(57)【要約】【課題】電子ビームの１ショットでウェハに露光することができるパターンの種類を大幅に増加させることができる電子ビーム露光用マスクを提供する。【解決手段】電子ビームを用いて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、電子ビームの断面形状を成形する電子ビーム露光用マスクであって、電子ビーム露光用マスクにおける電子ビームの断面積と略等しい面積を有する矩形形状の第１ブロック領域に形成され、第１ブロック領域の全体又は一部に電子ビームが照射されることによりウェハに露光されるべきパターン形状の開口である露光用マスクパターンと、第１ブロック領域の近傍に形成され、第１ブロック領域の一部に電子ビームを照射する場合に第１ブロック領域に対する電子ビームの照射位置を測定するための開口である第１測定用パターンとを有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームを用いて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、前記電子ビームの断面形状を成形する電子ビーム露光用マスクであって、
前記電子ビーム露光用マスクにおける前記電子ビームの断面積と略等しい面積を有する矩形形状の第１ブロック領域に形成され、前記第１ブロック領域の全体又は一部に前記電子ビームが照射されることにより前記ウェハに露光されるべきパターン形状の開口である露光用マスクパターンと、
前記第１ブロック領域の近傍に形成され、前記第１ブロック領域の一部に前記電子ビームを照射する場合に前記第１ブロック領域に対する前記電子ビームの照射位置を測定するための開口である第１測定用パターンと
を有する電子ビーム露光用マスク。
【請求項２】
前記第１測定用パターンは、前記第１ブロック領域に隣接する、前記電子ビーム露光用マスクにおける前記電子ビームの断面積と略等しい面積を有する矩形形状の第２ブロック領域に形成される請求項１に記載の電子ビーム露光用マスク。
【請求項３】
前記第１測定用パターンは、長方形状であり、長手方向の長さが前記第１ブロック領域の一辺と略等しい長さで、前記一辺に略平行に形成される請求項１に記載の電子ビーム露光用マスク。
【請求項４】
前記露光用マスクパターンは、前記第１ブロック領域の所定の一辺に沿った第１の方向の一部に前記電子ビームが照射されるべき開口であり、
前記第１測定用パターンは、前記第１ブロック領域に対して前記第１の方向に略垂直な第２の方向に隣接して設けられた第２ブロック領域において、前記第１ブロック領域から最も離れた位置に前記第１の方向に沿って形成される請求項１に記載の電子ビーム露光用マスク。
【請求項５】
前記第１ブロック領域の近傍に形成され、前記第１ブロック領域の一部に前記電子ビームを照射する場合に前記第１ブロック領域に対する前記電子ビームの照射位置を測定するための開口である第２測定用パターンをさらに有し、
前記露光用マスクパターンは、前記第１ブロック領域の所定の一辺に沿った方向である第１の方向、及び前記第１の方向に略垂直な第２の方向の一部に前記電子ビームが照射されるべき開口であり、
前記第１測定用パターンは、前記第１ブロック領域に対して前記第２の方向に隣接して設けられた第２ブロック領域において、前記第１ブロック領域から最も離れた位置に前記第１の方向に沿って形成され、
前記第２測定用パターンは、前記第１ブロック領域に対して前記第１の方向に隣接して設けられた第３ブロック領域において、前記第１ブロック領域から最も離れた位置に前記第２の方向に沿って形成される請求項１に記載の電子ビーム露光用マスク。
【請求項６】
電子ビームを用いて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、
前記電子ビームの断面形状を成形する電子ビーム露光用マスクを備え、
前記電子ビーム露光用マスクは、
前記電子ビーム露光用マスクにおける前記電子ビームの断面積と略等しい面積を有する矩形形状の第１ブロック領域に形成され、前記第１ブロック領域の全体又は一部に前記電子ビームが照射されることにより前記ウェハに露光されるべきパターン形状の開口である露光用マスクパターンと、
前記第１ブロック領域の近傍に形成され、前記第１ブロック領域の一部に前記電子ビームを照射する場合に前記第１ブロック領域に対する前記電子ビームの照射位置を測定するための開口である第１測定用パターンと
を備える電子ビーム露光装置。
【請求項７】
前記電子ビームを偏向し、前記第１測定用パターンの一部に前記電子ビームを照射させて通過させる偏向部と、
前記第１測定用パターンを通過して前記ウェハに照射された前記電子ビームの断面形状を検出することにより、前記第１ブロック領域に対する前記電子ビームの照射位置を測定する照射位置測定部と、
前記照射位置測定部が測定した前記照射位置に基づいて、前記第１ブロック領域の一部に前記電子ビームを照射させる場合の、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制御部と
をさらに備える請求項６に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項８】
前記露光用マスクパターンは、前記第１ブロック領域の所定の一辺に沿った方向である第１の方向の一部に前記電子ビームが照射されるべき開口であり、
前記第１測定用パターンは、前記第１ブロック領域に対して前記第１の方向に略垂直な第２の方向に隣接して設けられた第２ブロック領域に前記第１の方向に沿って形成され、
前記照射位置測定部は、前記第１測定用パターンを通過して前記ウェハに照射された前記電子ビームの断面形状を検出することにより、前記第１ブロック領域に対する前記第１の方向の前記電子ビームの照射位置を測定し、
前記偏向制御部は、前記照射位置測定部が測定した前記照射位置に基づいて、前記第１ブロック領域の一部に前記電子ビームを照射させる場合の、前記偏向部による前記第１の方向の偏向量を制御する請求項７に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項９】
前記露光用マスクパターンは、前記第１ブロック領域の近傍に形成され、前記第１ブロック領域の一部に前記電子ビームを照射する場合に前記第１ブロック領域に対する前記電子ビームの照射位置を測定するための開口である第２測定用パターンをさらに有し、
前記露光用マスクパターンは、前記第１ブロック領域の所定の一辺に沿った方向である第１の方向、及び前記第１の方向に略垂直な第２の方向の一部に前記電子ビームが照射されるべき開口であり、
前記第１測定用パターンは、前記第１ブロック領域に対して前記第２の方向に隣接して設けられた第２ブロック領域に前記第１の方向に沿って形成され、
前記第２測定用パターンは、前記第１ブロック領域に対して前記第１の方向に隣接して設けられた第３ブロック領域に前記第２の方向に沿って形成され、
前記照射位置測定部は、前記第１測定用パターンを通過して前記ウェハに照射された前記電子ビームの断面形状を検出することにより、前記第１ブロック領域に対する前記第１の方向の前記電子ビームの照射位置を測定し、前記第２測定用パターンを通過した前記電子ビームの断面形状を検出することにより、前記第１ブロック領域に対する前記第２の方向の前記電子ビームの照射位置を測定し、
前記偏向制御部は、前記照射位置測定部が測定した前記照射位置に基づいて、前記第１ブロック領域の一部に前記電子ビームを照射させる場合の、前記偏向部による前記第１の方向及び前記第２の方向の偏向量を制御する請求項７に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１０】
電子ビームを用いて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、
