(57)【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、
前記ウェハが載置されるウェハステージと、
前記ウェハステージに設けられたミラーにレーザ光を照射することにより、前記ウェハステージのステージ位置を測定するレーザ測長器と、
前記ウェハステージの移動を制御するウェハステージ制御部と、
前記レーザ測長器によって測定された前記ステージ位置と、前記ウェハステージ制御部が出力する前記ウェハステージの速度データとに基づいて、前記電子ビームを前記ウェハに照射させるタイミングにおける前記ウェハステージのステージ位置を算出するステージ位置算出部と、
前記ミラーの歪みを示す歪みデータに基づいて、前記ステージ位置算出部によって算出された前記ステージ位置を補正するミラー歪み補正演算部と、
前記ミラー歪み補正演算部によって補正された前記ステージ位置に基づいて、前記ウェハステージのアッベ誤差を補償するアッベ補正量を算出する位置ずれ補正演算部と、
前記タイミングにおいて、前記ウェハに前記電子ビームを照射させるべく、前記アッベ補正量に基づいて前記電子ビームを偏向するフィードバック偏向部と、
前記ウェハに前記電子ビームを照射させるべく、前記電子ビームを偏向する主偏向部と、
前記主偏向部によって偏向されて前記ウェハに照射される前記電子ビームの照射位置座標を出力する主偏向位置座標出力部と、
前記主偏向部が偏向動作を行うタイミングにおいて、セット信号を出力するセット信号出力部と、
第１クロック及び前記第１クロックと異なる周波数を有する第２クロックを発生させるクロック発生部と、
を備え、
前記アッベ補正量は、前記ウェハステージのピッチング誤差を補償するピッチング補正量と、前記ウェハステージのヨーイング誤差を補償するヨーイング補正量を含み、
前記位置ずれ補正演算部は、
前記ミラー歪み補正演算部によって補正された前記ステージ位置に基づいて、前記ピッチング補正量を算出するピッチング演算部と、
前記セット信号を受け取った場合に、前記照射位置座標と、前記ミラー歪み補正演算部によって補正された前記ステージ位置とに基づいて、前記ヨーイング補正量を算出するヨーイング演算部と、
を有し、
前記ピッチング演算部は、前記第１クロックに基づいて前記ピッチング補正量を算出し、
前記ヨーイング演算部は、前記第２クロックに基づいて前記ヨーイング補正量を算出する、
電子ビーム露光装置。
【請求項２】
前記レーザ測長器によって測定された複数の前記ステージ位置を連続的に受け取り、受け取った前記複数のステージ位置に基づいて、動的に変動する前記ウェハステージの位置ずれを補償するフィードバック補正量を算出するステージフィードバック補正演算部と、
前記アッベ補正量と前記フィードバック補正量とを加算する加算部と、
をさらに備え、
前記フィードバック偏向部は、前記加算部によって加算された前記アッベ補正量と前記フィードバック補正量とに基づいて前記電子ビームを偏向する、
請求項１に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項３】
前記クロック発生部は、前記第１クロックおよび前記第２クロックと比較して大きな周波数を有する第３クロックをさらに発生させ、
前記ステージフィードバック補正演算部および前記加算部は、前記第３クロックに基づいて動作する、
請求項２に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項４】
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方法であって、
第１クロック及び前記第１クロックと異なる周波数を有する第２クロックを発生させるクロック発生段階と、
前記ウェハが載置されるウェハステージに設けられたミラーにレーザ光を照射することにより、前記ウェハステージのステージ位置を測定するステージ位置測定段階と、
前記ステージ位置測定段階において測定された前記ステージ位置と、前記ウェハステージの移動を制御するウェハステージ制御部が出力する前記ウェハステージの速度データとに基づいて、前記電子ビームを前記ウェハに照射させるタイミングにおける前記ウェハステージのステージ位置を算出するステージ位置算出段階と、
前記ミラーの歪みを示す歪みデータに基づいて、前記ステージ位置算出段階において算出された前記ステージ位置を補正するミラー歪み補正段階と、
前記ミラー歪み補正演算段階において補正された前記ステージ位置に基づいて、前記ウェハステージのアッベ誤差を補償するアッベ補正量を算出する位置ずれ補正演算段階と、
前記タイミングにおいて、前記ウェハに前記電子ビームを照射させるべく、前記位置ずれ補正量に基づいて前記電子ビームを偏向する偏向段階と、
を備え、
前記アッベ補正量は、前記ウェハステージのピッチング誤差を補償するピッチング補正量と、前記ウェハステージのヨーイング誤差を補償するヨーイング補正量を含み、
前記位置ずれ補正演算段階は、
前記ウェハに前記電子ビームを照射させるべく、前記電子ビームを偏向する主偏向部によって偏向されて前記ウェハに照射される前記電子ビームの照射位置座標を出力する主偏向位置座標出力段階と、
