(57)【要約】【課題】  スループット低下や装置構成の複雑化を伴わずに、電子線露光装置の露光パターンを下層パターンに重ね合わせる精度を向上する。【解決手段】  電子線露光装置１を、露光するウエハ４０の各ダイに形成された各下地パターンの歪みの線形成分を示す各下地パターン歪み情報を予め取得しておき、複数のパターン領域に形成されたマスクパターンを複数ダイに一括露光する際に、これら下地パターン歪み情報を電子ビームの走査位置に応じて選択する下地パターン歪み情報選択手段と、選択された下地パターン歪み情報に従い露光パターンの試料への露光位置を補正する露光位置補正手段とを備えて構成する。【選択図】      図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームを発生させる電子銃と、試料表面に露光する露光パターンを複数のパターン領域に有する露光マスクと、前記電子ビームが前記露光マスクを走査するように前記電子ビームを偏向する第１偏向手段と、前記電子ビームの前記露光マスクへの入射角度を変える第２偏向手段と、を備え、前記電子ビームで該露光マスクを走査して通過した電子ビームで前記試料表面に前記露光パターンを露光する電子線露光装置において、
前記試料表面の複数領域に形成されている各下地パターンについて、その各下地パターン歪み情報を記憶する記憶手段と、
前記電子ビームで前記複数のパターン領域を一度に走査して、各前記パターン領域の前記露光パターンを前記下地パターンにそれぞれ重ねて露光する際、前記各下地パターン歪み情報のうち、前記電子ビームの走査位置に対応するものを選択する下地パターン歪み情報選択手段と、
前記第２偏向手段によって前記電子ビームの前記露光マスクへの入射角度を変えることにより、選択された前記下地パターン歪み情報に従い前記露光パターンの前記試料への露光位置を補正する露光位置補正手段と、を備えることを特徴とする電子線露光装置。
【請求項２】
前記下地パターン歪み情報は、前記試料表面に形成された前記下地パターンの線形性歪みを示すことを特徴とする請求項１に記載の電子線露光装置。
【請求項３】
前記露光位置補正手段は、前記第２偏向手段によって前記電子ビームの前記露光マスクへの入射角度を変えることにより、選択された前記下地パターン歪み情報及び予め取得されたマスク歪み補正情報に従い前記露光パターンの前記試料への露光位置を補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子線露光装置。
【請求項４】
電子銃から発生させた電子ビームが、試料表面に露光する露光パターンを複数のパターン領域に有する露光マスクを走査するように、前記電子ビームを偏向させ、前記露光マスクを走査して通過した電子ビームで前記試料表面に前記露光パターンを露光する電子線露光における露光位置補正方法であって、
前記試料表面の複数領域に形成されている各下地パターンについて、その各下地パターン歪み情報を記憶し、
前記電子ビームで前記複数のパターン領域を一度に走査して、各前記パターン領域の前記露光パターンを前記下地パターンにそれぞれ重ねて露光する際、前記各下地パターン歪み情報のうち、前記電子ビームの走査位置に対応するものを選択し、
前記電子ビームの前記露光マスクへの入射角度を変えることにより、選択された前記下地パターン歪み情報に従い前記露光パターンの前記試料への露光位置を補正することを特徴とする露光位置補正方法。
【請求項５】
前記下地パターン歪み情報は、前記試料表面に形成された前記下地パターンの線形性歪みを示すことを特徴とする請求項４に記載の露光位置補正方法。
【請求項６】
前記露光マスクのマスク歪み情報を取得し、
前記電子ビームの前記露光マスクへの入射角度を変えることにより、選択された前記下地パターン歪み情報及び取得された前記マスク歪み補正情報に従い前記露光パターンの前記試料への露光位置を補正することを特徴とする請求項４又は５に記載の露光位置補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子銃で発生させた電子ビームで露光パターンを有する露光マスクを走査して、通過する電子ビームで半導体ウエハなどの試料表面に露光パターンを転写する電子線露光装置及び電子線露光方法に関し、特に露光がなされる試料表面に前工程で下地パターンが形成されている場合に、その歪みに合わせて露光パターンの露光位置の補正を行う電子線露光装置および電子線露光方法に関する。
