(57)【要約】【課題】  試料の温度変化による伸縮により生じる転写倍率誤差を補正す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。【解決手段】  電子ビーム露光装置１を、試料４０の温度を測定する試料測温部６１と、試料測温部６１の出力信号に基づき、マスク３０のマスクパターンから試料４０への転写倍率を決定する転写倍率決定部６６と、電子ビーム１５のマスク上照射位置と、試料４０及びマスク３０の間隔とに基づいて、マスクパターンが、決定された転写倍率で試料４０に転写されるように電子ビーム１５の入射角度を制御する偏向器５１、５２とを備えて構成する。【選択図】      図５
2005203556.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、試料表面に露光するパターンに応じたマスクパターンを備えるマスクと、前記電子ビームが前記マスク上を走査するように前記電子ビームを偏向する走査手段とを備え、前記電子ビームを前記マスク上で走査し、前記マスクを通過した前記電子ビームで、前記試料表面に前記マスクパターンを転写する電子ビーム露光装置であって、
前記試料の温度を測定する試料測温部と、
前記試料測温部の出力信号に基づき、前記マスクパターンの前記試料への転写倍率を決定する転写倍率決定部と、
前記電子ビームの前記マスク上照射位置と、前記試料及び前記マスクの間隔と、に基づいて、前記マスクパターンが、決定された前記転写倍率で前記試料上に転写されるように前記電子ビームの入射角度を制御する偏向器と、
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】
前記試料測温部の出力信号に基づき、前記試料の伸縮率を決定する試料伸縮率決定部を備え、
前記転写倍率決定部は、決定された前記試料の伸縮率に基づき、前記転写倍率を決定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】
前記マスクの温度を測定するマスク測温部を備え、
前記転写倍率決定部は、前記試料測温部と前記マスク測温部との出力信号に基づき、前記転写倍率を決定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】
前記試料測温部の出力信号に基づき、前記試料の伸縮率を決定する試料伸縮率決定部と、
前記マスク測温部の出力信号に基づき、前記マスクの伸縮率を決定するマスク伸縮率決定部を備え、
前記転写倍率決定部は、決定された前記試料及び前記マスクの伸縮率の比に基づき、前記転写倍率を決定することを特徴とする請求項３に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項５】
前記マスクと前記試料とは同じ熱膨張係数を有する材料からなり、
前記転写倍率決定部は、測定された前記試料と前記マスクとの温度の比に基づき、前記転写倍率を決定することを特徴とする請求項３に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項６】
電子ビームを発生する電子ビーム源と、試料表面に露光するパターンに応じたマスクパターンを備えるマスクと、前記電子ビームが前記マスク上を走査するように前記電子ビームを偏向する走査手段とを備える電子光学カラムと、
前記試料を載置して移動するステージを収納し、前記電子光学カラムと接続する真空試料室と、を備え、
前記電子ビームを前記マスク上で走査し、前記マスクを通過した前記電子ビームで、前記試料表面に前記マスクパターンを転写する電子ビーム露光装置であって、
前記試料を載置して前記真空試料室内に搬送されるパレットの温度を測定するパレット温度センサと、
前記パレット温度センサの出力信号に基づき、前記マスクパターンの前記試料への転写倍率を決定する転写倍率決定部と、
前記電子ビームの前記マスク上照射位置と、前記試料及び前記マスクの間隔と、に基づいて、前記マスクパターンが、決定された前記転写倍率で前記試料上に転写されるように前記電子ビームの入射角度を制御する偏向器と、
を備えることを特徴とする電子ビーム露光装置。
【請求項７】
前記パレット温度センサの出力信号に基づき、前記試料の伸縮率を決定する試料伸縮率決定部を備え、
前記転写倍率決定部は、決定された前記試料の伸縮率に基づき、前記転写倍率を決定することを特徴とする請求項６に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項８】
前記マスクの温度を測定するマスク測温部を備え、
前記転写倍率決定部は、前記パレット温度センサと前記マスク測温部との出力信号に基づき、前記転写倍率を決定することを特徴とする請求項６に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項９】