前記主偏向部が偏向動作を行うタイミングに、セット信号を出力するセット信号出力亜段階と、
前記ミラー歪み補正演算段階において補正された前記ステージ位置に基づいて、前記ピッチング補正量を算出するピッチング演算段階と、
前記セット信号を受け取った場合に、前記照射位置座標と、前記ミラー歪み補正演算段階において補正された前記ステージ位置とに基づいて、前記ヨーイング補正量を算出するヨーイング演算段階と、
を有し、
前記ピッチング演算段階は、前記第１クロックに基づいて実行され、
前記ヨーイング演算段階は、前記第２クロックに基づいて実行される、
電子ビーム露光方法。
【請求項５】
前記ステージ位置測定段階において測定された複数の前記ステージ位置を連続的に受け取り、受け取った前記複数のステージ位置に基づいて、動的に変動する前記ウェハステージの位置ずれを補償するフィードバック補正量を算出するステージフィードバック補正演算段階と、
前記アッベ補正量と前記フィードバック補正量とを加算する加算段階と、
をさらに備え、
前記偏向段階は、前記加算段階において加算された前記アッベ補正量と前記フィードバック補正量とに基づいて前記電子ビームを偏向する、
請求項４に記載の電子ビーム露光方法。
【請求項６】
前記クロック発生段階は、前記第１クロックおよび前記第２クロックと比較して大きな周波数を有する第３クロックをさらに発生させ、
前記ステージフィードバック補正演算段階および前記加算段階は、前記第３クロックに基づいて実行される、
請求項５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、電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法に関する。特に本発明は、ウェハが載置されるウェハステージのアッベ誤差量を正確に算出し、算出されたアッベ誤差量に基づいて電子ビームの照射位置を補正することにより、ウェハにパターンを精度良く露光する電子ビーム露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子ビーム露光装置では、ウェハを移動させるウェハステージのステージ位置を常時レーザ測長器で計測し、計測されたステージ位置に基づいて電子ビームの照射位置を制御することにより、ウェハに所望のパターンを露光する。また、電子ビーム露光装置では、レーザ測長器によって計測されたステージ位置と、電子ビームをウェハの所望の領域に偏向する主偏向部によって偏向されてウェハに照射される電子ビームの照射位置座標とに基づいて、ウェハステージのアッベ誤差量を算出する。そして、算出されたアッベ誤差量に基づいて、電子ビームを偏向し、ウェハの所望の位置に電子ビームを照射させてパターンを露光する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年の半導体デバイスの微細化に伴い、電子ビーム露光装置の半導体デバイスの量産での利用に向け、露光処理や電子ビームの補正方法の高速化が望まれており、ウェハステージの移動速度の高速化や、主偏向器による偏向後のアンプ静定時間の短縮化等が行われている。そのため、主偏向器による偏向後のアンプ静定時間が短くなることにより、主偏向器による偏向前の電子ビームの照射位置座標に基づいてアッベ誤差量を算出してしまい、アッベ誤差量を正確に補正できないという問題が生じる。また、ウェハステージの移動速度が速くなることにより、レーザ測長器が測定したステージ位置と、電子ビームをウェハに照射するタイミングにおけるステージ位置との差が大きくなってしまい、アッベ誤差量を正確に補正できないという問題が生じる。
【０００４】
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電子ビーム露光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。
【０００５】
【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、ウェハが載置されるウェハステージと、ウェハステージに設けられたミラーにレーザ光を照射することにより、ウェハステージのステージ位置を測定するレーザ測長器と、ウェハステージの移動を制御するウェハステージ制御部と、レーザ測長器によって測定されたステージ位置と、ウェハステージ制御部が出力するウェハステージの速度データとに基づいて、電子ビームをウェハに照射させるタイミングにおけるウェハステージのステージ位置を算出するステージ位置算出部と、ステージ位置算出部によって算出されたステージ位置に基づいて、ウェハステージの位置ずれを補償する位置ずれ補正量を算出する位置ずれ補正演算部と、前記タイミングにおいて、ウェハにおける所望の位置に電子ビームを照射させるべく、位置ずれ補正量に基づいて電子ビームを偏向するフィードバック偏向部とを備える。
【０００６】
