(57)【要約】【課題】スループットの向上及び露光精度の向上を実現できる電子ビーム露光装置を提供する。【解決手段】電子ビームによりウェハにパターンを露光する電子ビーム露光装置であって、電子ビームを発生する電子ビーム発生部と、電子ビームをウェハの所望の位置に照射させるべく、電子ビームを偏向する偏向部と、ウェハが載置されるウェハステージと、第１の時刻、及び第１の時刻より後の第２の時刻におけるウェハステージの位置を測定するステージ位置測定部と、ステージ位置測定部が測定した第１の時刻及び第２の時刻におけるウェハステージの位置に基づいて、ウェハステージの移動速度を算出するステージ速度算出部と、ステージ速度算出部が測定したウェハステージの移動速度に基づいて、露光時刻におけるウェハステージの位置を算出し、露光時刻における偏向部による電子ビームの偏向量を制御する偏向量補正部とを備える。【選択図】　図２
2004146402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームによりウェハにパターンを露光する電子ビーム露光装置であって、
前記電子ビームを発生する電子ビーム発生部と、
前記電子ビームを前記ウェハの所望の位置に照射させるべく、前記電子ビームを偏向する偏向部と、
前記ウェハが載置されるウェハステージと、
第１の時刻、及び前記第１の時刻より後の第２の時刻における前記ウェハステージの位置を測定するステージ位置測定部と、
前記ステージ位置測定部が測定した前記第１の時刻及び前記第２の時刻における前記ウェハステージの位置に基づいて、前記ウェハステージの移動速度を算出するステージ速度算出部と、
前記ステージ速度算出部が測定した前記ウェハステージの前記移動速度に基づいて、露光時刻における前記ウェハステージの位置を算出し、前記露光時刻における前記偏向部による前記電子ビームの偏向量を制御する偏向量補正部と
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】
前記ステージ速度算出部は、
前記第１の時刻における前記ウェハステージの位置を格納する第１ステージ位置格納部と、
前記第２の時刻における前記ウェハステージの位置を格納する第２ステージ位置格納部と、
前記第１ステージ位置格納部が格納する前記第１の時刻における前記ウェハステージの位置、及び前記第２ステージ位置格納部が格納する前記第２の時刻における前記ウェハステージの位置に基づいて、前記ウェハステージの前記移動速度を算出する傾き算出部と
を有し、
前記偏向量補正部は、
前記第２ステージ位置格納部が格納する前記第２の時刻における前記ウェハステージの位置に基づいて、前記偏向部に供給する第１偏向データを生成する第１偏向データ生成部と、
前記傾き算出部が算出した前記ウェハステージの前記移動速度に基づいて、前記第２の時刻と前記露光時刻との間の前記ウェハステージの移動量に対応する偏向量を示す第２偏向データを生成する第２偏向データ生成部と
を有し、前記第１偏向データ及び前記第２偏向データを前記偏向部に供給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】
前記偏向量補正部は、前記第１偏向データと前記第２偏向データとを加算して前記偏向部に供給する加算部をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項４】
前記偏向部は、
前記第１偏向データに基づいて前記電子ビームを偏向する第１偏向器と、
前記第２偏向データに基づいて前記電子ビームを偏向する第２偏向器と
を有し、
前記偏向量補正部は、前記第１偏向データを前記第１偏向器に供給し、前記第２偏向データを前記第２偏向器に供給することを特徴とする請求項２に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項５】
前記第２偏向データ生成部は、前記傾き算出部が算出した前記ウェハステージの前記移動速度に基づく、前記第１の時刻と前記第２の時刻との時間間隔より短い単位時間当りの移動量を、前記単位時間毎に累加することにより前記第２の時刻と前記露光時刻との間の前記ウェハステージの移動量を算出し、前記第２の時刻と前記露光時刻との間の前記ウェハステージの移動量に対応する偏向量を示す前記第２偏向データを生成することを特徴とする請求項２に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項６】
前記第２偏向データ生成部は、前記第１偏向データ生成部による前記第１偏向データの生成に同期して前記第２偏向データを初期化した後、前記単位時間当りの前記移動量を、前記単位時間毎に累加することにより前記第２の時刻と前記露光時刻との間の前記ウェハステージの前記移動量を算出することを特徴とする請求項５に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項７】
前記ステージ位置測定部は、所定の時間間隔で前記ウェハステージの位置を測定し、
前記第１ステージ位置格納部及び前記第２ステージ位置格納部は、前記ステージ位置測定部が前記ウェハステージの位置を測定する毎に、格納する前記ウェハステージの位置を更新し、
前記第１偏向データ生成部は、前記ウェハにおける露光位置を示す情報を含む露光データを取得し、前記露光データを取得したときに前記第２ステージ位置格納部が格納するウェハステージの位置に基づいて、前記第１偏向データを生成し、
前記傾き算出部は、前記第１偏向データ生成部が前記露光データを取得したときに前記第１ステージ位置格納部及び前記第２ステージ位置格納部が格納する前記ウェハステージの位置に基づいて、前記ウェハステージの前記移動速度を算出することを特徴とする請求項２に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項８】