前記パレット温度センサの出力信号に基づき、前記試料の伸縮率を決定する試料伸縮率決定部と、
前記マスク測温部の出力信号に基づき、前記マスクの伸縮率を決定するマスク伸縮率決定部とを備え、
前記転写倍率決定部は、決定された前記試料及びマスクの伸縮率の比に基づき、前記転写倍率を決定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装置。
【請求項１０】
前記マスクと前記試料とは同じ熱膨張係数の材料からなり、
前記パレット温度センサの出力信号に基づき、前記試料の温度を決定する試料温度決定部を備え、
前記転写倍率決定部は、測定された前記試料と前記マスクとの温度の比に基づき、前記転写倍率を決定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装置。
【請求項１１】
前記試料は、前記パレットに載置されたまま前記ステージ上に載置され、
前記パレット温度センサは、前記ステージ上に載置される前記パレットの温度を測定することを特徴とする請求項６〜１０のいずれか一項に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１２】
前記パレット温度センサは、前記ステージ上に設けられることを特徴とする請求項１１に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１３】
前記試料を大気状態で受け取った後、内部を真空状態にしてから前記真空試料室へ搬送し、前記真空試料室から前記試料を真空状態で受け取った後、内部を大気状態にして搬出するロードロック室を備え、
前記パレット温度センサは、前記ロードロック室内に収納される前記パレットの温度を測定することを特徴とする請求項６〜１０のいずれか一項に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１４】
前記パレット温度センサは、前記ロードロック室内に収納される前記パレットを載置するパレット台上に設けられることを特徴とする請求項１３に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１５】
測定した前記パレットの温度に基づき、前記試料が所定温度になるまで前記パレットを加熱する調温器を備えることを特徴とする請求項６〜１４に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１６】
電子ビーム源より生じる電子ビームを、該電子ビームの経路中に配置されたマスクに照射して、前記マスクを通過した電子ビームで、試料の表面に前記マスクのマスクパターンを露光する電子ビーム露光方法であって、
前記試料の温度を測定し、
測定された前記試料の温度に基づき、前記マスクパターンの前記試料への転写倍率を決定し、
前記電子ビームの前記マスク上照射位置と、前記試料及び前記マスクの間隔と、に基づいて、前記マスクパターンが、決定された前記転写倍率で前記試料上に転写されるように前記電子ビームの入射角度を制御することを特徴とする電子ビーム露光方法。
【請求項１７】
前記マスクの温度を測定し、
前記転写倍率の決定は、測定された前記試料と前記マスクとの温度に基づき、前記転写倍率を決定することを特徴とする請求項１６に記載の電子ビーム露光方法。
【請求項１８】
前記マスクと前記試料とは、同じ熱膨張係数の材料からなり、
前記転写倍率の決定は、測定された前記試料と前記マスクとの温度の比に基づき、前記転写倍率を決定することを特徴とする請求項１７に記載の電子ビーム露光方法。
【請求項１９】
電子ビーム源より生じる電子ビームを、該電子ビームの経路中に配置されたマスクに照射して、前記マスクを通過した電子ビームで、試料の表面に前記マスクのマスクパターンを露光する電子ビーム露光方法であって、
前記試料を搬送するためのパレットの温度を、前記試料が載置される状態で測定し、
測定した前記パレットの温度に基づき、前記マスクパターンの前記試料への転写倍率を決定し、