位置ずれ補正演算部は、ステージ位置算出部によって算出されたステージ位置に基づいて、ウェハステージのアッベ誤差を補償するアッベ補正量を算出し、フィードバック偏向部は、前記タイミングにおいて、ウェハにおける所望の位置に電子ビームを照射させるべく、アッベ補正量に基づいて電子ビームを偏向してもよい。
【０００７】
ミラーの歪みを示す歪みデータに基づいて、ステージ位置算出部によって算出されたステージ位置を補正するミラー歪み補正演算部をさらに備え、位置ずれ補正演算部は、ミラー歪み補正演算部によって補正されたステージ位置に基づいて、アッベ補正量を算出してもよい。
【０００８】
レーザ測長器によって測定された複数のステージ位置を連続的に受け取り、受け取った複数のステージ位置に基づいて、動的に変動するウェハステージの位置ずれを補償するフィードバック補正量を算出するステージフィードバック補正演算部と、アッベ補正量とフィードバック補正量とを加算する加算部とをさらに備え、フィードバック偏向部は、加算部によって加算されたアッベ補正量とフィードバック補正量とに基づいて電子ビームを偏向してもよい。
【０００９】
位置ずれ補正演算部は、ステージ位置算出部によって算出されたステージ位置に基づいて、ウェハステージのピッチング誤差を補償するピッチング補正量を算出するピッチング演算部を有してもよい。
【００１０】
ウェハの所望の領域に電子ビームを照射させるべく、電子ビームを偏向する主偏向部と、主偏向部によって偏向されてウェハに照射される電子ビームの照射位置座標を出力する主偏向位置座標出力部と、主偏向部が偏向動作を行うタイミングに、セット信号を出力するセット信号出力部と
をさらに備え、位置ずれ補正演算部は、セット信号を受け取った場合に、照射位置座標と、ステージ位置算出部によって算出されたステージ位置とに基づいて、ウェハステージのヨーイング誤差を補償するヨーイング補正量を算出するヨーイング演算部をさらに有してもよい。
【００１１】
第１クロック及び第２クロックを発生するクロック発生部をさらに備え、ピッチング演算部は、第１クロックに基づいてピッチング補正量を算出し、ヨーイング演算部は、第２クロックに基づいてヨーイング補正量を算出してもよい。
【００１２】
位置ずれ補正演算部は、ステージ位置算出部によって算出されたステージ位置に基づいて、ウェハステージのヨーイング誤差を補償するヨーイング補正量を算出するヨーイング演算部を有してもよい。
【００１３】
ウェハの所望の領域に電子ビームを照射させるべく、電子ビームを偏向する主偏向部と、主偏向部によって偏向されてウェハに照射される電子ビームの照射位置座標を出力する主偏向位置座標出力部と、主偏向部が偏向動作を行うタイミングに、セット信号を出力するセット信号出力部とをさらに備え、ヨーイング演算部は、セット信号を受け取った場合に、照射位置座標に基づいて、ウェハステージのヨーイング誤差を補償するヨーイング補正量を算出してもよい。
【００１４】
本発明の第２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、ウェハが載置されるウェハステージと、ウェハの所望の領域に電子ビームを照射させるべく、電子ビームを偏向する主偏向部と、主偏向部によって偏向されてウェハに照射される電子ビームの照射位置座標を出力する主偏向位置座標出力部と、主偏向部が偏向動作を行うタイミングに、セット信号を出力するセット信号出力部と、セット信号を受け取った場合に、照射位置座標に基づいて、ウェハステージのヨーイング誤差を補償するヨーイング補正量を算出するヨーイング補正演算部と、ウェハにおける所望の位置に電子ビームを照射させるべく、ヨーイング補正量に基づいて電子ビームを偏向するフィードバック偏向部とを備える。
【００１５】
ウェハステージに設けられたミラーにレーザ光を照射することにより、ウェハステージのステージ位置を測定するレーザ測長器と、レーザ測長器によって測定された複数のステージ位置を連続的に受け取り、受け取った複数のステージ位置に基づいて、動的に変動するウェハステージの位置ずれを補償するフィードバック補正量を算出するステージフィードバック補正演算部と、ヨーイング補正量とフィードバック補正量とを加算する加算部とをさらに備え、フィードバック偏向部は、加算部によって加算されたヨーイング補正量とフィードバック補正量とに基づいて電子ビームを偏向してもよい。
【００１６】
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方法であって、ウェハが載置されるウェハステージに設けられたミラーにレーザ光を照射することにより、ウェハステージのステージ位置を測定するステージ位置測定段階と、レーザ測長器によって測定されたステージ位置と、ウェハステージの移動を制御するウェハステージ制御部が出力するウェハステージの速度データとに基づいて、電子ビームをウェハに照射させるタイミングにおけるウェハステージのステージ位置を算出するステージ位置算出段階と、ステージ位置算出段階において算出されたステージ位置に基づいて、ウェハステージの位置ずれを補償する位置ずれ補正量を算出する位置ずれ補正演算段階と、前記タイミングにおいて、ウェハにおける所望の位置に電子ビームを照射させるべく、位置ずれ補正量に基づいて電子ビームを偏向する偏向段階とを備える。
