(57)【要約】【課題】完全に平行にはすることのできない電子ビームにより露光を行う際に、マスクたわみによるパターン線幅のばらつきを修正する電子ビーム露光装置を提供する。【解決手段】電子ビーム近接露光装置１を、マスクの各位置のたわみにより変化するマスクと試料との距離に応じて、マスクに照射する電子ビームの露光量を修正する露光量修正手段７１を備えて構成し、該露光量修正手段７１を、各たわみ量に対する露光量の修正係数を記憶する記憶部７３と、前記修正係数に基づいて露光量を制御する露光量制御部７５とを備えて構成した。【選択図】      図１
2004281779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームを発生する電子ビーム源と、
前記電子ビームの経路中に配置され開口を有するマスクとを備え、
前記マスクの開口を通過した電子ビームで、前記試料の表面に前記開口に対応するパターンを露光する電子ビーム露光装置であって、
前記マスクに照射する電子ビームの露光量を部分的に変更する露光量修正手段を備えることを特徴とする電子ビーム露光装置。
【請求項２】
前記露光量修正手段は、前記マスクの各位置のたわみにより変化する前記マスクと前記試料との距離に応じて、前記マスクに照射する電子ビームの露光量を修正することを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項３】
前記露光量修正手段は、前記マスクの各位置において、同じ線幅の前記開口に対して露光されるパターンの線幅が同じになるように、前記電子ビームの露光量を修正することを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項４】
前記電子ビームの露光を前記電子ビームを走査して行い、
前記露光量修正手段は、前記電子ビームの走査速度を変更することにより前記電子ビームの露光量を修正することを特徴とする請求項２または３に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項５】
前記電子ビームの露光を前記電子ビームを走査して行い、
前記露光量修正手段は、前記電子ビーム源の前記電子ビーム強度を変更することにより前記電子ビームの露光量を修正することを特徴とする請求項２または３に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項６】
前記電子ビームの露光を前記電子ビームを走査して行い、
前記マスクに一様に露光する基本露光を行い、
前記露光量修正手段は、該基本露光に追加して前記電子ビームを追加照射することにより前記電子ビームの露光量を修正することを特徴とする請求項２または３に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項７】
さらに、前記マスクのたわみ量を検出するたわみ量検出部を備え、
前記露光量修正手段は、検出された前記たわみ量に基づき、前記電子ビームの露光量を修正することを特徴とする請求項２または３に記載の電子ビーム近接露光装置。
【請求項８】
電子ビーム源から発生する電子ビームを、露光するパターンに対応する開口を有するマスクに照射し、前記開口を通過する電子ビームで、試料表面に前記開口に対応するパターンを露光する電子ビーム露光方法であって、
前記マスクに照射する電子ビームの露光量を部分的に変更する露光量修正ステップを備えることを特徴とする電子ビーム電子ビーム露光方法。
【請求項９】
前記露光量修正ステップは、前記マスクの各位置のたわみにより変化する前記マスクと前記試料との距離に応じて、前記マスクに照射する電子ビームの露光量を修正することを特徴とする請求項８に記載の電子ビーム露光方法。
【請求項１０】
