JPH1064791A - 露光量補正方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 露光工程全体としてのスループットを低下さ
せること無く、近接効果補正用の補正露光を行う。 【解決手段】 試料室１内の電子線縮小転写装置２でウ
エハ６Ａに対する所定のパターンの露光が行われている
際に、供給室７内のアーム８上に次に露光されるウエハ
６Ｂが待機している。この待機中のウエハ６Ｂに対して
面状可変電子線源１２から、その所定のパターンをほぼ
反転したような分布の電子線を照射することによって補
正露光を行う。面状可変電子線源１２としては、例えば
電界放出型カソードアレイが使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体集積
回路を製造するためのリソグラフィ工程において、荷電
粒子線描画あるいは荷電粒子線を介した転写を行った感
光基板で後方散乱粒子によって生ずる近接効果を補正す
るための露光量補正方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路の微細化が進むにつれ
て、その集積回路を製造するためのリソグラフィ工程
で、電子ビームやイオンビーム等の荷電粒子線を介して
感光基板上に微細パターンを形成する方法が有力な露光
方法の一つと考えられている。荷電粒子線を用いて感光
基板上に所定のパターンを形成する際には、荷電粒子線
で直接所定のパターンを描画する方法や、荷電粒子線の
もとで所定のマスクパターンを所定の投影倍率で転写す
る方法等があるが、本願では、そのように荷電粒子線に
よる描画や転写等によって感光基板上に所定のパターン
に対応するエネルギ分布を与える動作を、その感光基板
上に「その所定のパターンを露光する」と表現する。

【０００３】ところで、例えば電子線描画装置を用いて
電子線レジストが塗布された半導体ウエハ（以下、単に
「ウエハ」と言う）等の感光基板に電子線描画を行う
と、所謂近接効果によりパターンの線幅等が設計値から
外れる場合がある。近接効果の主な要因は、電子線レジ
スト、ウエハの基板自体、及びウエハ上の凹凸状態や反
射係数の異なる種々の下地パターンからの電子線の後方
散乱である。そこで、従来より近接効果を補正して所望
のパターンを形成するために、（イ）形成すべきパター
ンの設計寸法の変更（リサイズ）、（ロ）露光量の部分
的な変調、（ハ）後方散乱粒子量の少ない個所に対する
補正露光の実施等が行われていた。

【０００４】これに関して最近、転写すべきパターンを
マスク上の複数の小領域に分割して形成し、これら各小
領域内のパターンを順次感光基板上で接続しながら転写
する方式（以下、「分割転写方式」と呼ぶ）の荷電粒子
線転写装置が提案されている。この分割転写方式は、微
細パターンを高い解像度で且つ高いスループット（生産
性）で感光基板上に転写できる反面、近接効果を補正す
る方法として、（イ）の形成すべきパターンのリサイズ
はマスクの作成が困難であるためにあまり現実的ではな
く、（ロ）の露光量の部分的な変調も困難である。従っ
て、分割転写方式で近接効果を補正する方法としては、
（ハ）の後方散乱粒子量の少ない個所に対して補正露光
を行う方式が最も適している。このように分割転写方式
で補正露光を行う場合、（ニ）荷電粒子線の透過部と遮
蔽部とを反転したマスクを作成し、同一の転写装置でマ
スクを入れ替えて露光する方法、又は（ホ）別の補正露
光用の転写装置にて補正露光を行う方法がある。

【０００５】また、分割転写方式以外に、マスクパター
ンを部分的に順次感光基板上に露光する露光方式とし
て、可変成形ビームやスポットビームを用いて感光基板
上に所望のパターンを順次露光する方式も知られてい
る。このような露光方式では、その（ニ）と同様に、荷
電粒子線の透過部と遮蔽部とを反転した露光パターンデ
ータを作成することで補正露光を行うことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く従来の分割
転写方式で近接効果の補正を行うためには、後方散乱粒
子量の少ない個所に対して補正露光を行う方法が使用で
きる。しかしながら、このような補正露光を本来のパタ
ーン形成用の荷電粒子線転写装置を用いて行うには、使
用するマスクをパターンの反転したマスクと入れ替える
必要があるため、スループットが低下するという不都合
がある。一方、本来の荷電粒子線転写装置と同様の別の
転写装置を用いて補正露光を行うものとすると、スルー
プットの低下は無いが、装置全体としての設置床面積が
大きくなると共に、全体として製造設備のコストがかな
り上昇するという不都合がある。

