(57)【要約】      （修正有）【課題】  荷電粒子線の照射量を安定して高精度に計測することができる荷電粒子線露光装置を提供する。【解決手段】  感応基板ステージ上に配置され、投影ビームを検出するセンサ４０を具備する荷電粒子線露光装置であって、  センサ４０はビーム入射開口７５を有し、ビーム入射開口７５の大きさが、投影ビームの偏向形態６０の大きさとほぼ等しいか、それよりも大きい。【選択図】  図１
2006066576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感応基板上に転写すべきパターンが形成されているレチクルを載置するレチクルステージと、
前記レチクルに荷電粒子線（照明ビーム）を偏向して照射する照明光学系と、
前記感応基板を載置する感応基板ステージと、
前記レチクルを通過した荷電粒子線（投影ビーム）を前記感応基板上のしかるべき位置に投影する投影光学系と、
前記レチクルステージ上に配置され、前記照明ビームを検出するセンサと、
を具備する荷電粒子線露光装置であって、
前記センサはビーム入射開口を有し、該ビーム入射開口の大きさが、前記照明ビームの偏向形態の大きさとほぼ等しいか、それよりも大きいことを特徴とする荷電粒子線露光装置。
【請求項２】
感応基板上に転写すべきパターンが形成されているレチクルを載置するレチクルステージと、
前記レチクルに荷電粒子線（照明ビーム）を照射する照明光学系と、
前記感応基板を載置する感応基板ステージと、
前記レチクルを通過した荷電粒子線（投影ビーム）を前記感応基板上のしかるべき位置に偏向して投影する投影光学系と、
前記感応基板ステージ上に配置され、前記投影ビームを検出するセンサと、
を具備する荷電粒子線露光装置であって、
前記センサはビーム入射開口を有し、該ビーム入射開口の大きさが、前記投影ビームの偏向形態の大きさとほぼ等しいか、それよりも大きいことを特徴とする荷電粒子線露光装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の荷電粒子線露光装置であって、
前記センサは検出部を有し、該検出部の大きさが、前記ビーム入射開口の大きさよりも大きいことを特徴とする荷電粒子線露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路等のリソグラフィーに用いられる荷電粒子線露光装置に関する。特には、ビーム照射量を安定して高精度に計測することができる荷電粒子線露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、半導体の高集積化が進むにつれ、集積回路のさらなる小線幅化が要求されている。これに伴い、露光装置には、より細いパターンを描くために、より高い解像度で描画できることが要求されてきている。その中で、電子線に代表される荷電粒子線による転写露光装置は、このような要求に応えることができるものとして注目され、スループットの高い電子線露光装置の開発が進められている。
【０００３】
このような電子線露光装置においては、パターンを高精度に露光するために、電子線の線量（照射量）を高精度に計測する必要がある。図８は、従来の電子線照射量計測器の構成例を示す側面断面図である。この電子線照射量計測器８０は、電子ビーム８５を受けるカップ状のファラデーカップ（センサ）８１と、ファラデーカップ８１に電子ビーム８５が入射することによって流れるビーム電流を計測する電流計８４とを有している。そして、ファラデーカップ８１の入口には、中心部に開口８３が設けられた開口板８２が設けられている。開口８３の大きさは電子ビーム８５の大きさとほぼ等しくされている。なお、開口板８２を別体部品としてファラデーカップ８１の入口に付設するほか、ファラデーカップ８１と一体形成することもできる。このような構成により、ファラデーカップ８１に電子ビーム８５を入射させ、ビーム電流値を計測して単位面積あたりの電荷を求め、電子線の照射量を計測している。
【特許文献１】特開２００３−７７７９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、最近良く検討されている露光方式は、大きな光学フィールドを要する１ダイ又は複数ダイを一度に露光するのではなく、１ダイ全体のパターンを小さな領域（サブフィールド）に分割して転写露光するという方式である（ここでは、分割転写方式と呼ぶこととする）。この方式においては、レチクルステージ及びウェハステージを連続移動させるとともに、配列されたサブフィールド群を電子ビームを周期的に偏向走査しながら露光する。