前記露光量修正ステップは、前記マスクの各位置において、同じ線幅の前記開口に対して露光されるパターンの線幅が同じになるように、前記電子ビームの露光量を修正することを特徴とする請求項８に記載の電子ビーム露光方法。
【請求項１１】
前記電子ビームの露光を前記電子ビームを走査して行い、
前記露光量修正ステップは、前記電子ビームの走査速度を変更することにより前記電子ビームの露光量を修正することを特徴とする請求項９または１０に記載の電子ビーム近接露光方法。
【請求項１２】
前記電子ビームの露光を前記電子ビームを走査して行い、
前記露光量修正ステップは、前記電子ビーム源の前記電子ビーム強度を変更することにより前記電子ビームの露光量を修正することを特徴とする請求項９または１０に記載の電子ビーム露光方法。
【請求項１３】
前記電子ビームの露光を前記電子ビームを走査して行い、
前記マスクに一様に露光する基本露光ステップを備え、
前記露光量修正ステップは、該基本露光に追加して前記電子ビームを追加照射することにより前記電子ビームの露光量を修正することを特徴とする請求項９または１０に記載の電子ビーム露光方法。
【請求項１４】
さらに、前記マスクのたわみ量を検出するたわみ量検出ステップを備え、
前記露光量修正ステップは、検出された前記たわみ量に基づき、前記電子ビームの露光量を修正することを特徴とする請求項９または１０に記載の電子ビーム露光方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路などの製造工程で使用される微細パターンを露光する露光装置に関し、特に露光パターンに対応する開口を有するマスクを半導体ウエハなどの試料の表面に近接して配置し、マスクに電子ビームを照射して開口を通過した電子ビームで露光を行う電子ビーム露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体集積回路の高集積化のニーズに伴い、回路パターンの一層の微細化が要望されている。現在、微細化の限界を規定しているのは主として露光装置であり、電子ビーム直接描画装置やＸ線露光装置などの新しい方式の露光装置が開発されている。
【０００３】
最近では新しい方式の露光装置として、量産レベルで超微細加工用に使用可能な電子ビーム近接露光装置が開示されている（例えば特許文献１、およびこれに対応する日本国特許出願の特許文献２）。
【０００４】
図１６は、特許文献１に開示された電子ビーム近接露光装置の基本構成を示す図である。この図を参照して、従来の電子ビーム近接露光装置について簡単に説明する。図示するように、電子光学鏡筒（カラム）１０内には、電子ビーム１５を発生する電子ビーム源１４と整形アパーチャ１６と電子ビーム１５を平行ビームにする照射レンズ１８とを有する電子銃１２、対となる主偏向器２２、２４と、対となる副偏向器５１、５２とを含み、電子ビームを光軸に平行に走査する走査手段２１、露光するパターンに対応する開口を有するマスク３０、および表面にレジスト層４２が形成された試料（半導体ウエハ）４０が設けられている。
マスク３０は、厚い外縁部３４内の中央に開口の形成された薄膜部３２を有しており、試料４０は表面がマスク３０に近接するように配置される。この状態で、マスクに垂直に電子ビームを照射すると、マスクの開口を通過した電子ビームが試料４０の表面のレジスト層４２に照射される。
【０００５】
電子ビーム１５は、走査手段２１により偏向されて、図１７（ａ）に示すようにマスク３０の薄膜部３２上を走査して全面にわたって露光する。ここに電子ビーム１５の露光量は、単位面積当たりに照射される電流量と照射時間との積（μＡ・ｔ／ｃｍ２）、または単位面積当たりに照射される電子ビーム１５のクーロン量（μＣ／ｃｍ２）により定義される。この露光量の分布にむらがあると、現像後のレジストのパターン線幅の誤差を生じる。したがって、従来はパターン線幅を一定にするためにマスク薄膜部３２への電子ビーム１５の露光量をできるだけ一定にしていた。図１７（ｂ）、（ｃ）は、このような走査方法による図１６（ａ）の経路Ａ−Ａ’、Ｂ−Ｂにおける露光量を示す。