【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、現在、光学式ステッパが常用されているほか、新しい方式の露光装置として電子ビーム直接描画装置やＸ線露光装置などが開発されている。
【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線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に開示された電子線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、従来の電子線近接露光装置について簡単に説明する。図示するように、電子光学鏡筒（カラム）６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１８と電子ビーム１５を平行ビームにする照射レンズ１６とを有する電子銃１２、対となる主偏向器２１、２２と、対となる副偏向器５１、５２とを含み、電子ビーム１５を電子銃１２の光軸１９に平行に走査する走査手段１３、試料（半導体ウエハ）４０に露光する露光パターンに対応する開口（マスクパターン）を有する露光マスク３０、および表面にレジスト層４２が形成された試料（半導体ウエハ）４０が設けられている。
【０００５】
マスク３０は、厚い外縁部３４内の中央に開口の形成された薄膜部３２を有しており、試料４０は表面がマスク３０に近接す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。
走査手段１３中の主偏向器２１、２２は、図２に示すように電子ビーム１５がマスク薄膜部３２の全面を走査するように電子ビームを偏向制御する。これにより、マスク薄膜部３２のマスクパターンがウエハ４０上のレジスト層４２に等倍転写される。
【０００６】
ＸＹステージ４６は、静電チャック４４に吸着された試料４０を水平の直交２軸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たびに試料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。
【０００７】
また、走査手段１３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のマスク３０への入射角度をα、マスク３０とウエハ４０との間隔をＧとすると、入射角度αによるマスクパターンの露光位置のずれ量δは、次式、
δ＝Ｇ・ｔａｎ α
で表される。図３に示す例ではマスクパターンは、ずれ量δだけ正規の位置からずれた位置に転写される。
【０００８】
マスク３０の歪みは露光開始前に予め測定され、マスク３０に設けられた各パターンの設計位置（理想的な露光位置）と実際の各形成位置との対応関係を示すマスク歪み補正マップとして電子線近接露光装置の記憶装置（図示せず）に記憶される。
そして露光の際には、電子ビーム１５の走査位置が、各パターンの設計位置Ｐｄに対応する実際の各形成位置Ｐｆとなるときに、各入射角度αが次式、
α＝Ｔａｎ−１｛（Ｐｆ−Ｐｄ）／Ｇ｝
となるように副偏向器５１、５２を制御する。これにより、マスク３０に図４（Ａ）に示すようにマスク歪みがある場合には、電子ビームの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が行われ、図４（Ｂ）に示す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】
一般に、半導体集積回路は、何層もの導体膜、半導体膜または絶縁膜を積層して形成され、現在では多いものは約４０層もの層により形成されている。
これら各層では、それぞれの工程において露光およびエッチング等によりパターンが形成されるが、露光工程に使用するマスク歪み等の原因により、形成されたパターンが設計パターンからやや歪んで形成される場合がある。
【００１０】
