(57)【要約】【課題】  荷電粒子線露光装置において、照射荷電粒子線の強度分布を検出し、該分布を均一にするように制御することで、精度よいパターン描画を実現する。【解決手段】  荷電粒子線源より照射された荷電粒子線をアパーチャアレイ３ａに設けられた複数の開口で複数の荷電粒子ビームに分割し、アパーチャアレイ３ａに設けられた前記開口を通過する際の前記荷電粒子ビームの強度を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて前記荷電粒子ビームの強度を調整する調整手段とを有し、前記複数の開口を通してウエハ５上に到達する前記荷電粒子ビームの強度分布を均一とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線源からの荷電粒子線をアパーチャアレイに設けられた複数の開口で複数の荷電粒子ビームに分割し、前記複数の荷電粒子ビームを用いて露光を行う荷電粒子線露光装置において、前記アパーチャアレイの開口を通過する際の前記荷電粒子ビームの強度を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて前記荷電粒子ビームの強度を調整する調整手段と、を有することを特徴とする荷電粒子線露光装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記アパーチャアレイに設けられた開口の１単位毎に対応する検出電極を有し、前記アパーチャアレイに設けられた開口の１単位毎に前記荷電粒子ビームの強度を検出することを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子線露光装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記アパーチャアレイに設けられた開口の複数毎に対応する検出電極を有し、前記アパーチャアレイに設けられた開口の複数毎に前記荷電粒子ビームの強度を検出することを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子線露光装置。
【請求項４】
前記調整手段は、前記アパーチャアレイに設けられた開口の１単位毎に対応する開口と、該開口に個別に印加電圧を設定できる駆動手段に接続された調整電極とを有し、該調整電極に前記荷電粒子線源のアノードと同極の電位を与えることで通過する前記荷電粒子ビーム量を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の荷電粒子線露光装置。
【請求項５】
前記調整手段は、前記アパーチャアレイに設けられた開口の複数毎に対応する開口と、該開口の複数毎に印加電圧を設定できる駆動手段に接続された調整電極とを有し、該調整電極に前記荷電粒子線源のアノードと同極の電位を与えることで通過する前記荷電粒子ビーム量を調整することを特徴とする請求項１または３に記載の荷電粒子線露光装置。
【請求項６】
荷電粒子線源からの荷電粒子線をアパーチャアレイに設けられた複数の開口で複数の荷電粒子ビームに分割し、前記複数の荷電粒子ビームを用いて露光を行う荷電粒子線露光装置による露光方法において、前記アパーチャアレイの開口を通過する際の前記荷電粒子ビームの強度を検出する工程と、前記検出する工程での検出結果に基づいて前記荷電粒子ビームの強度を調整する工程とを有することを特徴とする荷電粒子線露光方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の荷電粒子線露光装置を用いて、露光対象に露光を行う工程と、露光された前記露光対象を現像する工程と、を具備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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線露光装置およびその露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体デバイスの高集積化、および超微細化に対応する手段のひとつとして、電子線等の荷電粒子ビームを用いた露光装置が開発されている。これまでは、上記露光装置は、スループットが低く、半導体デバイスの量産には適さないと考えられてきた。
【０００３】
しかしながら、近年のステンシルマスク型の電子ビーム露光装置やマルチ電子ビーム露光装置の開発により量産に実用的なスループットが期待できるようになった。上記露光装置は、いずれも一度に露光する面積すなわち露光面積が従来に比べて広いため、スループットが改善できる。
【０００４】
