(57)【要約】【課題】  露光中のマスクの歪みや変形を低減した転写式の電子ビーム露光装置の実現。【解決手段】  電子ビーム走査機構を、電子線源１４、１８から生じる電子ビーム１５を偏向して、被照射体３０、６０上の各位置に照射させる偏向手段２０、５０と、電子ビーム１５の照射位置の走査順序を複数記憶する記憶手段９３と、記憶された複数の走査順序のうち１つを選択する選択手段６２とを備え、選択された走査順序に従い電子ビーム１５を走査するよう構成した。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線源から生じる電子ビームを偏向して、被照射体上の各位置に照射させる偏向手段と、
前記電子ビームの照射位置の走査順序を、複数記憶する記憶手段と、
記憶された複数の前記走査順序のうち１つを選択する選択手段と、
を備え、選択された前記走査順序に従い、前記電子ビームを走査する電子ビーム走査機構。
【請求項２】
さらに、前記選択された走査順序において、連続する順位の走査位置が連続しないとき、これら走査位置の一方から他方へ前記電子ビームを偏向する間、前記電子ビームをブランキングするブランキング手段を備える請求項１に記載の電子ビーム走査機構。
【請求項３】
前記複数の走査順序は、走査範囲の端から端までの走査であって、連続する２回の走査が隣接しない走査順序を含む請求項１又は２に記載の電子ビーム走査機構。
【請求項４】
前記複数の走査順序は、走査範囲の端から端までの走査線が、前記走査範囲の中心に対して略対称に走査する走査順序を含む請求項１又は２に記載の電子ビーム走査機構。
【請求項５】
前記複数の走査順序は、走査範囲の中心から周辺に又は周辺から中心に向かって渦巻き状に走査する走査順序を含む請求項１又は２に記載の電子ビーム走査機構。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子ビーム走査機構と、
前記電子ビーム走査機構により走査される電子ビームを発生する電子線源と、
前記電子ビームを照射する被照射体を保持する保持手段を備える電子線装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子ビーム走査機構と、
前記電子ビーム走査機構により走査される電子ビームを発生する電子線源と、
露光するパターンに対応する開口を有するマスクと、を備え、
前記電子ビーム走査機構により前記マスク上で前記電子ビームを走査して、前記マスクを通過して前記パターンに整形された前記電子ビームを試料に照射して、前記試料に前記パターンを露光する電子線露光装置。
【請求項８】
前記マスクが前記試料に近接して配置され、該マスクの前記パターンが該試料に等倍で露光されることを特徴とする請求項６又は７に記載の電子線露光装置。
【請求項９】
電子線源から生じる電子ビームを照射する被照射体上の照射位置の走査順序を、複数記憶し、
記憶された複数の前記走査順序のうち１つを選択し、
選択された前記走査順序に従い、前記電子ビームを走査する電子ビーム走査方法。
【請求項１０】
さらに、前記選択された走査順序に従い前記電子ビームを走査する際、
今回の順位の走査位置が前回の順位の走査位置と連続するか否かを判定し、
両走査位置が連続しないとき、前回から今回の順位の走査位置まで前記電子ビームを偏向する間、前記電子ビームをブランキングする請求項９に記載の電子ビーム走査方法。
【請求項１１】
前記複数の走査順序は、走査範囲の端から端までの走査であって、連続する２回の走査が隣接しない走査順序を含む請求項９又は１０に記載の電子ビーム走査方法。
【請求項１２】
前記複数の走査順序は、走査範囲の端から端までの走査線が、前記走査範囲の中心に対して略対称に走査する走査順序を含む請求項９又は１０に記載の電子ビーム走査方法。
【請求項１３】
前記複数の走査順序は、走査範囲の中心から周辺に又は周辺から中心に向かって渦巻き状に走査する走査順序を含む請求項９又は１０に記載の電子ビーム走査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子線源から生じた電子ビームを、電子ビーム照射対象上で走査するための電子ビーム走査機構とその走査方法、並びにこの走査機構を使用する電子線装置に関する。特に、半導体集積回路などの製造工程で使用され、電子線源により発生させた電子ビームを偏向し、露光パターンに対応するマスクパターンを有するマスク上で走査させて露光パターンを露光する電子線露光装置に使用される電子ビーム走査機構、及び該機構を使用する電子線露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の集積度は微細加工技術により規定されており、微細加工技術には一層の高性能が要求されている。特に、露光技術においては、ステッパなどに用いられるフォトリソグラフィの技術的な限界が予想されており、一層の微細化を難しくしている。この限界を打ち破る技術として電子ビーム露光技術が注目されている。