【０００６】
また、回路パターンを微細化するためには、マスク３０の開口の線幅を狭くする必要がある。そして、このような狭い線幅の開口に電子ビーム１５を通過させて微細化されたパターンを精度良くマスクに整形させ、または所望のパターンを得るために位置補正を行うためには、マスク薄膜部３２が非常に薄く形成されることが要求される。
その一方で、露光装置のスループットを上げるために、できるだけ大きなパターン（例えば１ダイ分）を同じマスクで露光する必要があり、マスク薄膜部３２はその面積を大きく形成されることも要求される。
【０００７】
【特許文献１】
米国特許第５，８３１，２７２号公報（全体）
【特許文献２】
日本特許第２９５１９４７号公報（全体）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の電子ビーム１５を完全な平行ビームにすることはできない。その理由は、次の通りである。
第１に、電子ビーム１５は、光源である電子ビーム源１４から発生し、空間電荷効果などにより、完全な点光源とはならず、それを照射レンズ１８によって完全な平行ビームにすることはできない。
第２に、電子ビーム１５は、照射レンズ１８による収差が含んでいる。
第３に、電子ビーム１５が有するクーロン効果により、照射レンズ１８が完全な電子ビームを得たとしても、行程が進むにつれ徐々に拡散する。
【０００９】
一方で、上述の理由により、マスク薄膜部３２は薄くかつ大きく形成されることが要求される。その結果、応力を適切に調節したとしてもマスク薄膜部３２は自重による微少なたわみを生じる（図１８）。マスク薄膜部３２のたわみは、その中央部の開口１０１ｃの位置と周辺部の開口１０１ｏの位置とで、マスク薄膜部３２と試料４０との間隔（ギャップ）の相違を生じさせる（通常Ｄｃ＜Ｄｏ）。
【００１０】
このように、マスク薄膜部３２の中央部と周辺部とではマスク薄膜部３２との間隔が異なり、かつ電子ビーム１５が完全な平行ビームでないために、マスク薄膜部３２の周辺部の開口１０１ｏを通過した電子ビーム１５ｏと、中央部の開口１０１ｃを通過した電子ビーム１５ｃとはボケ方が相違する。
その結果、マスク薄膜部の中央部と周辺部にある同一形状の開口１０１ｃと１０１ｏに同じ露光量の電子ビーム１５に露光すると、開口１０１ｃと１０１ｏを通過する電子ビームが照射される試料の４０ｃ部分と４０ｏ部分とでは、エネルギー蓄積量分布が相違することになる。図１９に、試料の４０ｃ部分と４０ｏ部分とにおけるエネルギー蓄積量分布を示す。
【００１１】
電子ビーム１５の露光量は、上記露光の後に現像されるレジスト層４２上に現れるパターンの線幅が、所望の幅となるように定められる。そして、予め設定されたしきい値以上の露光量が露光されたレジスト層４２のみが除去されまたは残留してパターンを形成する。また上述の通り、電子ビーム１５の露光量は、単位面積当たりに照射される電流量と照射時間との積（μＡ・ｔ／ｃｍ２）、または単位面積当たりに照射される電子ビーム１５のクーロン量（ドーズ量：μＣ／ｃｍ２）により定められる。
【００１２】
したがって、図１７に示した従来の電子ビーム走査方法によりマスク３０全体にわたって露光量が一様になるように露光すると、試料４０とマスク薄膜部３２との間隔の相違より、エネルギー蓄積量分布が部分的に相違する。
そして、かかるエネルギー蓄積量分布の部分的な相違により、マスク薄膜部３２各部の開口を通過する電子ビームにより露光されるパターンには、前記しきい値の露光がなされる線幅のばらつきが生じる。
【００１３】