【００１７】
本発明の第４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方法であって、ウェハの所望の領域に電子ビームを照射させるべく、電子ビームを偏向する主偏向部によって偏向されてウェハに照射される電子ビームの照射位置座標を出力する主偏向位置座標出力段階と、主偏向部が偏向動作を行うタイミングに、セット信号を出力するセット信号出力段階と、セット信号を受け取った場合に、照射位置座標に基づいて、ウェハが載置されるウェハステージのヨーイング誤差を補償するヨーイング補正量を算出するヨーイング補正演算段階と、ウェハにおける所望の位置に電子ビームを照射させるべく、ヨーイング補正量に基づいて電子ビームを偏向する偏向段階とを備える。
【００１８】
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。
【００１９】
【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、以下の実施形態はクレームにかか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。
【００２０】
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の構成図である。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。
【００２１】
露光部１５０は、筐体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を含む電子光学系を備える。
【００２２】
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を載置するウェハステージ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とを含むステージ系を備える。さらに、露光部１５０は、電子光学系の調整のために、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を有する。
【００２３】
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による、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。電子銃１２は、安定した電子ビームを発生するのに所定の時間がかかるので、電子銃１２は、露光処理期間において常に電子ビームを発生してもよい。スリットは、マスク３０に形成された所定の開口パターンの形状に合わせて形成されるのが好ましい。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で表現する。
【００２４】
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、さらに、第１ブランキング電極２４を有する。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。例えば、所定の領域は、ウェハ６４に転写するパターンを有する開口パターン群であってよい。電子ビームが開口パターンを通過することにより、電子ビームの断面形状は、開口パターンと略同一の形状になる。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の軌道を光軸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。
【００２５】
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当たらないように電子ビームを偏向する。第１ブランキング電極２４は、マスク３０に電子ビームが当たらないように電子ビームを偏向することが好ましい。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、電子ビームを偏向する。従って、マスク３０の劣化を防止することができる。焦点調整レンズ系１１４は、第３電子レンズ２８と、第４電子レンズ３２とを有する。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合わせる。
【００２６】
ウェハ用投影系１１６は、第５電子レンズ４０と、第６電子レンズ４６と、第７電子レンズ５０と、第８電子レンズ５２と、第９電子レンズ６６と、第４偏向器３４と、第５偏向器３８と、第６偏向器４２と、主偏向器５６と、副偏向器５８と、第２ブランキング電極３６と、ラウンドアパーチャ部４８と、スティグコイル２００と、ＳＥＭコイル２０２と、フィードバック偏向部の一例であるフィードバックコイル２０４とを有する。
【００２７】