前記電子ビーム露光用マスクにおける前記電子ビームの断面積と略等しい面積を有する矩形形状の第１ブロック領域に形成され、前記第１ブロック領域の全体又は一部に前記電子ビームが照射されることにより前記ウェハに露光されるべきパターン形状の開口である露光用マスクパターンと、前記第１ブロック領域の近傍に形成され、前記第１ブロック領域の一部に前記電子ビームを照射する場合に前記第１ブロック領域に対する前記電子ビームの照射位置を測定するための開口である第１測定用パターンとを有する電子ビーム露光用マスクを備える電子ビーム露光装置において、
前記電子ビームを偏向して前記第１測定用パターンの一部を通過させて前記ウェハに照射させる段階と、
前記ウェハに照射された前記電子ビームの断面形状を検出することにより、前記第１ブロック領域に対する前記電子ビームの照射位置を測定する段階と、
測定した前記照射位置に基づいて、前記第１ブロック領域の一部に前記電子ビームを照射させる場合の、前記電子ビームの偏向量を校正する段階と、
校正した前記偏向量に基づいて前記電子ビームを偏向して前記露光用マスクパターンの一部を通過させて前記ウェハに照射させることにより、前記ウェハを露光する段階と
を備える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、電子ビーム露光用マスク、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、ブロック領域の全体又は一部に電子ビームが照射されることによりウェハに露光されるべきパターン形状の開口である露光用マスクパターンを有する電子ビーム露光用マスク、当該電子ビーム露光用マスクを備える電子ビーム露光装置、及び当該電子ビーム露光装置による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には、繰り返し性があるパターンの基本要素となる図形を露光用マスクパターンとして有するマスクを用いて、ウェハ上でパターンを繋ぎ合わせながら露光する部分一括露光がある（例えば、特許文献１及び２参照。）。このような部分一括露光の一種であるブロック露光では、電子ビームを偏向して、例えば３００＊３００μｍのブロック領域に形成されたステンシルパターンに照射し、マスク上に配置された複数個、例えば１００個のステンシルパターンから１つのステンシルパターンを選択する。そして、電子ビームの断面形状を選択したステンシルパターンの形状に成形し、マスクを通過することにより成形された電子ビームを偏向器で偏向して振り戻す。その後、電子ビームの断面形状を一定の縮小率で縮小し、例えば５＊５μｍのウェハ上の領域を転写する。これを繰り返して繋ぎ合わせることによって、ウェハ全体にパターンを露光する。
【０００３】
このようなブロック露光で用いられるマスクは、例えば３００＊３００μｍのブロック領域毎にステンシルパターンが形成されており、ブロック領域間は、電子ビーム非透過部分で分離されている。通常、ブロック露光では、ブロック領域全体を電子ビームで照射し、ブロック領域に形成されたステンシルパターンの全体を１ショットで露光する。そのため、マスクに対する電子ビームの偏向条件と偏向振り戻し条件とをブロック領域毎にブロック領域の個数分用意しておくことにより、マスク上の任意のブロック領域に形成されたステンシルパターンを選択することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−７５７８号公報
【特許文献２】特開平８−８８１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のブロック露光で用いられるマスクは、ステンシルパターンが形成されたブロック領域が１ショットで露光されるので、１ショットで露光できるパターンの種類は、マスク上に形成されたステンシルパターンの種類に限られてしまう。そこで、可変矩形露光によりステンシルパターンと異なるパターンの部分を露光して、柔軟なパターンの露光を実現しているが、可変矩形露光は、露光に要する時間が長いという課題がある。
【０００６】
そこで本発明は、上記の課題を解決することができる電子ビーム露光用マスク、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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の形態によると、電子ビームを用いて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、電子ビームの断面形状を成形する電子ビーム露光用マスクであって、電子ビーム露光用マスクにおける電子ビームの断面積と略等しい面積を有する矩形形状の第１ブロック領域に形成され、第１ブロック領域の全体又は一部に電子ビームが照射されることによりウェハに露光されるべきパターン形状の開口である露光用マスクパターンと、第１ブロック領域の近傍に形成され、第１ブロック領域の一部に電子ビームを照射する場合に第１ブロック領域に対する電子ビームの照射位置を測定するための開口である第１測定用パターンとを有する。
【０００８】
第１測定用パターンは、第１ブロック領域に隣接する、電子ビーム露光用マスクにおける電子ビームの断面積と略等しい面積を有する矩形形状の第２ブロック領域に形成されてもよい。第１測定用パターンは、長方形状であり、長手方向の長さが第１ブロック領域の一辺と略等しい長さで、一辺に略平行に形成されてもよい。
【０００９】
露光用マスクパターンは、第１ブロック領域の所定の一辺に沿った第１の方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口であり、第１測定用パターンは、第１ブロック領域に対して第１の方向に略垂直な第２の方向に隣接して設けられた第２ブロック領域において、第１ブロック領域から最も離れた位置に第１の方向に沿って形成されてもよい。
【００１０】
第１ブロック領域の近傍に形成され、第１ブロック領域の一部に電子ビームを照射する場合に第１ブロック領域に対する電子ビームの照射位置を測定するための開口である第２測定用パターンをさらに有し、露光用マスクパターンは、第１ブロック領域の所定の一辺に沿った方向である第１の方向、及び第１の方向に略垂直な第２の方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口であり、第１測定用パターンは、第１ブロック領域に対して第２の方向に隣接して設けられた第２ブロック領域において、第１ブロック領域から最も離れた位置に第１の方向に沿って形成され、第２測定用パターンは、第１ブロック領域に対して第１の方向に隣接して設けられた第３ブロック領域において、第１ブロック領域から最も離れた位置に第２の方向に沿って形成されてもよい。
【００１１】
本発明の第２の形態によると、電子ビームを用いて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、電子ビームの断面形状を成形する電子ビーム露光用マスクを備え、電子ビーム露光用マスクは、電子ビーム露光用マスクにおける電子ビームの断面積と略等しい面積を有する矩形形状の第１ブロック領域に形成され、第１ブロック領域の全体又は一部に電子ビームが照射されることによりウェハに露光されるべきパターン形状の開口である露光用マスクパターンと、第１ブロック領域の近傍に形成され、第１ブロック領域の一部に電子ビームを照射する場合に第１ブロック領域に対する電子ビームの照射位置を測定するための開口である第１測定用パターンとを備える。
【００１２】