【０００５】
この分割転写方式の電子線露光装置において、従来の電子線照射量計測器を用いて電子線の照射量を計測する場合、開口８３の大きさが電子ビーム８５の大きさとほぼ等しいため、電子ビーム８５を偏向すると、電子ビーム８５が開口板８２の非開口部に遮られてしまう。そのため、ファラデーカップ８１に電子ビーム８５が入射しなくなり、電子線の照射量を計測できなくなるという問題がある。そこで、１つのサブフィールドに電子ビームが静止している間にビーム電流値を計測する必要がある。現在検討されているところでは、１つのサブフィールド内での電子ビームの静止時間は数ミリ秒程度であり、これに見合う計測時間（応答速度）でビーム電流値を計測しなければならない。しかし、電子線照射量計測器で計測するビーム電流値は非常に小さく、このような微小電流を低ノイズかつ高速で計測することは非常に困難である。
【０００６】
そこで、電子ビームの偏向サイクルを一時的に停止し、計測時間（応答速度）に余裕を持たせることが考えられる。しかし、偏向サイクルを停止すると、電子光学系各部（偏向器、電源ドライバ等）の熱平衡状態を崩すことになり、偏向動作を非常に不安定なものにしてしまうおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、荷電粒子線の照射量を安定して高精度に計測することができる荷電粒子線露光装置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】
【０００８】
本発明の第１の荷電粒子線露光装置は、  感応基板上に転写すべきパターンが形成されているレチクルを載置するレチクルステージと、  前記レチクルに荷電粒子線（照明ビーム）を偏向して照射する照明光学系と、  前記感応基板を載置する感応基板ステージと、  前記レチクルを通過した荷電粒子線（投影ビーム）を前記感応基板上のしかるべき位置に投影する投影光学系と、  前記レチクルステージ上に配置され、前記照明ビームを検出するセンサと、を具備する荷電粒子線露光装置であって、  前記センサはビーム入射開口を有し、該ビーム入射開口の大きさが、前記照明ビームの偏向形態の大きさとほぼ等しいか、それよりも大きいことを特徴とする。
【０００９】
本発明の第２の荷電粒子線露光装置は、  感応基板上に転写すべきパターンが形成されているレチクルを載置するレチクルステージと、  前記レチクルに荷電粒子線（照明ビーム）を照射する照明光学系と、  前記感応基板を載置する感応基板ステージと、  前記レチクルを通過した荷電粒子線（投影ビーム）を前記感応基板上のしかるべき位置に偏向して投影する投影光学系と、  前記感応基板ステージ上に配置され、前記投影ビームを検出するセンサと、を具備する荷電粒子線露光装置であって、  前記センサはビーム入射開口を有し、該ビーム入射開口の大きさが、前記投影ビームの偏向形態の大きさとほぼ等しいか、それよりも大きいことを特徴とする。
【００１０】
本発明の荷電粒子線露光装置においては、照明ビーム（又は投影ビーム）を検出するセンサのビーム入射開口の大きさを照明ビーム（又は投影ビーム）の偏向形態の大きさとほぼ等しくし、あるいはビーム入射開口の大きさを照明ビーム（又は投影ビーム）の偏向形態の大きさよりも大きくしている。よって、ビームを偏向した場合でもセンサ内にビームを入射させることができる。そのため、ビームの偏向サイクルを一定に保ったまま、センサの計測時間（応答速度）に余裕を持たせることができ、荷電粒子線の照射量を安定して高精度に計測することができる。また、それにより、パターンの高精度な露光を可能にすることができる。なお、大きさがほぼ等しいとは、荷電粒子線照射量の計測精度に影響を与えないような範囲であれば、大きさがいくらか異なっている場合も含まれることを意味する。
【００１１】
上記本発明の荷電粒子線露光装置においては、  前記センサは検出部を有し、該検出部の大きさが、前記ビーム入射開口の大きさよりも大きいことが好ましい。これにより、センサの検出部で反射された荷電粒子線がセンサから逃げてしまうのを抑制することができ、荷電粒子線の照射量をより高精度に計測することができる。
【００１２】
