(57)【要約】【課題】微細な可変矩形ビームでも、複数のコラムで同じパターンの露光ができるマルチコラム型電子ビーム露光装置及びマルチコラム型電子ビーム露光方法を提供すること。【解決手段】マルチコラム型電子ビーム露光装置は、一枚のウエハ上に配置され、電子銃と当該電子銃により照射される電子ビームを偏向する偏向手段とを有する複数のコラムセルと、前記複数のコラムセルの各コラムセルで使用される共通の露光データを記憶する共通記憶手段と、前記各コラムセルに設けられ、前記共通記憶手段から可変矩形ビームのサイズデータを入力して当該サイズデータに対する補正量を出力するサイズデータ補正手段３６ａとを有する。前記補正量は、目標パターンサイズと基準露光量を指定して形成したレジストパターンサイズと目標パターンサイズとの差分に対応する可変矩形ビームサイズデータである。【選択図】図４
2006278492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一枚のウエハ上に配置され、電子銃と当該電子銃により照射される電子ビームを偏向する偏向手段とを有する複数のコラムセルと、
前記複数のコラムセルの各コラムセルで使用される共通の露光データを記憶する共通記憶手段と、
前記各コラムセルに設けられ、前記共通記憶手段から可変矩形ビームのサイズデータを入力して当該サイズデータに対する補正量を出力するサイズデータ補正手段と
を有することを特徴とするマルチコラム型電子ビーム露光装置。
【請求項２】
更に前記各コラムセルは、
前記サイズデータ補正手段により得られた補正量を基に前記サイズデータを補正サイズデータに変換して前記各コラムセルを動作させる制御量を演算した後に前記各コラムセルに出力する露光データ変換手段を有することを特徴とする請求項１に記載のマルチコラム型電子ビーム露光装置。
【請求項３】
前記露光データ変換手段は、可変矩形ビームサイズデータのｘ方向の長さがＳｘ、ｙ方向の長さがＳｙであり、前記補正量のｘ方向の長さがΔＳｘ、ｙ方向の長さがΔＳｙであるとき、前記補正サイズデータとして、ｘ方向の長さをＳｘ＋ΔＳｘ、ｙ方向の長さをＳｙ＋ΔＳｙとすることを特徴とする請求項２に記載のマルチコラム型電子ビーム露光装置。
【請求項４】
前記補正量は、目標パターンサイズを指定して形成したレジストパターンサイズと目標パターンサイズとの差分に対応する可変矩形ビームサイズデータであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のマルチコラム型電子ビーム露光装置。
【請求項５】
一枚のウエハ上に配置され、電子銃と当該電子銃により照射される電子ビームを偏向する偏向手段とを有する複数のコラムセルと、
前記複数のコラムセルの各コラムセルで使用される共通の露光データを記憶する共通記憶手段と、
前記各コラムセルに設けられ、前記共通記憶手段から可変矩形ビームのサイズデータを入力して当該サイズデータに相当するビームを照射するフラッシュ時間に対する補正量又は補正係数を出力するフラッシュ時間補正手段と
を有することを特徴とするマルチコラム型電子ビーム露光装置。
【請求項６】
更に前記各コラムセルは、
前記フラッシュ時間補正手段により得られた補正量又は補正係数を基に前記フラッシュ時間を補正した補正フラッシュ時間に変換して前記各コラムセルに出力する露光データ変換手段を有することを特徴とする請求項５に記載のマルチコラム型電子ビーム露光装置。
【請求項７】
前記露光データ変換手段は、基準露光量をＤ、電流密度をＪ、前記補正係数をαとしたときに、前記補正フラッシュ時間を（Ｄ／Ｊ）×αとすることを特徴とする請求項６に記載のマルチコラム型電子ビーム露光装置。
【請求項８】
前記露光データ変換手段は、基準露光量をＤ、電流密度をＪ、前記補正量をΔｔとしたときに、前記補正フラッシュ時間をＤ／Ｊ＋Δｔとすることを特徴とする請求項６に記載のマルチコラム型電子ビーム露光装置。
【請求項９】
前記補正量又は補正係数は、目標パターンサイズ及び基準露光量を指定して形成したレジストパターンサイズと目標パターンサイズとの差分に対応する露光フラッシュ時間の補正量又は補正係数であることを特徴とする請求項５から８のいずれか一項に記載のマルチコラム型電子ビーム露光装置。
【請求項１０】
電子ビームを偏向しながら試料に照射するコラムを複数使用して一枚のウエハ上に同時並列にパターンを露光するマルチコラム型電子ビーム露光方法において、
各コラムセルを用いて所定のレジストに可変矩形サイズデータを基準フラッシュ時間で露光し、
得られた各コラムセルのレジストパターンサイズと目標パターンサイズとの差分を計測し、