電子ビームを偏向し、第１測定用パターンの一部に電子ビームを照射させて通過させる偏向部と、第１測定用パターンを通過してウェハに照射された電子ビームの断面形状を検出することにより、第１ブロック領域に対する電子ビームの照射位置を測定する照射位置測定部と、照射位置測定部が測定した照射位置に基づいて、第１ブロック領域の一部に電子ビームを照射させる場合の、偏向部による電子ビームの偏向量を制御する偏向制御部とをさらに備えてもよい。
【００１３】
露光用マスクパターンは、第１ブロック領域の所定の一辺に沿った方向である第１の方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口であり、第１測定用パターンは、第１ブロック領域に対して第１の方向に略垂直な第２の方向に隣接して設けられた第２ブロック領域に第１の方向に沿って形成され、照射位置測定部は、第１測定用パターンを通過してウェハに照射された電子ビームの断面形状を検出することにより、第１ブロック領域に対する第１の方向の電子ビームの照射位置を測定し、偏向制御部は、照射位置測定部が測定した照射位置に基づいて、第１ブロック領域の一部に電子ビームを照射させる場合の、偏向部による第１の方向の偏向量を制御してもよい。
【００１４】
露光用マスクパターンは、第１ブロック領域の近傍に形成され、第１ブロック領域の一部に電子ビームを照射する場合に第１ブロック領域に対する電子ビームの照射位置を測定するための開口である第２測定用パターンをさらに有し、露光用マスクパターンは、第１ブロック領域の所定の一辺に沿った方向である第１の方向、及び第１の方向に略垂直な第２の方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口であり、第１測定用パターンは、第１ブロック領域に対して第２の方向に隣接して設けられた第２ブロック領域に第１の方向に沿って形成され、第２測定用パターンは、第１ブロック領域に対して第１の方向に隣接して設けられた第３ブロック領域に第２の方向に沿って形成され、照射位置測定部は、第１測定用パターンを通過してウェハに照射された電子ビームの断面形状を検出することにより、第１ブロック領域に対する第１の方向の電子ビームの照射位置を測定し、第２測定用パターンを通過した電子ビームの断面形状を検出することにより、第１ブロック領域に対する第２の方向の電子ビームの照射位置を測定し、偏向制御部は、照射位置測定部が測定した照射位置に基づいて、第１ブロック領域の一部に電子ビームを照射させる場合の、偏向部による第１の方向及び第２の方向の偏向量を制御してもよい。
【００１５】
本発明の第３の形態によると、電子ビームを用いて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、電子ビーム露光用マスクにおける電子ビームの断面積と略等しい面積を有する矩形形状の第１ブロック領域に形成され、第１ブロック領域の全体又は一部に電子ビームが照射されることによりウェハに露光されるべきパターン形状の開口である露光用マスクパターンと、第１ブロック領域の近傍に形成され、第１ブロック領域の一部に電子ビームを照射する場合に第１ブロック領域に対する電子ビームの照射位置を測定するための開口である第１測定用パターンとを有する電子ビーム露光用マスクを備える電子ビーム露光装置において、電子ビームを偏向して第１測定用パターンの一部を通過させてウェハに照射させる段階と、ウェハに照射された電子ビームの断面形状を検出することにより、第１ブロック領域に対する電子ビームの照射位置を測定する段階と、測定した照射位置に基づいて、第１ブロック領域の一部に電子ビームを照射させる場合の、電子ビームの偏向量を校正する段階と、校正した偏向量に基づいて電子ビームを偏向して露光用マスクパターンの一部を通過させてウェハに照射させることにより、ウェハを露光する段階とを備える。
【００１６】
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また発明となりうる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電子ビームの１ショットでウェハに露光することができるパターンの種類を大幅に増加させることができる電子ビーム露光用マスク、当該電子ビーム露光用マスクを備える電子ビーム露光装置、及び当該電子ビーム露光装置による電子ビーム露光方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、発明の実施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、また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。
【００１９】
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、電子ビームを用いてウェハ６４に所定のパターンを露光するための露光系１５０と、露光系１５０の各構成の動作を制御する制御系１４０とを備える。
【００２０】
露光系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、マスク３０近傍における電子ビームの結像位置を調整するマスク用投影系１１２と、電子ビームのウェハ６４近傍における結像位置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に照射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とを含む電子光学系を備える。
【００２１】
また、露光系１５０は、ウェハ６４に露光すべきパターンがそれぞれ形成された複数のブロック領域を有するマスク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、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、検出した電子量に相当する電気信号を出力する反射電子検出部６０とを備える。なお、マスク３０は、本発明の電子ビームの断面形状を成形する電子ビーム露光用マスクの一例である。
【００２２】
電子ビーム照射系１１０は、電子ビームを発生する電子銃１２と、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て成形する矩形形状の開口が形成された第１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、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。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Ａを一点鎖線で示す。
【００２３】
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マスク偏向器２２及び第２マスク偏向器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とを有する。第１マスク偏向器２２及び第２マスク偏向器２６は、本発明の偏向部の一例である。第１マスク偏向器２２及び第２マスク偏向器２６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ブロック領域であってよい。電子ビームが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、ブロック領域に形成されたパターンと同一の形状になる。第２電子レンズ２０は、第１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。
【００２４】
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。また、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３マスク偏向器３４、第４マスク偏向器３８、主偏向器５６、副偏向器５８、ブランキング電極３６、及びラウンドアパーチャ部４８を有する。