上記本発明の荷電粒子線露光装置のセンサとしては、ファラデーカップ、半導体検出器、又は、シンチレータとフォトマルチプライヤーとを組み合わせたもの等を用いることができる。これらを用いることにより、非常に高感度なビーム照射量計測が可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の荷電粒子線露光装置によれば、ビームの偏向サイクルを一定に保ったまま、計測時間（応答速度）に余裕を持たせることができ、荷電粒子線の照射量を安定して高精度に計測することができる。また、それにより、パターンの高精度な露光を可能にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、分割転写方式の電子線投影露光技術を例に挙げて、本発明の実施の形態に係る露光装置について説明する。
【００１５】
図２は、分割転写方式の電子線投影露光装置の光学系全体における結像関係及び制御系の概要を示す図である。
光学系の最上流に配置されている電子銃１は、下方に向けて電子線を放射する。電子銃１の下方には２段のコンデンサレンズ２、３が備えられており、電子線は、これらのコンデンサレンズ２、３によって収束されブランキング開口７にクロスオーバーC.O.を結像する。
【００１６】
二段目のコンデンサレンズ３の下には、矩形開口４が備えられている。この矩形開口（照明ビーム成形開口）４は、レチクル（マスク）１０の一つのサブフィールド（露光の１単位となるパターン小領域）を照明する照明ビームのみを通過させる。この開口４の像は、レンズ９によってレチクル１０に結像される。
【００１７】
ビーム成形開口４の下方には、ブランキング偏向器５が配置されている。同偏向器５は、必要時に照明ビームを偏向させてブランキング開口７の非開口部に当て、ビームがレチクル１０に当たらないようにする。
【００１８】
ブランキング開口７の下には、照明ビーム偏向器８が配置されている。この偏向器８は、主に照明ビームを図２の横方向（Ｘ方向）に順次走査して、照明光学系の視野内にあるレチクル１０の各サブフィールドの照明を行う。偏向器８の下方には、照明レンズ９が配置されている。照明レンズ９は、レチクル１０上にビーム成形開口４を結像させる。
【００１９】
レチクル１０は、実際には光軸垂直面内（Ｘ−Ｙ面）に広がっており、多数のサブフィールドを有する。レチクル１０上には、全体として一個の半導体デバイスチップをなすパターン（チップパターン）が形成されている。もちろん、複数のレチクルに１個の半導体デバイスチップをなすパターンを分割して配置しても良い。
【００２０】
レチクル１０は移動可能なレチクルステージ１１上に載置されており、レチクル１０を光軸垂直方向（ＸＹ方向）に動かすことにより、照明光学系の視野よりも広い範囲に広がるレチクル上の各サブフィールドを照明することができる。
【００２１】
レチクルステージ１１には、レーザ干渉計を用いた位置検出器１２が付設されており、レチクルステージ１１の位置をリアルタイムで正確に把握することができる。
レチクル１０の下方には投影レンズ１５及び１９並びに偏向器１６が設けられている。レチクル１０の１つのサブフィールドを通過した電子線は、投影レンズ１５、１９、偏向器１６によってウェハ（感応基板）２３上の所定の位置に結像される。ウェハ２３上には、適当なレジストが塗布されており、レジストに電子線のドーズが与えられ、レチクル上のパターンが縮小されてウェハ２３上に転写される。
【００２２】
レチクル１０とウェハ２３の間を縮小率比で内分する点にクロスオーバーC.O.が形成され、同クロスオーバー位置にはコントラスト開口１８が設けられている。同開口１８は、レチクル１０の非パターン部で散乱された電子線がウェハ２３に到達しないよう遮断する。ウェハ２３の直上には反射電子検出器２２が配置されている。
【００２３】
ウェハ２３は、静電チャック３２を介して、ＸＹ方向に移動可能なウェハステージ２４上に載置されている。上記レチクルステージ１１とウェハステージ２４とを、互いに逆の方向に同期走査することにより、投影光学系の視野を越えて広がるチップパターン内の各部を順次露光することができる。なお、ウェハステージ２４にも、上述のレチクルステージ１１と同様の位置検出器２５が装備されている。
【００２４】