前記レジストパターンサイズが前記目標パターンサイズとなるように可変矩形サイズデータに対する補正量を決定し、
前記目標パターンサイズと前記補正量との関係をサイズデータ補正手段に格納し、
各コラムセルの前記目標パターンサイズに応じて各コラムセル毎に個別に可変矩形サイズデータを補正して同一のパターンを露光することを特徴とするマルチコラム型電子ビーム露光方法。
【請求項１１】
電子ビームを偏向しながら試料に照射するコラムを複数使用して一枚のウエハ上に同時並列にパターンを露光するマルチコラム型電子ビーム露光方法において、
各コラムセルを用いて所定のレジストに可変矩形サイズデータを基準フラッシュ時間で露光し、
得られた各コラムセルのレジストパターンサイズと目標パターンサイズとの差分を計測し、
前記レジストパターンサイズが前記目標パターンサイズとなるように露光フラッシュ時間データに対する補正量を決定し、
前記目標パターンサイズと前記補正量との関係をフラッシュ時間補正手段に格納し、
各コラムセルの前記目標パターンサイズに応じて各コラムセル毎に個別に露光フラッシュ時間データを補正して同一のパターンを露光することを特徴とするマルチコラム型電子ビーム露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法に関し、特に、一つのウエハ上に複数のコラムを設け並列して露光処理をするマルチコラム型電子ビーム露光装置及びその露光装置を用いた電子ビーム露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子ビーム露光装置では、ステンシルマスクに可変矩形開口又は複数のステンシルマスクパターンを用意し、ビーム偏向によりそれらを選択してウエハに転写露光している。この電子ビーム露光装置では複数のマスクパターンが用意されるが、露光に使用される電子ビームは１本であり、一度に転写されるパターンは一つのマスクパターンだけである。従って、試料面全体にパターンを形成するために、転写されたパターンを試料面上で繋いでいる。
【０００３】
このような露光装置として、例えば特許文献１には部分一括露光をする電子ビーム露光装置が開示されている。部分一括露光とは、マスク上に配置した複数個、例えば１００個のステンシルパターンからビーム偏向により選択した一つのパターン領域、例えば３００×３００μｍの領域にビームを照射し、ビーム断面をステンシルパターンの形状に成形し、さらにマスクを通過したビームを後段の偏向器で偏向振り戻し、電子光学系で決まる一定の縮小率、例えば１／６０に縮小し、試料面に転写する。一度に照射される試料面の領域は、例えば５×５μｍである。露光するデバイスパターンに応じてマスク上のステンシルパターンを適切に用意すれば、可変矩形開口だけの場合より、必要な露光ショット数が大幅に減少し、スループットが向上する。
【０００４】
さらに、このようなコラム一つ一つの大きさを小さくしたもの（以下、コラムセルと呼ぶ）を複数個集め、ウエハ上に並べて並列して露光処理するマルチコラム型電子ビーム露光装置が提案されている（非特許文献２参照）。各コラムセルはシングルコラムの電子ビーム露光装置のコラムと同等であるが、マルチコラム全体では並列して処理するため、コラム数倍の露光スループットの増加が可能である。
【特許文献１】特開２００４−８８０７１号公報
【非特許文献２】T.Haraguchi et.al. J.Vac.Sci.Technol, B22(2004)985
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、露光スループットを向上させるために複数のコラムセルを使用して並列処理を行わせるマルチコラム型電子ビーム露光装置が提案されている。この露光装置を使用して露光スループットを向上させるためには、各コラムセルがコラムセルを通過するビームに対して同等な機能を持つようになっていることが必要である。
【０００６】
実際にはコラムユニットの機械的な製作の誤差や組み上げ誤差があり、同じレンズ条件や偏向データを与えてもビームに対するレンズ強度や偏向能率にわずかに差が発生してしまう。このため、コラムセル毎にレンズを独立に駆動させる個別レンズ電源や、偏向器の偏向能率や補正コイルの出力をコラムセル毎に制御する制御系を用意して、各コラムセルのビーム特性が同じになるようにレンズ電源の出力や制御系の制御出力を決定している。
【０００７】
具体的には、試料電流値やビーム偏向位置、ショット内強度分布などを電流計、反射電子検出器、２次電子検出器を使って測定し、その結果から各コラムセルのビーム特性を一致させるようにレンズ電源の出力や制御出力の値を決定している。