電子ビームを対象物における所定の位置に照射させる電子ビーム照射装置であって、
前記電子ビームを発生する電子ビーム発生部と、
前記電子ビームを前記対象物の所望の位置に照射させるべく、前記電子ビームを偏向する偏向部と、
前記対象物が載置されるステージと、
第１の時刻、及び前記第１の時刻より後の第２の時刻における前記ステージの位置を測定するステージ位置測定部と、
前記ステージ位置測定部が測定した前記第１の時刻及び前記第２の時刻における前記ステージの位置に基づいて、前記ステージの移動速度を算出するステージ速度算出部と、
前記ステージ速度算出部が測定した前記ステージの前記移動速度に基づいて、露光時刻における前記ステージの位置を算出し、前記露光時刻における前記偏向部による前記電子ビームの偏向量を制御する偏向量補正部と
を備えることを特徴とする電子ビーム照射装置。
【請求項９】
電子ビームによりウェハにパターンを露光する電子ビーム露光装置において、前記ウェハを載置するウェハステージの位置に基づいて、偏向部による前記電子ビームの偏向量を補正する偏向量補正方法であって、
第１の時刻、及び前記第１の時刻より後の第２の時刻における前記ウェハステージの位置を測定するステージ位置測定段階と、
前記第１の時刻における前記ウェハステージの位置、及び前記第２の時刻における前記ウェハステージの位置に基づいて、前記ウェハステージの移動速度を算出するステージ位置算出段階と、
前記ウェハステージの移動速度に基づいて、露光時刻における前記ウェハステージの位置を算出し、前記露光時刻における前記偏向部による電子ビームの偏向量を制御する偏向量補正段階と
を備えることを特徴とする偏向量補正方法。
【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及び偏向量補正方法に関する。特に本発明は、ウェハステージの位置に基づいて電子ビームの偏向量を制御する電子ビーム露光装置及び偏向量補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子ビーム露光装置では、ウェハステージの移動し、停止させてから露光処理を行う方式を採っていた。しかしながら、この方式では、ウェハステージの停止／始動に時間が掛かり、露光時間が膨大になるという問題があった。そこで、近年の電子ビーム露光装置では、露光中にウェハステージの位置を周期的に測定して、測定結果に基づいて偏向器を制御し、ウェハステージを連続移動させながら露光を行う方式が採られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６２−２７７７２４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、半導体デバイスの微細化が急速に進んでおり、半導体デバイスのパターンを露光する露光装置の露光精度の向上が要求されている。また、半導体デバイスの量産化が進んでおり、露光装置のスループットの向上が要求され、ウェハステージの移動速度が上がる傾向にある。その結果、ウェハステージの移動速度の向上が露光精度の劣化を招くという問題が生じている。
【０００５】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる電子ビーム露光装置及び偏向量補正方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の形態によると、電子ビームによりウェハにパターンを露光する電子ビーム露光装置であって、電子ビームを発生する電子ビーム発生部と、電子ビームをウェハの所望の位置に照射させるべく、電子ビームを偏向する偏向部と、ウェハが載置されるウェハステージと、第１の時刻、及び第１の時刻より後の第２の時刻におけるウェハステージの位置を測定するステージ位置測定部と、ステージ位置測定部が測定した第１の時刻及び第２の時刻におけるウェハステージの位置に基づいて、ウェハステージの移動速度を算出するステージ速度算出部と、ステージ速度算出部が測定したウェハステージの移動速度に基づいて、露光時刻におけるウェハステージの位置を算出し、露光時刻における偏向部による電子ビームの偏向量を制御する偏向量補正部とを備える。
【０００７】
ステージ速度算出部は、第１の時刻におけるウェハステージの位置を格納する第１ステージ位置格納部と、第２の時刻におけるウェハステージの位置を格納する第２ステージ位置格納部と、第１ステージ位置格納部が格納する第１の時刻におけるウェハステージの位置、及び第２ステージ位置格納部が格納する第２の時刻におけるウェハステージの位置に基づいて、ウェハステージの移動速度を算出する傾き算出部とを有し、偏向量補正部は、第２ステージ位置格納部が格納する第２の時刻におけるウェハステージの位置に基づいて、偏向部に供給する第１偏向データを生成する第１偏向データ生成部と、傾き算出部が算出したウェハステージの移動速度に基づいて、第２の時刻と露光時刻との間のウェハステージの移動量に対応する偏向量を示す第２偏向データを生成する第２偏向データ生成部とを有し、第１偏向データ及び第２偏向データを偏向部に供給してもよい。
【０００８】
偏向量補正部は、第１偏向データと第２偏向データとを加算して偏向部に供給する加算部をさらに有してもよい。偏向部は、第１偏向データに基づいて電子ビームを偏向する第１偏向器と、第２偏向データに基づいて電子ビームを偏向する第２偏向器とを有し、偏向量補正部は、第１偏向データを第１偏向器に供給し、第２偏向データを第２偏向器に供給してもよい。
【０００９】
第２偏向データ生成部は、傾き算出部が算出したウェハステージの移動速度に基づく、第１の時刻と第２の時刻との時間間隔より短い単位時間当りの移動量を、単位時間毎に累加することにより第２の時刻と露光時刻との間のウェハステージの移動量を算出し、第２の時刻と露光時刻との間のウェハステージの移動量に対応する偏向量を示す第２偏向データを生成してもよい。