【０００３】
電子ビーム露光装置には、一筆書き方式、可変矩形方式、ブロックマスク方式など各種の方式があるが、いずれの電子ビーム露光装置も高解像の微細なパターンを露光することができるが、スループットが小さいという問題があった。そこで、１チップ（ダイ）又は複数チップの大きさのパターンに対応する開口パターンを有するマスクを作成し、マスクを通過して整形された電子ビームをウエハに照射することにより、１回の露光で１チップ又は複数チップのパターンを露光できる方式が試みられている。ここではこの方式の電子ビーム露光装置を転写方式の電子ビーム露光装置と呼ぶ。
【０００４】
なお、上記のような１チップ又は複数チップのパターンを有するマスクではなく、１チップのパターンを数分の１から数十分の１の大きさの子パターンに分割し、各子パターンを有する複数種類のマスクを作成し、各子マスクを通過した電子ビームパターンをつなぎ合わせて１チップのパターンを露光する方式もあり、このような方式も転写方式に含まれるものとする。
【０００５】
更に、転写方式の電子ビーム露光装置では環状のパターンは１個のマスクでは露光できないので、環状のパターンを露光するには２個以上のマスクを用いる必要がある。更に、後述するようにマスクのパターン部分は非常に薄くする必要があり、マスクの１チップのパターン全域をこのように薄くするのは難しいので、独立した複数のパターン領域を有し、パターン領域以外の部分は厚いリブを有する３個以上のマスクを用意し、各マスクのパターン領域のパターンを組み合わせることにより１個のチップのパターンが形成できるようにすることも考えられるが、この方式も転写方式に含まれるものとする。
【０００６】
転写方式の電子ビーム露光装置には、下記特許文献１、およびこれに対応する日本国特許出願である下記特許文献２に開示された、露光するパターンと同じ大きさのパターンを有するマスクをウエハに近接して配置し、電子ビームをマスクに照射してマスクの開口を通過した電子ビームパターンをそのままウエハに露光する近接露光方式と、露光するパターンの数倍（等倍の場合を含む）の大きさのパターンを有するマスクを配置し、電子ビームをマスクに照射してマスクの開口を通過した電子ビームパターンを電磁レンズなどで所定の倍率に縮小してウエハ上に投影する投影方式がある。
【０００７】
図１は、転写方式の電子ビーム露光装置の構成例を示す図であり、（Ａ）は近接露光方式の電子ビーム露光装置を、（Ｂ）は投影方式の電子ビーム露光装置を示し、（Ｂ）は電子光学鏡筒（コラム）とウエハの部分のみを示す。
図１（Ａ）に示すように、近接露光方式の電子ビーム露光装置は、コラム１０と真空チャンバ８とを備え、両方の内部は真空状態である。コラム１０は、電子ビームを発生する電子ビーム源（電子銃）１４と、電子ビーム１５を平行ビームにするレンズ１８と、主偏向器２０と、副偏向器２１とを有する。真空チャンバ８は、マスク３０を保持して移動するマスクステージ３６と、ウエハ４０を保持して移動するウエハステージ４４とを有する。
【０００８】
図２は、マスク３０の構造を示す図である。図示のように、マスク３０は、円環状のベース３１と、ベース３１に貼り付けられたマスク基板３２とを有する。マスク基板３２の中央の参照番号３３で示す部分がパターン領域であり、開口が設けられている。例えば、開口の線幅が０．１μｍであれば、パターン領域の厚さは０．５μｍ程度であることが必要である。
【０００９】
パターン領域の表面には周辺部に向かって引っ張る力が働く膜が形成され、その膜がパターン領域を平面に保持する。しかし、パターン領域が大きさになるとそれだけでは平面に保持するのが難しい。そこで、パターン領域にマスク基板３２と同じ厚さのリブを設け、リブの間をパターン領域とする。このようなマスクを３個以上用意し、各マスクのパターン領域を組み合わせて全パターン領域のパターンが得られるようにすることが考えられる。これであれば、約３個のマスクを使用して露光を行えば、１チップの全パターンが約３回の露光で得られる。
【００１０】