前工程で形成された下層パターンの歪みが甚だしい場合には、たとえ上層パターンが正規の形状・大きさに形成されても、形成される回路に支障をきたす場合がある。例えば、歪んで形成された下層パターンの上に、上層パターンが正規の形状・大きさに形成されると、上層パターンに露光されたスルーホール位置で穿孔されたスルーホールが、下層配線に正規の位置で接続されず導通できなくなるなどである。
したがって、前工程で形成されたパターンに歪みがある場合には、上層パターンを形成する際に、パターンの歪みにあわせてマスクパターンの露光位置を補正する必要がある。このため従来では、前述の副偏向器５１、５２による傾き補正を用いてマスク歪みを補正するのと同時に、この傾き補正により下層パターンのシフト（平行移動）、倍率（大きさ）及び回転歪みの歪みに合わせて露光位置の補正を行っていた。
【００１１】
一方で、電子線近接露光装置に使用するマスク３０は、開口部が穴であるステンシルマスクである。したがって、例えば図５（Ａ）に示すように、大きな正方形パターン３５０内に小さな正方形パターン３５２があり、大小２つの正方形パターンの間の部分３５１が開口であるような環状パターンを、１つのマスクで露光することは不可能である。
このようなパターンを露光するには、図５（Ｂ）〜（Ｅ）に示すように、この環状パターンをパターンｍ１１１、ｍ１２１、ｍ２１１、ｍ２２１の４つのパターンに分けて４回に分けて露光を行う方法がある。ここでは、このような１つのパターンを露光するのに必要な複数のパターン（相補パターン）を有するマスクを相補マスクと称する。
【００１２】
そして、これら４つの近接露光用相補パターンｍ１１、ｍ１２、ｍ２１およびｍ２２を用意し、これら各相補マスクをそれぞれ取り付けた４台の電子線近接露光装置において順次露光を行う。しかし、これでは、あるマスクでの露光が終了した後、ウエハを電子線近接露光装置から通常の環境に取り出し、再び別のマスクで露光を行う電子線近接露光装置に搬送する必要がある。そのため、スループットが低下するだけでなく、ごみなども付着し易くなり歩留りを低下させるという問題を発生する。
【００１３】
そこで、図６に示すように、４つの相補パターンｍ１１、ｍ１２、ｍ２１およびｍ２２を１つのマスク基板３６の４つのパターン領域にそれぞれ備えてマスク３０を構成し、１台の電子線近接露光装置で４つの相補マスク全てによる露光を行う。
【００１４】
ただし、相補マスクを使用する場合には相補パターン数だけ露光を分けて行うため、通常のマスクの場合に比べてスループットが低下する。したがって、マスク３０のマスク設置間隔をウエハ４０のダイ間隔と等しく設け、図７を参照して以下に説明する方法により、ＸＹステージ４６の移動回数を抑えてスループット低下を防ぐ。
すなわち、ウエハ４０とマスク３０の位置関係が、図７（Ａ）に示す状態において、電子ビームが４つの相補パターンｍ１１、ｍ１２、ｍ２１およびｍ２２上を連続して一度に走査する（一括露光する）と、ダイｄ１１、ｄ１２、ｄ２１およびｄ２２に、パターンｍ１１、ｍ１２、ｍ２１およびｍ２２がそれぞれ転写される。
【００１５】
そして、マスク３０が矢印３６０に沿ってダイ１個分だけ相対移動するようにＸＹステージ４６を移動させ（図７（Ｂ））、同様に走査することにより、ダイｄ１２、ｄ１３、ｄ２２およびｄ２３に、パターンｍ１１、ｍ１２、ｍ２１およびｍ２２がそれぞれ転写される。続いて、マスク３０が図に示す矢印３６２に沿ってダイ１個分だけ相対移動するようにＸＹステージ４６を移動させ（図７（Ｃ））、同様に走査することにより、ダイｄ２２、ｄ２３、ｄ３２、ｄ３３に、パターンｍ１１、ｍ１２、ｍ２１およびｍ２２がそれぞれ転写される。最後に、マスク３０が図に示す矢印３６４に沿ってダイ１個分だけ相対移動するようにＸＹステージ４６を移動させ（図７（ｄ））、同様に走査することにより、ダイｄ２１、ｄ２２、ｄ３１およびｄ３３に、パターンｍ１１、ｍ１２、ｍ２１およびｍ２２がそれぞれ転写される。
【００１６】
以上のステップにより、ダイｄ２２には４つの相補パターンｍ１１、ｍ１２、ｍ２１およびｍ２２のパターンがすべて転写されるが、通常マスクの場合と比較して、ＸＹステージ４６の移動回数および移動距離がダイ１行および１列分しか増加しない。これにより相補マスクを使用する場合のスループット低下を防ぐことができる。
【００１７】
【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】