例えば図１９の例では、マスクの中央部の開口１０１ｃに対応する４０ｃ部分では、パターンの線の中心からの距離がＷｃ／２以内の範囲でしきい値Ｅｎのエネルギーが蓄積されて線幅Ｗｃのパターンが形成される。これに対してマスクの周辺部の開口１０１ｏに対応する４０ｏ部分では、パターンの線の中心からの距離がＷｏ／２以内の範囲でしきい値Ｅｎのエネルギーが蓄積されて線幅Ｗｏ（＜Ｗｃ）のパターンが形成される。
【００１４】
この線幅のばらつきは非常に微少ではあるが、半導体集積回路の高集積化に伴い、線幅のばらつきの許容範囲も厳しくなっている。例えば、現状の６５ｎｍノードの半導体集積回路では許される許容範囲は６．５ｎｍ以内とされる。しかも、電子ビーム近接露光装置のように等倍露光を行う場合では、マスク不均一などの上記以外の理由により生じる、パターン線幅に対する影響が大きい。したがって、上述のマスクたわみと電子ビーム非平行性とによる線幅のばらつきは、可能な限り修正する必要がある。
【００１５】
本発明の目的は、電子ビームにより露光を行う際に、完全にコリメートすることができないために生じるマスクのたわみによるパターン線幅のばらつきを修正する電子ビーム近接露光装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係る電子ビーム近接露光装置は、マスクに照射する電子ビームの露光量を部分的に変更することとする。
このため、本発明に係る電子ビーム近接露光装置では、マスクの各位置のたわみにより変化するマスクと試料との距離に応じて、電子ビームの露光量を修正する露光量修正手段を備える。
そして、露光量修正手段は、マスクの各位置において、同じ線幅のマスクの開口に対して露光されるパターンの線幅が同じになるように、電子ビームの露光量を修正する。
【００１７】
このように、マスクへ露光する露光量を変更することにより、完全に平行にはできない電子ビームにより露光を行う際にマスクがたわみを有していても、同じ線幅のマスクの開口に対して露光されるパターンの線幅が同じになるように露光されて、パターン線幅のばらつきを防止することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る電子ビーム近接露光装置の基本構成を示す図である。基本構成は、図１６に示した構成に類似するため、図１６と同一の機能部分には同一の参照符号を付して表す。
図示するように、電子ビーム近接露光装置１のカラム１０には、電子ビーム１５を発生する電子銃１４、電子ビーム１５の強度を制御する電子ビーム強度制御部６２、電子ビーム１５を平行ビームにする照射レンズ１８、主偏向器２０、および副偏向器５０、主偏光器２０および副偏光器５０を制御する偏光器制御部６０が設けられている。なお、主偏向器２０と副偏向器５０は、それぞれ１つの偏向器として示してあるが、実際には図１６に示したようにそれぞれ２段構成になっている。真空試料室（チャンバ）８には、試料（半導体ウエハ）４０をウエハチャック４４により保持して移動するウエハステージ４６が設けられている。なお、ウエハステージ４６は、少なくとも２軸方向に移動可能である。
【００１９】
さらに、電子ビーム近接露光装置１は、露光量修正手段７１を備える。露光量修正手段７１には、修正量記憶部７３および露光量制御部７５が設けられている。
【００２０】
修正量記憶部７３は、一定の強度および所定の平行度を有する電子ビーム１５を、所定の走査速度で露光した場合における、マスク３０のたわみにより生じるマスク３０と試料４０の間隔の変動に対する、露光量の修正係数をテーブルに記憶する。図２〜６を用いて、修正量記憶部７３に記憶される露光量の修正係数を説明する。
【００２１】
図２（ａ）は、試料４０およびレジスト層４２の上方に位置する、自重によりたわんだマスク３０を示す図である。図示の通りマスク３０は、その中央部がたわみにより下降しているため、試料４０との間隔（Ｄｃ）が周辺部における間隔（Ｄｏ）よりも狭くなっている（Ｄｃ＜Ｄｏ）（図２（ｂ））。