電界や磁界の影響を受けてパターン像は回転してしまう。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及び第９電子レンズ６６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。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、微小な振動やアッベ誤差等によるウェハステージ６２の位置ずれを補正する。主偏向器５６及び副偏向器５８は、ウェハ６４上の所定の領域に電子ビームが照射されるように、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。
【００２８】
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。従って、第２ブランキング電極３６は、電子ビームの進行方向に対してラウンドアパーチャ部４８から下流に電子ビームが進行することを防ぐことができる。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、更には、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ことが望ましい。
【００２９】
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、主偏向位置座標出力部の一例である偏向制御部８２と、マスクステージ制御部８４と、ブランキング電極制御部８６と、電子レンズ制御部８８と、反射電子処理部９０と、ウェハステージ制御部９２とを有する。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制御する。また、本実施形態では、統括制御部１３０は、レーザ測長器２０６が測定したウェハステージ６２のステージ位置と、主偏向器５６によって偏向されてウェハ６４に照射される電子ビームの照射位置座標とに基づいて、フィードバックコイル２０４に供給するアッベ補正量を算出し、偏向制御部８２に出力する。
【００３０】
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の偏向量及び補正量を制御する。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。
【００３１】
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。本実施形態では、第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６は、露光時には、電子ビームをウェハ６４に照射させ、露光時以外には、電子ビームをウェハ６４に到達させないように制御されるのが望ましい。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、第８電子レンズ５２および第９電子レンズ６６に供給する電力を制御する。反射電子処理部９０は、反射電子検出部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検出する。ウェハステージ制御部９２は、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。
【００３２】
本実施形態に係る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。また、ウェハステージ６２上には、露光処理が施されるウェハ６４が載置されている。ウェハステージ制御部９２は、ウェハステージ駆動部７０によりウェハステージ６２を移動させて、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する。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。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。特に、フィードバックコイル２０４は、統括制御部１３０において算出されたアッベ補正量に基づいて電子ビームを偏向し、ウェハ６４における所望の位置に電子ビームを照射させる。
【００３３】
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。
【００３４】
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。本実施形態では、主偏向器５６が、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が、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。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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
本発明による電子ビーム露光装置１００は、可変矩形を用いた電子ビーム露光装置であってもよく、また、ブランキング・アパーチャ・アレイ・デバイスを用いた電子ビーム露光装置であってもよい。また、本発明による電子ビーム処理装置は、複数の電子ビームにより、ウェハにパターンを露光するマルチビーム露光装置でもよい。