【０００８】
しかし、上記のような方法でビーム特性を測定することが困難な場合がある。例えば、可変矩形ビームの特性については、ビームが微細になればなるほどビーム電流が小さくなるため、試料電流値やビーム偏向位置、ショット内強度分布を正確に測ることは困難となってしまう。従って、各コラムセルにおいてレンズ電源出力や制御出力の値を決めるビーム調整の段階では、微細でない可変矩形ビームの特性からレンズ電源出力や制御出力の値を決めている。この場合、微細な可変矩形ビームで露光したパターンが、所望のパターンにならないという現象が発生してしまう。
【０００９】
これに対し、実際に露光されたパターンを目標サイズに合わせるように露光データそのものを補正することが考えられるが、マルチコラム型電子ビーム露光装置では有効な方法とはいえない。すなわち、各コラムセルで露光されるパターンに対して、露光結果が目標サイズになるように露光データそのものを変えることは、コラム数の分だけ露光データを用意しなければならないことになり、データの容量や補正データを求める時間を考えると非現実的である。
【００１０】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑みなされたものであり、微細な可変矩形ビームであっても、複数のコラムで同じパターンの露光ができるマルチコラム型電子ビーム露光装置及びマルチコラム型電子ビーム露光方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した課題は、一枚のウエハ上に配置され、電子銃と当該電子銃により照射される電子ビームを偏向する偏向手段とを有する複数のコラムセルと、前記複数のコラムセルの各コラムセルで使用される共通の露光データを記憶する共通記憶手段と、前記各コラムセルに設けられ、前記共通記憶手段から可変矩形ビームのサイズデータを入力して当該サイズデータに対する補正量を出力するサイズデータ補正手段とを有することを特徴とするマルチコラム型電子ビーム露光装置により解決する。
【００１２】
この形態に係るマルチコラム型電子ビーム露光装置において、更に前記各コラムセルは、前記サイズデータ補正手段により得られた補正量を基に前記サイズデータを補正サイズデータに変換して前記各コラムセルを動作させる制御量を演算した後に前記各コラムセルに出力する露光データ変換手段を有してもよい。
【００１３】
また、前記補正量は、目標パターンサイズを指定して形成したレジストパターンサイズと目標パターンサイズとの差分に対応する可変矩形ビームサイズデータとしてもよい。
【００１４】
本発明では、予め各コラムセルで露光対象とするレジストに基準露光量で露光し、レジストに形成されたパターンサイズが目標パターンサイズとなるようにビームサイズの補正量を決定している。この補正量を基に各コラムセルの露光データを補正する。これにより、微細な可変矩形ビームであっても、マルチコラム型電子ビーム露光装置で同じパターンを露光することが可能となり、露光スループットを向上させることが可能となる。
【００１５】
また、上記した課題は、一枚のウエハ上に配置され、電子銃と当該電子銃により照射される電子ビームを偏向する偏向手段とを有する複数のコラムセルと、前記複数のコラムセルの各コラムセルで使用される共通の露光データを記憶する共通記憶手段と、前記各コラムセルに設けられ、前記共通記憶手段から可変矩形ビームのサイズデータを入力して当該サイズデータに相当するビームを照射するフラッシュ時間に対する補正量又は補正係数を出力するフラッシュ時間補正手段とを有することを特徴とするマルチコラム型電子ビーム露光装置により解決する。
【００１６】
この形態に係るマルチコラム型電子ビーム露光装置において、更に前記各コラムセルは、前記フラッシュ時間補正手段により得られた補正量又は補正係数を基に前記フラッシュ時間を補正した補正フラッシュ時間に変換して前記各コラムセルに出力する露光データ変換手段を有してもよい。
【００１７】
また、前記補正量又は補正係数は、目標パターンサイズ及び基準露光量を指定して形成したレジストパターンサイズと目標パターンサイズとの差分に対応する露光フラッシュ時間の補正量又は補正係数としてもよい。
【００１８】
本発明では、予め各コラムセルで露光対象とするレジストに基準露光量で露光し、レジストに形成されたパターンサイズが目標パターンサイズとなるようにフラッシュ時間の補正量を決定している。この補正量を基に各コラムセルの露光データを補正する。これにより、微細な可変矩形ビームであっても、マルチコラム型電子ビーム露光装置で同じパターンを露光することが可能となり、露光スループットを向上させることが可能となる。