【００２２】
図３および図４は、一定の露光量で、マスク３０の中央部および周辺部にある同じ線幅の開口を通過して露光された試料４０のエネルギー蓄積量分布を示す。周辺部では中央部よりも試料４０との間隔が広いために、エネルギー蓄積量分布が中央部よりもボケた分布となる。
図３と図４とは、レジスト層４２の露光部分がパターンを形成するために必要な露光量のしきい値（エネルギー蓄積量Ｅｎ）の設定値が異なっている。
図３および図４に示すとおり、周辺部および中央部の２つのエネルギー蓄積量分布では、同じエネルギー蓄積量Ｅｒがパターン線の中心から同じ位置で露光されるが、図３の場合では、前記しきい値の露光量に対応するエネルギー蓄積量Ｅｎが、前記Ｅｒよりも高く設定されるのに対し（Ｅｎ＞Ｅｒ）、図４の場合では、ＥｎがＥｒよりも低く設定される（Ｅｎ＜Ｅｒ）。
【００２３】
図３に示すように、Ｅｎ＞Ｅｒのときは、エネルギー蓄積量Ｅｎの露光量により解像されるパターン線幅は、周辺部の場合の方が中央部の場合よりも狭くなる（Ｗｏ＜Ｗｃ）。よって、周辺部と中央部とが同じ線幅で解像されるためには、図５（ａ）に示すように、マスク３０の周辺部への露光量を、中央部への露光量よりも増加させて、中央部と同じ線幅（Ｗｃ）でエネルギー蓄積量Ｅｎの露光量により解像させる必要がある。
したがって、この場合の露光量の修正は、図５（ｂ）に示すようにマスク３０と試料４０の間隔が大きくなるにつれ、マスク４０へ露光量を増大するように修正する。すなわち修正量記憶部７３に記憶される修正係数は、マスク３０と試料４０の間隔が大きくなるにつれ大きくなる（図５（ｃ））。
【００２４】
一方、図４に示すように、Ｅｎ＜Ｅｒのときは、エネルギー蓄積量Ｅｎの露光量により解像されるパターン線幅は、周辺部の場合の方が中央部の場合よりも広くなる（Ｗｏ＞Ｗｃ）。よって、周辺部と中央部とが同じ線幅で解像されるためには、図６（ａ）に示すように、マスク３０の中央部への露光量を、周辺部への露光量よりも増加させて、周辺部と同じ線幅内でエネルギー蓄積量Ｅｎの露光量により解像させる必要がある。
したがって、この場合の露光量の修正は、図６（ｂ）に示すようにマスク３０と試料４０の間隔が大きくなるにつれ、マスク４０へ露光量を減少するように修正する。すなわち修正量記憶部７３に記憶される修正係数は、マスク３０と試料４０の間隔が大きくなるにつれ小さくなる（図６（ｃ））。
【００２５】
露光量制御部７５は、修正量記憶手段７３に記憶した修正係数に基づき、電子ビーム１５の強度を電子ビーム強度制御部６２により制御し、および／または電子ビーム１５の走査速度を偏光器制御部６０により制御し、電子ビーム１５の露光量を制御する。修正係数に基づく露光量制御部７５による電子ビーム１５の露光量の修正を図７〜９を用いて説明する。
図７は、偏光器２０および５０により走査される電子ビーム１５の経路を示す図であり、ここに、電子ビーム１５は、図示するようにＡ〜Ｋの順でマスク３０上を走査される。また図８（ａ）〜（ｆ）は、図５（ｃ）の修正係数に基づき露光量を修正した場合の、それぞれ経路Ａ−Ｂ、Ｅ−Ｆ、Ｉ−Ｊ、Ｂ−Ｃ、Ｆ−Ｇ、Ｊ−Ｋにおける電子ビーム１５の露光量を示した図である。
【００２６】
上述の通り、図５（ｃ）の修正係数は、マスク３０と試料４０との間隔が狭いほど小さくなるように定められている。したがって露光量制御部７５は、図８に示すとおりマスク３０と試料４０との間隔が狭くなる中心部を走査するにしたがって、電子ビーム１５のマスクへの露光量を小さくするように露光量を修正する。
一方、露光量制御部７５が、図６（ｃ）の修正係数に基づき露光量を修正する場合は、図９に示すように、マスク３０と試料４０との間隔が狭くなる中心部を走査するにしたがって、電子ビーム１５のマスクへの露光量を大きくするように露光量を修正する。