【００２５】
第３電子レンズ２８及び第４電子レンズ３２は、電子ビームのウェハ６４に対する焦点を合わせる。第５電子レンズ４０は、電子ビームがウェハ６４上に所望の向きで照射されるように、電子ビームの回転を調整する。第６電子レンズ４６及び第７電子レンズ５０は、マスク３０に形成されたパターンに対する、ウェハ６４に照射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３マスク偏向器３４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４マスク偏向器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。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。
【００２６】
ラウンドアパーチャ部４８は、円形の開口であるラウンドアパーチャを有する。ラウンドアパーチャ部４８は、ラウンドアパーチャの内側に照射された電子ビームを通過させ、ラウンドアパーチャの外側に照射された電子ビームを遮蔽する。ブランキング電極３６は、電子ビームをラウンドアパーチャの外側に当たるように偏向する。従って、ブランキング電極３６は、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。
【００２７】
制御系１４０は、統括制御部１３０及び個別制御部１２０を備える。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。統括制御部１３０は、本発明の照射位置検出部の一例である。個別制御部１２０は、電子銃制御部８０、マスク偏向系制御部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、ウェハ偏向系制御部８９、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。電子銃制御部８０は、電子銃１２を制御する。マスク偏向系制御部８２は、偏向量を示す偏向データを、第１マスク偏向器２２、第２マスク偏向器２６、第３マスク偏向器３４、及び第４マスク偏向器３８に供給し、第１マスク偏向器２２、第２マスク偏向器２６、第３マスク偏向器３４、及び第４マスク偏向器３８の偏向量を制御する。マスク偏向系制御部８２は、本発明の偏向制御部の一例である。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。
【００２８】
ブランキング電極制御部８６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、ブランキング電極３６を制御して、ラウンドアパーチャ部４８から下流に電子ビームが進行しないように電子ビームを偏向する。これにより、電子ビームがウェハ６４に照射されることを防ぐ。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。ウェハ偏向系制御部８９は、主偏向器５６及び副偏向器５８に供給し、主偏向器５６及び副偏向器５８の偏向量を制御する。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、検出された反射電子の量を示すデジタルデータを出力する。ウェハステージ制御部９２は、ウェハステージ駆動部７０を制御してウェハステージ６２を所定の位置に移動させる。
【００２９】
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上では、所定のパターンが形成された複数の領域を有するマスク３０が載置され、所定の位置に固定されている。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。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、第１スリット部１６の開口を通過した電子ビームがウェハ６４に照射されないように、ブランキング電極制御部８６がブランキング電極３６を制御する。
【００３０】
電子ビーム露光装置１００は、ブロック領域の全体に電子ビームを照射し、ブロック領域に形成されたパターンを一括転写してウェハ６４を露光する場合と、ブロック領域の一部に電子ビームを照射し、ブロック領域に形成されたパターンを部分転写してウェハ６４を露光する場合とがある。そのため、電子ビーム露光装置１００は、第１マスク偏向器２２及び第２マスク偏向器２６による偏向量をブロック領域毎に保持することに加え、部分転写されるパターンが形成されたブロック領域については、第１マスク偏向器２２及び第２マスク偏向器２６による偏向量をブロック領域に対する電子ビームの照射位置毎に保持する必要がある。そこで、電子ビーム露光装置１００は、ウェハ６４を露光する前に、部分転写されるパターンが形成されたブロック領域の近傍に設けられた測定用パターンを用いて、当該ブロック領域に対する電子ビームの照射位置を測定し、当該ブロック領域に形成されたパターンを部分転写する場合の第１マスク偏向器２２及び第２マスク偏向器２６による偏向量を校正する。
【００３１】
そして、電子ビーム露光装置１００は、ウェハ６４の露光準備を行う。マスク用投影系１１２において、第２電子レンズ２０、並びに第１マスク偏向器２２及び第２マスク偏向器２６は、ウェハ６４に転写すべきパターンが形成されたブロック領域に電子ビームを照射するように調整される。焦点調整レンズ系１１４において、第３電子レンズ２８及び第４電子レンズ３２は、ウェハ６４に電子ビームの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、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、並びに第３マスク偏向器３４、第４マスク偏向器３８、主偏向器５６、及び副偏向器５８は、電子ビームがウェハ６４の所望の領域にパターン像を転写するように調整される。
【００３２】
以上の動作で、マスク用投影系１１２、焦点調整レンズ系１１４、及びウェハ用投影系１１６の調整が完了すると、ブランキング電極制御部８６は、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を透過してウェハ６４に照射される。電子銃１２が電子ビームを発生し、第１電子レンズ１４が電子ビームの焦点位置を調整し、第１スリット部１６が電子ビームを矩形に成形する。そして、第１マスク偏向器２２が第１スリット部１６で矩形に成形された電子ビームを、ウェハ６４に転写すべきパターンが形成されたマスク３０のブロック領域の全体又は一部に照射するように偏向する。そして、第２マスク偏向器２６は、電子ビームを、光軸Ａと略平行になるように偏向する。また、第２電子レンズ２０は、電子ビームの焦点を調節して、第１スリット部１６で成形された矩形の形状がマスク３０上の所定の領域に結像するように制御される。