【０００７】更に、本来の荷電粒子線転写装置と同一、
又は同様の別の転写装置を用いて補正露光を行う場合、
露光パターンの種類の異なるレイヤ毎にそれぞれ反転パ
ターンを有するマスクの製作が必要となるため、補正露
光用のマスクの製造コストが高くなると共に、補正露光
用のマスクの管理が煩雑であるという不都合がある。同
様に、可変成形ビームやスポットビームを用いて感光基
板上に所望のパターンを順次露光する露光方式において
も、補正露光を本来の露光装置と同一、又は同様の別の
露光装置を用いて行う場合には、スループットが低下す
るか、又は全体としての露光装置の設置床面積が大きく
なる等の不都合がある。

【０００８】本発明は斯かる点に鑑み、近接効果補正用
の補正露光を行う場合に、露光工程の全体としてのスル
ープットを低下させることの無い露光量補正方法を提供
することを目的とする。更に本発明は、そのような露光
量補正方法を実施するために使用できる露光量補正装置
を提供することをも目的とする。

【０００９】更に本発明は、そのような露光量補正方法
を実施できると共に、別途補正露光用のマスクを用意す
る必要が無いと共に、所望のパターンの露光のために使
用する装置の全体としての設置床面積を小さくできる露
光量補正装置を提供することをも目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による露光量補正
方法は、荷電粒子線を用いて感光基板（６Ｂ）上に所定
のパターンを露光する際に、感光基板（６Ｂ）上で後方
散乱粒子によるエネルギの蓄積量の少ない領域に対して
補正露光を行うための露光量補正方法において、感光基
板（６Ｂ）上に荷電粒子線を用いてその所定のパターン
を露光する荷電粒子線装置（２）に対する感光基板（６
Ｂ）の搬入の途中、又は荷電粒子線装置（２）からの感
光基板（６Ｂ）の搬出の途中で、感光基板（６Ｂ）に対
してその補正露光を行うものである。

【００１１】斯かる本発明に関して、一般的に荷電粒子
線を介して感光基板上に所定のパターンを露光する装置
は全体として、実際に所定のパターンの露光を行う荷電
粒子線装置（２）が収納される試料室（露光室）、及び
その荷電粒子線（２）に対して感光基板の供給を行う供
給室（予備室）等の複数の部屋（チャンバ）に分けて収
納されている。そして、スループット向上のため、或る
感光基板へのパターンの露光中は、次に露光が予定され
ている感光基板が供給室にて待機しており、その露光終
了と同時にそれまで待機していた感光基板が試料室に入
れ替わり搬入されて露光される。そこで、本発明ではそ
の待機時間中、又は露光完了後に例えばその供給室にて
補正露光を行う。このように補正露光は本来のパターン
の露光前、又は露光後の何れで行ってもよい。これによ
って、露光工程のスループットを低下することなく、近
接効果補正用の補正露光が行われ、高精度に寸法制御さ
れたパターンが得られる。

【００１２】次に、本発明の第１の露光量補正装置は、
本発明による露光量補正方法を実施するための露光量補
正装置であって、感光基板（６Ｂ）を荷電粒子線装置
（２）に搬入するか、又は荷電粒子線装置（２）から搬
出するための搬送系（８，９）と、この搬送系で搬送さ
れている感光基板（６Ｂ）に対してその補正露光を行う
エネルギ線源と、を有するものである。この第１の露光
量補正装置によって、感光基板の待機中、又は露光完了
後に補正露光を行うことができる。

【００１３】この場合、そのエネルギ線源は、その所定
のパターンに応じてエネルギ線の放出部（３３）の分布
が制御自在の面状可変エネルギ線源（１２）であること
が望ましい。面状可変エネルギ線源（１２）は、例えば
数μｍ角〜数１０μｍ角程度の大きさの微小エネルギ線
源を縦横に所定ピッチで多数配列したものであり、各微
小エネルギ線源の点滅を個別に制御することによって所
望のパターンを感光基板上に露光できるものである。即
ち、面状可変エネルギ線源（１２）は、パターンジェネ
レート機能を持つため、補正露光用のマスクを作成する
ことなく補正露光が行える。このような面状可変エネル
ギ線源（１２）としては、最近例えば壁掛け型のディス
プレイ等に使用するために開発が盛んに行われている電
界放出型カソードアレイ等が使用できる。