【００３８】
図２は、本実施形態に係る統括制御部１３０の構成図である。統括制御部１３０は、動的に変動するウェハステージ６２の位置ずれを補償するフィードバック補正量を算出するステージフィードバック補正演算部２１０と、ミラー２０８の歪みを示す歪みデータに基づいてステージ位置を補正するミラー歪み補正演算部２１８と、所定のタイミングにおけるウェハステージ６２のステージ位置を算出するステージ位置算出部２１６と、ウェハステージ６２のアッベ誤差を補償するアッベ補正量を算出する位置ずれ補正演算部の一例であるアッベ補正演算部２２８と、主偏向器５６が偏向動作を行うタイミングをアッベ補正演算部２２８に通知するセット信号出力部２２２と、アッベ補正量とフィードバック補正量とを加算する加算部２１２及び２１４と、周波数が異なる複数のクロックを発生するクロック発生部２２６とを備える。また、アッベ補正演算部２２８は、ウェハステージ６２のピッチング誤差を補償するピッチング補正量を算出するピッチング演算部２２０と、ウェハステージ６２のヨーイング誤差を補償するヨーイング補正量を算出するヨーイング演算部２２４とを有する。
【００３９】
レーザ測長器２０６は、複数のレーザ光をウェハステージ６２に設けられたミラー２０８に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は、ステージ位置を連続的に測定し、ステージフィードバック補正演算部２１０に出力する。そして、ステージフィードバック補正演算部２１０は、レーザ測長器２０６によって測定された複数のステージ位置を連続的に受け取り、受け取った複数のステージ位置及び移動時間に基づいて、動的に変動するウェハステージ６２の位置ずれを補償するフィードバック補正量を算出する。
【００４０】
また、ステージ位置算出部２１６は、レーザ測長器２０６によって測定されたステージ位置を受け取る。また、ステージ位置算出部２１６は、ウェハステージ制御部９２からウェハステージ６２の移動速度を示す速度データを受け取る。そして、ステージ位置算出部２１６は、レーザ測長器２０６によって測定されたステージ位置と、ウェハステージ制御部９２が出力するウェハステージ６２の速度データとに基づいて、電子ビームをウェハ６４に照射させる所定のタイミングにおけるウェハステージ６２のステージ位置を算出する。ウェハステージ６２の速度が変動する場合、ステージ位置算出部２１６は、ウェハステージ６２の速度が変更する時間を示す時間データと、時間データに対応づけられた複数の速度データとをウェハステージ制御部９２から受け取り、複数の速度データに基づいてウェハステージ６２にステージ位置を算出してもよい。そして、ステージ位置算出部２１６は、算出したステージ位置を加算部２１２に供給する。
【００４１】
次に、ミラー歪み補正演算部２１８は、ミラー２０８の歪みを示す歪みデータに基づいて、ステージ位置算出部２１６によって算出されたステージ位置を補正する。ミラー歪み補正演算部２１８は、ミラー２０８の位置をミラーの歪みとが対応づけられたミラー歪みマップを有し、当該ミラー歪みマップに基づいて、ウェハステージ６２のステージ位置を補正する。そして、ミラー歪み補正演算部２１８は、補正したウェハステージ６２のステージ位置をアッベ補正演算部２２８に供給する。そして、ピッチング演算部２２０は、ステージ位置算出部２１６によって算出され、ミラー歪み補正演算部２１８によって補正されたウェハステージ６２のステージ位置に基づいて、ウェハステージ６２のピッチング誤差を補償するピッチング補正量を算出する。そして、ピッチング演算部２２０は、算出したピッチング補正量を加算部２１２に供給する。
【００４２】
また、偏向制御部８２は、主偏向器５６によって偏向されてウェハ６４に照射される電子ビームの照射位置座標を定期的にヨーイング演算部に供給する。また、セット信号出力部２２２は、偏向制御部８２から出力される電子ビームの照射位置座標の変化に基づいて、主偏向器５６が偏向動作を行うタイミングに、セット信号を出力する。そして、ヨーイング演算部２２４は、セット信号出力部２２２によって出力されたセット信号を受け取った場合に、ステージ位置算出部２１６によって算出され、ミラー歪み補正演算部２１８によって補正されたステージ位置と、偏向制御部８２から受け取った電子ビームの照射位置座標とに基づいて、ウェハステージ６２のヨーイング誤差を補償するヨーイング補正量を算出する。また、ヨーイング演算部２２４は、セット信号出力部２２２からセット信号が供給されない場合でも、定期的にヨーイング補正量を算出する。そして、ヨーイング演算部２２４は、算出したヨーイング補正量を加算部２１４に供給する。
【００４３】