【００１８】
上述の通り従来の電子線近接露光装置では、電子ビーム１５の傾き補正によるマスク歪みを補正の際に、下層パターンのシフト、倍率及び回転歪みの歪み補正を行っていた。しかし下層パターンに生じうる歪み成分としては、台形歪みや弓形歪みなど他の歪み成分も考えられ、回路パターンの高密度化に対応するためにはこれらの歪み成分の補正を行う必要がある。
【００１９】
下地パターンの任意の歪み成分に合わせた露光位置補正を行うためには、上述のマスク歪み補正マップと同様の補正マップを使用することが考えられる。すなわち、ウエハに設けられた各ダイに形成された各下地パターンに含まれる各パターンの理想的な形成位置と、実際の各形成位置との対応関係を示す下地パターン歪み補正マップをウエハに設けられるダイ数分だけ記憶しておき、露光しようとするダイに応じた各下地パターン歪み補正マップでマスク歪み補正マップを書き換える。
【００２０】
しかし、このようなマップ情報のデータ量は非常に大きいため、下地パターン歪み補正マップやマスク歪み補正マップの読み出し、マスク歪み補正マップの書き換え等に要する待ち時間のために電子線近接露光装置のスループットの悪化を招く。待ち時間をなくすためにこれらの補正マップを全て物理メモリに記憶すると、実装する物理メモリが増大し装置構成が複雑になり装置コストの増大を招く。
【００２１】
さらに従来の電子線近接露光装置では、複数のパターン領域に形成されたマスクパターンを複数ダイに一括露光する際には、これら複数ダイの下地パターンの各歪み成分を平均して補正を行っていた。このために上述の相補マスクを一括露光する場合に重ね合わせ精度の低下を招いていた。
【００２２】
上記問題点を鑑みて、本発明では、スループット低下や装置構成の複雑化を伴わずに電子線露光装置の露光パターンの重ね合わせ精度を向上することを目的とする。特に、複数のパターン領域にマスクパターンを有する相補マスクを一括露光する場合の重ね合わせ精度を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成するために、本発明では、露光するウエハの各ダイに形成された各下地パターンの歪みの線形成分を示す下地パターン歪み情報を予め取得しておき、複数のパターン領域に形成されたマスクパターンを複数ダイに一括露光する際に、これら下地パターン歪み情報を電子ビームの走査位置に応じて選択的に使用して、露光パターンの試料への露光位置を補正する。
【００２４】
すなわち、本発明の第１形態に係る電子線露光装置は、電子銃と、試料表面に露光する露光パターンを複数のパターン領域に有する露光マスクと、電子ビームが露光マスクを走査するように電子ビームを偏向する第１偏向手段と、電子ビームの露光マスクへの入射角度を変える第２偏向手段と、を備え、さらに、試料表面の複数領域に形成されている各下地パターンについて、その各下地パターン歪み情報を記憶する記憶手段と、電子ビームで前記複数のパターン領域を一度に走査して、各パターン領域の露光パターンを下地パターンにそれぞれ重ねて露光する際、各下地パターン歪み情報のうち、電子ビームの走査位置に対応するものを選択する下地パターン歪み情報選択手段と、選択された下地パターン歪み情報に従い露光パターンの試料への露光位置を補正する露光位置補正手段とを備える。
【００２５】
また、本発明の第２形態に係る電子線露光における露光位置補正方法は、電子銃から発生させた電子ビームが、試料表面に露光する露光パターンを複数のパターン領域に有する露光マスクを走査するように、電子ビームを偏向させ、露光マスクを走査して通過した電子ビームで試料表面に露光パターンを露光する電子線露光方法において、試料表面の複数領域に形成されている各下地パターンについて、その各下地パターン歪み情報を記憶し、電子ビームで複数のパターン領域を一度に走査して、各パターン領域の露光パターンを下地パターンにそれぞれ重ねて露光する際、各下地パターン歪み情報のうち、電子ビームの走査位置に対応するものを選択し、選択された下地パターン歪み情報に従い露光パターンの試料への露光位置を補正する。
【００２６】