【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３マスク偏向器３４により光軸Ａに近づく方向に偏向され、第４マスク偏向器３８により、光軸Ａと略平行になるように偏向される。また、第３電子レンズ２８及び第４電子レンズ３２は、マスク３０で成形されたパターン像がウェハ６４の表面に結像するように調整される。第５電子レンズ４０は、パターン像の向きがウェハ６４において所望の向きとなるように調整される。第６電子レンズ４６及び第７電子レンズ５０は、パターン像の縮小率が所望の値となるように調整される。主偏向器５６及び副偏向器５８は、電子ビームをウェハ６４上の所定のショット領域に照射するように偏向する。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、第８電子レンズ５２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上の所望のショット領域に、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は、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３６に電子ビームを偏向させる。そして、次のショット領域に、マスク３０に形成された所望のパターンを露光するために、マスク偏向系制御部８２、マスクステージ制御部８４、電子レンズ制御部８８、及びウェハステージ制御部９２を制御して、マスク用投影系１１２、焦点調整レンズ系１１４、ウェハ用投影系１１６、マスクステージ駆動部６８、及びウェハステージ駆動部７０を調整する。具体的な動作は、上述の各構成の動作と同様なので省略する。電子ビーム露光装置１００は、以上の露光処理を、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。
【００３５】
本実施形態に係る電子ビーム露光装置１００によれば、マスク３０のブロック領域に形成されたパターンを部分転写して露光できるので、１ショットでウェハ６４に露光できるパターンの種類を大幅に増加させることができる。さらに、部分転写されるパターンが形成されたブロック領域の近傍に設けられた測定用パターンを用いて、当該ブロック領域に対する電子ビームの照射位置を局所的且つ高精度に校正することができる。したがって、数多くのパターンを１ショットで、かつ精度よく露光することができる。
【００３６】
図２は、本実施形態に係るマスク３０の構成の一例を示す。図２（ａ）は、ブロック領域２００及び可変矩形領域２０２の配置の一例を示す。図２（ｂ）は、ブロック領域２００の構成の一例を示す。図２（ｃ）は、ブロック領域２００におけるマスク３０のＡＡ断面の一例を示す。
【００３７】
図２（ａ）に示すように、マスク３０は、複数のブロック領域２００、及び複数の可変矩形領域２０２を有する。なお、図２（ａ）において、第１マスク偏向器２２及び第２マスク偏向器２６で電子ビームを偏向することによって、マスク３０において照射可能な範囲２０４を破線で示す。また、複数のブロック領域２００には、ブロック領域２００のそれぞれを識別する０から９９までの番号が割り振られている。
【００３８】
ブロック領域２００は、マスク３０における電子ビームの断面積と略等しい面積を有する矩形形状の領域である。ブロック領域２００は、例えば３００＊３００μｍの大きさである。複数のブロック領域２００のうちの一部分のブロック領域には、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、当該ブロック領域の全体又は一部に電子ビームが照射されることによりウェハ６４に露光されるべきパターン形状の開口である露光用マスクパターン２０６が形成されている。露光用マスクパターン２０６は、いわゆるステンシルパターンである。露光用マスクパターン２０６を囲む部分は、電子ビームを透過させない薄膜のメンブレン２０８である。電子ビームは、露光用マスクパターン２０６を通過することにより、断面形状が露光用マスクパターン２０６の形状に成形される。
【００３９】
また、露光用マスクパターン２０６が形成されたブロック領域の近傍に形成された、複数のブロック領域２００のうちの他の部分のブロック領域には、露光用マスクパターン２０６が形成されたブロック領域の一部に電子ビームを照射される場合に、露光用マスクパターン２０６が形成されたブロック領域に対する電子ビームの照射位置を測定するための開口である測定用パターンが形成されている。
【００４０】
可変矩形領域２０２は、マスク３０における電子ビームの断面積と略等しい面積を有する矩形形状の領域である。可変矩形領域２０２には、矩形形状の開口が形成されている。可変矩形領域２０２に形成された矩形形状の開口を用いて、当該可変矩形領域２０２に対する電子ビームの照射位置、即ち偏向条件を決定する。また、複数の可変矩形領域２０２のうちの１つの可変矩形領域２０２に形成された矩形形状の開口を用いて、第１スリット部１６で矩形形状に成形された電子ビームから可変矩形ビームを形成してウェハ６４を露光する。
【００４１】
なお、可変矩形領域２０２に形成された矩形形状の開口は、可変矩形領域２０２に対する電子ビームの照射位置の変化と、矩形形状の開口を通過する電子ビームの断面積の変化とが比例関係にあるような形状であるが、ブロック領域２００に形成された露光用マスクパターン２０６は、ブロック領域２００に対する電子ビームの照射位置の変化と、露光用マスクパターンを通過する電子ビームの断面積の変化とが比例関係にないような形状である。
【００４２】
図３は、本実施形態に係るブロック領域２００に対する電子ビームの照射位置の三態様を示す。図３（ａ）は、ブロック領域２００に対して、ブロック領域２００の所定の一辺に沿った第１の方向であるｘ方向の一次元方向に電子ビームの照射位置を変化させる場合を示す。図３（ｂ）は、ブロック領域２００に対して、第１の方向に略垂直な第２の方向であるｙ方向の一次元方向に電子ビームの照射位置を変化させる場合を示す。図３（ｃ）は、ブロック領域２００に対して、ｘ方向及びｙ方向の二次元方向に電子ビームの照射位置を変化させる場合を示す。
【００４３】
図３（ａ）の例においては、ブロック領域２００に対して、電子ビームの基準照射位置３００を基準に、偏向データ（ｓｘ、ｓｙ０）で指定される部分照射位置３０２に電子ビームが偏向される。図３（ｂ）の例においては、ブロック領域２００に対して、電子ビームの基準照射位置３００を基準に、偏向データ（ｓｙ０、ｓｘ）で指定される部分照射位置３０２に電子ビームが偏向される。図３（ｃ）の例においては、ブロック領域２００に対して、電子ビームの基準照射位置３００を基準に、偏向データ（ｓｘ、ｓｙ）で指定される部分照射位置３０２に電子ビームが偏向される。
【００４４】
ｓｘは、ブロック領域２００にｘ方向の一部に電子ビームを照射させる場合の偏向データであり、ｓｙは、ブロック領域２００のｙ方向の一部に電子ビームを照射させる場合の偏向データである。また、ｓｘ０及びｓｙ０は、一定値であり、ｘ方向又はｙ方向におけるブロック領域２００の全体を１ショットで照射する場合の偏向データである。ｓｘ及びｓｙは、マスク３０に対する照射位置を規定する偏向データであり、マスク３０全体に対してブロック領域２００を選択する場合の偏向条件及び偏向振り戻し条件とは異なるので、マスク３０の上流側に配置された第１マスク偏向器２２及び第２マスク偏向器２６に供給され、マスク３０の下流側に配置された第３マスク偏向器３４及び第４マスク偏向器３８には供給されない。
【００４５】
図４は、本実施形態に係るブロック領域２００の配置の第１の例を示す。図４（ａ）には、露光用マスクパターン２０６ａが形成されたブロック領域２００ａと、ブロック領域２００ａの−ｙ方向に隣接して設けられ、測定用パターン４００ａが形成されたブロック領域２００ｂとを示す。図４（ｂ）には、露光用マスクパターン２０６ａが形成されたブロック領域２００ａと、ブロック領域２００ａのｙ方向に隣接して設けられ、測定用パターン４００ｂが形成されたブロック領域２００ｃとを示す。
【００４６】