【００１４】また、その面状可変エネルギ線源（１２）
と感光基板（６Ｂ）とを近接させて配置することによっ
て、その補正露光用の装置は例えば感光基板の供給室内
で感光基板の搬送装置に容易に組み込むことができる。
従って、露光装置の全体としての設置床面積を小さくで
きる。また、面状可変エネルギ線源は、感光基板の全面
を一度に露光することができると共に、補正露光量は、
本来の適正露光量の数％から数１０％で良いため、その
供給室に待機中（露光完了後も含む）の時間内に十分に
補正露光を完了させることができる。

【００１５】また、本発明の補正露光用のエネルギ線源
としては、紫外光の光源等も使用できる。この場合に
は、その紫外光を予め作成された補正露光用のマスクに
照射して例えば等倍で転写することになるが、このよう
な露光装置も小型化が可能である。次に、本発明の第２
の露光量補正装置は、荷電粒子線を用いて感光基板上に
所定のパターンを転写する際の、その感光基板上で後方
散乱粒子によるエネルギの蓄積量の少ない領域に対して
補正露光を行うための露光量補正装置において、その所
定のパターンに応じてエネルギ線の放出部（３３）の分
布が制御自在の面状可変エネルギ線源（１２）を用いて
その感光基板上にその補正露光を行うものである。

【００１６】斯かる第２の露光量補正装置は、面状可変
エネルギ線源（１２）を用いているため小型化が可能で
あり、例えば感光基板の搬送装置に組み込むこともで
き、又は供給室内に設置することも可能であるため、そ
の本発明の露光量補正方法を実施することができる。更
に、補正露光用のマスクを製作する必要がなく、装置全
体の設置床面積を小さくできる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
につき図１〜図７を参照して説明する。以下では、ウエ
ハキャリアから搬送装置を経て本来のパターンの露光を
行う装置までの全体を露光装置と呼んでいる。図１は、
本例で露光が行われる試料室（露光室）１、及び試料室
１に供給される感光基板が待機する供給室（予備室）７
の縦断面図を示し、この図１において、試料室１及び供
給室７は直接接続され、且つ常に真空状態に保たれてい
る。そして、試料室１内には電子銃３、電子光学系４、
及び試料台５よりなる電子線縮小転写装置２が収納さ
れ、試料台５上に露光対象の電子線レジストが塗布され
たウエハ６Ａが保持されている。本例の電子線縮小転写
装置２は、転写対象のパターンが複数の小領域に分けて
形成されたマスクを使用し、このマスクの各小領域内の
パターンの縮小像を順次ウエハ６Ａ上でつなぎ合わせて
転写する分割転写方式の転写装置である。但し、電子線
縮小転写装置２の代わりに、可変成形ビームやスポット
ビーム等を用いて感光基板上に所望のパターンを順次露
光する荷電粒子線装置等が収納されていてもよい。

【００１８】一方、供給室７内には、ロード用のアーム
８と、このアーム８の先端部を供給室７と試料室１との
間で往復移動する駆動部９と、アンロード用のアーム１
０と、このアーム１０の先端部を供給室７と試料室１と
の間で往復移動する駆動部１１とを有するウエハ搬送系
が設置されている。駆動部９，１１の動作は装置全体の
動作を統轄制御する制御装置１４によって制御される。
ロード用のアーム８を介して、試料室１内の電子線縮小
転写装置２の試料台５上に露光対象のウエハの搬入が行
われ、アンロード用のアーム１０を介して、その試料台
５から露光済みのウエハの搬出が行われる。図１では、
アーム８の先端部に次に露光されるウエハ６Ｂが保持さ
れ、次の露光に備えてウエハ６Ｂが待機している状態が
示されている。

【００１９】更に、本例の供給室７内で、待機中のウエ
ハ６Ｂの上方に近接して、ウエハ６Ｂとほぼ同じ大きさ
の底面を有する補正露光用の面状可変電子線源１２が配
置されている。面状可変電子線源１２は、所定の基板の
底面に数μｍ角〜数１０μｍ角程度の微小電子線源を縦
横に所定ピッチで多数配置した電界放出型カソードアレ
イ（詳細後述）であり、それぞれ電子線ＥＢを放出でき
る各微小電子線源を独立に点滅することによって、所望
のパターンをウエハ６Ｂの全面に露光できるように構成
されている。