前記電子ビームの前記マスク上照射位置と、前記試料及び前記マスクの間隔と、に基づいて、前記マスクパターンが、決定された前記転写倍率で前記試料上に転写されるように前記電子ビームの入射角度を制御することを特徴とす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、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、特に露光パターン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、マスクを通過した電子ビームで露光を行う近接露光式の電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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１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、電子ビーム近接露光装置１は、電子光学鏡筒（カラム）１０及び試料室（チャンバ）８を備えている。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、マスク３０を保持するマスクステージ３１、静電チャック４４とＸＹステージ４６とから構成される。試料（半導体ウエハ）４０は、表面にレジスト層４２が形成され、静電チャック４４上に保持されている。
【０００５】
露光用のマスク３０は露光するパターンに対応する開口３３が設けられている。そしてステージ４６上に吸着された試料４０の表面に近接するように（マスク３０と試料４０とのギャップが、例えば、５０μｍとなるように）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。
【０００６】
電子ビーム１５は、走査手段２１の主偏向器２２、２４により偏向制御されて、図２に示すようにマスク３０上を走査して全面にわたって露光する。これにより、マスク３０のマスクパターンがウエハ４０上のレジスト層４２に等しい倍率で転写される。
【０００７】
また、走査手段２１中の副偏向器５１、５２は、マスク歪みを補正するように電子ビームのマスクパターンへの入射角度を制御（傾き補正）する。いま図３に示すように電子ビーム１５の露光用のマスク３０への入射角度をα、露光用のマスク３０と試料４０とのギャップをＧとすると、入射角度αによるマスクパターンの転写位置のずれ量δは、次式、
δ＝Ｇ・ｔａｎα  （１）
で表される。
【０００８】
図４上でマスクパターンは、ずれ量δだけ正規の位置からずれた位置に転写される。したがって、露光用のマスク３０に例えば図４（Ａ）に示されるようなマスク歪みがある場合には、電子ビーム走査位置におけるマスク歪みに応じて電子ビームの傾き制御を行うことにより、図４（Ｂ）に示されるようにマスク歪みのない状態でのマスクパターンが転写される。
【０００９】
ＸＹステージ４６は、載置する試料４０を水平の直交２軸方向（ＸＹ方向）に移動させるもので、マスクパターンの等倍転写が終了する毎に試料４０を所定量移動させ、これにより１枚の試料４０に複数のマスクパターンを転写できるようにしている。なおＸＹステージ４６は、垂直方向（Ｚ方向）を回転軸にして、試料４０を回転させることも可能である。
【００１０】
電子ビーム露光装置では、試料４０への電子ビームの照射（露光）は、真空状態にあるチャンバ８内で行われる。ここで大気圧環境にある試料４０を真空状態のチャンバ８内に搬入する必要がある。
したがって、電子ビーム露光装置には、内部を大気圧環境にして外部との試料４０の出し入れを行いかつ内部を真空状態にしてチャンバ８との出し入れを行うロードロック室が設けられている。
【００１１】
ロードロック室では、試料をその内部に格納した状態で急速に真空排気を行う。そのために断熱膨張によってロードロック室内の気温が低下し、その結果、試料が冷却されて収縮を生じる。収縮が生じた状態でウエハへのマスクパターンを等倍転写すると、試料上に露光されるパターンは、本来予定される大きさと異なる大きさで（本来の露光すべき大きさよりも大きく）露光されてしまうこととなる。
【００１２】
このため、下記特許文献３に記載の電子ビーム露光装置では、上記真空排気に先だって、試料４０を設定温度（チャンバ８内に搬入された状態の試料４０の温度）よりも高めに加熱しておき、上記断熱膨張による温度低下分を補っている。
【００１３】
また下記特許文献４には、前の露光工程で試料上に露光されたマークの間隔を基準として試料の伸縮率を測定し、転写倍率を制御する電子ビーム露光装置が記載されている。
【００１４】
【特許文献１】米国特許第５，８３１，２７２号公報
【特許文献２】日本特許第２９５１９４７号公報
【特許文献３】特開平１０−２８４３７３号公報
【特許文献４】特開２００３−７５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、上記特許文献３に記載の電子ビーム露光装置では、試料に加えるべき熱量を、断熱膨張による温度低下分を予測して求めているため、実際の試料の温度を調整することは困難であった。
【００１６】
また、上記特許文献４に記載の電子ビーム露光装置では、未だ露光工程を経ていない１回目の露光（第１層目の露光）の際には、試料上に前記マークが設けられていないため、伸縮率の測定ができないという問題があった。
