向位置における補正量の変化
を示すグラフである。

【図９】偏向領域内の各偏向位置におけるパターンの変
形量を示す図である。

【符号の説明】

Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５…
レンズ １１…非点収差補正器 １２…像面湾曲補正器 １４…電子銃 １５…矩形アパーチャ １７…スリット偏向器 １９…マスクステージ ２０…透過マスク ２１…偏向器 ２２…偏向器 ２３…偏向器 ２４…偏向器 ２５…ブランキング電極 ２７…ラウンドアパーチャ ２８…リフォーカルコイル ３３…主偏向器 ３４…副偏向器 ３５…ステージ ３６…ウエーハ ３７…タンタル層 ５１…ＣＰＵ ５２…配置データファイル ５３…パターンデータファイル ５４…２次データファイル ５５…装置データファイル ５６…速度データファイル ５７…パターンデータメモリ ５８…パターン発生手段 ５９…シーケンス制御部 ６０…ステージ制御部 ６１…アクチュエータ制御部 ６２…マスク偏向制御部 ６３…デジタル・アナログ変換器及び増幅器 ６４…主偏向制御部 ６５…デジタル・アナログ変換器及び増幅器 ６６…副偏向制御部 ６７…デジタル・アナログ変換器及び増幅器 ６８…ステージ駆動手段 ６９…ステージ位置検出手段 ７０…補正値メモリ ７１…補正制御部 ７２…デジタル・アナログ変換器及び増幅器 ７３…デジタル・アナログ変換器及び増幅器 ７５…波形メモリ ７６…検出制御部 ７７…アナログ・デジタル変換器及び増幅器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１Ｆ (72)発明者 阿部 智彦 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 大川 達郎 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 川上 研一 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 田中 仁 東京都練馬区旭町１丁目32番１号 株式会 社アドバンテスト内