ウェハステージ２４の上面端部には、ウェハステージ２４のキャリブレーションを行う際に使用するキャリブレーションマーク３３が配置されている。このキャリブレーションマーク３３で反射される電子の量を反射電子検出器２２で検出する。例えばレチクル１０上のマークパターンを通過したビームでキャリブレーションマーク３３を走査し、その際のマーク３３からの反射電子を検出することにより、レチクル１０とウェハ２３の相対的位置関係や投影光学系におけるビーム特性の変化を知ることができる。
【００２５】
ウェハステージ２４の上面端部には、さらに、電子検出器（センサ）４０（図１参照）が配置されている。このセンサ４０は、ウェハステージ２４まで届く電子ビームの全電流値を測定するものであり、ファラデーカップ、半導体検出器、又は、シンチレータとフォトマルチプライヤーとを組み合わせたもの等から構成されている。センサ４０には、電流計３５が接続されている。
【００２６】
上記各レンズ２、３、９、１５、１９及び各偏向器５、８、１６は、各々のコイル電源制御部２ａ、３ａ、９ａ、１５ａ、１９ａ及び５ａ、８ａ、１６ａを介してコントローラ３１によりコントロールされる。また、レチクルステージ１１及びウェハステージ２４も、ステージ制御部１１ａ、２４ａを介して、コントローラ３１により制御される。ステージ位置検出器１２、２５は、アンプやＡ／Ｄ変換器等を含むインターフェース１２ａ、２５ａを介してコントローラ３１に信号を送る。また、反射電子検出器２２も同様のインターフェース２２ａを介してコントローラ３１に信号を送る。
【００２７】
コントローラ３１は、ステージ位置の制御誤差やビームの位置誤差を把握し、その誤差を像位置調整偏向器１６で補正する。これにより、レチクル１０上のサブフィールドの縮小像がウェハ２３上の目標位置に正確に転写される。そして、ウェハ２３上で各サブフィールド像が繋ぎ合わされて、レチクル上のチップパターン全体がウェハ上に転写される。
【００２８】
次に、分割転写方式の電子線投影露光に用いられるレチクルの詳細例について、図３を参照しつつ説明する。図３は、電子線投影露光用のレチクルの構成例を模式的に示す図である。図３（Ａ）は全体の平面図であり、図３（Ｂ）は一部の斜視図であり、図３（Ｃ）は一つの小メンブレイン領域の平面図である。このようなレチクルは、例えばシリコンウェハに電子線描画・エッチングを行うことにより製作できる。
【００２９】
図３（Ａ）には、レチクル１０における全体のパターン分割配置状態が示されている。同図中に多数の正方形４１で示されている領域が、一つのサブフィールドに対応したパターン領域を含む小メンブレイン領域（厚さ０．１μｍ〜数μｍ）である。図３（Ｃ）に示すように、小メンブレイン領域４１は、中央部のパターン領域（サブフィールド）４２と、その周囲の額縁状の非パターン領域（スカート４３）とからなる。サブフィールド４２は転写すべきパターンの形成された部分である。スカート４３はパターンの形成されてない部分であり、照明ビームの縁の部分が当たる。パターン形成の形態としては、メンブレインに孔開き部を設けるステンシルタイプと、電子線の高散乱体からなるパターン層をメンブレイン上に形成する散乱メンブレンタイプとがある。
【００３０】
一つのサブフィールド４２は、現在検討されているところでは、レチクル上で１ｍｍ角程度の大きさを有する。投影の縮小率は１／４であり、サブフィールドがウェハ上に縮小投影された投影像の大きさは、０．２５ｍｍ角である。小メンブレイン領域４１の周囲の直交する格子状のグリレージと呼ばれる部分４５は、レチクルの機械強度を保つための、例えば厚さ０．５〜１ｍｍ程度の梁である。グリレージ４５の幅は、例えば０．１ｍｍ程度である。なお、スカート４３の幅は、例えば０．０５ｍｍ程度である。
【００３１】
図３（Ａ）に示すように、図の横方向（Ｘ方向）に多数の小メンブレイン領域４１が並んで一つのグループ（エレクトリカルストライプ４４）をなし、そのようなエレクトリカルストライプ４４が図の縦方向（Ｙ方向）に多数並んで１つのメカニカルストライプ４９を形成している。エレクトリカルストライプ４４の長さ（メカニカルストライプ４９の幅）は照明光学系の偏向可能視野の大きさによって制限される。
【００３２】
メカニカルストライプ４９は、Ｘ方向に並列に複数存在する。隣り合うメカニカルストライプ４９の間にストラット４７として示されている幅の太い梁は、レチクル全体のたわみを小さく保つためのものである。ストラット４７はグリレージ４５と一体である。
【００３３】
現在有力と考えられている方式によれば、１つのメカニカルストライプ（以下単にストライプと呼ぶ）４９内のＸ方向のサブフィールド４２の列（エレクトリカルストライプ４４）は電子線偏向により順次露光される。一方、ストライプ４９内のＹ方向の列は、連続ステージ走査により順次露光される。