ところが、ステンシルマスク型の荷電粒子線露光装置においては、ステンシルマスクを照射する荷電粒子線の照射域における強度が不均一であると、転写されるパターンが歪んでしまう。また、荷電粒子線露光装置においては、複数の荷電粒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。特に、露光処理中に荷電粒子ビームの強度分布が変化して荷電粒子ビームに強度のばらつきが出てくると、露光装置の描画精度が著しく低下するという問題があった。
【特許文献１】特開２００４−１９３５１６号公報
【特許文献２】特開２００３−０５１４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
荷電粒子線露光装置で広範囲を均一にビーム照射するために、荷電粒子線源の改良、および光学系の改良が従来から行われている。しかしながら、これらの改良によって達成される照射均一性は不十分であった。
【０００６】
また、荷電粒子線源から照射される荷電粒子線は、静的な強度不均一性だけでなく、荷電粒子線源自身および外部環境要因などによりその照射強度が変動する場合がある。照射強度の変動は、荷電粒子線露光装置において、照射域における荷電粒子ビームの予測不可能な強度分布不均一性となり、描画精度を劣化させる原因となる。
【０００７】
さらに、荷電粒子線源の交換や、構造体の保守などを行うことで、荷電粒子ビームの照射強度の均一性が失われる場合もある。
【０００８】
したがって、静的に十分な照射強度の均一性が得られ、かつ実露光中の荷電粒子ビームに対し、リアルタイムに照射強度分布を検出し、補正する方法が求められてきた。
【０００９】
これに対し、荷電粒子線露光装置において、各荷電粒子ビーム間の強度のばらつきを補正する方法として、アパーチャアレイに照射電流検出用のアパーチャを実装し、リアルタイムの照射強度分布検出を実施する方法（特開２００４−１９３５１６号公報）や、ブランカーのオンオフ時間の制御によって露光時間を管理する方法（特開２００３−０５１４３７号公報）が提案されていた。ところが、ブランカーのオンオフ時間の制御によって露光時間を管理する方法では、スループットを向上しようとすると、非常に高速なブランカーのオンオフ駆動制御が必要となり、厳密な時間管理が困難になるため、スループットの向上が制限されるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑み、マルチビーム方式の荷電粒子線露光装置において、露光時に照射される荷電粒子ビームの強度分布を均一にすることができ、精度よくパターンを描画できる露光装置およびその露光方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、荷電粒子線源からの荷電粒子線をアパーチャアレイに設けられた複数の開口で複数の荷電粒子ビームに分割し、前記複数の荷電粒子ビームを用いて露光を行う荷電粒子線露光装置において、前記アパーチャアレイの開口を通過する際の前記荷電粒子ビームの強度を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて前記荷電粒子ビームの強度を調整する調整手段と、を有することを特徴とする。
【００１２】
前記検出手段は、例えば、前記アパーチャアレイに設けられた開口の１単位毎に対応する検出電極を有し、前記アパーチャアレイに設けられた開口の１単位毎に前記荷電粒子ビームの強度を検出することを特徴とする。
【００１３】
前記検出手段は、例えば、前記アパーチャアレイに設けられた開口の複数毎に対応する検出電極を有し、前記アパーチャアレイに設けられた開口の複数毎に前記荷電粒子ビームの強度を検出することを特徴とする。
【００１４】
前記調整手段は、例えば、前記アパーチャアレイに設けられた開口の１単位毎に対応する開口と、該開口に個別に印加電圧を設定できる駆動手段に接続された調整電極とを有し、該調整電極に前記荷電粒子線源のアノードと同極の電位を与えることで通過する前記荷電粒子ビーム量を調整することを特徴とする。
【００１５】
前記調整手段は、例えば、前記アパーチャアレイに設けられた開口の複数毎に対応する開口と、該開口の複数毎に印加電圧を設定できる駆動手段に接続された調整電極とを有し、該調整電極に前記荷電粒子線源のアノードと同極の電位を与えることで通過する前記荷電粒子ビーム量を調整することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、上記いずれかの荷電粒子線露光装置を用いて、露光対象に露光を行う工程と、露光された前記露光対象を現像する工程と、を具備することを特徴とするデバイス製造方法にも適用可能である。
【００１７】