【００２０】面状可変電子線源１２の側面近傍にアライ
メント顕微鏡１３が配置されている。このアライメント
顕微鏡１３は、ウエハ６Ｂの輪郭の一部、又はウエハ６
Ｂの表面に形成されているアライメントマークを撮像
し、この撮像信号を制御装置１４に供給する。制御装置
１４では、供給された撮像信号よりウエハ６Ｂの輪郭、
又はアライメントマークの位置を求め、この結果より面
状可変電子線源１２とウエハ６Ｂとの位置関係を求め
る。また、制御装置１４は、駆動装置９を介してウエハ
６Ｂを面状可変電子線源１２に対して位置決めする。

【００２１】更に、電子線縮小転写装置２でウエハ６Ａ
上に転写されるマスクパターンのＣＡＤ（Computer Aid
ed Design)データがハードディスク装置等からなる記憶
装置１５に記憶されている。そして、データ変換部１６
では、記憶装置１５から読み出したＣＡＤデータに基づ
いて、電子線縮小転写装置２で露光されるマスクパター
ンにおける電子線の透過部と遮蔽部とを反転したような
補正露光用のパターンのデータを生成し、このデータを
面状可変電子線源１２の駆動部１７に供給する。駆動部
１７には、制御装置１４より面状可変電子線源１２とウ
エハ６Ｂとの位置ずれ量のデータも供給されており、且
つ高圧電源１８より所定の高電圧の駆動電力も供給され
ている。そして、駆動部１７では、供給されたデータよ
り面状可変電子線源１２中で点灯する微小電子線源の配
置を選択し、供給された駆動電力を用いて選択された微
小電子線源をそれぞれ必要な補正露光量に応じた時間だ
け点灯することによって補正露光を行う。本例の露光量
補正装置は、ロード用のアーム８、駆動部９、面状可変
電子線源１２、アライメント用の顕微鏡１３、及び制御
装置１４〜高圧電源１８から構成されている。

【００２２】また、図１の供給室７には、更に次第に減
圧を行うと共に、ウエハの搬入や搬出を行うための部屋
も接続されている。図２は、本例の露光装置が収納され
ている全部の部屋の横断面図を示し、この図２におい
て、供給室７の側面に開閉自在のバルブ１９を介して中
間室２０が接続され、中間室２０の側面に開閉自在のバ
ルブ２１を介して大気室２２が接続されている。大気室
２２の内部の気圧は大気と同じであり、大気室２２内に
は、露光前のウエハ及び露光済みのウエハが複数枚収納
されるウエハキャリア２３と、ウエハキャリア２３から
のウエハの搬出や、ウエハキャリア２３に対するウエハ
の搬入を行うウエハ搬送系（不図示）とが設置されてい
る。中間室２０の内部にはウエハの受け渡しを行うウエ
ハ搬送系（不図示）が設置され、中間室２０の内部は、
供給室７との間でウエハの受け渡しを行う前には大気圧
から真空状態まで排気が行われ、大気室２２との間でウ
エハの受け渡しを行う前には真空状態から気体のリーク
によって大気圧になる。

【００２３】次に、複数枚のウエハに対して順次露光を
行う場合の全体の動作の一例につき説明する。図２にお
いて、先ずバルブ１９及び２１が閉じられて、試料室１
内でウエハ６Ａの露光が行われている状態では、次に露
光されるウエハ６Ｂが供給室７内で待機している。この
とき、直前に露光されたウエハ６Ｃは中間室２０内に位
置し、大気室２２内ではウエハキャリア２３からウエハ
６Ｂの次に露光されるウエハ６Ｄが取り出されて待機し
ている。次に、ウエハ６Ａへの露光が終わると、図１の
アーム１０を介してウエハ６Ａは試料室１内から供給室
７内の位置Ａに搬出され、ウエハ６Ｂは図１のアーム８
を介して試料室１内の電子線縮小転写装置２に搬入され
る。

【００２４】この動作とほぼ並行して、中間室２０内が
気体のリークによって大気圧となった後、バルブ２１が
開けられて既に露光済みのウエハ６Ｃが中間室２０内か
ら大気室２２内のウエハキャリア２３に戻される。ま
た、大気室２２内で待機していたウエハ６Ｄは、矢印で
示す経路２５に沿って中間室２０内の位置Ｂまで搬送さ
れる。その後、バルブ２１が閉められて中間室２０内が
減圧されて真空状態になると、バルブ１９が開けられ
て、供給室７内の位置Ａに達していたウエハ６Ａは、矢
印２４で示す経路に沿って中間室２０内に搬送され、中
間室２０内の位置Ｂに達していたウエハ６Ｄは供給室７
内の待機位置に搬入されてバルブ１９が閉められる。そ
の後、試料室１内に搬入されていたウエハ６Ｂに対する
露光が行われ、以下全てのウエハへの露光が終了するま
で上述の動作が繰り返される。