【００１０】
第２偏向データ生成部は、第１偏向データ生成部による第１偏向データの生成に同期して第２偏向データを初期化した後、単位時間当りの移動量を、単位時間毎に累加することにより第２の時刻と露光時刻との間のウェハステージの移動量を算出してもよい。
【００１１】
ステージ位置測定部は、所定の時間間隔でウェハステージの位置を測定し、第１ステージ位置格納部及び第２ステージ位置格納部は、ステージ位置測定部がウェハステージの位置を測定する毎に、格納するウェハステージの位置を更新し、第１偏向データ生成部は、ウェハにおける露光位置を示す情報を含む露光データを取得し、露光データを取得したときに第２ステージ位置格納部が格納するウェハステージの位置に基づいて、第１偏向データを生成し、傾き算出部は、第１偏向データ生成部が露光データを取得したときに第１ステージ位置格納部及び第２ステージ位置格納部が格納するウェハステージの位置に基づいて、ウェハステージの移動速度を算出してもよい。
【００１２】
本発明の第２の形態によると、電子ビームを対象物における所定の位置に照射させる電子ビーム照射装置であって、電子ビームを発生する電子ビーム発生部と、電子ビームを対象物の所望の位置に照射させるべく、電子ビームを偏向する偏向部と、対象物が載置されるステージと、第１の時刻、及び第１の時刻より後の第２の時刻におけるステージの位置を測定するステージ位置測定部と、ステージ位置測定部が測定した第１の時刻及び第２の時刻におけるステージの位置に基づいて、ステージの移動速度を算出するステージ速度算出部と、ステージ速度算出部が測定したステージの移動速度に基づいて、露光時刻におけるステージの位置を算出し、露光時刻における偏向部による電子ビームの偏向量を制御する偏向量補正部とを備える。
【００１３】
本発明の第３の形態によると、電子ビームによりウェハにパターンを露光する電子ビーム露光装置において、ウェハを載置するウェハステージの位置に基づいて、偏向部による電子ビームの偏向量を補正する偏向量補正方法であって、第１の時刻、及び第１の時刻より後の第２の時刻におけるウェハステージの位置を測定するステージ位置測定段階と、第１の時刻におけるウェハステージの位置、及び第２の時刻におけるウェハステージの位置に基づいて、ウェハステージの移動速度を算出するステージ位置算出段階と、ウェハステージの移動速度に基づいて、露光時刻におけるウェハステージの位置を算出し、露光時刻における偏向部による電子ビームの偏向量を制御する偏向量補正段階とを備える。
【００１４】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る電子ビーム露光装置１００の構成の一例を示す。電子ビーム露光装置１００は、電子ビームによりウェハ６４に所定の露光処理を施すための露光部１５０と、露光部１５０の各構成の動作を制御する制御系１４０とを備える。
【００１７】
露光部１５０は、鏡筒１０内部に、所定の電子ビームを照射する電子ビーム照射系１１０と、電子ビーム照射系１１０から照射された電子ビームを偏向するとともに、電子ビームのマスク３０近傍における結像位置を調整するマスク用投影系１１２と、電子ビームのマスク通過前後の結像条件を調整する焦点調整レンズ系１１４と、マスク３０を通過した電子ビームをウェハステージ６２に載置されたウェハ６４の所定の領域に偏向するとともに、ウェハ６４に転写されるパターンの像の向き及びサイズを調整するウェハ用投影系１１６を含む電子光学系とを備える。
【００１８】
また、露光部１５０は、ウェハ６４に露光すべきパターンをそれぞれ形成された複数の開口パターンを有するマスク３０と、マスク３０を載置するマスクステージ７２と、マスクステージ７２を駆動するマスクステージ駆動部６８と、パターンを露光すべきウェハ６４が載置されるウェハステージ６２と、ウェハステージ６２を駆動するウェハステージ駆動部７０と、ウェハステージ６２に設けられたミラー２０８にレーザ光を照射することにより、ウェハステージ６２のステージ位置を測定するレーザ測長器２０６と、ウェハステージ６２側から飛散する電子を検出して、飛散した電子量に相当する電気信号に変換する電子検出器６０とを備える。なお、レーザ測長器２０６は、本発明のステージ位置測定部の一例である。
【００１９】
電子ビーム照射系１１０は、電子ビームを発生させる電子ビーム発生部の一例である電子銃１２と、電子ビームの焦点位置を定める第１電子レンズ１４と、電子ビームを通過させる矩形形状の開口（スリット）が形成されたスリット部１６とを有する。なお、図１において、電子ビーム照射系１１０から照射された電子ビームが、電子光学系により偏向されない場合の電子ビームの光軸を、一点鎖線Ａで示す。
【００２０】
マスク用投影系１１２は、電子ビームを偏向するマスク用偏向系としての第１偏向器１８、第２偏向器２２、及び第３偏向器２６と、電子ビームの焦点を調整するマスク用焦点系としての第２電子レンズ２０と、第１ブランキング電極２４とを有する。また、焦点調整レンズ系１１４は、第３電子レンズ２８及び第４電子レンズ３２を有する。
【００２１】
第１偏向器１８及び第２偏向器２２は、電子ビームをマスク３０上の所定の領域に照射する偏向を行う。マスク３０の所定の形状の開口パターンを通過した電子ビームの像をパターン像と定義する。第３偏向器２６は、第１偏向器１８及び第２偏向器２２を通過した電子ビームを光軸Ａに略平行に偏向する。第２電子レンズ２０は、スリット部１６の開口の像を、マスクステージ７２上に載置されるマスク３０上に結像させる機能を有する。
【００２２】