図１に戻り、マスク基板３２はウエハ４０の表面に非常に近接して、例えば、５０μｍ程度の間隔で配置される。
図１の（Ｂ）に示すように、投影方式の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（電子銃）１４と、電子ビーム１５を平行ビームにするレンズ１８と、主偏向器５０と、マスク６０と、マスクを通過した電子ビームをウエハステージ４４に保持されたウエハ上に投影する投影レンズ７０とを有する。マスク６０を保持して移動するマスクステージ３６も設けられるが、ここでは省略している。
【００１１】
近接露光方式と投影方式の電子ビーム露光装置では、マスクに平行な電子ビームを照射し、マスクの開口を通過した整形された電子ビームをウエハに照射して露光を行う。均一な露光を行うためには、マスクの全パターン領域に渡って一様な強度の電子ビームを照射する必要がある。電子ビームに強度むらがあると、露光パターンに強度むらが生じる。
【００１２】
しかし、１０ｍｍ×１０ｍｍの１チップのパターンを１個のマスクで露光する場合、近接露光方式ではマスクのパターン領域は１０ｍｍ×１０ｍｍであり、１／４縮小の投影式ではマスクのパターン領域は４０ｍｍ×４０ｍｍになる。このようなパターン領域を一様な強度でカバーする電子ビームを生成するのは非常に難しい。そこで、図３の（Ａ）に示すように、小さな平行電子ビーム１５でパターン領域３３を走査して全パターン領域３３を露光することが行われる。この例では、一方向（Ｘ方向）に走査した後、隣接する走査線の間隔Ｐだけ走査位置を（Ｙ方向に）ずらした後逆方向に走査する動作を繰り返す。図１の主偏向器２０、５０は、平行電子ビーム１５を走査するための偏向器であり、電子ビームを一旦偏向した後、同じ量だけ振り戻すことにより電子ビームはマスクに垂直に入射しながら走査される。
【００１３】
図３（Ｂ）は、電子ビーム１５を図３（Ａ）に示す軌跡上を走査させるために主偏向器２０に印加される偏向指令値信号を示す図である。図示するとおり偏向指令値信号は、主走査方向（Ｘ方向）及び副走査方向（Ｙ方向）について入力される。そして、主走査方向についての偏向指令値信号を主走査幅に対応する信号幅に渡って一定の速度で増加させたのち、間隔Ｐだけ対応する信号幅に渡って副走査方向についての偏向指令値信号を増加させ、その後主走査方向についての偏向指令値信号を主走査幅に対応する信号幅に渡って一定の速度で減少させることを繰り返す。これにより電子ビーム１５は図３（Ａ）の軌跡上を走査する。これらの各偏向指令値は、スキャン・カウンタ（図示せず）などのカウンタ回路を使用してディジタル信号として生成されたのち、ディジタルアナログ変換器と増幅器を介して主偏向器２０に印加される。
【００１４】
更に、図４に示すように、走査のピッチＰを平行電子ビーム１５の大きさに比べて十分に小さくすることにより、露光強度は平均化されるため露光むらが低減できる。これにより走査回数は増加するが、電子ビームの走査は高速に行うことが可能であり、走査回数の増加による露光時間の増加の影響は小さい。
しかし、走査位置を大きく変えると走査位置が整定されるまでの時間が長くなるので、これまでは、図３（Ａ）及び図４に示すように、左から右に走査した後は逆方向に右から左に走査するようにしている。
【００１５】
【特許文献１】米国特許第5,831,272号明細書（全体）
【特許文献２】日本特許第2951947号公報（全体）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
電子ビームは電子の流れであり、電子ビームが絶縁性の表面に照射されると表面に電荷が蓄積され、電界を発生する。電子ビームは、電界に影響されるので、電子ビームの経路付近に不用な電界が発生するのは好ましくなく、マスクは少なくとも表面が導電性の材料で作られ、その部分は接地される。従って、マスクに照射された電子ビームのうち開口以外の部分に入射した電子ビームは電流となってマスクを流れ、熱を発生させる。発生する熱は、電子ビームの電流量が大きいほど、マスクの電気抵抗が大きいほど大きくなる。
【００１７】
上記のようにマスクは非常に薄い膜であり、少しの熱でも膨張し、熱が局部的に発生するとその部分と周辺部の温度勾配が大きくなり、マスクの歪みや変形を生じる。特に、線幅が一層小さくなった場合には、その分マスクのパターン領域の厚さも薄くなり、電気抵抗が大きくなると共に、熱容量も小さくなるので、電子ビームによる発熱の影響が大きくなる。特許文献１及び特許文献２に開示された電子ビーム露光方法は、電子ビームの電流量が非常に小さいことを特徴とするが、少量の発熱は避けられない。
