(57)【要約】【課題】  荷電粒子線露光装置において、照明用レンズと投影用レンズの極性の関係を容易に判断する方法を提供する。【解決手段】  照明用レンズ２と投影用レンズ５とに同符号の電圧を印加した状態におけるよりも、照明用レンズ２と投影用レンズ５とに異符号の電圧を印加した状態における方が、レチクル４の位置に入射する荷電粒子線の垂直方向からのずれが小さい場合には、照明用レンズ２と投影用レンズ５とが同一の極性を有していることになる。これは、製造の条件が異常であることを示している。照明用レンズ２と投影用レンズ５とに同符号の電圧を印加した状態におけるよりも、照明用レンズ２と投影用レンズ５とに異符号の電圧を印加した状態における方が、レチクル４の位置に入射する荷電粒子線の垂直方向からのずれが大きい場合には、照明用レンズ２と投影用レンズ５とが逆の極性を有していることになる。これは、製造の条件が正常であることを示している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線照明光学系によりレチクルを照明し、当該レチクルに形成されたパターンを荷電粒子線投影光学系によりウエハ等の感応基板に露光転写する荷電粒子線露光装置において、前記荷電粒子線照明光学系における前記レチクルに面した第１のレンズと、前記荷電粒子線投影光学系における前記レチクルに面した第２のレンズとの極性の関係を判断する方法であって、前記第１のレンズと前記第２のレンズに同符号の電圧を印加して、その状態で前記レチクルに入射する荷電粒子線の垂直入射からのずれを測定し、かつ、前記第１のレンズと前記第２のレンズに異符号の電圧を印加して、その状態で前記レチクルに入射する荷電粒子線の垂直入射からのずれを測定し、両者のずれ量の大小を比較することにより、前記第１のレンズと前記第２のレンズの極性の関係を判断することを特徴とする荷電粒子線露光装置におけるレンズの極性の判断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線照明光学系によりレチクルを照明し、当該レチクルに形成されたパターンを荷電粒子線投影光学系によりウエハ等の感応基板に露光転写する荷電粒子線露光装置において、前記荷電粒子線照明光学系における前記レチクルに面した第１のレンズと、前記荷電粒子線投影光学系における前記レチクルに面した第２のレンズとの極性の関係を判断する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の荷電粒子線露光装置の露光方式はおおむね以下の三種類に分類される。
（１）スポットビーム露光方式
（２）可変成形露光方式
（３）ブロック露光方式
これらの露光方式は従来の光による一括転写方式に比較して、解像度において非常に優位性はあるが、スループットにおいて大きく劣っていた。特に（１）、（２）の露光方式では非常に小さいスポット径や矩形ビームでパターンをなぞるようにして露光を行うため、スループットは制限される。また、（３）のブロック露光方式はスループットを改善するために開発された方式であり、定型化されたパターンをマスク化し、その部分については一括露光することにより、スループットを改善している。しかし、この方式においてもマスク化されるパターン数が制限されるため、可変成形露光方式を併用せざるを得ず、そのためスループットは期待ほどには向上できない。
【０００３】
このように、従来の荷電粒子線露光装置の欠点であるスループットを向上させるために、レチクルの一部を一括して試料上に投影露光する分割投影転写方式の荷電粒子線露光装置の開発が進められている。
【０００４】
この分割投影転写方式の荷電粒子線露光装置を図２、図３に従って説明する。
図２は分割露光の単位を示す図である。まず、転写体（通常はウエハ）上には複数のチップが形成され、さらにチップはストライプに、ストライプはサブフィールドに分割される。レチクル等の被転写体も同様に分割されている。
【０００５】
分割投影露光装置では通常、図３に示すような方法で露光が行われる。まず、レチクルステージとウェハステージは対応するストライプの中心を縮小比に従った速度で定速移動する。電子線はレチクル上のサブフィールドを照明し、レチクル上に形成されたパターンは投影光学系によって試料上に投影露光される。
【０００６】
そして、電子線をレチクルステージの進行方向と直角な方向に偏向させ、順次、一列に配置されたサブフィールドの投影露光を行う。一列のサブフィールドの投影露光が終了すると、次のサブフィールドの投影露光を開始するが、その際図３に示すように電子線の偏向方向を逆にして、順次サブフィールドの投影露光を行うことにより、スループットを上げるようにしている。
【０００７】