【００１９】
さらに、上記した課題は、電子ビームを偏向しながら試料に照射するコラムを複数使用して一枚のウエハ上に同時並列にパターンを露光するマルチコラム型電子ビーム露光方法において、各コラムセルを用いて所定のレジストに可変矩形サイズデータを基準フラッシュ時間で露光し、得られた各コラムセルのレジストパターンサイズと目標パターンサイズとの差分を計測し、前記レジストパターンサイズが前記目標パターンサイズとなるように可変矩形サイズデータに対する補正量を決定し、前記目標パターンサイズと前記補正量との関係を補正値記憶手段に格納し、各コラムセルの前記目標パターンサイズに応じて各コラムセル毎に個別に可変矩形サイズデータを補正して同一のパターンを露光することを特徴とするマルチコラム型電子ビーム露光方法により解決する。
【００２０】
本発明では、予め露光対象とするレジストに基準露光量で露光し、レジストに形成されたパターンサイズが目標パターンサイズとなるように補正量を決定している。そして、目標パターンサイズとこの補正量との関係を各コラムセルの補正値記憶手段に格納している。これにより、補正量が求められたレジストにパターンを形成する場合には、目標パターンサイズから補正量を求めることにより、露光データを補正することができる。これにより、微細な可変矩形ビームであっても、マルチコラム型電子ビーム露光装置で同じパターンを露光することが可能となり、露光スループットを向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２２】
はじめに、各実施形態で共通のマルチコラム型電子ビーム露光装置の構成について説明する。各実施形態では、本発明の特徴である微細な可変矩形ビームであっても各コラムセルで同じパターンを露光可能にする処理について説明し、各コラムセルで同じパターンを露光可能にするマルチコラム型電子ビーム露光方法について説明する。
【００２３】
（マルチコラム型電子ビーム露光装置の構成）
図１は、本実施形態に係るマルチコラム型電子ビーム露光装置の概略構成図である。
マルチコラム型電子ビーム露光装置は、電子ビームコラム１０と電子ビームコラム１０を制御する制御部２０に大別される。このうち、電子ビームコラム１０は、同等なコラムセル１１が複数、例えば１６集まって、全体のコラムが構成されている。すべてのコラムセル１１は後述する同じユニットで構成されている。コラムセル１１の下には、例えば３００mmウエハ１２を搭載したウエハステージ１３が配置されている。
【００２４】
一方、制御部２０は、電子銃高圧電源２１、レンズ電源２２、デジタル制御部２３、ステージ駆動コントローラ２４及びステージ位置センサ２５を有する。これらのうち、電子銃高圧電源２１は電子ビームコラム１０内の各コラムセル１１の電子銃を駆動させるための電源を供給する。レンズ電源２２は電子ビームコラム１０内の各コラムセル１１の電磁レンズを駆動させるための電源を供給する。デジタル制御部２３は、コラムセル１１各部をコントロールする電気回路であり、ハイスピードの偏向出力などを出力する。デジタル制御部２３はコラムセル１１の数に対応する分だけ用意される。ステージ駆動コントローラ２４は、ステージ位置センサ２５からの位置情報を基に、ウエハ１２の所望の位置に電子ビームが照射されるようにウエハステージ１３を移動させる。上記の各部２１〜２５は、ワークステーション等の統合制御系２６によって統合的に制御される。
【００２５】
上述したマルチコラム型電子ビーム露光装置では、すべてのコラムセル１１は同じコラムユニットで構成されている。
【００２６】
図２は、マルチコラム型電子ビーム露光装置に使用される各コラムセル１１の構成図である。
【００２７】
各コラムセル１１は、露光部１００と、露光部１００を制御するコラムセル制御部３１とに大別される。このうち、露光部１００は、電子ビーム生成部１３０、マスク偏向部１４０及び基板偏向部１５０によって構成される。
【００２８】
電子ビーム生成部１３０では、電子銃１０１から生成した電子ビームＥＢが第１電磁レンズ１０２で収束作用を受けた後、ビーム整形用マスク１０３の矩形アパーチャ１０３ａを透過し、電子ビームＥＢの断面が矩形に整形される。
【００２９】
その後、電子ビームＥＢは、マスク偏向部１４０の第２電磁レンズ１０５によって露光マスク１１０上に結像される。そして、電子ビームＥＢは、第１、第２静電偏向器１０４、１０６により、露光マスク１１０に形成された特定のパターンＰに偏向され、その断面形状がパターンＰの形状に整形される。