【００１８】
上記のように、現状のマスクの走査は、図３のように一方向の走査後、所定ピッチ垂直な方向にシフトした後、逆方向に走査し、以下同様の動作を繰り返していた。電子ビームの照射によるマスクでの発熱は走査位置に応じて発生するので、図３のような走査を行う場合、上辺で熱が発生し、発熱位置が徐々に下側に移動することになる。そのため、上辺と下辺の間で温度勾配が生じてマスクに歪みが生じる。また、図３の走査では、隣接する走査の走査方向は逆であり、前の走査の終わりの部分は次の走査の始めの部分に隣接しており、その部分の発熱が短時間ではあるが大きくなるので、同様に歪みを生じる。
【００１９】
これら従来の転写式の電子ビーム露光装置におけるマスクの走査順は、走査の効率（整定時間）のみを考慮し、走査による局部的な発熱の影響は考慮していなかった。これにしたがって走査機構も、上述のようなカウンタ回路を使用したものにとどまり、発熱の影響は考慮した操作方法を実現するような構成の機構は考案されなかった。
【００２０】
しかし、微細なパターンを露光するための薄いマスクではこの発熱の影響は無視できず、さらにこれらマスクの発熱は、電子ビームに走査されるマスクの材質、薄膜部の厚さ、マスク表面に施されたコーティング材料等によって大きく異なることが分かった。今後一層の微細化が進めば、この問題は一層大きな問題になると予想される。
【００２１】
上記問題を鑑みて、本発明は、転写式の電子ビーム露光装置における電子ビームによるマスクの走査に起因する発熱の問題を解決することを目的とし、このために電子ビームの走査を自由に行うことが可能な、露光中のマスクの歪みや変形を低減した転写式の電子ビーム露光装置の実現を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を実現するため、本発明の電子ビーム走査機構は、予め電子ビームの走査順序を自由に設定して記憶しておき、電子ビームの走査に際してこれらの走査順序の中から選択して使用することを特徴とする。
【００２３】
すなわち、本発明の第１形態に係る電子ビーム走査機構は、電子線源から生じる電子ビームを偏向して、被照射体上の各位置に照射させる偏向手段と、電子ビームの照射位置の走査順序を、複数記憶する記憶手段と、記憶された複数の走査順序のうち１つを選択する選択手段とを備え、選択された走査順序に従い電子ビームを走査する。
【００２４】
本発明の第２形態に係る電子ビーム走査方法は、電子線源から生じる電子ビームを照射する被照射体上の照射位置の走査順序を複数記憶して、記憶された複数の走査順序のうち１つを選択し、選択された走査順序に従い、前記電子ビームを走査する。
【００２５】
選択された走査順序において、連続する順位の走査位置が連続しないとき、電子ビームを照射したままこれらの走査位置間を偏向させると、これらの走査位置間にも電子ビームが照射されてしまう。これを防止するためにこれらの位置間を電子ビームを偏向する間、前記電子ビームをブランキングすることとしてもよい。
【００２６】
また、マスクの変形及び歪みが小さい走査順は、実際にはマスクの形状や開口パターンなどにより異なると考えられるが、一般的には、
（１）短時間に局部的に大きな熱が発生しないように、熱の発生位置ができるだけ分散しており、
（２）マスクの表面には、マスクを平面に保持するために、周辺に引っ張る応力が働く膜が形成される。そのため、マスクのパターン領域の周辺から引っ張る力が働いており、熱の発生箇所が周辺に対してできるだけ対称である、
ことが望ましいと考えられる。
【００２７】
（１）の条件を満たすために、走査順序は、連続した２回の端から端までの走査が隣接しないようにすることが考えられる。全走査に渡って連続した２回の走査をできるだけ離すには、連続した２回の走査が、走査範囲の長さの略半分離れているようにする。
（２）の条件を満たすために、走査順序は、端から端までの走査線が走査範囲の中心に対して略対称の順番になるように走査するか、マスクの中心から周辺に又は周辺から中心に向かって渦巻き状に走査するようにする。
【００２８】
さらに、本発明の第３形態に係る電子線装置は、第１形態に係る電子ビーム走査機構と、この電子ビーム走査機構により走査される電子ビームを発生する電子線源と、電子ビームを照射する被照射体を保持する保持手段を備える。
【００２９】