図４（ａ）に示す露光用マスクパターン２０６ａは、ブロック領域２００ａにおけるｘ方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口である。測定用パターン４００ａは、狭い幅のスリット状、例えば長方形状であり、長手方向の長さがブロック領域２００ａのｘ方向の一辺と略等しい長さで、ブロック領域２００ａのｘ方向の一辺に略平行に形成される。また、露光用マスクパターン２０６ａが、ブロック領域２００ａにおけるｙ方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口でもある場合には、測定用パターン４００ａは、ブロック領域２００ｂにおいて、ブロック領域２００ａから最も離れた位置にｘ方向に沿って形成されることが好ましい。これによって、電子ビームの照射範囲がブロック領域２００ｂに重なる場合であっても、ブロック領域２００ｂにおける電子ビームの照射範囲に開口が存在しないので、露光用マスクパターン２０６ａの一部を用いて、電子ビームを所望の断面形状に成形することができる。なお、測定用パターン４００ａは、ブロック領域２００ｂにおいて、ブロック領域２００ａに形成された露光用マスクパターン２０６のブロック領域２００ｂに最も近い部分から、マスク３０における電子ビームの照射範囲以上離れた位置に形成されてもよい。
【００４７】
図４（ｂ）に示す露光用マスクパターン２０６ａは、ブロック領域２００ｃにおけるｘ方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口である。測定用パターン４００ｂは、狭い幅のスリット状、例えば長方形状であり、長手方向の長さがブロック領域２００ａのｘ方向の一辺と略等しい長さで、ブロック領域２００ａのｘ方向の一辺に略平行に形成される。また、露光用マスクパターン２０６ａが、ブロック領域２００ａにおけるｙ方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口でもある場合であっても、電子ビームの照射範囲がブロック領域２００ｃに重ならない場合、即ち電子ビームの照射範囲がブロック領域２００ａに対してブロック領域２００ｃに対向するブロック領域に重なる場合には、測定用パターン４００ａは、ブロック領域２００ｂにおいて、ブロック領域２００ａから最も近い位置にｘ方向に沿って形成されることが好ましい。測定用パターン４００ｂがブロック領域２００ａに近いことによって、ブロック領域２００ａに対する電子ビームの照射位置を正確に検出することができる。
【００４８】
なお、ブロック領域２００ａ、ブロック領域２００ｂ、又はブロック領域２００ｃにおけるｘ方向の一部に電子ビームを照射する場合には、ブロック領域２００ａ、ブロック領域２００ｂ、又はブロック領域２００ｃの−ｘ方向に隣接するブロック領域に電子ビームが照射される。そのため、ブロック領域２００ａ、ブロック領域２００ｂ、及びブロック領域２００ｃの−ｘ方向に隣接するブロック領域には、露光用マスクパターンを配置することができない。
【００４９】
図５は、本実施形態に係るブロック領域２００の配置の第２の例を示す。図５（ａ）には、露光用マスクパターン２０６ａが形成されたブロック領域２００ａと、ブロック領域２００ａの−ｘ方向に隣接して設けられ、測定用パターン５００ａが形成されたブロック領域２００ｄとを示す。図５（ｂ）には、露光用マスクパターン２０６ａが形成されたブロック領域２００ａと、ブロック領域２００ａのｘ方向に隣接して設けられ、測定用パターン５００ｂが形成されたブロック領域２００ｅとを示す。
【００５０】
図５（ａ）に示す露光用マスクパターン２０６ａは、ブロック領域２００ａにおけるｙ方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口である。測定用パターン５００ａは、狭い幅のスリット状、例えば長方形状であり、長手方向の長さがブロック領域２００ａのｙ方向の一辺と略等しい長さで、ブロック領域２００ａのｙ方向の一辺に略平行に形成される。また、露光用マスクパターン２０６ａが、ブロック領域２００ａにおけるｘ方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口でもある場合には、測定用パターン５００ａは、ブロック領域２００ｄにおいて、ブロック領域２００ａから最も離れた位置にｙ方向に沿って形成されることが好ましい。これによって、電子ビームの照射範囲がブロック領域２００ｄに重なる場合であっても、ブロック領域２００ｄにおける電子ビームの照射範囲に開口が存在しないので、露光用マスクパターン２０６ａの一部を用いて、電子ビームを所望の断面形状に成形することができる。なお、測定用パターン５００ａは、ブロック領域２００ｄにおいて、ブロック領域２００ａに形成された露光用マスクパターン２０６ａのブロック領域２００ｄに最も近い部分から、マスク３０における電子ビームの照射範囲以上離れた位置に形成されてもよい。
【００５１】
図５（ｂ）に示す露光用マスクパターン２０６ａは、ブロック領域２００ｅにおけるｙ方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口である。測定用パターン５００ｂは、狭い幅のスリット状、例えば長方形状であり、長手方向の長さがブロック領域２００ａのｙ方向の一辺と略等しい長さで、ブロック領域２００ａのｙ方向の一辺に略平行に形成される。また、露光用マスクパターン２０６ａが、ブロック領域２００ａにおけるｘ方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口でもある場合であっても、電子ビームの照射範囲がブロック領域２００ｅに重ならない場合、即ち電子ビームの照射範囲がブロック領域２００ａに対してブロック領域２００ｅに対向するブロック領域に重なる場合には、測定用パターン５００ａは、ブロック領域２００ｅにおいて、ブロック領域２００ａから最も近い位置にｙ方向に沿って形成されることが好ましい。測定用パターン５００ｂがブロック領域２００ａに近いことによって、ブロック領域２００ａに対する電子ビームの照射位置を正確に検出することができる。
【００５２】
なお、ブロック領域２００ａ、ブロック領域２００ｄ、又はブロック領域２００ｅにおけるｙ方向の一部に電子ビームを照射する場合には、ブロック領域２００ａ、ブロック領域２００ｄ、又はブロック領域２００ｅの−ｙ方向に隣接するブロック領域に電子ビームが照射される。そのため、ブロック領域２００ａ、ブロック領域２００ｄ、及びブロック領域２００ｅの−ｙ方向に隣接するブロック領域には、露光用マスクパターンを配置することができない。
【００５３】
図６は、本実施形態に係るブロック領域２００の配置の第３の例を示す。図６には、露光用マスクパターン２０６ａが形成されたブロック領域２００ａと、ブロック領域２００ａの−ｙ方向に隣接して設けられ、測定用パターン４００ａが形成されたブロック領域２００ｂと、ブロック領域２００ａの−ｘ方向に隣接して設けられ、測定用パターン５００ａが形成されたブロック領域２００ｄとを示す。
【００５４】
図６に示す露光用マスクパターン２０６ａは、ブロック領域２００ａにおけるｘ方向及びｙ方向の一部に電子ビームが照射されるべき開口である。測定用パターン４００ａは、狭い幅のスリット状、例えば長方形状であり、長手方向の長さがブロック領域２００ａのｘ方向の一辺と略等しい長さで、ブロック領域２００ａのｘ方向の一辺に略平行に形成される。また、測定用パターン５００ａは、狭い幅のスリット状、例えば長方形状であり、長手方向の長さがブロック領域２００ａのｙ方向の一辺と略等しい長さで、ブロック領域２００ａのｙ方向の一辺に略平行に形成される。
【００５５】
さらに、測定用パターン４００ａは、ブロック領域２００ｂにおいて、ブロック領域２００ａから最も離れた位置にｘ方向に沿って形成されることが好ましい。また、測定用パターン５００ａは、ブロック領域２００ｄにおいて、ブロック領域２００ａから最も離れた位置にｙ方向に沿って形成されることが好ましい。これによって、電子ビームの照射範囲がブロック領域２００ｂ又は２００ｄに重なる場合であっても、ブロック領域２００ｂ又はｄにおける電子ビームの照射範囲に開口が存在しないので、露光用マスクパターン２０６ａの一部を用いて、電子ビームを所望の断面形状に成形することができる。なお、測定用パターン４００ａ及び５００ａは、ブロック領域２００ａ又は２００ｄにおいて、ブロック領域２００ａに形成された露光用マスクパターン２０６ａのブロック領域２００ｂ又はｄに最も近い部分から、マスク３０における電子ビームの照射範囲以上離れた位置に形成されてもよい。