加算部２１２は、ステージフィードバック補正演算部２１０から受け取ったフィードバック補正量と、ピッチング演算部２２０から受け取ったピッチング補正量とを加算した第１補正データを加算部２１４に供給する。そして、加算部２１４は、加算部２１２から受け取った第１補正データと、ヨーイング演算部２２４から受け取ったヨーイング補正量とを加算した第２補正データを偏向制御部８２に供給する。そして、偏向制御部８２は、加算部２１４から受け取った第２補正データに基づいた偏向データをフィードバックコイル２０４に供給する。そして、フィードバックコイル２０４は、所定のタイミングにおいて、ウェハ６４における所望の位置に電子ビームを照射させるべく、偏向制御部８２から受け取った偏向データに基づいて電子ビームを偏向する。
【００４４】
また、クロック発生部２２６は、第１クロック３００と、第２クロック３０２と、第３クロック３０４を発生する。第３クロック３０４は、第１クロック３００及び第２クロック３０２と比較して、高速であることが好ましい。ステージフィードバック補正演算部２１０、加算部２１２、及び加算部２１４は、高速な第３クロックに基づいて動作する。また、ステージ位置算出部２１６、ミラー歪み補正演算部２１８、及びピッチング演算部２２０は、第１クロック３００に基づいて動作する。また、セット信号出力部２２２及びヨーイング演算部２２４は、第２クロック３０２に基づいて動作する。ピッチング演算部２２０とヨーイング演算部２２４とが、異なる周期を有する第１クロック３００と第２クロック３０２とによって動作することにより、相互に影響を及ぼすことなく、高速にピッチング補正量及びヨーイング補正量を算出することができる。
【００４５】
本実施形態に係る電子ビーム露光装置１００によれば、アッベ補正演算部２２８は、ウェハ６４に電子ビームを照射させるタイミングにおけるウェハステージ６２のステージ位置に基づいて、ピッチング補正量及びヨーイング補正量を含むアッベ補正量を算出するため、ウェハステージ６２の移動速度が高速化された場合においても、算出したアッベ補正量に基づいて、ウェハステージ６２のアッベ誤差量を正確に補正することができる。また、本実施形態に係る電子ビーム露光装置１００によれば、ヨーイング演算部２２４は、主偏向器５６が偏向動作を行うタイミングに出力されるセット信号を受け取った場合に、主偏向器５６によって偏向されてウェハ６４に照射される電子ビームの照射位置座量に基づいてヨーイング補正量を算出するため、主偏向器５６の偏向後のアンプ静定時間が短くなった場合においても、算出したヨーイング補正量に基づいて、ウェハステージ６２のヨーイング誤差量を正確に補正することができる。ひいては、本実施形態に係る電子ビーム露光装置１００によれば、ウェハが載置されるウェハステージのアッベ誤差を補償するアッベ補正量を正確に算出し、算出されたアッベ補正量に基づいて電子ビームの照射位置を補正することにより、ウェハにパターンを精度良く露光する電子ビーム露光装置を提供することができる。
【００４６】
以上、本発明を実施の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、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更また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。
【００４７】
【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、ウェハが載置されるウェハステージのアッベ誤差を補償するアッベ補正量を正確に算出し、算出されたアッベ補正量に基づいて電子ビームの照射位置を補正することにより、ウェハにパターンを精度良く露光する電子ビーム露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子ビーム露光装置１００の構成図である。
【図２】本実施形態に係る統括制御部１３０の構成図である。
【符号の説明】
１０・・・筐体、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ブランキング偏向器、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ブランキング偏向器、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、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、６６・・・第９電子レンズ、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・・・ステージフィードバック補正演算部、２１２・・・加算部、２１４・・・加算部、２１６・・・ステージ位置算出部、２１８・・・ミラー歪み補正演算部、２２０・・・ピッチング演算部、２２２・・・セット信号出力部、２２４・・・ヨーイング演算部、２２６・・・クロック発生部、２２８・・・アッベ補正演算部、３００・・・第１クロック、３０２・・・第２クロック、３０４・・・第３クロック
【図１】
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【図２】
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