第１ブランキング電極２４は、マスク３０に形成された開口パターンに電子ビームが照射されないように電子ビームを偏向する。電子ビームが照射されるにつれてマスク３０に形成されたパターンは劣化するので、第１ブランキング電極２４は、パターンをウェハ６４に転写するとき以外は電子ビームを偏向し、マスク３０の劣化を防止する。第３電子レンズ２８及び第４電子レンズ３２は、マスク３０通過前後の電子ビームの結像条件を調整する。
【００２３】
ウェハ用投影系１１６は、第５電子レンズ４０、第６電子レンズ４６、第７電子レンズ５０、第８電子レンズ５２、第４偏向器３４、第５偏向器３８、第６偏向器４２、主偏向器５６、副偏向器５８、第２ブランキング電極３６、ラウンドアパーチャ部４８、スティグコイル２００、ＳＥＭコイル２０２、及びフィードバックコイル２０４を有する。
【００２４】
第５電子レンズ４０は、マスク３０の所定の開口パターンを通過した電子ビームのパターン像の回転量を調整する。第６電子レンズ４６及び第７電子レンズ５０は、マスク３０に形成された開口パターンに対する、ウェハ６４に転写されるパターン像の縮小率を調整する。第８電子レンズ５２は、対物レンズとして機能する。第４偏向器３４及び第６偏向器４２は、電子ビームの進行方向に対するマスク３０の下流において、電子ビームを光軸Ａの方向に偏向する。第５偏向器３８は、電子ビームを光軸Ａに略平行になるように偏向する。
【００２５】
スティグコイル２００は、動的に電子ビームの非点収差を補正する。フィードバックコイル２０４は、ウェハ６４の所望の位置に電子ビームを照射させるため、電子ビームを偏向する。主偏向器５６及び副偏向器５８は、電子ビームをウェハ６４の所望の位置に照射させるべく、電子ビームを偏向する。本実施形態では、主偏向器５６は、１ショットの電子ビームで照射可能な領域（ショット領域）を複数含むサブフィールド間で電子ビームを偏向するために用いられ、副偏向器５８は、サブフィールドにおけるショット領域間の偏向のために用いられる。
【００２６】
ラウンドアパーチャ部４８は、円形の開口（ラウンドアパーチャ）を有する。第２ブランキング電極３６は、ラウンドアパーチャの外側に当たるように電子ビームを偏向することにより、ラウンドアパーチャ部４８の下流に電子ビームが進行することを防ぐ。電子銃１２は、露光処理期間において常に電子ビームを照射するので、第２ブランキング電極３６は、ウェハ６４に転写するパターンを変更するとき、又はパターンを露光するウェハ６４の領域を変更するときに、ラウンドアパーチャ部４８から下流に電子ビームが進行しないように電子ビームを偏向する。
【００２７】
制御系１４０は、統括制御部１３０及び個別制御部１２０を備える。個別制御部１２０は、偏向制御部８２、マスクステージ制御部８４、ブランキング電極制御部８６、電子レンズ制御部８８、反射電子処理部９０、及びウェハステージ制御部９２を有する。統括制御部１３０は、例えばワークステーションであって、個別制御部１２０に含まれる各制御部を統括的に制御する。
【００２８】
偏向制御部８２は、第１偏向器１８、第２偏向器２２、第３偏向器２６、第４偏向器３４、第５偏向器３８、第６偏向器４２、主偏向器５６、副偏向器５８、スティグコイル２００、ＳＥＭコイル２０２、及びフィードバックコイル２０４の偏向量を制御する。また、偏向制御部８２は、ウェハステージ６２の移動速度に基づいて副偏向器５８の偏向量を補正する。マスクステージ制御部８４は、マスクステージ駆動部６８を制御して、マスクステージ７２を移動させる。
【００２９】
ブランキング電極制御部８６は、第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６を制御する。電子レンズ制御部８８は、第１電子レンズ１４、第２電子レンズ２０、第３電子レンズ２８、第４電子レンズ３２、第５電子レンズ４０、第６電子レンズ４６、第７電子レンズ５０、及び第８電子レンズ５２に供給する電力を制御する。反射電子処理部９０は、電子検出部６０により検出された電気信号に基づいて電子量を示すデジタルデータを生成して統括制御部１３０に供給する。ウェハステージ制御部９２は、レーザ測長器２０６が測定するウェハステージ６２の位置を取得し、ウェハステージ駆動部７０によりウェハステージ６２を所定の位置に移動させる。
【００３０】
次に、電子ビーム露光装置１００の動作について説明する。マスクステージ７２上には、所定のパターンを形成された複数の開口パターンを有するマスク３０が載置され、マスク３０は、所定の位置に固定されている。ウェハステージ制御部９２は、ウェハ６４の露光されるべき領域が光軸Ａ近傍に位置するように、ウェハステージ駆動部７０によりウェハステージ６２を連続移動させる。また、電子銃１２は、露光処理期間において常に電子ビームを照射するので、露光の開始前において、スリット部１６の開口を通過した電子ビームがマスク３０およびウェハ６４に照射されないように、ブランキング電極制御部８６が第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６を制御する。
【００３１】
マスク用投影系１１２において、電子レンズ２０及び偏向器（１８、２２、２６）は、ウェハ６４に転写するパターンが形成された開口パターンに電子ビームを照射できるように調整される。焦点調整レンズ系１１４において、電子レンズ（２８、３２）は、電子ビームのウェハ６４に対する焦点が合うように調整される。また、ウェハ用投影系１１６において、電子レンズ（４０、４６、５０、５２、６６）、偏向器（３４、３８、４２、５６、５８）、スティグコイル２００、及びフィードバックコイル２０４は、ウェハ６４の所定の領域にパターン像を転写できるように調整される。
【００３２】