このような方法で露光が行われるため、従来の荷電粒子線露光装置と比較すると、サブフィールド領域が一括露光され、またレチクルには露光すべきパターンがすべて形成されているため、非常にスループットを向上させることができる。
【０００８】
この荷電粒子線露光装置で使用するレチクルは、光を使用した露光装置の場合とは異なり、サブフィールド部（パターン部）とその周辺の梁部（以下ストラットと呼ぶ）に分割されている。梁部はレチクル自体の強度を保つためや、照明ビームが確実に露光すべきサブフィールドのみを選択するための目的で設けられている。
【０００９】
このような荷電粒子線露光装置の光学系の概要を図４に示す。図４において、１１は荷電粒子線源、１２は照明用レンズ、１３はビーム成形アパーチャ、１４は開口絞り、１５はレチクル、１６は投影用レンズ、１７は散乱アパーチャ、１８はウエハである。
【００１０】
荷電粒子線源１１から放出された荷電粒子線は、照明用レンズ１２によりレチクル１５上を均一に照明する。レチクル１５上に形成されたパターンの像は、投影用レンズ１６によりウエハ１８上に結像し、ウエハ１８上のレジストを感光させる。照明光の開口角を制限するために開口絞り１４が設けられ、レチクル１５で散乱された散乱線をカットするために散乱アパーチャ１７が設けられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図４に示すような荷電粒子線露光装置において、レチクル１５を照明する荷電粒子線のテレセン性を確保するために、レチクル１５の位置において照明用レンズ１２（複数のレンズがある場合は、レチクル１５に面したレンズ）の作る電場又は磁場と投影用レンズ１６（複数のレンズがある場合は、レチクル１５に面したレンズ）が作る電場又は磁場の和が０となるようにされている。ところが、これらのレンズのコイルの巻線の巻き方を反対にしたり、取り付け方向を間違えたりすると、これらの電場又は磁場の和が０とならず、光学系全体を調整する際に調整が上手くできないことがある。このようなときに、これらのレンズの巻線の巻き方が反対であったり、取り付け方向が間違っていることを調べるのは容易ではない。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、荷電粒子線露光装置において、照明用レンズと投影用レンズの極性の関係を容易に判断する方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題は、荷電粒子線照明光学系によりレチクルを照明し、当該レチクルに形成されたパターンを荷電粒子線投影光学系によりウエハ等の感応基板に露光転写する荷電粒子線露光装置において、前記荷電粒子線照明光学系における前記レチクルに面した第１のレンズと、前記荷電粒子線投影光学系における前記レチクルに面した第２のレンズとの極性の関係を判断する方法であって、前記第１のレンズと前記第２のレンズに同符号の電圧を印加して、その状態で前記レチクルに入射する荷電粒子線の垂直入射からのずれを測定し、かつ、前記第１のレンズと前記第２のレンズに異符号の電圧を印加して、その状態で前記レチクルに入射する荷電粒子線の垂直入射からのずれを測定し、両者のずれ量の大小を比較することにより、前記第１のレンズと前記第２のレンズの極性の関係を判断することを特徴とする荷電粒子線露光装置におけるレンズの極性の判断方法（請求項１）により解決される。
【００１４】
第１のレンズと第２のレンズに同符号の電圧（コイル又は電極にかける電圧で、設計上、これらのレンズが互いに反対方向の電場又は磁場を発生する方向の電圧を同符号、互いに同方向の電場又は磁場を発生する電圧を異符号とする）と異符号の電圧を印加した場合に、レチクル面での電場又は磁場は、もし、第１のレンズと第２のレンズの極性が同じであれば、同符号の電圧を印加した場合の方が大きく、もし、第１のレンズと第２のレンズの極性が逆であれば、異符号の電圧を印加したときの方が大きくなる。
【００１５】
よって、レチクル面に入射する荷電粒子線の垂直方向からのずれは、もし、第１のレンズと第２のレンズの極性が同じであれば、同符号の電圧を印加した場合の方が大きく、もし、第１のレンズと第２のレンズの極性が逆であれば、異符号の電圧を印加したときの方が大きくなる。この関係を利用して、第１のレンズと第２のレンズの極性が同じであるか逆であるかを判断できる。
【００１６】
一般に、第１のレンズと第２のレンズの極性を逆にして、レチクル面での電場をゼロとするような設計がされているので、第１のレンズと第２のレンズの極性が同じであれば、レンズのコイルの巻き方が逆であったり、取り付け方が異常であることを判断できる。
【００１７】