またさらに、本発明の第４形態に係る電子線露光装置は、第１形態に係る電子ビーム走査機構と、この電子ビーム走査機構により走査される電子ビームを発生する電子線源と、露光するパターンに対応する開口を有するマスクとを備え、前記電子ビーム走査機構によりマスク上で電子ビームを走査して、マスクを通過してパターンに整形された電子ビームを試料に照射して、試料にパターンを露光する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、電子線装置において、電子ビームの走査順序を自由に選択することが可能となる。これにより電子ビームを照射する対象物たる試料に合わせて熱の発生による試料への影響を考慮して電子ビームを走査することが可能となり、試料の変形や歪みが低減される。
特に、転写式の電子ビーム露光装置において、露光中のマスクの種類に合わせて、電子ビームの走査順序を自由に選択することが可能となり、マスクの変形や歪みが低減される。更に、これまではマスクの変形や歪みが生じないように電子ビームの強度を設定してきたが、本発明によりマスクの変形や歪みが低減できるので、電子ビームの強度を大きくして露光時間を短くしてスループットを向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、添付する図面を参照して本発明の実施例を説明する。図５は、本発明の実施例に係る電子線装置の概略構成図である。以下の説明では、近接露光方式の電子線近接露光装置１を電子線装置として例示するが、本発明に係る電子ビーム走査機構は、近接露光方式の電子線露光装置だけでなく、図１（Ｂ）を参照して説明した投影方式の電子ビーム露光装置などのその他の電子線露光装置や、走査型電子顕微鏡、透過形電子顕微鏡や、電子線検査装置などの電子線源から生じた電子ビームを試料上に走査する電子線装置であれば、利用可能である。
【００３２】
また、電子ビーム近接露光装置の基本構成は、図１（Ａ）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説明を省略する。
【００３３】
電子ビーム近接露光装置１の電子ビームのマスク３０（被照射体）への走査は、コンピュータなどの計算機９１により制御される。計算機９１のデータバス９２には、計算機９１が実行するプログラムや制御に必要なデータが記憶されるメモリ９３が接続される。
電子ビームのマスク上走査位置と各位置の各走査順位からなる走査順序データはこのメモリ９３に記憶されており、計算機９１はこの走査順序データを読み出して電子ビームの走査位置を決定する。走査順序データについては後に詳しく説明する。
【００３４】
また、電子ビーム近接露光装置１は、計算機９１が決定した走査位置を一時的に記憶して、主偏向器２０への偏向指令値のディジタル信号として出力する走査レジスタ６１と、走査レジスタ６１に記憶される偏向指令値を、スキャンクロック発生回路（図示せず）から供給されるスキャンクロック信号ＣＬＫごとに出力するスキャンジェネレータ２６と、を備える。なお、スキャンクロック信号は電子ビーム１５の走査速度を定めるために使用されるクロック信号であり、１度の電子ビーム走査で１走査箇所に電子ビームを照射すべき照射時間単位で発生する計時信号としてよい。
スキャンジェネレータ２６から出力されたディジタル信号は、ディジタル−アナログ変換器及び増幅器（以下ＤＡＣ／ＡＭＰと記す）２５により、アナログ信号に変換され所定の強度の電圧信号に増幅されて主偏向器２０に入力される。
【００３５】
また、電子ビーム近接露光装置１は、複数の種類の走査順序に係る走査順序データがメモリ９３に記憶されているとき、これら複数の走査順序データをオペレータに表示して、オペレータがこれら表示された操作順序のうち使用する走査順序を選択するための入力手段であるユーザインタフェース６２を備える。
【００３６】
電子ビーム近接露光装置１は、マスク３０に照射された電子ビーム１５の２次電子を検出する２次電子検出器６３と、電子ビーム１５の走査位置に基づいて２次電子検出器６３の出力信号を２次元的に配置して、マスク３０の２次電子像を生成する画像処理回路６４を備える。計算機９１は、ユーザインタフェース６２による走査順序の選択に加え、及び／又はこれに替えて、マスク３０上に設けた所定の識別マークの２次電子像に基づいて、自動的に走査順序を選択する。
【００３７】