露光パターンの試料への露光位置の補正は、前記第２偏向手段によって前記電子ビームの前記露光マスクへの入射角度を変えることにより行うこととしてよく、予め取得されたマスク歪み補正情報による露光位置補正と同時に行うこととしてよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明では、電子ビームの走査位置に応じて下地パターン歪み情報を選択し、選択した下地パターン歪み情報に従い露光パターンの試料への露光位置を補正するため、現在露光中のダイに応じて下地パターン歪み情報を選択的に使用して補正することが可能となる。このため、複数のパターン領域にマスクパターンを有する相補マスクを一括露光する場合の重ね合わせ精度を向上することが可能となる。
【００２８】
また、露光位置を補正する際に使用する下地パターン歪み成分を線形性の歪み成分としたことにより、シフト、倍率及び回転歪みのみが可能であった従来の露光位置補正と比べて重ね合わせ精度を向上するとともに、各下地パターンの歪みを示すデータの肥大化を防ぎ、スループット低下や装置構成の複雑化を避けることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図８は、本発明の実施例に係る電子線近接露光装置の基本構成図である。電子線近接露光装置１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。
【００３０】
図８に示すように、電子線近接露光装置１は、カラム１０及びチャンバ８を備えている。カラム１０内には、電子ビーム１５を発生する電子線源１４と、電子ビーム１５を平行ビームにする照射レンズ１６とを有する電子銃１２、対となる主偏向器２１、２２と、対となる副偏向器５１、５２とを含み、電子ビーム１５を電子銃１２の光軸１９に平行に走査するように前記電子ビーム１５を偏向する走査手段１３、露光するパターンに対応する開口を有する露光マスク３０、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。そして静電チャック４４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。
また試料４０の表面には、その複数のダイ形成領域のそれぞれには、前工程で下地パターンが形成されている。またマスク３０は、複数のパターン領域にそれぞれ相補パターンを有する上述の相補マスクとしてよい。
【００３１】
なお、主偏向器２１、２２は、電子ビーム１５がその光軸を電子銃１２の光軸１９に平行に保ったまま露光マスク３０を走査するように前記電子ビームを走査するための第１偏向器をなし、副偏向器５１、５２は、電子ビーム１５の露光マスク３０への照射面への入射角度を変えるための本発明に係る第２偏向器をなす。
【００３２】
電子線近接露光装置１は、電子線近接露光装置１の全体的な動作を司るコンピュータなどの制御装置である計算機９１を備える。
電子線近接露光装置１は、計算機９１が実行するプログラムや各種データを記憶するための記憶部９３を備える。記憶部９３は計算機９１のバス９２に接続され、これにより計算機９１や、バス９２を供用する他の構成要素と相互にデータのやりとりが可能である。
また、電子線近接露光装置１は、計算機９１の位置信号を受信してＸＹステージ４６の位置決め制御を行うステージ制御部４７を備える。
【００３３】
また、電子線近接露光装置１は、試料４０表面に形成されている各下地パターンの歪みを示す下地パターン歪み情報及び露光マスク３０のマスク歪みを補正するためのマップ情報であるマスク歪み補正マップ情報などのデータを取得するためのデータ取得部９４を備える。データ取得部９４は、外部の測定装置により測定された下地パターン歪みやマスク歪みに基づいて求められた下地パターン歪み情報及びマスク歪み補正マップ情報を、入力するためのデータ入力手段として構成してよく、または、下地パターンやマスク３０の各位置をレーザ測長計などの測定器で測定してその歪み情報を求めることが可能な測定及び演算手段として実現してもよい。データ取得部９４により取得されたデータは、記憶部９３により記憶することができる。
【００３４】