【００１７】
上記問題点を鑑みて、本発明は試料の温度変化による伸縮により生じる転写倍率誤差を補正す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。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明に係る電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法では、試料温度を測定して、測定された試料温度に基づいて転写倍率の補正量を求め、この補正値に基づきマスクへの電子ビームの入射角度を制御して、マスクパターンの試料への転写倍率を変更することとする。
【００１９】
すなわち、本発明の第１形態である電子ビーム露光装置は、電子ビームを発生する電子ビーム源と、試料表面に露光するパターンに応じたマスクパターンを備えるマスクと、電子ビームがマスク上を走査するように電子ビームを偏向する走査手段とを備え、電子ビームをマスク上で走査し、マスクを通過した電子ビームで、試料表面にマスクパターンを転写する電子ビーム露光装置であって、試料の温度を測定する試料測温部と、試料測温部の出力信号に基づき、マスクパターンの試料への転写倍率を決定する転写倍率決定部と、電子ビームのマスク上照射位置と試料及びマスクの間隔とに基づいて、マスクパターンが決定された転写倍率で試料上に転写されるように電子ビームの入射角度を制御する偏向器とを備える。
【００２０】
また、本発明の第２形態である電子ビーム露光方法は、電子ビーム源より生じる電子ビームを、該電子ビームの経路中に配置されたマスクに照射して、前記マスクを通過した電子ビームで、試料の表面に前記マスクのマスクパターンを露光する電子ビーム露光方法であって、試料の温度を測定し、測定された試料の温度に基づき、マスクパターンの試料への転写倍率を決定し、電子ビームのマスク上照射位置と試料及びマスクの間隔とに基づいて、マスクパターンが決定された転写倍率で試料上に転写されるように電子ビームの入射角度を制御する。
【００２１】
上述の温度変化による伸縮により生じる転写倍率誤差は、露光時の試料の伸縮率とマスクの伸縮率の差異により生じるものである。したがって本発明に係る電子ビーム露光装置及び露光方法では、マスク測温部とマスク伸縮率決定部を備え、マスク温度を測定してマスクの伸縮率を決定した後、試料とマスクとの伸縮率の比に基づいて上記転写倍率を決定することが、上記決定される転写倍率の精度を高める上で好適である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明による電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法では、試料の実際の温度を測定して転写倍率を変更するために、高精度に転写倍率誤差の補正が可能となる。特に、チャンバ内にロードされた状態の試料温度をリアルタイムに測定して転写倍率を補正することにより、上記ロードロック室内の断熱膨張により生じる収縮だけでなく、露光中の温度変化に伴う試料の伸縮に対応することも可能となる。
【００２３】
さらにまた、本発明による電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法では、試料の伸縮率を求めるときに試料上に設けられたマークを使用しないため、１回目の露光の際にも、転写倍率誤差の補正が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図５は、本発明の実施例である電子ビーム近接露光装置の構成図である。なお、以下の図においては、同一の構成の要素が複数設けられている場合には、同一の参照番号にアルファベットを付して表し、各要素の説明においては参照番号のみで表す場合がある。また、電子ビーム近接露光装置の基本構成は、図１に示した構成及び上記の文献１に開示された構成に類似した構成を有している。よって、図１と同一の機能部分には同一の参照番号を付して表し、詳しい説明は省略する。
【００２５】
図５に示すように、電子ビーム近接露光装置１は、電子光学鏡筒（電子光学カラム）１０及び真空試料室（真空チャンバ）８を備えている。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、マスク３０を保持するマスクステージ３１と、ＸＹステージ４６とから構成される。試料（半導体ウエハ）４０は、表面にレジスト層４２が形成され、ステージ４４上に、静電チャック等の手段により保持されている。
そして、マスク３０は試料４０の表面に近接するように（マスク３０と試料４０とのギャップが、例えば、５０μｍとなるように）配置される。
【００２６】