また、本発明は、荷電粒子線源からの荷電粒子線をアパーチャアレイに設けられた複数の開口で複数の荷電粒子ビームに分割し、前記複数の荷電粒子ビームを用いて露光を行う荷電粒子線露光装置による露光方法において、前記アパーチャアレイの開口を通過する際の前記荷電粒子ビームの強度を検出する工程と、前記検出する工程での検出結果に基づいて前記荷電粒子ビームの強度を調整する工程とを有することを特徴としてもよい。
【００１８】
本発明に係る露光装置および露光方法は、荷電粒子調整手段の各電極に適切な電圧を印加することで、複数の開口を通してウエハなどの露光対象上に到達する荷電粒子ビームの強度を同一とすることで、露光対象に照射される荷電粒子ビームの強度分布を均一にすることができ、これによって露光対象の各部露光量が均一となり、精度良くパターンを描画することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
以上に述べたように、本発明によれば、荷電粒子線露光装置および露光方法において、露光時に照射される荷電粒子ビーム強度分布を均一にすることができ、精度良くパターン描画を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る荷電粒子線露光装置の好ましい実施の形態として、本発明を適用したマルチ電子ビーム露光装置の実施例について、詳細に説明する。無論、電子線に限らずイオンビームなど他の荷電粒子線を用いた露光装置においても同様に適用できる。
【実施例１】
【００２１】
図１は本発明に係るマルチ電子ビーム露光装置の実施例の要部概略図である。図１において、１は、カソード１ａ、グリッド１ｂ、およびアノード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がグリッド１ｂと、アノード１ｃの間でクロスオーバー像を形成する。以下、このクロスオーバー像を電子源と記す。
【００２２】
この電子源から放射される電子線は、複数の静電型電子レンズで構成されるコリメータレンズ２によって略平行の電子線となる。略平行な電子線は補正電子光学系３に照射される。
【００２３】
補正電子光学系３は、光軸に沿って、電子銃１側から順に配置された、照射電流検出器３ｂを含むアパーチャアレイ３ａ、マルチグリッドアレイ３ｃ、要素電子光学系３ｄ、ブランカーアレイ３ｅ、およびストッパーアレイ３ｆを備えて構成される。
【００２４】
図２にアパーチャアレイ３ａの詳細を示す。図２（ａ）はアパーチャアレイ３ａの全体図であり、図２（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）は開口９および照射電流検出器３ｂの詳細図である。図２（ａ）に示すように、アパーチャアレイ３ａは複数の開口９とそれ以外の遮光部分１０からなる。照射電流検出器３ｂは、アパーチャアレイ３ａの各開口９の周囲遮光部分１０の表面に形成した照射電子線を集光する電極パッド（検出電極）１１（図２（ｂ）および（ｃ）参照）と、照射電流を検出する電流検出手段１４（図２（ｄ）参照）で構成される。それぞれの電極パッド１１は開口９毎に独立している。図２（ｃ）に示すように、各電極パッド１１は、配線基板１２に形成された配線１３によりアパーチャアレイ３ａの外部に引き出される。外部に引き出された各配線１３は、各々電流検出手段１４に接続される。電流検出手段１４の出力は照射電流検出回路１０１に接続される。配線基板１２の開口は、開口９を通過した電子ビームが遮られなければよく、例えば開口９と同心同径でよい。配線基板１２の配線はその開口以外の部分を、該開口を避けて通る。
【００２５】
また、図８（ａ）に示すように、電極パッド１１は複数の開口９を取り囲むように共通としてもよい。
【００２６】
図３にマルチグリッドアレイ３ｃの詳細を示す。マルチグリッドアレイ３ｃは、アパーチャアレイ３ａで分割された各電子ビームに対応した（アパーチャアレイ３ａの各開口９と同軸上に配置した）開口１６をもち、各開口１６にはグリッド電極（調整電極）１５が形成されている。グリッド電極１５は円筒電極などを用いることができる。グリッド電極１５はそれぞれ個別に電圧を印加できるように配線１７が接続される。配線１７は、各々個別の印加電圧が設定できるＭＧＡ制御回路１０２（図３（ｃ）参照）の出力に接続される。
【００２７】
また、図８（ｂ）に示すように、好ましい形態としては、複数のグリッド電極１５に対して共通の配線１７を接続してもよい。
【００２８】
図１に戻り、マルチグリッドアレイ３ｃを通過した複数の電子ビームは、要素電子光学系３ｄにより、電子源の中間像を複数形成する。中間像面には、ブランカーが複数形成されたブランカーアレイ３ｅが配置されている。
【００２９】