マスク投影系１１２、焦点調整レンズ系１１４及びウェハ用投影系１１６が調整された後、ブランキング電極制御部８６が、第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６による電子ビームの偏向を停止する。これにより、以下に示すように、電子ビームはマスク３０を介してウェハ６４に照射される。電子銃１２が電子ビームを生成し、第１電子レンズ１４が電子ビームの焦点位置を調整して、スリット部１６に照射させる。そして、第１偏向器１８及び第２偏向器２２がスリット部１６の開口を通過した電子ビームをマスク３０の転写すべきパターンが形成された所定の領域に照射するように偏向する。スリット部１６の開口を通過した電子ビームは、矩形の断面形状を有している。第１偏向器１８及び第２偏向器２２により偏向された電子ビームは、第３偏向器２６により光軸Ａと略平行になるように偏向される。また、電子ビームは、第２電子レンズ２０により、マスク３０上の所定の領域にスリット部１６の開口の像が結像するように調整される。
【００３３】
そして、マスク３０に形成されたパターンを通過した電子ビームは、第４偏向器３４及び第６偏向器４２により光軸Ａに近づく方向に偏向され、第５偏向器３８により、光軸Ａと略平行になるように偏向される。また、電子ビームは、第３電子レンズ２８及び第４電子レンズ３２により、マスク３０に形成されたパターンの像がウェハ６４の表面に焦点が合うように調整され、第５電子レンズ４０によりパターン像の回転量が調整され、第６電子レンズ４６及び第７電子レンズ５０により、パターン像の縮小率が調整される。それから、電子ビームは、主偏向器５６及び副偏向器５８により、ウェハ６４上の所定のショット領域に照射されるように偏向される。主偏向器５６は、ショット領域を複数含むサブフィールド間で電子ビームを偏向し、副偏向器５８は、サブフィールドにおけるショット領域間で電子ビームを偏向する。また、副偏向器５８は、ウェハステージ６２の移動速度に応じて電子ビームを偏向して所定のショット領域に照射させる。所定のショット領域に偏向された電子ビームは、電子レンズ５２及び電子レンズ６６によって調整されて、ウェハ６４に照射される。これによって、ウェハ６４上の所定のショット領域には、マスク３０に形成されたパターンの像が転写される。
【００３４】
所定の露光時間が経過した後、ブランキング電極制御部８６が、電子ビームがマスク３０およびウェハ６４を照射しないように、第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６を制御して、電子ビームを偏向させる。以上のプロセスにより、ウェハ６４上の所定のショット領域に、マスク３０に形成されたパターンが露光される。次のショット領域に、マスク３０に形成されたパターンを露光するために、マスク用投影系１１２において、電子レンズ２０及び偏向器（１８、２２、２６）は、ウェハ６４に転写するパターンを有する開口パターンに電子ビームを照射できるように調整される。焦点調整レンズ系１１４において、電子レンズ（２８、３２）は、電子ビームのウェハ６４に対する焦点が合うように調整される。また、ウェハ用投影系１１６において、電子レンズ（４０、４６、５０、５２、６６）、偏向器（３４、３８、４２、５６、５８）、スティグコイル２００、及びフィードバックコイル２０４は、ウェハ６４の所定の領域にパターン像を転写できるように調整される。
【００３５】
具体的には、副偏向器５８は、マスク用投影系１１２により生成されたパターン像が、次のショット領域に露光されるように電界を調整する。この後、上記同様に当該ショット領域にパターンを露光する。サブフィールド内のパターンを露光すべきショット領域のすべてにパターンを露光した後に、主偏向器５６は、次のサブフィールドにパターンを露光できるように磁界を調整する。電子ビーム露光装置１００は、この露光処理を、繰り返し実行することによって、所望の回路パターンを、ウェハ６４に露光することができる。
【００３６】
なお、電子ビーム露光装置１００は、可変矩形ビームにより、ウェハ６４にパターンを露光する可変矩形露光装置であってもよい。また、複数の電子ビームにより、ウェハ６４にパターンを露光するマルチビーム露光装置であってもよい。また、電子ビーム露光装置１００は、本発明の電子ビーム照射装置の一例であり、ウェハステージ６２及びウェハ６４は、それぞれ本発明のステージ及び対象物の一例である。また、本発明の電子ビーム照射装置は、電子ビーム露光装置の他、電子顕微鏡、電子ビームテスタ等であってもよい。
【００３７】
図２は、偏向制御部８２の構成の一例を示す。偏向制御部８２は、レーザ測長器２０６が測定した複数の時刻におけるウェハステージ６２の位置に基づいて、ウェハステージ６２の移動速度を算出するステージ速度算出部２２６と、ステージ速度算出部２２６が算出したウェハステージ６２の移動速度に基づいて、ウェハ６４に電子ビームを照射する時刻である露光時刻におけるウェハステージ６２の位置を算出し、露光時刻における副偏向器５８による電子ビームの偏向量を制御する偏向量補正部２１８とを備える。
【００３８】
偏向量補正部２１８は、第１偏向データ生成部２１０、第２偏向データ生成部２１２、Ｄ／Ａ変換器２１４、及びアナログ加算器２１６を有する。また、ステージ速度算出部２２６は、第１ステージ位置格納部２２０、第２ステージ位置格納部２２２、及び傾き算出部２２４を有する。第１偏向データ生成部２１０、第２偏向データ生成部２１２、Ｄ／Ａ変換器２１４、及び傾き算出部２２４は、統括制御部１３０からのシステム制御信号に基づいて動作する。
【００３９】