電子ビーム近接露光装置１は、電子ビーム１５の行程中（例えば電子線源１４と照射レンズ１８の間）に配置される絞り板であるブランキングアパチャ板７１と、電子ビーム１５を偏向して、ブランキングアパチャ板７１によって電子ビーム１５からこれより下方の機器を遮るブランキング偏向器７２と、ブランキング偏向器７２を制御するブランカ制御部７３を備える。
【００３８】
上記主偏向器２０、ＤＡＣ／ＡＭＰ２５、スキャンジュネレータ２６、走査レジスタ６１及び計算機９１は、本発明に係る電子ビーム走査機構の偏向手段をなし、上記メモリ９３は、本発明に係る電子ビーム走査機構の記憶手段をなし、上記計算機９１及び／又はユーザインタフェース６４は、本発明に係る電子ビーム走査機構の選択手段をなす。
また、上記ブランキングアパチャ板７１、ブランキング偏向器７２及びブランカ制御部７３は、本発明に係る電子ビーム走査機構のブランキング手段をなす。
【００３９】
なお、電子ビーム近接露光装置に関して図５を参照して上記説明した本発明の構成を、図１（Ｂ）に示す投影方式の電子ビーム露光装置に適用する場合には、上述の計算機９１、バス９２、メモリ９３、走査レジスタ６１、スキャンジュネレータ２６、増幅器２５、ユーザインタフェース６２、画像処理回路６４、２次電子検出器６３、ブランキングアパチャ板７１、ブランキング偏向器７２及びブランカ制御部７３を備える構成を、投影方式の電子ビーム露光装置に設け、ＤＡＣ／ＡＭＰ２５の出力を主偏向器５０に入力し、２次電子検出器６３がマスク６０の２次反射電子を検出するように設ければよい。
【００４０】
図６は、本発明に係る電子ビーム走査方法のフローチャートである。
ステップＳ１０１において、電子ビーム近接露光装置１は、電子ビームのマスク上走査位置と各位置の各走査順位からなる走査順序データを、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリカード、ネットワーク等のデータ入力手段（図示せず）により取得し、メモリ９３に記憶する。この走査順序データの内容を図７（Ａ）及び下記表１を参照して説明する。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
電子ビーム近接露光装置１は、電子ビーム１５の被照射体であるマスク３０の各位置に電子ビーム１５を偏向して照射する。主偏向器２０には、電子ビーム１５を偏向可能なマスク３０上の領域である偏向領域（走査範囲）が設定され、この範囲内において電子ビームを走査することが可能である。図７（Ａ）に偏向領域３４（走査範囲）を示す。
【００４３】
図示するように、走査範囲３４には、必要な電子ビーム照射位置の精度（＝走査範囲の幅／Ｎ）に応じて座標（ＸＹ座標系）が定められる。そして、計算機９１が電子ビームを偏向させたい位置に対応する座標データを走査レジスタ６１に書き込むことにより、この座標データに対応する走査範囲３４内の位置に電子ビーム１５が偏向される。
【００４４】
したがって、メモリ９３に記憶する走査順序データは、走査順序に沿って連続する各走査位置の各Ｘ位置データ及び各Ｙ位置データからなる各座標データを、順に並べたシーケンシャルデータテーブルとして定められる。
表１において、順位１に対応する座標データは走査開始位置を、順位（Ｎ×Ｎ）に対応する座標データは走査終了位置をそれぞれ示すこととし、順位（ｉ＋１）に対応する座標データは、順位ｉに対応する座標データの次の走査位置を示すこととする。
【００４５】
例えば走査順序１は、図７（Ｂ）に示すようにＸ方向を主走査方向とする走査軌跡３５Ｘに対応する走査順序データである。
【００４６】
メモリ９３には、複数の走査順序についての走査順序データを記憶することとしてよい。例えば、表１に示されるシーケンシャルデータテーブルは、走査順序１〜４までの４つの走査順序を示す。例えば走査順序２は、走査順序１をＸ方向軸について対称に反転させた（すなわち図７（Ｂ）では上下反転させた）軌跡に対応する。また、走査順序３は、図７（Ｃ）に示すようにＹ方向を主走査方向とする走査軌跡３５Ｙに対応する走査順序データであり、走査順序４は、走査順序３をＸ方向軸について対称に反転させた（すなわち図７（Ｃ）では上下反転させた）軌跡に対応する。
【００４７】
ステップＳ１０２において、オペレータは、露光に使用するマスク３０の種類に適応する走査順序を選択して、ユーザインタフェース６２を介して計算機９１に指令する。または、予めマスク３０に適応する走査順序の識別マークをマスク３０上に付しておき、計算機９１が、２次電子検出器６３及び画像処理回路６４によって取得したマスク３０の２次反射電子像からこのマークを識別して、自動的に走査順序を選択することとしてもよい。