【００３０】
なお、露光マスク１１０はマスクステージ１２３に固定されるが、そのマスクステージ１２３は水平面内において移動可能であって、第１、第２静電偏向器１０４、１０６の偏向範囲（ビーム偏向領域）を超える部分にあるパターンＰを使用する場合、マスクステージ１２３を移動することにより、そのパターンＰをビーム偏向領域内に移動させる。
【００３１】
露光マスク１１０の上下に配された第３、第４電磁レンズ１０８、１１１は、それらの電流量を調節することにより、電子ビームＥＢを基板上で結像させる役割を担う。
【００３２】
露光マスク１１０を通った電子ビームＥＢは、第３、第４静電偏向器１１２、１１３の偏向作用によって光軸Ｃに振り戻された後、第５電磁レンズ１１４によってそのサイズが縮小される。
【００３３】
マスク偏向部１４０には、第１、第２補正コイル１０７、１０９が設けられており、それらにより、第１〜第４静電偏向器１０４、１０６、１１２、１１３で発生するビーム偏向収差が補正される。
【００３４】
その後、電子ビームＥＢは、基板偏向部１５０を構成する遮蔽板１１５のアパーチャ１１５ａを通過し、第１、第２投影用電磁レンズ１１６、１２１によって基板上に投影される。これにより、露光マスク１１０のパターンの像が、所定の縮小率、例えば１／６０の縮小率で基板に転写されることになる。
【００３５】
基板偏向部１５０には、第５静電偏向器１１９と電磁偏向器１２０とが設けられており、これらの偏向器１１９、１２０によって電子ビームＥＢが偏向され、基板の所定の位置に露光マスクのパターンの像が投影される。
【００３６】
更に、基板偏向部１５０には、基板上における電子ビームＥＢの偏向収差を補正するための第３、第４補正コイル１１７、１１８が設けられる。
【００３７】
一方、コラムセル制御部３１は、電子銃制御部２０２、電子光学系制御部２０３、マスク偏向制御部２０４、マスクステージ制御部２０５、ブランキング制御部２０６及び基板偏向制御部２０７を有する。これらのうち、電子銃制御部２０２は電子銃１０１を制御して、電子ビームＥＢの加速電圧やビーム放射条件等を制御する。また、電子光学系制御部２０３は、電磁レンズ１０２、１０５、１０８、１１１、１１４、１１６及び１２１への電流量等を制御して、これらの電磁レンズが構成される電子光学系の倍率や焦点位置等を調節する。ブランキング制御部２０６は、ブランキング電極１２７への印加電圧を制御することにより、露光開始前から発生している電子ビームＥＢを遮蔽板１１５上に偏向し、露光前に基板上に電子ビームＥＢが照射されるのを防ぐ。
【００３８】
基板偏向制御部２０７は、第５静電偏向器１１９への印加電圧と、電磁偏向器１２０への電流量を制御することにより、基板の所定の位置上に電子ビームＥＢが偏向されるようにする。上記の各部２０２〜２０７は、ワークステーション等の統合制御系２６によって統合的に制御される。
【００３９】
図３は、マルチコラム型電子ビーム露光装置におけるコラムセル制御部３１の模式図である。コラムセル制御部３１はコラムセル１１のそれぞれが有している。各コラムセル制御部３１はマルチコラム型電子ビーム露光装置の全体を制御する統合制御系２６とバス３４で接続される。また、統合記憶部３３には、露光データ等すべてのコラムセルで必要となるデータが格納されている。統合記憶部３３も統合制御系２６とバス３４で接続されている。
【００４０】
このように構成されたマルチコラム型電子ビーム露光装置において、ウエハステージ１３に載置したウエハ１２上に露光するパターンの露光データを統合記憶部３３から各コラムセル制御部３１のコラムセル記憶部３５に転送する。転送された露光データは、各コラムセル制御部３１の補正部３６において補正され、各コラムセル１１に割り当てられたウエハ１２上の露光領域で同一のパターンが露光される。
【００４１】
以下の各実施形態で、コラムセル制御部３１で行われる補正処理について説明する。なお、以下の各実施形態では、可変矩形露光を行う場合を対象とし、所望のパターンとするために必要なレンズ電源や制御出力が基準露光データとして予め決定されているものとする。
【００４２】
（第１の実施形態）
図４は、本実施形態のコラムセル制御部３１の構成を示すブロック図である。コラムセル制御部３１は露光データを記憶するコラムセル記憶部３５から入力したビームサイズの補正量を求めるビームサイズ補正部３６ａと実際に露光するデータに変換する露光データ変換部３７を有して構成されている。
【００４３】