【００２５】この動作の間に本例では、供給室７内で待
機しているウエハ６Ｂに対して、図１の面状可変電子線
源１２を用いて近接効果を補正するための補正露光が行
われる。面状可変電子線源１２は、ウエハ６Ｂの全面を
一度に露光することができ、補正露光量は本来のパター
ンを露光するための適正露光量の数％から数１０％で良
い。また、供給室７内は真空状態であるため、面状可変
電子線源１２から放出された電子線はあまり減衰するこ
となくウエハ６Ｂに照射される。従って、ウエハ６Ｂが
供給室７に待機している時間内に補正露光を完了させる
ことができる。

【００２６】このように本例では、供給室７内で待機し
ているウエハに対して近接効果を補正するための補正露
光を行っているため、試料室１内の電子線縮小転写装置
２を用いて補正露光を行う方法と比べてスループットが
高くなっている。また、面状可変電子線源１２は小型で
あり、供給室７の設置面積は面状可変電子線源１２が無
い場合と比べて殆ど同じで済んでいる。また、面状可変
電子線源１２は所望のパターンに対応させて点滅する微
小電子線源の分布を変更できるため、特に補正露光用の
マスクを使用する必要がない。即ち、電子線縮小転写装
置２と同様の別の露光装置を用いて補正露光を行う方法
と比べて、補正露光用のマスクを使用する必要がなく、
且つ全体としての設置面積も小さくなっている。

【００２７】なお、上述の実施の形態では、近接効果の
補正露光は供給室７で待機中のウエハに対して行われる
が、露光終了後に供給室７へ搬出されたウエハに対して
その補正露光を行うようにしてもよい。次に、図１の面
状可変電子線源１２の構成につき図３〜図６を参照して
詳細に説明する。

【００２８】図３は、本例の面状可変電子線源１２とウ
エハ６Ｂとを対向させた状態を示し、この図３におい
て、面状可変電子線源１２は基本的にガラス基板３２の
底面（電子線放出面）上で互いに直交する２方向（Ｘ方
向、及びＹ方向とする）にそれぞれピッチＰＸ及びＰＹ
で微小電子線源３３を多数形成したものである。微小電
子線源３３はそれぞれ数μｍ角〜数１０μｍ角程度であ
り、ピッチＰＸ及びＰＹは微小電子線源３３の幅の１．
５倍〜２倍程度である。

【００２９】また、本例のウエハ６Ｂの表面にはＸ方向
及びＹ方向に所定ピッチで複数のショット領域３１が配
列され、各ショット領域３１にはそれまでの露光工程
で、互いに同一の回路パターンが形成されていると共
に、この次に図１の試料室１内で互いに同一のパターン
が露光される。従って、補正露光は各ショット領域３１
に対して同一のパターンで行えばよいため、補正露光を
行う際に点灯される微小電子線源３３の分布は、ショッ
ト領域３１の配列ピッチに応じて周期的なものとなる。

【００３０】図４は、図３の面状可変電子線源１２の一
部を底面（電子線放出面）側から見た拡大斜視図であ
り、この図４において、ガラス基板３２上でＹ方向にピ
ッチＰＹで平行な短冊状にニオブ（Ｎｂ）等の導体膜よ
りなるカソード電極３４が形成され、これらカソード電
極３４上にそれぞれ例えば二酸化珪素（ＳｉＯ₂)よりな
る絶縁層３５が成膜されている。更に、ガラス基板３２
上にはそれら絶縁層３５の上を横切るように、Ｘ方向に
ピッチＰＸで平行な短冊状にニオブ等の導体膜よりなる
ゲート電極３６が形成され、カソード電極３４とゲート
電極３６とが絶縁層３５を介して交差する矩形の領域が
それぞれ微小電子線源３３となっている。