【００４８】
ステップＳ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１０９〜Ｓ１１１において、計算機９１は、選択した走査順序における走査順位１から走査順位（Ｎ×Ｎ）までの走査位置Ｐｉ（ｉは１から（Ｎ×Ｎ）までの整数）を順次読み出して走査レジスタ６１に書き込み、電子ビーム１５を走査順位に従って、走査順位１から走査順位（Ｎ×Ｎ）までの走査位置Ｐｉに順に偏向してゆき、電子ビーム１５を走査する。
【００４９】
このとき、ステップＳ１０５において、今回の走査位置Ｐｉが直前の走査位置Ｐ（ｉ−１）と連続するか否かが判定される。ここに２つの走査位置が連続するか否かは、例えば２つの走査位置のＸ位置、Ｙ位置の距離のうちいずれか一方が１以下であるか否かにより判断することとしてよい。
今回の走査位置Ｐｉが直前の走査位置Ｐ（ｉ−１）と連続しないとき、Ｓ１０６においてスキャンジェネレータ２６は、ブランキング信号をブランカ制御部７３に出力し、ブランキング偏向器７２に通電されることにより、電子ビーム１５をブランキングアパチャ板７１の開口部以外の領域に偏向する、これにより、電子ビーム１５はブランキングアパチャ板７１よりも下方に進行しないようにブランキングされる。
そして、Ｓ１０７において電子ビームの照射位置が走査位置Ｐ（ｉ−１）から走査位置Ｐｉまで偏向され位置が整定されるまでの時間（ブランキング時間）の間、ブランカ制御部７３は、電子ビームをブランキングし続ける。このブランキング時間は、スキャンクロックＣＬＫに基づいてスキャンジェネレータ２６により算出されることとしてよい。
そしてステップＳ１０８において、ブランキング時間経過後にブランキング偏向器７２への信号出力を停止する。
【００５０】
図８の（Ａ）は、実施例における走査範囲３４の走査順序を示す図であり、図３の（Ａ）に対応する図である。すなわち、隣接する走査線の間隔Ｄが走査範囲３４に照射する電子ビーム１５の直径より少し小さい場合である。本実施例では、連続した２回の走査はピッチＰだけずれており、ピッチＰは走査範囲の縦方向の長さの略１／２である。より詳しく説明すれば、もっとも上側の走査線を順方向に走査した後、ピッチＰだけ下側にシフトして中央の走査線を逆方向に走査し、次にピッチＰより走査線の間隔だけ少ない長さＰ−Ｄだけ上側にシフトして順方向に走査し、後は上記の動作を繰り返す。右側の番号は走査順序を示す。対応する走査順序データの内容を下記表２に示す。
【００５１】
【表２】
2005340276.tif 000004
【００５２】
なお、図８の（Ａ）では、円形の断面を有する電子ビーム１５を示したが、図３の（Ａ）に示すような６角形の場合なども同様である。
【００５３】
図８の（Ｂ）は、図４の走査に本発明を適用した場合の走査を示す図である。すなわち、隣接する走査線の間隔Ｄが走査範囲３４に照射する電子ビーム１５の直径より十分に小さい場合である。この例でも、ピッチＰは走査範囲の縦方向の長さの略１／２であり、Ｄが小さい点を除けば、図８の（Ａ）の例と同じである。
【００５４】
発熱によるマスクの変形や歪みの少ない走査順序については各種の変形例が考えられる。以下、代表的な例を図９、１０及び１１に示す。
図９の（Ａ）は、図８の（Ａ）で走査をすべて順方向とした例である。左側の番号は走査順序を示す。対応する走査順序データの内容を下記表３に示す。
【００５５】
【表３】
2005340276.tif 000005
【００５６】
図９の（Ｂ）は、インターレース走査の例であり、走査をすべて順方向とする変形例も可能である。対応する走査順序データの内容を下記表４に示す。更に、図９の（Ｂ）の例では、連続した２回の走査のピッチは隣接する走査線の間隔の２倍である、これを整数倍として３段以上の複数段のインターレース走査とすることも可能である。
【００５７】
【表４】
2005340276.tif 000006
【００５８】
図９の（Ａ）と（Ｂ）では、図８の（Ｂ）に示した、隣接する走査線の間隔Ｄを電子ビーム１５の直径より十分に小さくする変形例も可能である。
以上説明した図８の（Ａ）と（Ｂ）及び図９の（Ａ）と（Ｂ）の走査は、連続して行われる２つの走査線が隣接しておらず、熱の発生箇所がマスク上で分散されるため、図３の従来例に比べてマスクの変形及び歪みを低減できる。
【００５９】