露光データは各コラムセル共通の統合記憶部３３から各コラムセル記憶部３５に転送される。この露光データは、ビームサイズデータ（Ｓｘj、Ｓｙj）、露光位置データ（Ｘj、Ｙj）、あるいは露光量データＤなどを含んでいる。ビームサイズデータ（Ｓｘj、Ｓｙj）は、ｊ番目のコラムセルにおいて、Ｘ方向の成分がＳｘ、Ｙ方向の成分がＳｙであることを示している。コラムセル制御部３１はコラムセル記憶部３５からビームサイズデータ（Ｓｘj、Ｓｙj）を順次読み出し、その値に対応するサイズ補正量（ΔＳｘj、ΔＳｙj）をビームサイズ補正部３６ａが出力する。ビームサイズデータ（Ｓｘj、Ｓｙj）を、補正後の値（Ｓｘj＋ΔＳｘj、Ｓｙj＋ΔＳｙj）に変換し、露光データ変換部３７で露光処理に必要なデータが演算される。その後コラムセルに演算結果を出力して露光を行う。
【００４４】
次に、上記の補正量を求める処理について説明する。
【００４５】
図５は入力サイズデータとサイズ補正の関係を示す図である。図５の横軸は露光データにより指定されるサイズデータ、縦軸は対象レジストを基準露光量で露光した場合に形成されたパターンの寸法を示している。図５の実線が実際にパターンのサイズを指定して露光した結果形成されたパターンのサイズである。図５に示すようにパターンサイズがある値より大きいときは、基準露光量で指定したサイズ通りのパターンが形成される。しかし、微細パターンになると指定したデータサイズと実際に形成されたパターンサイズとは異なってしまう。図５の場合には、基準露光量で電子ビームを照射した場合には実際のパターンのサイズよりも小さくなってしまう。
【００４６】
実際に形成されるパターンを所望のサイズにするために、ビームサイズを補正する。図５において、所望のパターンのサイズがＳのときに、実際に露光して得られたパターンのサイズはＳ'となっている。図５から、実際に露光した結果Ｓのサイズのパターンが形成されるためには、指定するパターンのサイズをＳよりΔＳ１だけ大きくすればよいことが分かる。そこで、指定するパターンのサイズと実際に指定するサイズのパターンが形成されるための補正量との組み合わせをデータベースとして各コラムセルのビームサイズ補正部３６ａに記録しておく。
【００４７】
また、基準露光量で電子ビームを照射した場合に、実際に露光されるパターンがパターンの大きさによって異なる誤差は、各コラムセル１１毎になっている。図５（ａ）と図５（ｂ）は第１番目と第Ｎ番目の２つの異なるコラムセルでパターンを露光したときの結果を示している。この各コラムセルの差は、可変矩形微細ビームを形成する各コラムセルのわずかなシャープネスの差、矩形開口エッジのラフネスの差、照射均一性の差、ビーム調整誤差などに起因するものである。従って、上述の補正は各コラムセル１１それぞれについて行う。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態のマルチコラム型電子ビーム露光装置では、予め露光対象とするレジストに指定サイズのパターンを形成するために基準露光量で露光し、パターンを指定サイズにするために必要な補正量を求め、指定サイズと補正量との関係を記録しておく。この関係を基にして露光データの補正を行っている。これにより、微細サイズの可変矩形露光の場合であっても、各コラムセルを通った電子ビームにより試料の各領域に同一のパターンを形成することが可能になり、露光スループットの向上を図ることが可能となる。
【００４９】
（マルチコラム型電子ビーム露光方法の説明）
次に、上記したマルチコラム型電子ビーム露光装置を使用することにより、微細な可変矩形を露光する場合でも同一のパターンを試料の各領域に形成する露光方法について説明する。
【００５０】
図６は、本実施形態に係るマルチコラム型電子ビーム露光方法を説明するためのフローチャートである。
【００５１】
まず、ステップＳ１１で、目標とするパターンサイズを指定して、対象とするレジストを基準露光量を基に計算される基準フラッシュ時間で露光する。目標とするパターンサイズのＸ方向成分、Ｙ方向成分を変えて、複数のパターンサイズについて行う。その結果を例えば図５に示すようなグラフにする。
【００５２】
次に、ステップＳ１２で、指定したパターンサイズと、実際に露光されたレジストパターンサイズとの差分を計算する。
次に、ステップＳ１３では、ステップＳ１２で計算された差分に対応する露光データの補正量を計算する。例えば、図５（ａ）の場合は、実際に露光した結果、指定したサイズＳのパターンが形成されるためには、指定するパターンのサイズをＳよりΔＳ１だけ大きくすればよいことが分かる。そこで、この指定するパターンのサイズの差分ΔＳ１を補正量とする。このような処理をすべての指定するパターンサイズについて行う。