中間像の下流には、２段の対称磁気タブレット・レンズで構成される縮小電子光学系４があり、複数の中間像が露光対象であるウエハ５上に投影される。このときブランカーアレイ３ｅで偏向された電子ビームは、ストッパーアレイ３ｆによって遮断されるため、ウエハ５には照射されない。一方、ブランカーアレイ３ｅで偏向されない電子ビームは、ストッパーアレイ３ｆで遮断されないため、ウエハ５に照射される。照射電流量は、ブランカーアレイ３ｅの偏向オンオフ時間を制御することで制御することもできる。
【００３０】
縮小電子光学系４には、要素電子光学系３ｄ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不図示の偏向器が構成されている。この偏向器は、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る。
【００３１】
また、縮小電子光学系４には、不図示であるが、偏向器を作動させた際に発生する偏向収差による電子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と、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が構成されている。
【００３２】
θ−Ｚステージ６は、ウエハ５を搭載し、光軸（Ｚ軸）方向とＺ軸回りの回転方向に移動可能なステージであって、ステージ基準板が固設されている。ＸＹステージ７は、θ−Ｚステージ６を載置し、光軸（Ｚ軸）と直交するＸＹ方向に移動可能なステージである。ファラデーカップ８はステージ上に照射された電子ビームの電流量を検出する。
【００３３】
上記の補正電子光学系３を通過する複数の電子ビームは、本発明の補正方法を適用しない状態では、その電流密度が不均一となり、高精度な描画ができない。
【００３４】
次に、図を用いて本実施例に係るマルチ電子ビーム露光装置に用いられる補正電子光学系の構成要素について説明する。前述したように、補正電子光学系３は、照射電流検出器３ｂを含むアパーチャアレイ３ａ、マルチグリッドアレイ３ｃ、要素電子光学系３ｄ、ブランカーアレイ３ｅ、およびストッパーアレイ３ｆを備えて構成される。
【００３５】
電子銃１は、照射電流量をある値に設定して電子線を出力するが、出力された電子線の強度分布は、照射面内で均一ではなく、電子銃１および露光装置の設置状況等に起因する特定の面分布をもってアパーチャアレイ３ａに到達する。アパーチャアレイ３ａは、図４に示すように、基板に複数の開口９が形成されている。アパーチャアレイ３ａに到達した電子線は、各開口９を通過することにより、複数の電子ビームに分割される。各々の電子ビームは、電子線の照射強度分布にしたがって、それぞれ異なる照射強度すなわち照射電流密度をもつこととなる。
【００３６】
次に、図２に示す照射電流検出器３ｂの動作について説明する。各電子ビームの照射電流を検出する照射電流検出器３ｂは、アパーチャアレイ３ａの各開口９周囲の遮光部分１０に形成される電極パッド１１と、電極パッド１１に照射された電子線の電流量を検出する照射電流検出手段１４とで構成される。電極パッド１１に照射された電子線の電流密度は、その開口９を通過する電子線の電流密度と略同一と考えてよい。したがって、アパーチャアレイ３ａの各開口９周囲の遮光部分１０の表面に形成した電極パッド１１に照射される電流量を照射電流検出手段１４で測定することで、アパーチャアレイ３ａの各開口９を通過する電子ビームの電流密度を知ることができる。
【００３７】
本実施例によれば、照射電流密度の検出にアパーチャアレイ３ａの遮光部分１０に照射される電子線を利用するので、ウエハに露光する電子ビームは、照射電流密度検出のために遮られることがない。したがって、実露光動作中に各電子ビームの照射電流密度を知ることが可能となる。
【００３８】
また、ひとつの開口９につきひとつの電極パッド１１を形成した場合に検出できる電子ビームの照射電流量は極微量であるが、図８に示すように複数の開口９に共通の電極パッド１１を形成することで、ひとつの電極パッドあたりの被照射面積が増加し、照射電流検出の精度を向上させることができる。ただし、この場合は複数の開口９の平均電流密度が得られることとなる。
【００３９】
マルチグリッドアレイ３ｃの電流密度補正動作について、図３を用いて説明する。マルチグリッドアレイ３ｃは、アパーチャアレイ３ａの各開口９に対応するように、複数の電子ビームの光軸と同軸上に開口１６が配置されている。マルチグリッドアレイ３ｃの開口１６にはグリッド電極１５が形成されており、このグリッド電極１５に電子銃１のアノードと同極の電圧を印加すると、開口１６を通過する電子線の一部は、グリッド電極１５に引き寄せられグリッド電極１５に引き込まれる。このときグリッド電極１５の印加電圧は電子銃１に対しほとんど影響を与えないので、電子銃１の照射電流量はグリッド電極１５への電圧印加により変化しない。したがってグリッド電極１５を通過した電子ビームの照射電流密度は通過前よりもグリッド電極１５へ引き込まれた分だけ低下する。