また、電子ビーム近接露光装置１は、ステージ４６上に載置された試料４０の温度を測定するためにステージ上に設けられる試料測温部６１と、マスク３０の温度を測定するためのマスク測温部６２と、試料測温部６１の出力信号に基づき試料４０の伸縮率を決定する試料伸縮率決定部６４と、マスク測温部６２の出力信号に基づきマスク３０の伸縮率を決定するマスク伸縮率決定部６５と、決定された試料４０及びマスク３０の伸縮率の比に基づき、マスク３０上のマスクパターンの試料４０への転写倍率を決定する転写倍率決定部６６と、決定された転写倍率と、試料４０とマスク３０との間隔と電子ビーム１５のマスク３０上照射位置とに基づいて副偏向器５１、５２により電子ビーム１５のマスク３０への入射角度を制御する副偏向器制御部６７とを備える。
【００２７】
図６は、本発明に係る電子ビーム近接露光方法のフローチャートである。
試料測温部６１は、チャンバ８内にロードされ、ステージ４６上に載置された試料４０の温度を測定する（Ｓ１０１）。この試料４０は、上述のように生じる温度低下等によって、予め定められた露光時の設定温度（例えばチャンバ内に保持されるマスク３０と同温度）と温度差を有しており、その結果として伸縮率が予定される所定の伸縮率から変動しているとする。
また、マスク測温部６２は、チャンバ８内に保持されているマスク３０の温度を測定する（Ｓ１０２）。
【００２８】
次に、試料伸縮率決定部６４は、試料測温部６１の出力信号が示す試料４０の温度に基づいて試料４０の伸縮率を決定する（Ｓ１０３）。この伸縮率は、試料４０の温度から試料４０の伸縮率を求める所定の算出式を用いて計算により決定してもよく、あるいは予め測定した各温度における試料４０の伸縮率測定値のテーブルデータを参照して決定してもよい。
同様に、マスク伸縮率決定部６５は、マスク測温部６２の出力信号が示すマスク３０の温度に基づいてマスク３０の伸縮率を決定する（Ｓ１０４）。
【００２９】
転写倍率決定部６６は、決定された試料４０及びマスク３０の伸縮率の比に基づき、マスク３０上のマスクパターンの試料４０への転写倍率を決定する（Ｓ１０５）。
副偏向器制御部６７は、マスク３０上における電子ビーム１５の現在の照射位置と、試料４０及びマスク３０の既知の間隔に基づいて、マスクパターンが試料４０上に決定された転写倍率で露光されるように、電子ビーム１５のマスク３０への入射角度を定め、決定した入射角度で電子ビーム１５がマスク３０の開口部に入射するように副偏向器５１、５２を制御する（Ｓ１０６）。
【００３０】
すなわち、あるマスク３０上位置に存在するマスクパターン部分が、マスク３０面に垂直に入射する電子ビーム１５によって試料上に転写される試料上位置と、決定された転写倍率により定まる前記パターン部分の試料上転写位置と、の変位がδであるとき、副偏向器制御部６７は、電子ビーム１５が上式（１）、
【００３１】
δ＝Ｇ・ｔａｎα  （１）
【００３２】
により定まる角度αで、マスク３０面に入射するよう副偏向器５１、５２を制御する。
【００３３】
露光が行われるたびに交換される試料４０の場合と異なり、マスク３０は長時間チャンバ８内に保持されているため、試料４０に比べて温度が安定している。したがって本発明に係る電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法では、マスク測温部６２およびマスク伸縮率決定部６５を省略し（すなわちマスク３０については温度の測定と伸縮率の決定を行うことなく）、試料４０の温度測定と伸縮率決定のみに基づき転写倍率を決定することとしてもよい。
【００３４】
また、本発明に係る電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法では、試料伸縮率決定部６４及び／又はマスク伸縮率決定部６５を省略し、試料４０及び／又はマスク３０の伸縮率を求めることなく、試料測温部６１及び／又はマスク測温部６２の出力信号が示す試料４０及び／又はマスク３０の温度に基づいて、直接に転写倍率を決定することとしてもよい。この転写倍率は、試料４０及び／又はマスク３０の温度から転写倍率を所定の算出式を用いて計算により決定してもよく、あるいは予め測定した（試料４０及びマスク３０の）各温度における好適な転写倍率のテーブルデータを参照することにより決定してもよい。
【００３５】
さらに、試料４０及びマスク３０が同じ熱膨張係数を有する材料からなる場合には、試料４０及びマスク３０の間の伸縮率の比を、両者の温度比により決定することが可能である。したがって、本発明に係る電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法では、前記転写倍率を試料４０及び／又はマスク３０の温度比に基づいて決定してもよい。