【００５６】
以上のように、露光用マスクパターン２０６ａが形成されたブロック領域２００ａ、測定用パターン４００ａが形成されたブロック領域２００ｂ、及び測定用パターン５００ａが形成されたブロック領域２００ｄを配置することによって、露光用マスクパターンが配置できなくなる領域を最小限に抑えることができる。また、ブロック領域２００ａに電子ビームを照射させる場合と、ブロック領域２００ａに隣接するブロック領域２００ｂ又は２００ｄに電子ビームを照射させる場合では、偏向データに基づく第１マスク偏向器２２及び第２マスク偏向器２６よる実際の偏向量が略一致するので、測定用パターン４００ａ又は５００ａを用いてブロック領域２００ａの一部に電子ビームを照射する場合の偏向条件を求めることにより、十分に精度の高い偏向条件を求めることができる。
【００５７】
図７は、本実施形態に係るマスク偏向系制御部８２の構成の一例を示す。マスク偏向系制御部８２は、第１部分照射偏向データ演算部７００、第１全体照射偏向データ演算部７０２、第２部分照射偏向データ演算部７０４、第２全体照射偏向データ演算部７０６、第３全体照射偏向データ演算部７０８、第４全体照射偏向データ演算部７１０、第１加算器７１２、及び第２加算器７１４を有する。
【００５８】
マスク偏向系制御部８２は、統括制御部１３０から部分照射偏向データ（ｓｘ、ｓｙ）及び全体照射偏向データ（Ｍｘ、Ｍｙ）を受け取る。ここで、部分照射偏向データとは、複数のブロック領域２００のそれぞれに対して、ブロック領域２００における電子ビームの照射位置毎に定められた、ブロック領域２００における電子ビームの照射位置を定める偏向データである。また、全体照射偏向データとは、複数のブロック領域２００毎に定められた、露光に用いられるブロック領域２００を定める偏向データである。
【００５９】
第１部分照射偏向データ演算部７００は、統括制御部１３０から供給された部分照射偏向データ（ｓｘ、ｓｙ）を、部分照射偏向能率定数（Ａ１、Ｂ１）を用いて演算処理し、デジタル信号の部分照射偏向出力（ｓｘ＊Ａ１＋ｓｙ＊Ｂ１）を出力する。また、第１全体照射偏向データ演算部７０２は、統括制御部１３０から供給された全体照射偏向データ（Ｍｘ、Ｍｙ）を、全体照射偏向能率定数（Ｃ１、Ｄ１）を用いて演算処理し、デジタル信号の全体照射偏向出力（Ｍｘ＊Ｃ１＋Ｍｙ＊Ｄ１）を出力する。そして、第１加算器７１２は、第１部分照射偏向データ演算部７００が出力した部分照射偏向出力と、第１全体照射偏向データ演算部７０２が出力した全体照射偏向出力とを加算して出力する。そして、第１ＤＡＣ／ＡＭＰ部７１６は、第１加算器７１２の出力をアナログ信号に変換して増幅し、第１マスク偏向器２２に電力を供給する。
【００６０】
第２部分照射偏向データ演算部７０４は、統括制御部１３０から供給された部分照射偏向データ（ｓｘ、ｓｙ）を、部分照射偏向能率定数（Ａ２、Ｂ２）を用いて演算処理し、デジタル信号の部分照射偏向出力（ｓｘ＊Ａ２＋ｓｙ＊Ｂ２）を出力する。また、第２全体照射偏向データ演算部７０６は、統括制御部１３０から供給された全体照射偏向データ（Ｍｘ、Ｍｙ）を、全体照射偏向能率定数（Ｃ２、Ｄ２）を用いて演算処理し、デジタル信号の全体照射偏向出力（Ｍｘ＊Ｃ２＋Ｍｙ＊Ｄ２）を出力する。そして、第２加算器７１４は、第２部分照射偏向データ演算部７０４が出力した部分照射偏向出力と、第２全体照射偏向データ演算部７０６が出力した全体照射偏向出力とを加算して出力する。そして、第２ＤＡＣ／ＡＭＰ部７１８は、第２加算器７１４の出力をアナログ信号に変換して増幅し、第２マスク偏向器２６に電力を供給する。
【００６１】
第１マスク偏向器２２は、第１ＤＡＣ／ＡＭＰ部７１６から供給された電力に基づいて電子ビームを光軸Ａと異なる方向に偏向し、また、第２マスク偏向器２６は、第２ＤＡＣ／ＡＭＰ部７１８から供給された電力に基づいて電子ビームが光軸Ａと略平行になるように偏向する。そして、第１マスク偏向器２２及び第２マスク偏向器２６は、露光用マスクパターン２０６の全体若しくは一部、又は測定用パターン４００の一部に電子ビームを照射させて通過させる。
【００６２】
第３全体照射偏向データ演算部７０８は、統括制御部１３０から供給された全体照射偏向データ（Ｍｘ、Ｍｙ）を、全体照射偏向能率定数（Ｃ３、Ｄ３）を用いて演算処理し、デジタル信号の全体照射偏向出力（Ｍｘ＊Ｃ３＋Ｍｙ＊Ｄ３）を出力する。そして、第３ＤＡＣ／ＡＭＰ部７２０は、第３全体照射偏向データ演算部７０８が出力した全体照射偏向出力をアナログ信号に変換して増幅し、第３マスク偏向器３４に電力を供給する。
【００６３】
第４全体照射偏向データ演算部７１０は、統括制御部１３０から供給された全体照射偏向データ（Ｍｘ、Ｍｙ）を、全体照射偏向能率定数（Ｃ４、Ｄ４）を用いて演算処理し、デジタル信号の全体照射偏向出力（Ｍｘ＊Ｃ４＋Ｍｙ＊Ｄ４）を出力する。そして、第４ＤＡＣ／ＡＭＰ部７２２は、第４全体照射偏向データ演算部７１０が出力した全体照射偏向出力をアナログ信号に変換して増幅し、第４マスク偏向器３８に電力を供給する。
【００６４】
第３マスク偏向器３４は、第３ＤＡＣ／ＡＭＰ部７２０から供給された電力に基づいて電子ビームを光軸Ａの方向に偏向して振り戻し、また、第４マスク偏向器３８は、第４ＤＡＣ／ＡＭＰ部７２２から供給された電力に基づいて電子ビームが光軸Ａと略平行になるように偏向する。
【００６５】
以上のように、複数のブロック領域２００毎に定められた全体照射偏向データに加え、ブロック領域２００における電子ビームの照射位置毎に定められた部分照射偏向データに基づいて、第１マスク偏向器２２及び第２マスク偏向器２６による電子ビームの偏向量を制御することによって、ブロック領域２００の一部に電子ビームを正確に照射させることができるので、露光用マスクパターン２０６の一部を用いた所望のパターンをウェハ６４に露光することができる。
【００６６】
図８は、本実施形態に係る電子ビーム露光装置１００による電子ビーム露光方法のフローの一例を示す。本実施形態に係る電子ビーム露光方法は、露光データを解析する露光データ解析段階（Ｓ８００）と、電子ビームを偏向して測定用パターン４００ａの一部を通過させてウェハ６４に照射させる測定用パターン照射段階（Ｓ８０２）と、ウェハ６４に照射された電子ビームの断面形状を検出することにより、ブロック領域２００ａに対する電子ビームの照射位置を測定する照射位置測定段階（Ｓ８０４）と、測定した照射位置に基づいて、ブロック領域２００ａの一部に電子ビームを照射させる場合の、電子ビームの偏向量を校正する偏向量校正段階（Ｓ８０６）と、校正した偏向量に基づいて電子ビームを偏向して露光用マスクパターン２０６ａの一部を通過させてウェハ６４に照射させることにより、ウェハ６４を露光する露光段階（Ｓ８０８）とを備える。
【００６７】
露光データ解析段階（Ｓ８００）において、統括制御部１３０は、ウェハ６４を露光するための露光データを解析し、第１マスク偏向器２２及び第２マスク偏向器２６に供給する供給する偏向データに部分照射偏向データが含まれるか否かを判断する。そして、統括制御部１３０は、部分照射偏向データが含まれる場合には、当該部分照射偏向データに基づいて照射される露光用マスクパターン２０６ａが形成されたブロック領域２００ａのマスク３０における位置、及びブロック領域２００ａのｘ方向の一部に電子ビームを照射することを示す部分照射露光データか、ｙ方向の一部に電子ビームを照射することを示す部分照射露光データか、又はブロック領域２００ａのｘ方向及びｙ方向の一部に電子ビームを照射することを示す部分照射露光データかを判断する。