【００２７】
露光量は、単位面積当たりの電流値と照射時間との積により定められるので、露光量制御部７５は、電子ビーム１５の走査速度を偏光器制御部６０によって変更するか、および／または強度を電子ビーム強度制御部６２によって露光量を修正する。図１０（ａ）〜（ｃ）は、経路Ａ−Ｂ、Ｅ−Ｆ、Ｉ−Ｊにおける図５（ｃ）の修正係数に基づき変更した走査速度を示したグラフであり、図１０（ｄ）〜（ｆ）は、経路Ａ−Ｂ、Ｅ−Ｆ、Ｉ−Ｊにおける図５（ｃ）の修正係数に基づき変更した電子ビーム強度を示したグラフである。
【００２８】
または、露光を２回に分けて行うこととしてもよい。すなわち、まず一方の露光（基本露光）において、修正量記憶部７３に記憶される最も小さい修正係数に対応する露光量以下の露光量でマスクの全領域に一定に露光を行う。そして他方の露光（追加露光）では、露光量制御部７５が、マスクの各箇所において走査速度および／または電子ビーム強度を変更しつつ、基本露光だけでは不足する露光量を追加して露光を行うこととしてもよい。
【００２９】
以上により、完全にはできない電子ビームにより露光を行う際に、マスク３０がたわみを有していても、同じ線幅のマスクの開口に対して露光されるパターンの線幅が同じになるように、マスク３０へ露光する露光量を変更することにより、パターン線幅のばらつきを防止することが可能となる。
【００３０】
図１１は、本発明の実施例に係る電子ビーム近接露光装置のブロック構成図である。本実施例の電子ビーム近接露光装置１は、上述の基本構成に加えて、たわみ量検出部８３およびビーム平行度検出部８５を備える。
たわみ量検出部８３およびビーム平行度検出部８５は、それぞれウエハステージ４６上に設けられたたわみ量センサ６４ならびにビーム平行度センサ６６から入力する検出信号により、マスク３０のたわみ量および電子ビーム１５の平行度を検出し、それぞれの検出量を露光量修正手段７１内の修正量記憶部７３に出力する。図１２（ａ）にウエハステージ４６上に設けられたたわみ量センサ６４ならびにビーム平行度センサ６６を示す。
【００３１】
たわみ量センサ６４は、ウエハステージ４６によって移動されて、マスク３０の各開口の下に位置する試料４０の各位置に位置付けられ、その位置における試料４０とマスク３０との間隔を測定してたわみ量を検出する。たわみ量センサ６４としては、静電容量センサを使用してよい。
たわみ量検出部８３は、たわみ量センサ６４からの検出信号に基づき、マスク３０の全ての開口位置におけるたわみ量を修正量記憶部７３に出力する。
この際に、たわみ量センサ６４が、マスク３０の全ての開口の位置についてのたわみ量を検出してもよく、または、たわみ量検出部８３が、マスク３０の全ての開口位置についてのたわみ量を、たわみ量センサ６４が検出したサンプル位置におけるたわみ量に基づいて近似して求めてもよい。
【００３２】
図１２（ｂ）に、ビーム平行度センサ６６の構成の一例を示す。ビーム平行度センサ６６は、その上部に電子ビーム１５を成形して通過させるスリット６７と、スリット６７から間隔ｄを隔てて設けられ、スリット６７によって成形された電子ビーム１５の像を検出するビーム像検出体６８を備えている。
ビーム平行度検出部８５は、ビーム像検出体６８に照射された電子ビーム１５の像の大きさから、電子ビーム１５の平行度を検出する。
【００３３】
露光量修正手段７１内の修正量記憶部７３は、所定の強度および走査速度の電子ビーム１５によって、所定幅のパターンを露光した場合の、電子ビーム１５の各平行度とマスク３０の各たわみ量における、マスクへの露光量の修正係数をテーブルに記憶する。
【００３４】
図１３（ａ）は、本発明の実施例に係る電子ビーム近接露光装置の動作フローチャートである。まず、たわみ量検出部８３により、マスク３０の各開口の位置における試料４０とマスク３０との間隔を検出する（Ｓ２０１）。次にビーム平行度検出部８５により、電子ビーム１５の平行度を検出する（Ｓ２０３）。