【００４０】
また、引き込み電流量は、グリッド電極１５への印加電圧を、ある基準値に対し高くすると増加し（通過電流量は基準値に対し減少）、低くすると減少（通過電流量は基準値に対し増加）する。したがって、電子ビームの照射電流密度はグリッド電極１５への印加電圧値によって調整することができる。ＭＧＡ制御回路１０２によって各グリッド電極１５の印加電圧を個別にかつ適正に与えることで、照射電流密度分布は照射面内で均一になるように補正することができる。
【００４１】
また、図８（ｂ）に示すように、複数のグリッド電極１５に共通に配線１７を接続すると、開口１６が多数ある場合、接続配線の省スペース化や制御回路の簡略化などが可能となる。ただし、ＭＧＡ制御回路１０２は、共通に接続されたエリアに対応するグリッド電極１５に対して共通の電圧を印加する。すなわち、照射電流密度補正の位置分解能が低下することとなる。これに対し、電子ビームの電流密度分布に従って、密度変化の大きい部分は細かく、密度変化の小さいところは広く、エリア分割することで対応することもできる。
【００４２】
図４において、要素電子光学系３ｄは、共通の光軸方向の軸に沿って並ぶ、第一電子光学系アレイの電子レンズと第二電子光学系レンズアレイの電子レンズとでひとつの要素電子光学系３ｄを構成する。そして、アパーチャアレイ３ａが要素電子光学系３ｄの略前側焦点位置に位置するため、要素電子光学系３ｄは、分割された複数の電子ビームよりそれぞれの略後側焦点位置に電子源の中間像を形成する。
【００４３】
ブランカーアレイ３ｅは、アパーチャアレイ３ａで分割された複数の電子ビームを個別に偏向する偏向手段を一枚の基板上に複数形成したものである。そのひとつの偏向手段の詳細を図５に示す。基板は、開口１８と、開口１８を挟んだ一対の電極を有して構成され、偏向機能を有するブランキング電極１９を形成している。また基板には、ブランキング電極１９を個別にオンオフするための配線２０が形成されている。
【００４４】
図１に示すストッパーアレイ３ｆは、アパーチャアレイ３ａと同様に基板に複数の開口が形成されている。そして、ブランカーアレイ３ｅで偏向された電子ビームは、その電子ビームに対応したストッパーアレイ３ｆの開口の外に移動してストッパーアレイ３ｆを通過しなくなる。
【００４５】
次に、本実施例のシステム構成図を図６に示す。ＣＬ制御回路１００は、コリメータレンズ２の焦点距離を制御する制御回路であり、ＢＬＡ制御回路１０４はブランカーアレイ３ｅのブランキング電極１５のオンオフを個別に制御する制御回路である。ＳＬＡ制御回路１０３は、要素電子光学系３ｄを構成する電子レンズの焦点距離を制御する制御回路である。
照射電流検出回路１０１は照射電流検出器３ｂからの信号により照射電流量を求める回路である。ＭＧＡ制御回路１０２は、マルチグリッドアレイ３ｃを制御して、各電子ビームの照射電流密度を個別に制御する制御回路である。縮小電子光学系制御回路１０５は縮小光学系４を制御する制御回路である。ステージ駆動制御回路１０６は、θ−Ｚステージ６とＸＹステージ７を駆動制御する制御回路である。
【００４６】
主制御系１１０は、描画パターンが記憶されたメモリ１１１からのデータに基づいて、上記複数の制御回路を制御する。主制御系１１０はインターフェイス１１２を介して電子ビーム露光装置全体をコントロールするＣＰＵ１１３によって制御されている。
【００４７】
次に、上記のシステム構成における照射電流検出器３ｂとマルチグリッドアレイ３ｃを用いた照射電流量補正動作について説明する。
【００４８】
主制御系１１０は、照射電流検出回路１０１で求めた各電子ビームの照射電流量を入力とし、各電子ビームの照射電流量が均一となるように適切な演算を施し、ＭＧＡ制御回路１０２に対し各グリッド電極１５への印加電圧値を出力する。ＭＧＡ制御回路１０２は、主制御系１１０から出力された印加電圧値に従って、マルチグリッドアレイ３ｃの各グリッド電極１５へ電圧を印加する。その結果、各開口１６から照射される電子ビームの照射電流密度が均一になるように補正される。
【００４９】
照射電流検出器３ｂは、実露光動作中に露光電子ビームのウエハへの照射を妨げることなく、照射電流密度を検出できるので、実露光動作中に上記照射電流密度補正を実行することが出来る。
【００５０】
次に、図７を用いて本実施例による電子ビーム露光装置の動作について説明する。電子ビーム露光装置によるウエハ５の露光処理のために、主制御系１１０は図７に示す各ステップを実行する。
【００５１】