なお、第１のレンズと第２のレンズに印加する電圧を、大きな電圧にするほど、レチクル面に入射する荷電粒子線の垂直方向からのずれを測定することが容易になる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明によれば、荷電粒子線露光装置において、照明用レンズと投影用レンズの極性の関係を容易に判断する方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、荷電粒子線露光装置における、本発明に関係のある主要部を示した図である。照明用レンズ１，２は、成形開口３の像を、テレセントリックにレチクル４上に投影し、レチクル４を照明する。レチクル４に形成されたパターンは、投影用レンズ５，６により、ウエハ７上に投影される。
【００２０】
本実施の形態においては、レチクル４面における荷電粒子線の垂直入射からのずれを測定する方法として、レチクル４の変わりに、レジストを塗布した測定用ウエハをレチクル４の位置において露光を行い、レジストを現像してから測定用ウエハをエッチングしてその寸法を調べることにより、成形開口３の像の大きさを調べる方法を採用している。すなわち、このような測定を、測定用ウエハを置く位置を上下させて行い、成形開口３の像の大きさと位置の変化を調べる。もし、荷電粒子線が垂直入射していれば、測定用ウエハを置く位置を変化させても、成型開口３の像の大きさと位置は変わらない。しかし、荷電粒子線が垂直入射していない場合は、測定用ウエハを置く位置を変化させると、成型開口３の像の大きさや位置が変化する。この変化の度合いを見れば、レチクル４の位置における荷電粒子線の入射方向が垂直入射からずれている度合いが分かる。
【００２１】
まず、この測定を、照明用レンズ２と投影用レンズ５とに、同符号の電圧を印加した状態で行う。同符号の電圧とは、設計上、レチクル４の位置で、これら２つのレンズが互いに異なる方向の電場又は磁場が発生するような方向の電圧を言う。続いて、この測定を、照明用レンズ２と投影用レンズ５とに、異符号の電圧を印加した状態で行う。異符号の電圧とは、設計上、レチクル４の位置で、これら２つのレンズが互いに同じ方向の電場又は磁場が発生するような方向の電圧を言う。
【００２２】
もし、照明用レンズ２と投影用レンズ５とに同符号の電圧を印加した状態におけるよりも、照明用レンズ２と投影用レンズ５とに異符号の電圧を印加した状態における方が、レチクル４の位置に入射する荷電粒子線の垂直方向からのずれが小さい場合には、前者の方が、後者の方よりもレチクル４の位置における電場又は磁場の大きさが大きいことを意味しており、照明用レンズ２と投影用レンズ５とが同一の極性を有していることになる。一般的に、これは、製造の条件が異常であることを示している。
【００２３】
もし、照明用レンズ２と投影用レンズ５とに同符号の電圧を印加した状態におけるよりも、照明用レンズ２と投影用レンズ５とに異符号の電圧を印加した状態における方が、レチクル４の位置に入射する荷電粒子線の垂直方向からのずれが大きい場合には、前者の方が、後者の方よりもレチクル４の位置における電場又は磁場の大きさが小さいことを意味しており、照明用レンズ２と投影用レンズ５とが逆の極性を有していることになる。一般的に、これは、製造の条件が正常であることを示している。
【００２４】
以上の実施の形態においては、レチクル４の位置での荷電粒子線の垂直入射からのずれを調べるため測定用ウエハを使用する方法を用いたが、例えば、レチクルステージにピンホールを形成した測定用レチクルを搭載してレチクルステージを走査し、ウエハ７の位置に設けられた荷電粒子線検出器でピンホールを透過する荷電粒子量を検出して、この荷電粒子量とレチクルステージの位置から成形開口３の像の位置を検出し、この測定を、レチクルステージの高さを変えて行う等、通常、レチクル４の位置での荷電粒子線の垂直入射からのずれを調べるために用いられる任意の方法を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】荷電粒子線露光装置における、本発明に関係のある主要部を示した図である。
【図２】分割露光の単位を示す図である。
【図３】分割投影露光装置における露光方法を示す図である。
【図４】荷電粒子線露光装置の光学系の概要を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１…照明用レンズ、２…照明用レンズ、３…成形開口、４…レチクル、５…投影用レンズ、６…投影用レンズ、７…ウエハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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