【００３５】
露光量制御部７５は、検出された試料４０とマスク３０との間隔と電子ビーム１５の平行度に対応するマスクへの露光量の修正係数を修正量記憶部７３に記憶されるテーブルから選択する（Ｓ２０５）。そして、露光量制御部７５は電子ビーム１５の強度を電子ビーム強度制御部６２により制御し、および／または電子ビーム１５の走査速度を偏光器制御部６０により制御し、電子ビーム１５の露光量を制御する（Ｓ２０７）。
【００３６】
また、電子ビーム近接露光装置１は、図１３（ｂ）に示すように露光を基本露光と追加露光の２回に分けて行うこととしてもよい。すなわち、まず基本露光において、修正量記憶部７３に記憶される最も小さい修正係数に対応する露光量以下の露光量でマスクの全領域に一定に露光を行う（Ｓ２１１）。そして追加露光では、露光量制御部７５が、マスクの各箇所において走査速度および／または電子ビーム強度を変更しつつ、基本露光だけでは不足する露光量を修正係数から算出して追加して露光を行うこととしてもよい（Ｓ２１３）。
【００３７】
修正係数は、マスク各開口位置のたわみ量に応じて露光量を修正して、同じ線幅の開口に対して露光されるパターンが同じ線幅となるように定められる。
修正係数を算出する方法の一例を図１４および図１５を用いて説明する。ここに図１４は、修正係数を算出する方法の一例を示すフローチャートであり、図１５（ａ）は、あるビーム平行度およびマスクたわみ量において、所定の強度および走査速度の電子ビーム１５ならびに所定の線幅のパターンにより、露光されるエネルギー蓄積量分布図である。
【００３８】
まず、図１５（ａ）に示したエネルギー蓄積量分布図から、前記パターンの線の縁部位置におけるエネルギー蓄積量Ｅｄを算出する（Ｓ９１）。
次に、予め設定されているしきい値露光量に対応するエネルギー蓄積量Ｅｎと、抽出した前記パターンの線の縁部位置のエネルギー蓄積量Ｅｄとの比（Ｅｄ／Ｅｎ）を算出し（Ｓ９３）、これを修正係数とする。
このように修正係数を定めることにより、マスク３０のたわみのために図１４（ａ）に示すようなエネルギー蓄積量分布で露光される場合には、電子ビームの露光量がＥｄ／Ｅｎ倍されて（図１５（ｂ））、所望のパターンの線幅Ｗｄ内において、エネルギー蓄積量Ｅｎ以上の露光がなされることになる。以上により、同じ線幅の開口に対して露光されるパターンの線幅が同じになる。
【００３９】
また修正量記憶部７３は、たわみ量検出部８３により検出されたたわみ量、およびビーム平行度検出部８５により検出された電子ビームの平行度に対応する露光量の修正係数を、露光量制御部７５に出力する。
露光量制御部７５は、修正量記憶部７３により出力された修正係数（Ｅｄ／Ｅｎ）に基づいて、抽出した試料４０各部における電子ビーム１５の強度、および／または走査速度を修正して電子ビーム照射量を修正する。
【００４０】
【発明の効果】
本発明により、完全に平行にすることのできない電子ビームにより露光を行う際に、マスクのたわみによるパターン線幅のばらつきを修正する電子ビーム近接露光装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子ビーム近接露光装置の基本構成を示す図である。
【図２】試料およびレジスト層の上方に位置し、自重によりたわんだマスクを示す図である。
【図３】マスクの中央部および周辺部にある開口を通過して露光されたエネルギー蓄積量分布図である（その１）。
【図４】マスクの中央部および周辺部にある開口を通過して露光されたエネルギー蓄積量分布図である（その２）。
【図５】（ａ）は、図３のマスクの周辺部の開口の露光量を修正して得られるエネルギー蓄積量分布図であり、（ｂ）は、図３の場合のマスクと試料との間隔と露光量の関係を示すグラフであり、（ｃ）は、図３の場合のマスクと試料との間隔と修正係数の関係を示すグラフである。