第１ステージ位置格納部２２０及び第２ステージ位置格納部２２２は、レーザ測長器２０６が測定したウェハステージ６２の位置をウェハステージ制御部９２を介して取得して格納する。レーザ測長器２０６は、所定の時間間隔でウェハステージ６２の位置を測定し、第２ステージ位置格納部２２２は、レーザ測長器２０６がウェハステージ６２の位置を測定する毎に、格納するウェハステージ６２の位置をレーザ測長器２０６が測定したウェハステージ６２の位置に更新する。また、第１ステージ位置格納部２２０は、レーザ測長器２０６がウェハステージ６２の位置を測定する毎、即ち第２ステージ位置格納部２２２が格納するウェハステージ６２の位置が更新される毎に、格納するウェハステージ６２の位置の情報を第２ステージ位置格納部２２２が更新される前に格納していたウェハステージ６２の位置に更新する。
【００４０】
つまり、レーザ測長器２０６は、第１の時刻、及び第１の時刻より後の第２の時刻におけるウェハステージ６２の位置を測定する。この場合、第１ステージ位置格納部２２０は、第１の時刻におけるウェハステージ６２の位置を格納し、第２ステージ位置格納部２２２は、第２の時刻におけるウェハステージ６２の位置を格納する。例えば、第１ステージ位置格納部２２０及び第２ステージ位置格納部２２２は、レジスタであり、同一のクロック信号が供給され同期して動作し、同時にデータが更新される。
【００４１】
傾き算出部２２４は、第１ステージ位置格納部２２０が格納する第１の時刻におけるウェハステージ６２の位置、及び第２ステージ位置格納部２２２が格納する第２の時刻におけるウェハステージ６２の位置に基づいて、ウェハステージ６２の移動速度を算出する。そして、傾き算出部２２４は、第２偏向データ生成部２１２にウェハステージ６２の移動速度、即ち所定の単位時間当りの移動量を示すデータを供給する。
【００４２】
第１偏向データ生成部２１０は、ウェハ６４における露光位置を示す情報を含む露光データを統括制御部１３０から取得し、また露光データを統括制御部１３０から取得したときにウェハステージ６２の位置を第２ステージ位置格納部２２２から取得する。第１偏向データ生成部２１０は、第２ステージ位置格納部２２２が格納する第２の時刻におけるウェハステージ６２の位置、及び統括制御部１３０から取得した露光データに基づいて、副偏向器５８に供給する第１偏向データを生成する。なお、第１偏向データ生成部２１０は、副偏向器５８に印加する電圧であるアナログ信号を第１偏向データとして出力し、アナログ加算器２１６に供給する。
【００４３】
また、上記の傾き算出部２２４は、第１偏向データ生成部２１０が統括制御部１３０から露光データを取得したときに第１ステージ位置格納部２２０及び第２ステージ位置格納部２２２が格納するウェハステージ６２の位置に基づいて、ウェハステージ６２の移動速度を算出する。
【００４４】
第２偏向データ生成部２１２は、傾き算出部２２４が算出したウェハステージ６２の移動速度に基づいて、第２ステージ位置格納部２２２が格納するウェハステージ６２の位置が測定された時刻である第２の時刻と、第１偏向データ生成部が取得した露光データに基づいて露光される時刻である露光時刻との間のウェハステージ６２の移動量に対応する偏向量を示す第２偏向データを生成する。即ち、第２偏向データ生成部２１２は、ウェハステージ６２の移動量を算出し、ウェハステージ６２の移動による電子ビームの照射位置のずれを補正すべく、算出した移動量に対応する偏向量を決定し第２偏向データを生成する。なお、第２偏向データ生成部２１２は、ＤＡＣデータ生成回路であってもよいし、電流出力回路やコンデンサ等を有する電荷蓄積型回路であってもよい。
【００４５】
Ｄ／Ａ変換器２１４は、第２偏向データ生成部２１２が生成したデジタル信号の第２偏向データを、副偏向器５８に印加する電圧であるアナログ信号に変換して、アナログ加算器２１６に供給する。アナログ加算器２１６は、第１偏向データ生成部２１０が出力したアナログ信号である第１偏向データと、Ｄ／Ａ変換器２１４が出力したアナログ信号である第２偏向データとを加算して副偏向器５８に供給する。
【００４６】
図３（ａ）は、第１偏向データ生成部２１０が生成する第１偏向データの一例を示す。縦軸は第１偏向データ生成部２１０が第１偏向データとして出力する出力電圧を表し、横軸は時間を表す。第１偏向データ生成部２１０は、統括制御部１３０から露光データを取得すると、当該露光データが含む露光位置、及びこのとき第２ステージ位置格納部２２２が格納するウェハステージ６２の位置に基づいて、副偏向器５８に供給すべき電圧を決定して出力する。そして、第１偏向データ生成部２１０は、統括制御部１３０から次の露光データを取得するまで、同一の電圧を継続して出力する。そして、第１偏向データ生成部２１０は、統括制御部１３０から次の露光データを取得すると、当該露光データが含む露光位置、及びこのとき第２ステージ位置格納部２２２が格納するウェハステージ６２の位置に基づいて、副偏向器５８に供給すべき電圧を決定して出力する。以上のように、第１偏向データ生成部２１０は、統括制御部１３０から露光データを取得する毎に、副偏向器５８に供給するための出力電圧を更新する。
【００４７】
図３（ｂ）は、第２偏向データ生成部２１２が生成する第２偏向データの一例を示す。縦軸はＤ／Ａ変換器２１４が第２偏向データをＤ／Ａ変換して出力する出力電圧を表し、横軸は時間を表す。第２偏向データ生成部２１２は、第１偏向データ生成部２１０が露光データを取得すると、このとき傾き算出部２２４が算出したウェハステージ６２の移動速度に基づく単位時間当りの移動量を当該単位時間毎に累加することにより、第２ステージ位置格納部２２２が格納するウェハステージ６２の位置が測定された時刻である第２の時刻と露光時刻との間のウェハステージ６２の移動量を算出する。そして、第２偏向データ生成部２１２は、第２の時刻と露光時刻との間のウェハステージ６２の移動量に対応する偏向量を示す第２偏向データを生成して出力する。第２偏向データ生成部２１２は、第１ステージ位置格納部２２０が格納するウェハステージ６２の位置が測定された第１の時刻と、第２ステージ位置格納部２２２が格納するウェハステージ６２の位置が測定された第２の時刻との時間間隔（レーザ測長器２０６の測長周期）より短い単位時間当りの移動量を、当該単位時間毎に累加することが好ましい。