【００３１】図５は、図４中の１つの微小電子線源３３
の拡大断面図を示し、この図５において、カソード電極
３４とゲート電極３６とが交差する領域内の絶縁層３５
中に、所定ピッチで直径が１μｍ程度の孔３５ａが形成
され、この孔３５ａと同じ位置のゲート電極３６中にも
直径が孔３５ａより僅かに小さい孔３６ａが形成されて
いる。そして、カソード電極３４上で孔３５ａの内部に
それぞれ、例えばモリブデン（Ｍｏ）よりなる円錐状の
電界放出型カソード３７が形成されている。この場合、
カソード電極３４とゲート電極３６との間に所定値以上
の電圧を加えると、電界放出型カソード３７より電子線
３８が放出される。本例の面状可変電子線源１２は真空
中に設置されるため、その電子線３８は効率的にターゲ
ットとしてのウエハに向かう。このように電界放出型カ
ソード３７を２次元的に多数配列した構造を電界放出型
カソードアレイと呼ぶ。

【００３２】なお、図４及び図５に示すような電界放出
型カソードアレイは、例えば壁掛型の薄型ディスプレイ
用として盛んに開発が行われている電子線源であり、半
導体製造技術を適用することによって製造することがで
きる。その製造方法の一例は例えば特開平８−１０６８
６９号公報、及び特開平８−１１１１６７号公報に開示
されている。

【００３３】また、図４において、微小電子線源３３の
点滅の分布を制御するために、カソード電極３４中で所
望の電極に所定の高電圧を印加するカソード選択回路１
７ａと、ゲート電極３６中で所望の電極に所定の電圧を
印加するゲート選択回路１７ｂと、これらの選択回路の
動作を制御する制御回路（不図示）とが設けられてい
る。この制御回路、カソード選択回路１７ａ、及びゲー
ト選択回路１７ｂより図１の駆動部１７が構成され、カ
ソード選択回路１７ａで選択されたカソード電極３４
と、ゲート選択回路１７ｂで選択されたゲート電極３６
とが交差する位置にある微小電子線源３３が点灯するこ
とになる。

【００３４】例えば図６に示すように、面状可変電子線
源１２中で位置３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃにある微小電子
線源３３を時分割的に、又は部分的に同時に点灯するこ
とによって、ウエハ上にはそれら３箇所の微小電子線源
３３からの電子線が照射領域４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃで
示すように、境界部で或る程度重なるように照射され
る。この結果、照射領域４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃに対し
て全体としてほぼ外接するパターン４１によって補正露
光が行われたのとほぼ等価になるため、補正露光したい
パターンに対応する部分の微小電子線源３３のみを例え
ば時分割的に点灯することによって、ほぼ所望のパター
ンの補正露光を行うことができる。

【００３５】なお、例えば図３において、ウエハ６Ｂ上
の各ショット領域３１に転写されるパターンの最小線幅
は１μｍ以下の場合もあるのに対して、面状可変電子線
源１２の微小電子線源３３の配列のピッチは現状では数
μｍ〜数１０μｍであり、面状可変電子線源１２を使用
した場合には、必ずしもウエハ６Ｂ上に転写されるパタ
ーンの電子線の透過部と遮蔽部とを正確に反転したパタ
ーンでの補正露光を行うことができない場合もある。し
かしながら、補正露光用のパターンは、図７に示すよう
に、通常は本来の露光で使用されるパターンを反転した
パターンよりも粗くともよいため、面状可変電子線源１
２を用いることで、必要な精度で補正露光を行うことが
できる。

【００３６】即ち、図７は本来の露光、及び補正露光に
よるウエハ上での蓄積エネルギの分布の一例を示し、図
７（ａ）〜（ｃ）の横軸はウエハ上のＸ方向の位置を表
し、その縦軸は位置Ｘでの蓄積エネルギを表している。
先ず図７（ａ）は、所定ピッチのライン・アンド・スペ
ースパターンをウエハ上に露光したときの位置Ｘでの蓄
積エネルギＥ１（Ｘ）を示し、図７（ａ）において、鋭
いピーク４２は本来の設計上のパターンによる蓄積エネ
ルギに対応し、そのピーク４２の背景で緩やかに変化す
る点線の分布４３は、ウエハ自体及びウエハ上の下地パ
ターンからの後方散乱粒子による蓄積エネルギに対応し
ている。この場合、後方散乱粒子による蓄積エネルギを
均一化するためには、背景で緩やかに変化する分布４３
をほぼ反転した分布、即ち図７（ｂ）に点線で示す分布
４４に基づいて補正露光を行って蓄積エネルギＥ２
（Ｘ）を与えればよい。その結果、ウエハに対して本来
の露光と補正露光とを行った後の蓄積エネルギＥ３
（Ｘ）は、図７（ｃ）に示すように、図７（ａ）の鋭い
ピーク４２の背景に点線の直線４５で示すほぼ一定レベ
ルのエネルギが重畳された形となるため、そのウエハを
現像することによって精度の良いばらつきの無いパター
ンが得られる。従って、補正露光のパターンは、本来の
設計上のパターンに比べて粗くともよいため、本例の面
状可変電子線源１２を用いることで、高精度な補正露光
を行うことができる。