実際に、試料４０及びマスク３０は、同じ半導体ウエハ基板から作られることが多く、この場合、試料４０及びマスク３０が同じ熱膨張係数を有するため、前記手法は装置の簡略化の上で有効である。
【００３６】
また、電子ビーム１５の入射角度制御による転写倍率補正では、高精度の補正が可能な補正量に限度がある。したがって試料４０及び／又はマスク３０の温度差を所定の範囲内にとどめ、前記補正量を許容しうる補正量よりも小さくするために、試料４０を加熱及び／又は冷却する試料調温器７１と、マスク４０を加熱及び／又は冷却するマスク調温器７２と、試料測温部６１及びマスク測温部６２の出力信号が示す試料４０及びマスク３０の温度に基づいて試料調温器７１及びマスク調温器７２を制御する調温器制御部７３とを備えることとしてもよい。なお、試料調温器７１として、所定温度に制御された液体又は気体が循環する循環パイプをステージ４６内に内蔵して設けてもよく、又はニクロムヒータをステージ４６に内蔵して設け、若しくはステージ４６の周囲に加熱ランプを設けて実現してもよい。
【００３７】
実際の電子ビーム露光装置内では、試料４０は、チャンバ８内に搬送されるときパレットと呼ばれる平板形状の部材に保持されたまま搬送され、パレットを介在させたまま、ステージ４６上に載置される。したがって電子ビーム露光装置１は、図７に示すように、ステージ４６と試料４０の間に介在するパレット４４の温度を測定するためのパレット温度センサ６１をステージ４６上に設けることとしてもよい。この場合にはパレット温度センサ６１の出力信号に基づきパレット４４上に載置された試料４０の温度を決定する試料温度決定部６３を備える。試料温度決定部６３は、パレット４４の温度から試料４０の温度を所定の算出式を用いて計算により決定してもよく、あるいは予め測定したパレット４４の各温度における試料４０の各温度のテーブルデータを参照することにより決定してもよい。
【００３８】
また、電子ビーム露光装置１は、パレット４４を介して試料３０を加熱／冷却するパレット調温器７１と、パレット測温部６１の出力信号に基づいてパレット調温器７１を制御する調温器制御部７３とを備えることとしてもよい。
【００３９】
図７に示す電子ビーム露光装置１では、前記パレット４４の温度を測定するパレット温度センサ６１をステージ４６上に設け、チャンバ８内における試料４０の温度を測定することとした。しかしパレット温度センサ６１は上述のロードロック室内に設けることとしてもよく、ロードロック室内において試料温度を測定することとしてもよい。以下にパレット温度センサ６１を備えるウエハ４０の搬送経路を説明する。
【００４０】
図８は、電子ビーム近接露光装置１のウエハ４０の搬送経路の基本構成図である。図８において、矢印はウエハ搬送経路を示す。
チャンバ８の内部は高真空状態に維持され、露光するウエハ４０を保持したＸＹステージ４６を移動する移動機構が設けられている。そして、ＸＹステージ４６に保持されたウエハ４０はカラム１０のマスク３０の直下に移動される。
【００４１】
プリロードチャンバ８９内のウエハアーム９３は、ウエハカセット９４Ａ，９４Ｂ内の未露光ウエハを取り出してコーター／デベロッパ９２に搬送する。コーター／デベロッパ９２でレジストを塗布された未露光ウエハは、エッジクランプアーム９０により保持され、ウエハアライナ９１で位置及び回転位置を調整するウエハアライメントが行われる。以上の動作は、大気圧中状態のプリロードチャンバ８９内で行われる。
【００４２】
この例では、２個のロードロック室８７Ａ，８７Ｂが設けられており、一方のロードロック室からチャンバ１０内に搬送されたウエハ４０に露光している間に、他方のロードロック室は露光済みのウエハ４０をプリロードチャンバ８９からウエハカセット９４Ａ，９４Ｂに戻すと共に、未露光のウエハ４０を受け取り、ウエハ４０をパレット４４に固定した上で内部を真空状態にして、露光中のウエハの露光が終了して一方のロードロック室に搬送されるとすぐにウエハ４０を固定したパレット４４をチャンバ１０内に搬送する。
【００４３】
例えば、プリロードチャンバ８９からロードロック室８７Ａにウエハを搬送する時には、ゲート８６Ａを閉じ、ゲート８８Ａを開き、エッジクランプアーム９０がウエハアライメントの終了したウエハ４０をロードロック室８７Ａ内のパレット上に搬送する。ロードロック室８７Ａでは、真空吸着によりウエハ４０をパレット４４に吸着した状態で静電チャックにより固定した後、ゲート８８Ａを閉じ、内部を大気圧状態から真空状態にする。この状態で露光中のウエハの露光が終了するまで待機する。
【００４４】