図１０の（Ａ）は、マスクのもっとも上側の走査線を走査した後、もっとも下側の走査線を走査し、次に上側から２番目の走査線を走査し、次に下側から２番目の走査線を走査するという具合に、上下の走査線を交互に走査しながら徐々に内側の走査線を走査する。対応する走査順序データの内容を下記表５に示す。この場合も、中央から徐々に上辺と下辺に向う変形例、走査をすべて順方向とする変形例、及び隣接する走査線の間隔Ｄを電子ビーム１５の直径より十分に小さくする変形例が可能である。
図１０の（Ａ）の走査は、上下対称に行われるため、熱の発生も上下対称となり、その分マスクの変形や歪みを低減できる。
【００６０】
【表５】
2005340276.tif 000007
【００６１】
図１０の（Ｂ）は、マスクの周辺から渦巻き状に中心に向かって走査する例を示す。この場合も、中心から周辺に向かって渦巻き状に走査する変形例や、シフトのピッチを電子ビーム１５の直径より十分に小さくする変形例が可能である。対応する走査順序データの内容を下記表６に示す。
図１０の（Ｂ）の走査は、中心対称に行われるため、熱の発生も中心対称となり、マスクの周辺から引っ張られる力に対して熱による歪みも中心対称となるので、その分マスクの変形や歪みを低減できる。
【００６２】
【表６】
2005340276.tif 000008
【００６３】
図１１は、図３の従来例において、走査方向を一方向のみとした例であるが、この例でも図３の従来例に比べて走査方向を変える近辺で短時間に隣接することがないのでマスクの変形及び歪みを低減できる。対応する走査順序データの内容を下記表７に示す。
【００６４】
【表７】
2005340276.tif 000009
【００６５】
上記走査順序は、連続する２つの走査位置（すなわち連続する順位（ｉー１）と順位ｉに対応する走査位置）を隣接させて又は連続させて定めたものであるが、図１２（Ａ）及び（Ｂ）は、連続する２つの走査位置を連続させずに定めたものである。ここに電子ビームはＰ１→Ｐ２→Ｐ３→…の順で偏向される。図１２（Ａ）及び（Ｂ）に対応する走査順序データの内容をそれぞれ下記表８及び表９に示す。
【００６６】
【表８】
2005340276.tif 000010
【００６７】
【表９】
2005340276.tif 000011
【００６８】
図１２（Ａ）及び（Ｂ）の走査は、連続して行われる２つの走査位置が隣接しておらず、熱の発生箇所がマスク上で分散されるためマスクの変形及び歪みをより低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】（Ａ）は近接露光方式の電子ビーム露光装置の基本構成図であり、（Ｂ）は投影方式の電子ビーム露光装置の基本構成図である。
【図２】転写式の電子ビーム露光装置で使用するマスクの例を示す図である。
【図３】（Ａ）は電子ビームによるマスク走査の従来例を示す図（その１）であり、（Ｂ）は（Ａ）の走査の際の偏向指令値を示す図である。
【図４】電子ビームによるマスク走査の従来例を示す図（その２）である。
【図５】本発明の実施例に係る電子線装置の概略構成図である。
【図６】本発明に係る電子ビーム走査方法のフローチャートである。
【図７】（Ａ）は電子ビームの走査領域の説明図であり、（Ｂ）は、主走査方向をＸ方向としたときの走査順序であり、（Ｃ）は、主走査方向をＸ方向としたときの走査順序である。
【図８】電子ビームによるマスクの走査を示す図である。
【図９】電子ビームによるマスクの走査の変形例を示す図である（その１）。
【図１０】電子ビームによるマスクの走査の変形例を示す図である（その２）。
【図１１】電子ビームによるマスクの走査の変形例を示す図である（その３）。
【図１２】電子ビームによるマスクの走査の変形例を示す図である（その４）。
【符号の説明】
【００７０】
８…真空チャンバ
１０…コラム
１４…電子銃
２０，５０…主偏向器
３０、６０…マスク
４０…試料（ウエハ）
【図１】
2005340276.tif 000012
【図２】
2005340276.tif 000013
【図３】
2005340276.tif 000014
【図４】
2005340276.tif 000015
【図５】
2005340276.tif 000016
【図６】
2005340276.tif 000017
【図７】
2005340276.tif 000018
【図８】
2005340276.tif 000019
【図９】
2005340276.tif 000020
【図１０】
2005340276.tif 000021
【図１１】
2005340276.tif 000022
【図１２】
2005340276.tif 000023