【００３７】上述のように本例の補正露光用の露光装置
は、面状可変電子線源１２を使用しているため、微小電
子線源３３の点滅の分布を制御するだけで、ほぼ任意の
補正露光用のパターンに応じた補正露光を行うことがで
きる。また、面状可変電子線源１２をウエハ６Ｂに近接
させることができるため、その露光装置が小型化される
と共に、その面状可変電子線源１２は半導体製造技術を
用いて製造できるため、製造コストも低減できることが
予想される。

【００３８】次に、本発明の実施の形態の他の例につき
図８を参照して説明する。本例は補正露光用のエネルギ
線として紫外光を使用する例であり、図８において図１
に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省
略する。図８は、本例の露光装置が収納されている試料
室１、及び供給室７を示し、この図８において、供給室
７内にはロード用のアーム８と、このアーム８の駆動部
９と、アンロード用のアーム１０と、このアーム１０用
の駆動部１１とを有するウエハ搬送系が設置され、アー
ム８の先端部に次に露光されるウエハ６Ｂが保持されて
いる。供給室７内でウエハ６Ｂの上方にマスクホルダ５
２が配置され、マスクホルダ５２上に補正露光用のマス
ク５１が保持されている。マスクホルダ５２にはマスク
５１の位置や回転角を微調整する機構も備えられてい
る。補正露光用のマスク５１は、ウエハ６Ｂの露光レイ
ヤに応じて別のマスクと交換される。

【００３９】マスク５１の端部の上方にマスク５１とウ
エハ６Ｂとの位置ずれ量を検出するためのアライメント
顕微鏡５３が配置されている。このアライメント顕微鏡
５３によって、例えばマスク５１上のアライメントマー
クとウエハ６Ｂ上のアライメントマークとの位置ずれ量
が検出され、この検出結果に応じてマスク５１、又はウ
エハ６Ｂの位置を微調整することによってマスク５１と
ウエハ６Ｂとのアライメントが行われる。

【００４０】また、供給室７の上板中でマスク５１の上
方に矩形の孔７ａが形成され、供給室７の上面に孔７ａ
を覆うように紫外線の照明光を発生する光源系５４が設
置されている。光源系５４は、一例として水銀ランプ、
この水銀ランプのｉ線（波長３６５ｎｍ）を抽出する光
学フィルタ板、この光学フィルタ板で抽出された紫外光
の照度分布を均一化するオプティカル・インテグレー
タ、このオプティカル・インテグレータからの紫外光を
平行光束にしてマスク５１を照明するコンデンサレンズ
等から構成されている。なお、紫外線の光源としては、
エキシマレーザ光源や、ＹＡＧレーザの高調波発生装置
等を使用しても良い。本例では、ウエハ６Ｂが次の露光
に備えて待機している期間に、マスク５１とウエハ６Ｂ
とのアライメントが行われた状態で、光源系５４から射
出された紫外光の平行光束５５によってマスク５１が照
明され、マスク５５を透過した平行光束５５によってウ
エハ６Ｂの補正露光が行われる。

【００４１】本例によれば、光源系５４は供給室７内に
は収納されていないが、小型であるため供給室７の上部
に装着することができる。従って、装置全体の床面積を
大きくすることなく、且つ露光工程のスループットを低
下させることなく補正露光を行うことができる。なお、
補正露光は、試料室１内での本来の露光が終了したウエ
ハに対して施してもよいのは言うまでもない。

【００４２】なお、本発明は上述の実施の形態に限定さ
れず、例えばイオンビームでの露光に対する補正露光を
行う場合に適用するなど、本発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々の構成を取り得ることは勿論である。

【００４３】

【発明の効果】本発明の露光量補正方法によれば、荷電
粒子線装置に対する感光基板の搬入の途中、又はその荷
電粒子線装置からのその感光基板の搬出の途中で、その
感光基板に対して近接効果補正用の補正露光を行うた
め、露光工程の全体としてのスループットを低下させる
ことが無い利点がある。