［ステップＳ１］にて、主制御系１１０は、アパーチャアレイ３ａによって形成される複数の電子ビームのうち、ウエハ５に到達させる一つの電子ビームを選択し、その電子ビームだけがウエハ５を照射するようにＢＬＡ制御回路１０４を制御する。このとき、ステージ駆動制御回路１０６によってＸＹステージ７を駆動させ、ウエハ５上に到達するべく選択された電子ビームの近傍にファラデーカップ８を移動させ、選択された電子ビームの電流量を検出する。他の電子ビームについても同様に順次検出し、アパーチャアレイ３ａによって形成される複数の電子ビームの全ての照射電流量を記憶する。
【００５２】
［ステップＳ２］にて、主制御系１１０は、ステップＳ１で記憶された全ての電子ビームの照射電流に基づいて、実際にアパーチャアレイ３ａに照射される電子線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、複数に分割された各電子ビームの照射電流密度が均一になるようにマルチグリッドアレイ３ｃを調整する。すなわち、ＭＧＡ制御回路１０２に命じ、マルチグリッドアレイ３ｃへの印加電圧値を調整する。
【００５３】
［ステップＳ３］にて、主制御系１１０は、ステップＳ２による調整を終えた状態における、照射電流検出器３ｂによる照射電流検出結果を基準値として決定し記憶する。すなわち、照射電流検出回路１０１に命じ、照射電流検出器３ｂの各検出結果を基準値として記憶する。
【００５４】
［ステップＳ４］では、ウエハ５をθ−Ｚステージ６に搬入する。
【００５５】
［ステップＳ５］にて、主制御系１１０は、ウエハ５に対する露光処理を実行する。すなわち、縮小光学系制御回路１０５に命じ、主偏向器によって、複数の電子ビームを一括して偏向させるとともに、ＢＬＡ制御回路１０４に命じ、露光パターンに応じて各電子ビームをオンオフさせ、ウエハ５を露光する。このとき、ＸＹステージ７は連続移動している。
【００５６】
［ステップＳ６］では、上記露光処理中において、主制御系１１０は、照射電流検出回路１０１に命じ、照射電流検出器３ｂによって照射電流を検出する。
【００５７】
［ステップＳ７］にて、主制御系１１０は、ステップＳ６において照射電流検出器３ｂから得られた電流値とステップＳ３で設定した基準値との差を計算し、これを許容値と比較する。差が許容値を超えている場合は、電子ビームの照射電流密度分布に許容範囲を超える不均一さが発生しているものと判断する。よって処理はステップＳ８へ進み、電子ビームの照射電流密度分布が均一になるように再調整を行なう。一方、差が許容値を超えていなければ、ステップＳ９に進み、露光処理を継続する。
【００５８】
［ステップＳ８］にて、主制御系１１０は、露光処理を停止し、照射電流検出器３ｂで検出される電子ビームの照射電流が基準値になるようにマルチグリッドアレイ３ｃを調整する。すなわち、ＭＧＡ制御回路１０２に命じ、マルチグリッドアレイ３ｃへの印加電圧値を調整する。照射電流検出器３ｂの測定結果が基準値になるようにマルチグリッドアレイ３ｃを調整すれば、実際にアパーチャアレイ３ａに照射される電子ビームの照射電流密度分布は元のように（ステップＳ２で調整された時点のように）一様なものとなる。なお、露光処理の停止は、ブランカーアレイ３ｅで複数の電子ビームの全部を偏向することにより、ウエハ５に電子ビームが到達しないようにする。
【００５９】
［ステップＳ９］では、ウエハ５の全面について露光を完了したかどうか判断し、完了していなければステップＳ５へ戻る。完了していれば、ステップＳ１０へ進む。
【００６０】
［ステップＳ１０］では、ウエハ５をθ−Ｚステージ６から搬出し、本処理を終了する。本実施例では、電子ビームの照射電流が基準値になるようにマルチグリッドアレイ３ｃを調整しているが、ウエハ５を露光する際、ブランカーアレイ３ｅのオンオフ時間制御により、各電子ビームの照射時間を調整して、ウエハ５に照射される電流の積分値を許容値内にしてもかまわない。あるいはマルチグリッドアレイ３ｃおよびブランカーアレイ３ｅを併用してもかまわない。
【００６１】
以上説明したように本実施例によれば、照射電流検出器３ｂによって、アパーチャアレイ３ａを照射する電子ビームのうち、ウエハ５の露光に用いない部分（遮光部分１０）の電流量を検出することにより、露光中の電子ビームの照射電流密度分布を評価することができる。そして、この評価結果に基づいてマルチグリッドアレイ３ｃを制御してウエハ５を露光する電子ビームの照射電流密度分布を均一にする。このため、露光する複数の電子ビームの照射電流量を均一に保つことができ、高精度に露光を行うことができる。
【実施例２】
【００６２】