【００３４】
図４は、レチクルからウェハへのパターン転写の様子を模式的に示す斜視図である。図の上部にレチクル１０上の１つのストライプ４９が示されている。ストライプ４９には上述のように多数のサブフィールド４２（スカートについては図示省略）及びグリレージ４５が形成されている。図の下部には、レチクル１０と対向するウェハ２３が示されている。
【００３５】
この図では、レチクル上のストライプ４９の一番手前のエレクトリカルストライプ４４の左隅のサブフィールド４２−１が上方からの照明ビームＩＢにより照明されている。そして、サブフィールド４２−１を通過した投影ビームＰＢが、２段の投影レンズと像位置調整偏向器（図２の符号１６）の作用によりウェハ２３上の所定の領域５２−１に縮小投影されている。投影ビームＰＢは、レチクル１０とウェハ２３の間で、２段の投影レンズの作用により、光軸と平行な方向から光軸と交差する方向へ、そしてその逆に計２回偏向される。
【００３６】
ウェハ２３上におけるサブフィールド像の転写位置は、レチクル１０とウェハ２３との間の光路中に設けられた上記像位置調整偏向器により、各パターン小領域４２に対応する被転写小領域５２が互いに接するように調整される。すなわち、レチクル上のパターン小領域４２を通過した投影ビームＰＢを第１投影レンズ及び第２投影レンズでウェハ２３上に収束させるだけでは、レチクル１０のパターン小領域４２のみならずグリレージ４５及びスカートの像までも所定の縮小率で転写することとなり、グリレージ４５等の非パターン領域に相当する無露光領域が各被転写小領域５２の間に生じる。このようにならないよう、非パターン領域の幅に相当する分だけ像の転写位置をずらしている。
【００３７】
続いて、上述の電子光学系の周期的な偏向を繰り返すとともにステージを連続移動させながら露光する場合の偏向形態（ビーム走査経路）の例について説明する。図５は、ウェハ上のある領域を露光する場合の偏向形態の例について説明する図である。図５（Ａ）はウェハ上で見たパターンの露光順序を示す図であり、図５（Ｂ）はその時の電子光学系の偏向形態を示す図である。図６は、レチクル上のある領域を露光する場合の偏向形態の例について説明する図である。図６（Ａ）はレチクル上で見たパターンの露光順序を示す図であり、図６（Ｂ）はその時の電子光学系の偏向形態を示す図である。
【００３８】
図５（Ａ）には、ウェハステージ上に載置されたウェハ２３（図４等参照）の一部が示されている。この図には、Ｘ方向に１１個のサブフィールド５２（図４等参照）が並べて配置されたエレクトリカルストライプ５４（図４等参照）が、Ｙ方向に４本並んで示されている。図中の矢印で示したように、Ｙ方向の負方向にウェハステージを送りつつ、ビームを、左下端のサブフィールド５２−１−１から右下端のサブフィールド５２−１−１１に向かって＋Ｘ方向に走査することにより、１本のエレクトリカルストライプ５４の露光を行う。このとき、ウェハ２３は図の下方向に機械的に連続的に送られているので、実際のビーム偏向形態は、図５（Ｂ）に示すようにウェハ２３のＹ方向への送りに追随するように、−Ｙ方向にも偏向して、偏向経路は徐々に斜めになる。この、Ｙ方向偏向は照明光学系中の偏向器及び投影光学系中の偏向器で行う。なお、Ｘ方向の偏向（主偏向）は、図４を参照しつつ説明したように、投影レンズの作用と投影光学系中の偏向器の作用による。
【００３９】
サブフィールド５２−１−１１を露光したら、次に＋Ｙ方向にビームを偏向して一つ上のエレクトリカルストライプの右端のサブフィールド５２−２−１１に露光を進め、その後、ビームを主に−Ｘ方向に走査することにより、二本目のエレクトリカルストライプの左端のサブフィールド５２−２−１まで露光する。このときも、上述の場合と同様に図５（Ｂ）に示すように、実際のビーム偏向形態は斜めになる。以下同様にして、ビームをＸＹ方向に偏向しつつ、全てのサブフィールドの露光を行う。
【００４０】