露光が終了し、チャンバ８内のＸＹステージ４６から露光済みウエハを固定したパレットがロードロック室８７Ｂに搬送され、ゲート８６Ｂが閉じられると、ステージはロードロック室８７Ａとのパレット受け渡し位置に移動し、ゲート８６Ａが開かれる。パレットはロードロック室８７Ａからステージに搬送されて静電チャックにより固定され、カラム１０の下に移動して露光が行われる。露光が終了すると、ステージはロードロック室８７Ａとのパレット受け渡し位置に移動し、露光済みウエハが固定されたパレットは、ロードロック室８７Ａに搬送される。ロードロック室８７Ａでは、ゲート８６Ａを閉じ、内部を真空状態から大気圧状態にして、ゲート８８Ａを開く。そしてエッジクランプアーム９０がウエハをクランプした状態でパレットからウエハを取り外し、コーター／デベロッパ９２に搬送する。コーター／デベロッパ９２でレジストを現像し、現像の終了したウエハはウエハアーム９３によりウエハカセット９４Ａ，９４Ｂ内に戻される。
【００４５】
図９は、ロードロック室８７とチャンバ８内のステージ４６との間のパレット４４を利用したウエハ４０の受け渡しのための構成を示す図である。ロードロック室８７には、上面にパレット４４を機械的に固定するパレット台９６が設けられており、内部を真空状態と大気圧状態の間で変化できるようになっている。また、チャンバ８には、ステージ４６が設けられており、内部は真空状態に保持されている。
【００４６】
プリロードチャンバ８９のエッジクランプアーム９０によりロードロック室８７に搬送されたウエハ４０は、パレット台９６上のパレット４４に静電チャックにより固定される。その後、ロードロック室８７内は真空状態にされ、パレット４４がステージ４６に搬送され、パレット４４に設けたパレット固定機構によりパレット４４はステージ４６に固定される。ウエハ４０を固定したパレット４４は、マスク３０の直下に移動し、露光が行われる。露光の終了したウエハ４０を固定したパレット４４はステージ４６からロードロック室８７に搬送され、ロードロック室８７の内部を大気圧状態にした後、パレット４４から露光済みのウエハ４０を取り外す。その後、エッジクランプアーム９０によりプリロードチャンバ８９に搬送され、ウエハカセットに戻される。チャンバ８とロードロック室８７の間には開閉可能なゲート８６を設ける必要があるので、パレット４４にローラを設け、チャンバ８とロードロック室８７にパレット４４を搬送するためのレール９５，９７を設けて、パレット４４はレールに沿って移動する。図示していないが、ロードロック室８７には、パレット４４をレールに沿って移動させるアクチュエータが設けられる。
【００４７】
本発明に係る電子ビーム露光装置１では、前述のパレット温度センサ６１及びパレット調温器７１がパレット台９６上に設けられる。そして、パレット温度センサ６１は、試料４０がプリロードチャンバ８９からロードロック室８７に搬送され、ロードロック室８７内を大気圧環境から真空状態へ真空排気を行った後、又はチャンバ８内に搬入される直前に、試料４０が載置されるパレット４４の温度を測定して試料４０の温度を決定する。
このように試料４０は、前記真空排気に伴う断熱膨張により生じる温度低下を生じた後に、試料４０の温度を測定することにより、前記真空排気に伴う断熱膨張により生じる転写倍率誤差を減少することが可能となる。
【００４８】
なお、試料調温器７１として、所定温度に制御された液体又は気体が循環する循環パイプをパレット台９６内に内蔵して設けてもよく、又はニクロムヒータをパレット台９６に内蔵して設け、若しくはパレット台９６の周囲に加熱ランプを設けて実現してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】電子ビーム近接露光装置の基本構成図である。
【図２】電子ビームの走査方法の説明図である。
【図３】電子ビームの傾き制御の説明図である。
【図４】マスク歪み補正の説明図である。
【図５】本発明の実施例に係る電子ビーム近接露光装置の構成図（その１）である。
【図６】本発明の実施例に係る電子ビーム近接露光方法のフローチャートである。
【図７】本発明の実施例に係る電子ビーム近接露光装置の構成図（その２）である。
【図８】マスク及びウエハの搬送経路の基本構成図である。
【図９】ロードロック室の構成図である。
【符号の説明】
【００５０】
１…電子ビーム近接露光装置
８…チャンバ
１０…カラム
１５…電子ビーム
３０…マスク
４０…試料
４６…マスクステージ
５１、５２…副偏向器
６１…試料測温部
６２…マスク測温部
６４…試料伸縮率決定部
６５…マスク伸縮率決定部
６６…転写倍率決定部
６７…副偏向器制御部
【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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【図９】
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