【００６８】
測定用パターン照射段階（Ｓ８０２）において、第１マスク偏向器２２及び第２マスク偏向器２６は、部分照射偏向データｓｘに基づいて電子ビームを偏向し、測定用パターン４００ａの一部に電子ビームを照射させて通過させる。そして、測定用パターン４００ａを通過した電子ビームをウェハ６４に照射させる。また、第１マスク偏向器２２及び第２マスク偏向器２６は、部分照射偏向データｓｙに基づいて電子ビームを偏向し、測定用パターン５００ａの一部に電子ビームを照射させて通過させる。そして、測定用パターン５００ａを通過した電子ビームをウェハ６４に照射させる。
【００６９】
照射位置測定段階（Ｓ８０４）において、主偏向器５６は、測定用パターン４００ａ及び５００ａのそれぞれを通過した電子ビームを偏向し、ウェハ６４又はウェハステージ６２上に設けられたマーク、例えばタングステン等の金属で形成された微細なラインパターンを走査する。そして、反射電子検出部６０は、ウェハ６４又はウェハステージ６２上に設けられたマークからの反射電子を検出し、反射電子処理部９０は、反射電子検出部６０が検出した反射電子の分布に基づいて、測定用パターン４００ａ及び５００ａをそれぞれ通過してウェハ６４に照射された電子ビームの断面形状、例えば長手方向の長さを検出する。そして、統括制御部１３０は、反射電子処理部９０が検出した電子ビームの断面形状に基づいて、ブロック領域２００ａに対する電子ビームの照射位置を測定する。そして、マスク偏向系制御部８２は、統括制御部１３０が測定した電子ビームの照射位置に基づいて、ブロック領域２００ａの一部に電子ビームを照射させる場合の、第１マスク偏向器２２及び第２マスク偏向器２６の偏向量を制御する。
【００７０】
具体的には、第１マスク偏向器２２の偏向能率定数を（Ａ１、Ｂ１）とし、第２マスク偏向器２６の偏向能率定数を（Ａ２、Ｂ２）として、第１マスク偏向器２２及び第２マスク偏向器２６が部分照射偏向データ（ｓｘ、ｓｙ）に基づいて電子ビームを偏向して測定用パターン４００ａ及び５００ａをそれぞれ通過させてウェハ６４に照射させる。そして、反射電子処理部９０が、測定用パターン４００ａを通過した電子ビームの長手方向の長さがＬｘであることを測定し、測定用パターン５００ａを通過した電子ビームの長手方向の長さがＬｙであることを測定したとする。この場合、統括制御部１３０は、反射電子処理部９０が測定した電子ビームの長手方向の長さ（Ｌｘ、Ｌｙ）に基づいて、ウェハ６４における電子ビームの長手方向の長さが理想的な長さになるような、第１マスク偏向器２２の偏向能率定数（Ａ１’、Ｂ１’）及び第２マスク偏向器２６の偏向能率定数（Ａ２’、Ｂ２’）を算出する。そして、統括制御部１３０は、新たに算出された偏向能率定数を第１マスク偏向器２２及び第２マスク偏向器２６に設定する。
【００７１】
偏向量校正段階（Ｓ８０６）において、マスク偏向系制御部８２は、統括制御部１３０がブロック領域２００ａに対する電子ビームの照射位置に基づいて算出した第１マスク偏向器２２の偏向能率定数（Ａ１’、Ｂ１’）及び第２マスク偏向器２６の偏向能率定数（Ａ２’、Ｂ２’）に基づいて、ブロック領域２００ａの一部に電子ビームを照射させる場合の、第１マスク偏向器２２及び第２マスク偏向器２６によるｘ方向及びｙ方向の偏向量を制御する。
【００７２】
露光段階（Ｓ８０８）において、第１マスク偏向器２２は、偏向能率定数（Ａ１’、Ｂ１’）を用いて校正された偏向量に基づいて電子ビームを偏向し、また、第２マスク偏向器２６は、偏向能率定数（Ａ２’、Ｂ２’）を用いて校正された偏向量に基づいて電子ビームを偏向する。そして、第１マスク偏向器２２及び第２マスク偏向器２６が電子ビームを偏向し、露光用マスクパターン２０６ａの一部を通過させてウェハ６４に電子ビームを照射させることにより、ウェハ６４に露光用マスクパターン２０６ａの一部を用いたパターンを露光する。
【００７３】
本実施形態に係る電子ビーム露光方法によれば、露光すべき露光用マスクパターン２０６ａが形成されたブロック領域２００ａの近傍に設けられた測定用パターン４００ａ及び５００ａを用いて第１マスク偏向器２２及び第２マスク偏向器２６に設定する偏向能率定数を決定することによって、ブロック領域２００ａの一部に対して電子ビームを精度よく照射することができる。そのため、露光用マスクパターン２０６ａの一部を用いたパターンを高い精度で露光することができる。したがって、マスク３０に形成されたブロック領域２００の数、即ち露光用マスクパターン２０６の数に対して、電子ビームの１ショットでウェハ６４に露光することができるパターンの種類を大幅に増加させることができる。
【００７４】
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、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。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【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】マスク３０の構成の一例を示す図である。
【図３】ブロック領域２００に対する電子ビームの照射位置を示す図である。
【図４】ブロック領域２００の配置の第１の例を示す図である。
【図５】ブロック領域２００の配置の第２の例を示す図である。
【図６】ブロック領域２００の配置の第３の例を示す図である。
【図７】マスク偏向系制御部８２の構成の一例を示す図である。
【図８】電子ビーム露光方法のフローの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０    筐体
１２    電子銃
１４    第１電子レンズ
１６    第１スリット部
２０    第２電子レンズ
２２    第１マスク偏向器
２６    第２マスク偏向器
２８    第３電子レンズ
３０    マスク
３２    第４電子レンズ
３４    第３マスク偏向器
３６    ブランキング電極
３８    第４マスク偏向器
４０    第５電子レンズ
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    反射電子検出部
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
８０    電子銃制御部
８２    マスク偏向系制御部
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
８９    ウェハ偏向系制御部
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  露光系
２００  ブロック領域
２０２  可変矩形領域
２０４  照射可能範囲
２０６  露光用マスクパターン
２０８  メンブレン
３００  基準照射位置
３０２  部分照射位置
４００  測定用パターン
５００  測定用パターン
７００  第１部分照射偏向データ演算部
７０２  第１全体照射偏向データ演算部
７０４  第２部分照射偏向データ演算部
７０６  第２全体照射偏向データ演算部
７０８  第３全体照射偏向データ演算部
７１０  第４全体照射偏向データ演算部
７１２  第１加算器
７１４  第２加算器
７１６  第１ＤＡＣ／ＡＭＰ部
７１８  第２ＤＡＣ／ＡＭＰ部
７２０  第３ＤＡＣ／ＡＭＰ部
７２２  第４ＤＡＣ／ＡＭＰ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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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