次に、本発明の実施例２として、上記実施例１に係る露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図９は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ１１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ１２（ＥＢデータ変換）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。
【００６３】
一方、ステップ１３（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１４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記露光制御データが入力された露光装置とウエハを用い、リソグラフィ技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ１５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ１４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）等の組み立て工程を含む。ステップ１６（検査）ではステップ１５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う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、ステップ１７でこれを出荷する。
【００６４】
上記ステップ１４のウエハプロセスは以下のステップを有する。ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するＣＶＤステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上記の露光装置によって回路パターンをレジスト処理ステップ後のウエハに焼付け露光する露光ステップ、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト剥離ステップ。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施例１に係るマルチ電子ビーム露光装置の要部概略を示す立面図である。
【図２】図１のマルチ電子ビーム露光装置のアパーチャアレイおよび照射電流検出器の詳細を示す図であって、（ａ）はアパーチャアレイの全体平面図、（ｂ）は部分平面図、（ｃ）は部分断面図、（ｄ）は（ｃ）のＡ‐Ａ’断面図である。
【図３】図１のマルチ電子ビーム露光装置のマルチグリッドアレイの詳細を示す図であって、（ａ）は部分平面図、（ｂ）は部分断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ‐Ｂ’断面図である。
【図４】図１のマルチ電子ビーム露光装置の補正電子光学系の詳細を示す図である。
【図５】図１のマルチ電子ビーム露光装置のブランカーアレイの詳細を示す部分断面図である。
【図６】本発明の実施例１に係るマルチ電子ビーム露光装置のシステム構成を説明するための図である。
【図７】本発明の実施例１に係るマルチ電子ビーム露光装置の露光処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】図１のマルチ電子ビーム露光装置の、（ａ）が照射電流検出器、（ｂ）がマルチグリッドアレイの一例を示す平面図である。
【図９】半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１：電子銃、１ａ：カソード、１ｂ：グリッド、１ｃ：アノード、２：コリメータレンズ、３：補正電子光学系、３ａ：アパーチャアレイ、３ｂ：照射電流検出器、３ｃ：マルチグリッドアレイ、３ｄ：要素電子光学系、３ｅ：ブランカーアレイ、３ｆ：ストッパーアレイ、４：縮小電子光学系、５：ウエハ、６：θ−Ｚステージ、７：ＸＹステージ、８：ファラデーカップ、９：アパーチャアレイの開口、１０：遮光部分、１１：電極パッド（検出電極）、１２：配線基板、１３：照射電流検出器の配線、１４：照射電流検出手段、１５：グリッド電極（調整電極）、１６：マルチグリッドアレイの開口、１７：マルチグリッドアレイの配線、１８：ブランカーアレイの開口、１９：ブランキング電極、２０：ブランカーアレイの配線、１００：ＣＬ制御回路、１０１：照射電流検出回路、１０２：ＭＧＡ制御回路、１０３：ＳＬＡ制御回路、１０４：ＢＬＡ制御回路、１０５：縮小光学系制御回路、１０６：ステージ駆動制御回路、１１０：主制御系、１１１：メモリ、１１２：インターフェイス、１１３：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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