【００４８】
そして、第２偏向データ生成部２１２は、第１偏向データ生成部２１０が次の露光データを取得するまで、単位時間当りの移動量を累加しながら第２偏向データを生成して出力する。そして、第２偏向データ生成部２１２は、第１偏向データ生成部２１０が次の露光データを取得すると、累加された値をクリアして零にすることにより第２偏向データを初期化する。即ち、第２偏向データ生成部２１２は、第１偏向データ生成部２１０による第１偏向データの生成に同期して第２偏向データを初期化する。そして、第２偏向データ生成部２１２は、第２偏向データを初期化した後、このとき傾き算出部２２４が算出したウェハステージ６２の移動量に基づく単位時間当りの移動量を累加することにより第２偏向データを生成して出力する。以上のように、第２偏向データ生成部２１２は、第１偏向データ生成部２１０が露光データを取得する毎に、第２偏向データの初期化及び累加を繰り返す。
【００４９】
図３（ｃ）は、アナログ加算器２１６の出力電圧の一例を示す。縦軸はアナログ加算器２１６の出力電圧を表し、横軸は時間を表す。アナログ加算器２１６は、第１偏向データ生成部２１０が生成して出力したアナログ信号である第１偏向データと、第２偏向データ生成部が２１２が生成してＤ／Ａ変換器２１４がアナログ信号に変換した第２偏向データとを加算して出力する。即ち、図３（ｃ）に示した出力電圧は、図３（ａ）に示した出力電圧と、図３（ｂ）に示した出力電圧との和である。
【００５０】
なお、図３、図４、及び図５において、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４は、第１偏向データ生成部２１０及びＤ／Ａ変換器２１４のそれぞれが所定の電圧を印加し始めてから、副偏向器５８に所定の電圧が印加されるまでの時間（静定時間）である。Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４の間は、副偏向器５８は、電子ビームを安定して偏向することができないため、ブランキング電極制御部８６は、第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６の少なくとも一方による電子ビームを偏向させて、露光処理を停止させることが好ましい。
【００５１】
第１偏向データ生成部２１０が露光データを取得してから次の露光データ取得するまでの間も、ウェハステージ６２は移動している。そのため、第１偏向データ生成部２１０が生成した第１偏向データに基づく出力電圧のみを副偏向器５８に印加して電子ビームを偏向させた場合、第１偏向データ生成部２１０が露光データを取得してから次の露光データ取得するまでの間に露光位置のずれが生じ、その露光位置のずれは徐々に増加してしまう。しかしながら、本実施形態の電子ビーム露光装置１００によれば、第１偏向データ生成部２１０が露光データを取得してから次の露光データ取得するまでの間において、第１偏向データ生成部２１０の出力電圧に加えて、ウェハステージ６２の移動量に対応した第２偏向データ生成部２１２が生成した第２偏向データに基づく出力電圧を副偏向器５８に印加して電子ビームを偏向させるので、第１偏向データ生成部２１０が露光データを取得してから次の露光データ取得するまでの間における露光位置のずれを低減することができ、ウェハ６４の所望の位置に電子ビームを照射させることができる。
【００５２】
図４は、偏向量補正方法の一例のフローを示す。レーザ測長器２０６は、所定の時間間隔でウェハステージ６２の位置を測定する（Ｓ１００、Ｓ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０６、Ｓ１０８）。第２ステージ位置格納部２２２は、レーザ測長器２０６がウェハステージ６２の位置を測定する毎に、レーザ測長器２０６が測定したウェハステージ６２の位置を格納する（Ｓ１１０、Ｓ１１２、Ｓ１１４、Ｓ１１６、Ｓ１１８）。また、第１ステージ位置格納部２２０は、レーザ測長器２０６がウェハステージ６２の位置を測定する毎に、第２ステージ位置格納部２２２が前回格納していたウェハステージ６２の位置を格納する（Ｓ１２０、Ｓ１２２、Ｓ１２４、Ｓ１２６）。また、傾き算出部２２６は、レーザ測長器２０６がウェハステージ６２の位置を測定する毎に、第１ステージ位置格納部２２０が格納する第１の時刻におけるウェハステージ６２の位置、及び第２ステージ格納部２２２が格納する第２の時刻におけるウェハステージ６２の位置に基づいて、ウェハステージ６２の移動速度を算出する（Ｓ１３２、Ｓ１３２、Ｓ１３４、Ｓ１３６）。
【００５３】
第１偏向データ生成部２１０は、露光データを取得すると（Ｓ１４０）、Ｓ１１２において第２ステージ位置格納部２２２が格納したＳ１０２におけるウェハステージ６２の位置に基づいて、第１偏向データを生成する（Ｓ１４２）。そして、第１偏向データ生成部２１０は、次の露光データを取得する（Ｓ１４６）までの間、第１偏向データを副偏向器５８に供給する（Ｓ１４４）。また、第２偏向データ生成部２１２は、第１偏向データ生成部２１０が露光データを取得すると（Ｓ１４０）、Ｓ１３０において傾き算出部２２６が算出したウェハステージ６２の移動速度に基づいて、第２偏向データを生成する（Ｓ１５０）。そして、第２偏向データ生成部２１２は、第１偏向データ生成部２１０が次の露光データを取得する（Ｓ１４６）までの間、第２偏向データを累加させながら副偏向器５８に供給する（Ｓ１５２）。
【００５４】