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷電粒子ビームを偏向器により偏向し、
   偏向領域内の偏向位置に応じて像面湾曲及び／又は非点
   収差を補正して前記荷電粒子ビームを試料上に照射する
   荷電粒子ビーム露光方法において、 前記偏向領域内の各偏向位置においてシャープネスの評
   価値が最大となる像面湾曲及び／又は非点収差の補正値
   を求めるシャープネス評価工程と、 前記各偏向位置におけるシャープネスの評価値がほぼ同
   等の基準評価値となるように、前記各偏向位置における
   前記像面湾曲及び／又は非点収差の補正値を修正する補
   正値決定工程とを有することを特徴とする荷電粒子ビー
   ム露光方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の荷電粒子ビーム露光方法
   において、 前記偏向領域内の各偏向位置におけるシャープネスの評
   価値から前記基準評価値を決定する基準評価値決定工程
   を更に有し、 前記補正値決定工程では、前記各偏向位置におけるシャ
   ープネスの評価値が前記基準評価値となるように、前記
   各偏向位置における前記像面湾曲及び／又は非点収差の
   補正値を修正することを特徴とする荷電粒子ビーム露光
   方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載の荷電粒子ビーム露光方法
   において、 前記基準評価値は、前記偏向領域内の各偏向位置におけ
   るシャープネスの評価値の最小値であることを特徴とす
   る荷電粒子ビーム露光方法。
4. 【請求項４】 請求項２記載の荷電粒子ビーム露光方法
   において、 前記基準評価値は、前記偏向領域の周縁部近傍の所定の
   偏向位置におけるシャープネスの評価値であることを特
   徴とする荷電粒子ビーム露光方法。
5. 【請求項５】 請求項２記載の荷電粒子ビーム露光方法
   において、 前記基準評価値は、前記偏向領域の角部近傍の所定の偏
   向位置におけるシャープネスの評価値であることを特徴
   とする荷電粒子ビーム露光方法。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
   荷電粒子ビーム露光方法において、 前記補正値決定工程では、前記各偏向位置におけるシャ
   ープネスの評価値がほぼ同等となるように、前記各偏向
   位置における前記像面湾曲の補正値のみを修正すること
   を特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。
7. 【請求項７】 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
   荷電粒子ビーム露光方法において、 前記補正値決定工程では、前記各偏向位置におけるシャ
   ープネスの評価値がほぼ同等となるように、前記各偏向
   位置における前記非点収差の補正値のみを修正すること
   を特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の
   荷電粒子ビーム露光方法において、 前記補正値決定工程では、前記各偏向位置における前記
   像面湾曲及び／又は非点収差の補正値を同じ傾向となる
   ように修正することを特徴とする荷電粒子ビーム露光方
   法。
9. 【請求項９】 請求項８記載の荷電粒子ビーム露光方法
   において、 前記補正値決定工程では、前記各偏向位置における前記
   像面湾曲及び／又は非点収差の補正値が減少するように
   修正することを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。
10. 【請求項１０】 荷電粒子ビームを偏向器により偏向
    し、偏向領域内の偏向位置に応じて像面湾曲及び／又は
    非点収差を補正して前記荷電粒子ビームを試料上に照射
    する荷電粒子ビーム露光方法において、 前記偏向領域内の各偏向位置におけるシャープネスがほ
    ぼ同等の基準評価値となるように像面湾曲及び／又は非
    点収差の補正値を求める補正値決定工程を有することを
    特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。
11. 【請求項１１】 請求項１乃至１０のいずれか１項に記
    載の荷電粒子ビーム露光方法において、 前記シャープネスの評価値は、評価用マークを走査した
    際の走査波形の微分波形の微分ピーク値であることを特
    徴とする荷電粒子ビーム露光方法。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載の荷電粒子ビーム露光
    方法において、 前記シャープネスの評価値は、第１の方向に延在する第
    １の評価用マークを走査した際の走査波形の微分波形の
    第１の微分ピーク値と、前記第１の方向と異なる第２の
    方向に延在する第２の評価用マークを走査した際の走査
    波形の微分波形の第２の微分ピーク値であることを特徴
    とする荷電粒子ビーム露光方法。
13. 【請求項１３】 請求項１２記載の荷電粒子ビーム露光
    方法において、 前記補正値決定工程では、前記各偏向位置におけるシャ
    ープネスの評価値である前記第１の微分ピーク値と前記
    第２の微分ピーク値がほぼ同等となるように、前記各偏
    向位置における前記像面湾曲及び／又は非点収差の補正
    値を決定するを有することを特徴とする荷電粒子ビーム
    露光方法。
14. 【請求項１４】 請求項１乃至１３のいずれか１項に記
    載の荷電粒子ビーム露光方法において、 前記補正値決定工程では、予め求められた、前記シャー
    プネスの評価値と前記像面湾曲及び／又は非点収差の補
    正値との相関関係に基づいて、前記各偏向位置における
    シャープネスの評価値が前記基準評価値となるように、
    前記各偏向位置における前記像面湾曲及び／又は非点収
    差の補正値を決定することを特徴とする荷電粒子ビーム
    露光方法。
15. 【請求項１５】 荷電粒子ビームを偏向器により偏向
    し、偏向領域内の偏向位置に応じて像面湾曲及び／又は
    非点収差を補正して前記荷電粒子ビームを試料上に照射
    する荷電粒子ビーム露光装置において、 前記偏向領域内の各偏向位置においてシャープネスの評
    価値が最大となる像面湾曲及び／又は非点収差の補正値
    を求めるシャープネス評価手段と、 前記各偏向位置におけるシャープネスの評価値がほぼ同
    等の基準評価値となるように、前記各偏向位置における
    前記像面湾曲及び／又は非点収差の補正値を修正する補
    正値決定手段とをを有することを特徴とする荷電粒子ビ
    ーム露光装置。
16. 【請求項１６】 請求項１５記載の荷電粒子ビーム露光
    装置において、 前記偏向領域内の各偏向位置におけるシャープネスの評
    価値から前記基準評価値を決定する基準評価値決定手段
    を更に有し、 前記補正値決定手段は、前記各偏向位置におけるシャー
    プネスの評価値が前記基準評価値となるように、前記各
    偏向位置における前記像面湾曲及び／又は非点収差の補
    正値を修正することを特徴とする荷電粒子ビーム露光装
    置。
17. 【請求項１７】 荷電粒子ビームを偏向器により偏向
    し、偏向領域内の偏向位置に応じて像面湾曲及び／又は
    非点収差を補正して前記荷電粒子ビームを試料上に照射
    する荷電粒子ビーム露光装置において、 前記偏向領域内の各偏向位置におけるシャープネスがほ
    ぼ同等の基準評価値となるように像面湾曲及び／又は非
    点収差の補正値を求める補正値決定手段を有することを
    特徴とする荷電粒子ビーム露光装置。
18. 【請求項１８】 請求項１乃至１４のいずれか１項に記
    載の荷電粒子ビーム露光方法を実行するプログラムが記
    録された記録媒体。