【図６】（ａ）は、図４のマスクの周辺部の開口の露光量を修正して得られるエネルギー蓄積量分布図であり、（ｂ）は、図４の場合のマスクと試料との間隔と露光量の関係を示すグラフであり、（ｃ）は、図４の場合のマスクと試料との間隔と修正係数の関係を示すグラフである。
【図７】本発明に係る電子ビーム近接露光装置による電子ビーム１５の経路の例を示す図である。
【図８】図５（ｃ）の修正係数に基づき露光量を修正した場合の、それぞれ経路における電子ビーム１５の露光量を示す図である。
【図９】図６（ｃ）の修正係数に基づき露光量を修正した場合の、それぞれ経路における電子ビーム１５の露光量を示す図である。
【図１０】図５（ｃ）の修正係数に基づき露光量を修正した場合の、それぞれの経路における走査速度と電子ビーム強度を示す図である。
【図１１】本発明に係る第１実施例である電子ビーム近接露光装置のブロック構成図である。
【図１２】（ａ）は、ウエハステージ４６上に設けられたたわみ量センサおよびビーム平行度センサ６６を示す図であり、（ｂ）はビーム平行度センサの構成の一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施例に係る電子ビーム近接露光装置の動作フローチャートである。
【図１４】修正係数を算出する方法の一例を示すフローチャートである。
【図１５】（ａ）は、あるビーム平行度およびマスクたわみ量において、所定の強度および走査速度の電子ビーム１５ならびに所定の線幅のパターンにより、露光されるエネルギー蓄積量分布図であり、（ｂ）は修正係数により修正された（ａ）のエネルギー蓄積量分布図である。
【図１６】従来の電子ビーム近接露光装置の基本構成を示す図である。
【図１７】（ａ）は、従来の電子ビーム近接露光装置の電子ビームの走査例を示す図であり、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）の経路Ａ−Ａ’、Ｂ−Ｂにおける露光量を示すグラフである。
【図１８】マスク薄膜部に生ずる自重によるたわみを示す図である。
【図１９】マスクの中央部と周辺部の開口を通過して試料に照射するエネルギー蓄積量分布図である。
【符号の説明】
１…電子ビーム近接露光装置
１４…電子ビーム源
１５…電子ビーム
２０…主偏光器
５０…副偏光器
３０…マスク
３２…薄膜部
３４…外縁部
４０…試料（半導体ウエハ）
４２…レジスト層
６０…偏光器制御部
６２…電子ビーム強度制御部
７１…露光量修正手段
７３…修正量記憶部
７５…露光量制御部
【図１】
2004281779.tif 000003
【図２】
2004281779.tif 000004
【図３】
2004281779.tif 000005
【図４】
2004281779.tif 000006
【図５】
2004281779.tif 000007
【図６】
2004281779.tif 000008
【図７】
2004281779.tif 000009
【図８】
2004281779.tif 000010
【図９】
2004281779.tif 000011
【図１０】
2004281779.tif 000012
【図１１】
2004281779.tif 000013
【図１２】
2004281779.tif 000014
【図１３】
2004281779.tif 000015
【図１４】
2004281779.tif 000016
【図１５】
2004281779.tif 000017
【図１６】
2004281779.tif 000018
【図１７】
2004281779.tif 000019
【図１８】
2004281779.tif 000020
【図１９】
2004281779.tif 000021