図６（Ａ）には、レチクルステージ上に載置されたレチクル１０（図４等参照）の一部が示されている。この図には、Ｘ方向に１１個のサブフィールド４２（図４等参照）が並べて配置されたエレクトリカルストライプ４４（図４等参照）が、Ｙ方向に４本並んで示されている。図中の矢印で示したように、Ｙ方向の正方向にレチクルステージを送りつつ、ビームを、右上端のサブフィールド４２−１−１から左上端のサブフィールド４２−１−１１に向かって−Ｘ方向に走査することにより、１本のエレクトリカルストライプ４４の露光を行う。このとき、レチクル１０は図の上方向に機械的に連続的に送られているので、実際のビーム偏向形態は、図６（Ｂ）に示すようにレチクル１０のＹ方向への送りに追随するように、＋Ｙ方向にも偏向して、偏向経路は徐々に斜めになる。この、Ｙ方向偏向及びＸ方向の偏向（主偏向）は、照明光学系中の偏向器で行う。
【００４１】
サブフィールド４２−１−１１を露光したら、次に−Ｙ方向にビームを偏向して一つ下のエレクトリカルストライプの左端のサブフィールド４２−２−１１に露光を進め、その後、ビームを主に＋Ｘ方向に走査することにより、二本目のエレクトリカルストライプの右端のサブフィールド４２−２−１まで露光する。このときも、上述の場合と同様に図６（Ｂ）に示すように、実際のビーム偏向形態は斜めになる。以下同様にして、ビームをＸＹ方向に偏向しつつ、全てのサブフィールドの露光を行う。
【００４２】
上述のように、図５（Ｂ）、図６（Ｂ）に示す電子ビームは、８の字を描くように周期的に繰り返すような偏向形態である。このような８の字を描く偏向形態の詳細例について、図７を参照しつつ説明する。図７は、電子ビーム（投影ビーム）の偏向形態を示す図である。図５（Ｂ）、図６（Ｂ）に示す例では、Ｘ方向の主偏向幅内の露光回数は１１回であったが、図７には、Ｘ方向の主偏向幅内の露光回数が２０回である場合の偏向形態６０が示されている。この場合は、左上のサブフィールド６１−１から右下方向に進んでサブフィールド６１−２０に至り、次いでサブフィールド６１−２１に上がった後に、左下方向に進んでサブフィールド６１−４０に至り、またサブフィールド６１−１に戻る。ここで、一括露光領域の大きさをウェハ上で０．２５ｍｍ角とすると、偏向形態６０のＸ方向の主偏向幅は５ｍｍとなり、Ｙ方向の偏向幅は０．５ｍｍとなる。
【００４３】
次に、ウェハステージ２４上に配置された電子検出器（センサ）４０の構成について詳しく説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る露光装置に用いるセンサの構成例を模式的に示す図である。図１（Ａ）はセンサ上方から見た概略平面図であり、図１（Ｂ）は側面断面図である。図１（Ｂ）に示すように、センサ（本実施の形態においてはファラデーカップ）４０は、円筒状の側壁部７１と電子ビームを受け止める底部７２とからなる検出部７６を有する。検出部７６の内径（側壁部７１の内径）は８〜１０ｍｍ程度であり、電子ビーム（投影ビーム）の偏向形態６０（図７等参照）の大きさよりも十分に大きくされている。底部７２は、円錐状となっており、入射した電子が真上に反射してファラデーカップ４０から飛び出してしまうのを防いでいる。このような構成により、底部７２で反射された電子はファラデーカップ４０の側壁部７１の壁面に向かって飛び出しやすくなり、電子ビームの照射量をより高精度に計測することができる。
【００４４】
ファラデーカップ４０の入口７３（側壁部７１の図中上部）には、中心部にビーム入射開口７５が設けられた開口板７４が固定されている。この開口板７４は、ファラデーカップ４０の底部７２で反射された電子がファラデーカップ４０から逃げてしまうのを抑制するためのものである。なお、開口板７４を別体部品としてファラデーカップ４０の入口７３に付設するほか、ファラデーカップ４０と一体形成することもできる。図１（Ａ）に示すように、ビーム入射開口７５の大きさは５ｍｍ×０．５ｍｍであり、電子ビームの偏向形態６０（図７等参照）の大きさとほぼ等しい。なお、電子線照射量の計測精度に影響を与えないような範囲であれば、ビーム入射開口と電子ビーム偏向形態の大きさがいくらか異なっていてもよく、ビーム入射開口の大きさが電子ビーム偏向形態の大きさよりもいくらか小さくてもよい。また、ビーム入射開口７５の大きさを電子ビームの偏向形態６０の大きさよりも大きくしてもよい。このように、ビーム入射開口７５の大きさは、電子光学系で成形される電子ビームの大きさ、マージン領域及び電子ビーム偏向形態の大きさに応じて適宜調整することが好ましい。また、図１ではファラデーカップ４０の検出部７６の内径（側壁部７１の内径）をビーム入射開口７５の大きさよりも大きくしているが、検出部７６の内径をビーム入射開口７５の大きさと等しくし、ビーム入射開口７５から底部７２までが同じ大きさであってもよい。
【００４５】