【００４４】また、本発明の第１の露光量補正装置によ
れば、その感光基板をその荷電粒子線装置に搬入する
か、又はその荷電粒子線装置から搬出するための搬送系
と、この搬送系で搬送されているその感光基板に対して
その補正露光を行うエネルギ線源と、を有するため、本
発明の露光量補正方法を実施できる利点がある。このと
き、そのエネルギ線源が、所定のパターンに応じてエネ
ルギ線の放出部の分布が制御自在の面状可変エネルギ線
源である場合には、別途補正露光用のマスクを用意する
必要が無い。更に、感光基板の搬送系上にその面状可変
エネルギ線源を容易に配置できるため、露光装置全体と
しての設置床面積を小さくできると共に、露光量補正装
置の製造コストを低減できる利点がある。

【００４５】また、本発明の第２の露光量補正装置によ
れば、所定のパターンに応じてエネルギ線の放出部の分
布が制御自在の面状可変エネルギ線源を用いて感光基板
上に補正露光を行うため、その感光基板の搬送中等に容
易に補正露光を行うことができる。従って、本発明の露
光量補正方法が実施できると共に、別途補正露光用のマ
スクを用意する必要が無く、露光量補正装置を小型化で
きる利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例で使用される試料室
１及び供給室７の内部の構成を示す縦断面図である。

【図２】その実施の形態の一例で使用される全部の部屋
（チャンバ）を示す横断面図である。

【図３】図１中の面状可変電子線源１２及びウエハ６Ｂ
を示す斜視図である。

【図４】面状可変電子線源１２の電子線放出面の構成を
示す一部を切り欠いた拡大斜視図である。

【図５】図４中の微小電子線源３３の構成を示す拡大断
面図である。

【図６】面状可変電子線源１２を用いて補正露光を行う
場合の説明図である。

【図７】（ａ）は本来の露光後にウエハ上で蓄積される
エネルギ分布を示す図、（ｂ）は補正露光によってウエ
ハ上に蓄積されるエネルギ分布を示す図、（ｃ）は本来
の露光、及び補正露光後にウエハ上で蓄積されるエネル
ギ分布を示す図である。

【図８】本発明の実施の形態の他の例で使用される試料
室１及び供給室７の内部の構成を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 試料室 ２ 電子線縮小転写装置 ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ ウエハ ７ 供給室 ８ ロード用のアーム ９，１１ アーム用の駆動部 １０ アンロード用のアーム １２ 面状可変電子線源 １３，５３ アライメント顕微鏡 １４ 制御装置 １７ 面状可変電子線源１２用の駆動部 ２０ 中間室 ２２ 大気室 ２３ ウエハキャリア ３３ 微小電子線源 ３４ カソード電極 ３５ 絶縁層 ３６ ゲート電極 ３７ 電界放出型カソード ５４ 紫外線の光源系

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷電粒子線を用いて感光基板上に所定の
   パターンを露光する際に、前記感光基板上で後方散乱粒
   子によるエネルギの蓄積量の少ない領域に対して補正露
   光を行うための露光量補正方法において、 前記感光基板上に荷電粒子線を用いて前記所定のパター
   ンを露光する荷電粒子線装置に対する前記感光基板の搬
   入の途中、又は前記荷電粒子線装置からの前記感光基板
   の搬出の途中で、前記感光基板に対して前記補正露光を
   行うことを特徴とする露光量補正方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の露光量補正方法を実施す
   るための露光量補正装置であって、 前記感光基板を前記荷電粒子線装置に搬入するか、又は
   前記荷電粒子線装置から搬出するための搬送系と、 該搬送系で搬送されている前記感光基板に対して前記補
   正露光を行うエネルギ線源と、を有することを特徴とす
   る露光量補正装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の露光量補正装置であっ
   て、 前記エネルギ線源は、前記所定のパターンに応じてエネ
   ルギ線の放出部の分布が制御自在の面状可変エネルギ線
   源であることを特徴とする露光量補正装置。
4. 【請求項４】 荷電粒子線を用いて感光基板上に所定の
   パターンを転写する際の、前記感光基板上で後方散乱粒
   子によるエネルギの蓄積量の少ない領域に対して補正露
   光を行うための露光量補正装置において、 前記所定のパターンに応じてエネルギ線の放出部の分布
   が制御自在の面状可変エネルギ線源を用いて前記感光基
   板上に前記補正露光を行うことを特徴とする露光量補正
   装置。