【００５３】
次に、ステップＳ１４では、ステップＳ１３で求めた指定サイズと補正量との関係をデータベースとしてビームサイズ補正部３６ａに格納する。
【００５４】
次に、ステップＳ１５で、指定する目標パターンサイズに応じてコラムセル毎に露光データを補正してパターンの露光をする。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態の露光方法では、まず、対象とするレジストについて実際にパターンサイズを指定し、そのサイズの基準露光量でレジストを露光する。実際に露光した結果のパターンのサイズと指定したサイズとを比較して、指定したサイズのパターンを形成するために必要な補正量を求める。そして、指定サイズと指定サイズにパターンを形成するための補正量との関係をデータベースに格納する。その後、レジストを露光するときには、基準露光データから補正量を求め、実際に必要な露光データを求めている。これにより、微細パターンの可変矩形露光の場合でも、各コラムセルを通った電子ビームにより同一のパターンを形成することが可能となり、露光スループットの向上を図ることが可能となる。
【００５６】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、指定したパターンのサイズになるように基準露光データのサイズデータを補正することで所望のパターンを形成するようにした。これに対し、第２の実施形態では、露光のショット時間を調整することによって所望のパターンを形成する。
【００５７】
図７は、本実施形態のコラムセル制御部３１の構成を示すブロック図である。コラムセル制御部３１は、コラムセル記憶部３５と、コラムセル記憶部３５から入力したビームサイズに相当するビームを照射するフラッシュ時間に対する補正量を求める露光時間補正部３６ｂと、実際に露光するデータに変換する露光データ変換部３７とを有して構成されている。
【００５８】
露光データは各コラムセル共通の統合記憶部３３から各コラムセル記憶部３５に転送される。この露光データは、ビームサイズデータ（Ｓｘj、Ｓｙj）、露光位置データ（Ｘj、Ｙj）及び露光量データＤなどを含んでいる。コラムセル記憶部３５からビームサイズデータ（Ｓｘj、Ｓｙj）を順次読み出し、その値に対応する露光フラッシュ時間補正量Δｔj、又は露光時間の補正係数αjを求める。次に、露光データ変換部３７で、露光量データＤから計算した基準露光フラッシュ時間を、補正した露光フラッシュ時間に変換する。補正露光フラッシュ時間ｔj'は、次のように計算される。ｔj'＝Ｄ／Ｊj＋Δｔj、又は、ｔj'＝αj×Ｄ／Ｊj。これらの計算された値でコラムセルを制御し、露光を行う。
【００５９】
次に、上記の補正量を求める処理について説明する。
【００６０】
図８は入力サイズデータとサイズ補正の関係を示す図である。図８の横軸は露光データにより指定されるサイズデータ、縦軸は対象レジストを基準露光量で露光した場合に形成されたパターンの寸法を示している。図８に示すようにパターンサイズがある値より大きいときは、基準露光量で指定したサイズ通りのパターンが形成される。しかし、微細パターンになると指定したデータサイズと実際に形成されたパターンサイズとは異なってしまう。図８の場合には、基準露光量で電子ビームを照射した場合には実際のパターンのサイズよりも小さくなってしまう。
【００６１】
そこで、実際に形成されるパターンを所望のサイズにするために、露光フラッシュ時間を補正する。図８において、所望のパターンのサイズがＳのときに、実際に露光して得られたパターンのサイズはＳ'となっている。図８から、実際に露光した結果Ｓのサイズのパターンが形成されるためには、Ｓのパターンのサイズを指定したときに、フラッシュ時間を長くして、形成されるパターンがＳになるようにすればよいことが分かる。図８（ａ）の場合には、フラッシュ時間を、基準露光量から決まる値ｔのα１倍にすればよい。そこで、指定するパターンのサイズと実際に指定するサイズのパターンが形成されるために追加するフラッシュ時間の補正量との組み合わせをデータベースとして記録しておく。
【００６２】
また、基準露光量で電子ビームを照射した場合に、実際に露光されるパターンがパターンの大きさによって異なる誤差の程度は、第１番目のコラムと第Ｎ番目のコラムの場合を図８（ａ）、（ｂ）に示すように、各コラムで異なっている。従って、上述の補正は各コラムセルについて行う。
【００６３】