ビーム照射量の計測を行う際には、まず、電子光学系の偏向中心が図１に示すファラデーカップ（センサ）４０のビーム入射開口７５の中央に位置するようにウェハステージを移動させ、そこで停止させる。この状態を維持したままで、次に、電子光学系により電子ビームを偏向し、ビーム照射量の計測を行う。すなわち、ファラデーカップ４０に電子ビームが入射することによって流れるビーム電流を電流計で計測して単位面積あたりの電荷を求め、電子線の照射量を計測する。このとき、ビーム入射開口７５の大きさは電子ビームの偏向形態６０（図７等参照）の大きさとほぼ等しいので、サブフィールド６１−１〜６１−４０の全てのサブフィールドからの電子ビームをファラデーカップ４０に入射させることができる。つまり、本発明のような構成にすることより、センサの計測時間（応答速度）に余裕を持たせることができ、荷電粒子線の照射量を安定して高精度に計測することができる。また、それにより、パターンの高精度な露光を可能にすることができる。
【００４６】
なお、本実施の形態においては、ウェハステージ（感応基板ステージ）上に配置され、投影ビームを検出する電子検出器（センサ）を具備する荷電粒子線露光装置について説明したが、レチクルステージ上に配置され、照明ビームを検出するセンサを具備する荷電粒子線露光装置においても、上記のセンサを用いることができる。この場合も、ビームの偏向サイクルを一定に保ったまま、計測時間（応答速度）に余裕を持たせることができ、荷電粒子線の照射量を安定して高精度に計測することができる。また、それにより、パターンの高精度な露光を可能にすることができる。
【００４７】
また、本実施の形態においては、荷電粒子線として電子線を用いているが、イオンビーム等であってもよい。さらに、センサとしてファラデーカップを用いているが、半導体検出器、又は、シンチレータとフォトマルチプライヤーとを組み合わせたもの等から構成されているものであってもよい。また、上記実施形態では、分割転写方式の露光装置について説明したが、スキャン方式の露光装置においても、上記のセンサを組み込むことができる。この場合も、ビームの偏向サイクルを一定に保ったまま、計測時間（応答速度）に余裕を持たせることができ、荷電粒子線の照射量を安定して高精度に計測することができる。また、それにより、パターンの高精度な露光を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る露光装置に用いるセンサの構成例を模式的に示す図である。図１（Ａ）は概略平面図であり、図１（Ｂ）は側面断面図である。
【図２】図２は、分割転写方式の電子線投影露光装置の光学系全体における結像関係及び制御系の概要を示す図である。
【図３】図３は、電子線投影露光用のレチクルの構成例を模式的に示す図である。図３（Ａ）は全体の平面図であり、図３（Ｂ）は一部の斜視図であり、図３（Ｃ）は一つの小メンブレイン領域の平面図である。
【図４】図４は、レチクルからウェハへのパターン転写の様子を模式的に示す斜視図である。
【図５】図５は、ウェハ上のある領域を露光する場合の偏向形態の例について説明する図である。図５（Ａ）はウェハ上で見たパターンの露光順序を示す図であり、図５（Ｂ）はその時の電子光学系の偏向形態を示す図である。
【図６】図６は、レチクル上のある領域を露光する場合の偏向形態の例について説明する図である。図６（Ａ）はレチクル上で見たパターンの露光順序を示す図であり、図６（Ｂ）はその時の電子光学系の偏向形態を示す図である。
【図７】図７は、電子ビーム（投影ビーム）の偏向形態を示す図である。
【図８】図８は、従来の電子線照射量計測器の構成例を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
４０・・・ファラデーカップ（センサ）
７１・・・側壁部
７２・・・底部
７３・・・ファラデーカップ４０の入口
７４・・・開口板
７５・・・ビーム入射開口
７６・・・検出部
【図１】
2006066576.tif 000003
【図２】
2006066576.tif 000004
【図３】
2006066576.tif 000005
【図４】
2006066576.tif 000006
【図５】
2006066576.tif 000007
【図６】
2006066576.tif 000008
【図７】
2006066576.tif 000009
【図８】
2006066576.tif 000010