(57)【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物体を照明する電子ビーム照明装置において、
前記光源からの電子ビームを前記物体に照射する為の、複数の電子レンズを有する照明電子光学系と、
前記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と、
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的パワーを調整することで、前記照明電子光学系の前側焦点位置を略一定にして、電子ビームの前記光源からの出射角と前記物体への入射位置の関係を変更する調整手段とを有することを特徴とする電子ビーム照明装置。
【請求項２】
電子ビームを放射する光源を用いて物体を照明する電子ビーム照明装置において、
前記光源からの電子ビームを前記物体に照射する為の、複数の電子レンズを有する照明電子光学系と、
前記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と、
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つの電子レンズの前記照明電子光学系の光軸方向の位置を調整することで、前記照明電子光学系の前側焦点位置を略一定にして、電子ビームの前記光源からの出射角と前記物体への入射位置の関係を変更する調整手段とを有することを特徴とする電子ビーム照明装置。
【請求項３】
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物体に照射する為の、複数の電子レンズを有する照明電子光学系と、
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と、
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的パワーを調整することで、前記照明電子光学系の前側焦点位置を略一定にして、電子ビームの前記光源からの出射角と前記第１物体への入射位置の関係を変更する調整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４】
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物体に照射する為の、複数の電子レンズを有する照明電子光学系と、
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と、
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つの電子レンズの前記照明電子光学系の光軸方向の位置を調整することで、前記照明電子光学系の前側焦点位置を略一定にして、電子ビームの前記光源からの出射角と前記第１物体への入射位置の関係を変更する調整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５】
前記第１物体は、電子ビームを透過する部分と透過しない部分とでパターンが形成されているマスクであることを特徴とする請求項３または４に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項６】
前記第１物体は、複数の開口を有し、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３または４に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項７】
前記複数の開口を通過する電子ビームから前記光源の中間像をそれぞれ形成する電子光学系を有し、複数の前記中間像を前記縮小電子光学系を介して前記第２物体に投影することを特徴とする請求項６に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項８】
前記電子光学系は、前記中間像が前記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手段を有することを特徴とする請求項７に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項９】
請求項３〜８のいずれか１つに記載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。
【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、描画するパターンをステンシルマスクにパターン透過孔として形成し、ステンシルマスクを電子ビームで照明することにより、縮小電子光学系を介して描画するパターンを試料面に転写するステンシルマスク型の電子ビーム露光装置がある。また、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/off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、ステンシルマスク型の電子ビーム露光装置においては、ステンシルマスクを照明する電子ビームが不均一であると転写されるパターンが歪み、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照明装置のある形態は、電子ビームを放射する光源を用いて物体を照明する電子ビーム照明装置において、前記光源からの電子ビームを前記物体に照射する為の、複数の電子レンズを有する照明電子光学系と、前記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と、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的パワーを調整することで、前記照明電子光学系の前側焦点位置を略一定にして、電子ビームの前記光源からの出射角と前記物体への入射位置の関係を変更する調整手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の電子ビーム照明装置の別の形態は、電子ビームを放射する光源を用いて物体を照明する電子ビーム照明装置において、前記光源からの電子ビームを前記物体に照射する為の、複数の電子レンズを有する照明電子光学系と、前記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と、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つの電子レンズの前記照明電子光学系の光軸方向の位置を調整することで、前記照明電子光学系の前側焦点位置を略一定にして、電子ビームの前記光源からの出射角と前記物体への入射位置の関係を変更する調整手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
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物体に照射する為の、複数の電子レンズを有する照明電子光学系と、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と、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的パワーを調整することで、前記照明電子光学系の前側焦点位置を略一定にして、電子ビームの前記光源からの出射角と前記第１物体への入射位置の関係を変更する調整手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の電子ビーム露光装置の別の形態は、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物体に照射する為の、複数の電子レンズを有する照明電子光学系と、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と、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つの電子レンズの前記照明電子光学系の光軸方向の位置を調整することで、前記照明電子光学系の前側焦点位置を略一定にして、電子ビームの前記光源からの出射角と前記第１物体への入射位置の関係を変更する調整手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
前記第１物体は、電子ビームを透過する部分と透過しない部分とでパターンが形成されているマスクであることを特徴とする。
【００１３】
前記第１物体は、複数の開口を有し、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】
前記複数の開口を通過する電子ビームから前記光源の中間像をそれぞれ形成する電子光学系を有し、複数の前記中間像を前記縮小電子光学系を介して前記第２物体に投影することを特徴とする。
【００１５】
前記電子光学系は、前記中間像が前記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手段を有することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
〔電子ビーム露光装置の構成要素説明〕
図１は本発明に係る実施例１の電子ビーム露光装置の要部概略図である。
【００１７】
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）
【００１８】
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2a、2b、2cで構成されいる。そして、電子レンズ2a、2b、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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、2b、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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
図１に戻り、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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
縮小電子光学系4は、第１投影レンズ41(43)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f1、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-f2/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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
各要素電子光学系の断面図を図４に示す。
【００３６】
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つを用いた電子レンズである。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
次に本実施例のシステム構成図を図６に示す。
【００４５】
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。
【００４６】
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/offを個別に制御する制御回路、焦点・非点制御回路１（15）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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
〔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。
【００５１】
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。
【００５２】
（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。
【００５３】
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。
【００５４】
（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。
【００５５】
（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、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。
【００５６】
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それぞれ測定したが、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。
【００５７】
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。
【００５８】
（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。
【００５９】
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(SEF)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。
【００６０】
（ステップ１２）
制御系22は、図１０に示すサブフィールド▲１▼を露光後、サブフィールド▲２▼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１１の動作を行い、サブフィールド▲２▼を露光する。
【００６１】
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▲３▼▲４▼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】
（実施例２）
図１１は本発明に係る実施例２の電子ビーム露光装置を示す図である。同図中、図１と同一構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００６３】
本実施例の電子ビーム露光装置は、ステンシルマスク型の露光装置である。
【００６４】
すなわち、電子銃1からの電子ビームは、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、電子ビームを透過する部分と透過しない部分とでパターンが形成されているすなわちパターン透過孔を有するステンシルマスクSMを照明する。コンデンサーレンズ２は、電子レンズ2a、2b、2cで構成されいる。そして、電子レンズ2a、2b、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、ステンシルマスクSM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。そして、ステンシルマスクSMの形成された繰り返しパターン透過孔からの電子ビームを縮小電子光学系4によってウエハ5上に縮小投影する。更に偏向器6により繰り返しパターン透過孔の像がウエハ上を移動し、順次露光される。
【００６５】
本実施例では、ステンシルマスクSMに照明される電子ビームの強度分布を求めるために、ピンホールを介して電子ビームを検出するファラデーカップ10を用いている。具体的には、ステンシルマスクSMを装置に装着する前に、電子銃1からの電子ビームをステージ駆動制御回路20によってＸＹステージ12を駆動させながら、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。ファラデーカップ10の位置毎の照射電流を記憶する。制御系22は、記憶されたファラデーカップ10の位置毎の検出結果に基づいて、実際にステンシルマスクSM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、ステンシルマスクSMに照明される照射電流が均一になるように、強度分布制御回路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。
【００６６】
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。
【００６７】
図１２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１０１（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１０４（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。
【００６８】
図１３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１１４（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。
【００６９】
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。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、広い照明領域に均一な照明を行える電子ビーム照明装置及び該装置を備えた電子ビーム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】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１２】微小デバイスの製造フローを説明する図。
【図１３】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
１２  ＸＹ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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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