以上説明した露光データの補正を行うことにより、微細サイズの可変矩形露光の場合であっても、各コラムセルを通った電子ビームにより試料の各領域に同一のパターンを形成することが可能になる。これにより、露光スループットの向上を図ることが可能となる。
【００６４】
（マルチコラム型電子ビーム露光方法の説明）
次に、上記したマルチコラム型電子ビーム露光装置を使用することにより、微細な可変矩形を露光する場合でも同一のパターンを試料の各領域に形成する露光方法について説明する。本実施形態の露光方法は第１の実施形態の露光方法と補正量を求める方法が異なる点を除いて基本的に同じである。
【００６５】
本実施形態では、図６のフローチャートのステップＳ１３において、以下のようにして露光データの補正量を計算する。
【００６６】
指定した目標パターンサイズで露光されるレジストパターンサイズと、指定した目標パターンサイズとの差分を計算し、その差分からレジストパターンサイズが目標パターンサイズとなるようにフラッシュ時間に対する補正量を計算する。
【００６７】
例えば、図８（ａ）の場合、実際に露光した結果、指定したサイズＳのパターンが形成されるためには、フラッシュ時間を、基準露光量から決まる値ｔのα１倍にすればよいことが分かる。そこで、このフラッシュ時間の補正係数α１を補正量とする。このような処理をすべての指定するパターンサイズについて行う。そして、指定サイズと補正量との関係をデータベースとして露光時間補正部３６ｂに格納し、指定する目標パターンサイズに応じてコラムセル毎に露光データを補正してパターンの露光をする。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態の露光方法においても、予め対象とするレジストについてパターンサイズを指定して露光し、露光結果のパターンのサイズと指定したサイズとを比較して、指定したサイズのパターンを形成するために必要な補正量を求めている。そして、指定サイズと指定サイズのパターンを形成するための補正量との関係をデータベースに格納し、レジストを露光するときには、必要なフラッシュ時間を求めている。これにより、微細パターンの可変矩形露光の場合でも、各コラムセルを通った電子ビームにより同一のパターンを形成することが可能となり、露光スループットの向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係るマルチコラム型電子ビーム露光装置の構成図である。
【図２】図１に係る露光装置の１コラムセルの構成図である。
【図３】図１に係る露光装置のコラムセル制御部の模式図である。
【図４】第１の実施形態に係るコラムセル制御部の構成を示すブロック図である。
【図５】入力サイズデータとサイズ補正の関係を示す図（その１）である。
【図６】第１の実施形態に係る露光方法を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態に係るコラムセル制御部の構成を示すブロック図である。
【図８】入力サイズデータとサイズ補正の関係を示す図（その２）である。
【符号の説明】
【００７０】
１０…電子ビームコラム、１１…コラムセル、１２…ウエハ、１３…ウエハステージ、２０…制御部、２１…電子銃高圧電源、２２…レンズ電源、２３…デジタル制御部、２４…ステージ駆動コントローラ、２５…ステージ位置センサ、２６…統合制御部、３１…コラムセル制御部、３３…統合記憶部（共通記憶手段）、３４…バス、３５…コラムセル記憶部、３６…補正部、３６ａ…ビームサイズ補正部（サイズデータ補正手段）、３６ｂ…露光時間補正部（フラッシュ時間補正手段）、３７…露光データ変換部、１００…露光部、１０１…電子銃、１０２…第１電磁レンズ、１０３…ビーム整形用マスク、１０３ａ…矩形アパーチャ、１０４…第１静電偏向器、１０５…第２電磁レンズ、１０６…第２静電偏向器、１０７…第１補正コイル、１０８…第３電磁レンズ、１０９…第２補正コイル、１１０…露光用マスク、１１１…第４電磁レンズ、１１２…第３静電偏向器、１１３…第４静電偏向器、１１４…第５電磁レンズ、１１５…遮蔽板、１１５ａ…アパーチャ、１１６…第１投影用電磁レンズ、１１７…第３補正コイル、１１８…第４補正コイル、１１９…第５静電偏向器、１２０…電磁偏向器、１２１…第２投影用電磁レンズ、１２３…マスクステージ、１２４…ウエハステージ、１２５…駆動部、１２７…ブランキング電極。
【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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