次に、第１偏向データ生成部２１０は、次の露光データを取得すると（Ｓ１４６）、Ｓ１１８において第２ステージ位置格納部２２が格納したＳ１０８におけるウェハステージ６２の位置に基づいて、第１偏向データを生成し（Ｓ１４８）、副偏向器５８に供給する（Ｓ１４９）。また、第２偏向データ生成部２１２は、第１偏向データ生成部２１０が次の露光データを取得すると（Ｓ１４６）、第２偏向データを初期化する（Ｓ１５４）。そして、第２偏向データ生成部２１２は、Ｓ１３６において傾き算出部２２６が算出したウェハステージ６２の移動速度に基づいて、第２偏向データを生成し（Ｓ１５６）、累加させながら副偏向器５８に供給する（Ｓ１５８）。
【００５５】
以降同様に、第１偏向データ生成部２１０が露光データを取得する毎に、第１偏向データ生成部２１０は第１偏向データを生成し、第２偏向データ生成部２１２は第２偏向データを生成し、偏向制御部８２は、第１偏向データ及び第２偏向データを副偏向器５８に供給する。
【００５６】
本実施形態に係る電子ビーム露光装置１００によれば、ウェハステージ６２の移動に伴って、副偏向器５８による電子ビームの偏向量を制御することができる。そのため、ウェハステージ６２の移動速度が速い場合であっても、ウェハ６４にパターンを精度良く露光することができるので、スループットの向上及び露光精度の向上を実現することができる。
【００５７】
図５は、電子ビーム露光装置１００の構成の他の例を示す。本例の各構成要素の動作及び構成は、以下に説明する部分を除き、図１から図４に説明した動作及び構成と同一である。
【００５８】
電子ビーム露光装置１００は、図１及び図２に示した副偏向器５８に代えて、第１副偏向器５８ａ及び第２副偏向器５８ｂを備えてもよい。第１副偏向器５８ａ及び第２副偏向器５８ｂは、それぞれ上述した副偏向器５８と同一の機能を有してもよし、２つで上述した副偏向器５８と同一の機能を実現してもよい。
【００５９】
第１偏向データ生成部２１０は、第２ステージ位置格納部２２２が格納する第２の時刻におけるウェハステージ６２の位置、及び統括制御部１３０から取得した露光データに基づいて第１偏向データを生成し、第１副偏向器５８ａに供給する。そして、第１副偏向器５８ａは、第１偏向データ生成部２１０から供給された第１偏向データに基づいて電子ビームを偏向する。
【００６０】
Ｄ／Ａ変換器２１４は、第２偏向データ生成部２１２が生成したデジタル信号の第２偏向データをアナログ信号に変換し、第２副偏向器５８ｂに供給する。そして、第２副偏向器５８ｂは、第２偏向データ生成部２１２からＤ／Ａ変換器２１４を介して供給された第２偏向データに基づいて電子ビームを偏向する。
【００６１】
また、第２副偏向器５８ｂは、第１副偏向器５８ａより負荷容量が小さく、偏向量が小さくてよい。これにより、第２副偏向器５８ｂに供給される第２偏向データに基づく微少量の偏向を、レスポンスよく行うことができ、追随性を高めることができるので、ウェハ６４にパターンをより精度良く露光することができる。
【００６２】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６３】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、スループットの向上及び露光精度の向上を実現する電子ビーム露光装置及び偏向量補正方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子ビーム露光装置１００の構成の一例を示す図である
【図２】偏向制御部８２の構成の一例を示す図である。
【図３】（ａ）は、第１偏向データ生成部２１０が生成する第１偏向データの一例を示す図である。
（ｂ）は、第２偏向データ生成部２１２が生成する第２偏向データの一例を示す図である。
（ｃ）は、アナログ加算器２１６の出力電圧の一例を示す図である。
【図４】偏向量補正方法の一例のフローを示す図である。
【図５】電子ビーム露光装置１００の構成の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１０・・・鏡筒、１２・・・電子銃、１４・・・第１電子レンズ、１６・・・スリット部、１８・・・第１偏向器、２０・・・第２電子レンズ、２２・・・第２偏向器、２４・・・第１ブランキング電極、２６・・・第３偏向器、２８・・・第３電子レンズ、３０・・・マスク、３２・・・第４電子レンズ、３４・・・第４偏向器、３６・・・第２ブランキング電極、３８・・・第５偏向器、４０・・・第５電子レンズ、４２・・・第６偏向器、４６・・・第６電子レンズ、４８・・・ラウンドアパーチャ部、５０・・・第７電子レンズ、５２・・・第８電子レンズ、５６・・・主偏向器、５８・・・副偏向器、６０・・・電子検出器、６２・・・ウェハステージ、６４・・・ウェハ、６８・・・マスクステージ駆動部、７０・・・ウェハステージ駆動部、７２・・・マスクステージ、８２・・・偏向制御部、８４・・・マスクステージ制御部、８６・・・ブランキング電極制御部、８８・・・電子レンズ制御部、９０・・・反射電子処理部、９２・・・ウェハステージ制御部、１００・・・電子ビーム露光装置、１１０・・・電子ビーム照射系、１１２・・・マスク用投影系、１１４・・・焦点調整レンズ系、１１６・・・ウェハ用投影系、１２０・・・個別制御部、１３０・・・統括制御部、１４０・・・制御系、１５０・・・露光部、２００・・・スティグコイル、２０２・・・ＳＥＭコイル、２０４・・・フィードバックコイル、２０６・・・レーザ測長器、２０８・・・ミラー、２１０・・・第１偏向データ生成部、２１２・・・第２偏向データ生成部、２１４・・・Ｄ／Ａ変換器、２１６・・・アナログ加算器、２１８・・・偏向量補正部、２２０・・・第１ステージ位置格納部、２２２・・・第２ステージ位置格納部、２２４・・・傾き算出部、２２６・・・ステージ速度算出部
【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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