電子線近接露光装置１は、電子ビーム１５でマスク３０上を走査する際の各時点の走査位置に対応して主偏向器２１及び２２に入力すべき主偏向指令量信号を供給する主偏向指令量供給部２４を備える。主偏向指令量供給部２４から供給される主偏向指令量信号は、ディジタル−アナログ変換器及び増幅器（以下ＤＡＣ／ＡＭＰと記す）２３を介して、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２１、２３に入力される。
また、電子線近接露光装置１は、電子ビーム１５の傾き補正をする際の、電子ビーム１５のマスク３０への入射角度に対応して、副偏向器５１及び５２に入力すべき副偏向指令量信号を供給する副偏向指令量供給部５４を備える。副偏向指令量供給部５４から供給される副偏向指令量信号は、ディジタル−アナログ変換器及び増幅器（以下ＤＡＣ／ＡＭＰと記す）５３を介して、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５１、５３に入力される。
【００３５】
さらに電子線近接露光装置１は、ステージ制御部４７へ供給されるＸＹステージ４６の位置信号と、主偏向指令量供給部２４の主偏向量信号とに基づき、電子ビーム１５が現在走査されている試料４０のダイ領域を選択し、このダイ領域に係る下地パターン歪みを選択する下地パターン歪み情報選択部７１と、選択された下地パターン歪み情報及び取得されたマスク歪み補正情報にしたがって、マスク３０に形成された露光パターンの部分うち現在電子ビーム１５で走査される部分の、試料４０への露光位置を決定して、決定した露光位置と電子ビーム１５のマスク上走査位置との差に応じて求まる電子ビーム１５の露光マスク３０への入射角度を副偏向指令量供給部５４に入力して、露光位置を補正する露光位置補正部７２を備える。
【００３６】
図９に本発明に係る露光位置補正方法のフローチャートを示す。
ステップＳ１０１において、データ取得部９４は、マスク３０のマスク歪み補正情報を取得し記憶部９３に記憶する。このマスク歪み補正情報はマスク３０に設けられた露光パターンの各部位の設計位置（理想的な露光位置）と実際の各形成位置との対応関係を示すマスク歪み補正マップ情報である。
【００３７】
ステップＳ１０２において、データ取得部９４は、試料４０に複数形成された各ダイ領域の下地パターン歪み情報を取得し記憶部９３に記憶する。この下地パターン歪み情報は、試料４０の各ダイ領域にそれぞれ形成された各下地パターンの線形性歪みを示すパラメータの組である。
この下地パターン歪み情報の例は、例えば、各下地パターン１つにつき、Ｘ方向シフト量Ｘｓｈｉｆｔ、Ｘ方向倍率ＸＭａｇ、Ｘ方向回転ＸＲｏｔ及びＸ方向台形歪みＸＴｒｐ、並びにＹ方向シフト量Ｙｓｈｉｆｔ、Ｙ方向倍率ＹＭａｇ、Ｙ方向回転ＹＲｏｔ及びＹ方向台形歪みＹＴｒｐの８つのパラメータを有する。
【００３８】
ステップＳ１０３において、ＸＹステージ４６を移動して試料４０上の複数ダイのうち露光を開始するダイをマスク３０のパターン領域の直下に移動して、アライメントを行う。
マスク３０のパターン領域にアライメントされたダイの例を図１０に示す。図１０に示す例では、マスク３０は、複数のパターン領域ｍ１１〜ｍ２２に露光パターンが設けられており、試料４０上のダイｄ１１がパターン領域ｍ１１にアライメントされ、ダイｄ１２がパターン領域ｍ１２にアライメントされ、ダイｄ２１がパターン領域ｍ２１にアライメントされ、ダイｄ２２がパターン領域ｍ２２にアライメントされる。
【００３９】
ステップＳ１０４において、電子ビーム走査軌跡２５の開始点２６に対応する主偏向指令量を主偏向器２１、２２に印加した状態で、電子ビーム１５のブランキング（電子ビームがマスクに照射されないように遮蔽する）を停止する。これにより電子ビーム１５によるマスク３０の走査が開始される。
【００４０】
ステップＳ１０５において、下地パターン歪み情報選択部７１は、主偏向指令量供給部２４又は計算機９１から、電子ビーム１５の主偏向量を取得する。また一方で、下地パターン歪み情報選択部７１は、ステージ制御部４７から試料４０の位置を取得する。
そして、ステップＳ１０６において、電子ビーム１５の主偏向量と試料４０の位置とに基づき、電子ビーム１５が現在どのダイの上を走査しているかを判断して、記憶部９３に記憶されている複数の下地パターン歪み情報のうち、現在電子ビームが走査されているダイに係る下地パターン歪み情報を選択する。
【００４１】
そしてステップＳ１０７において、露光位置補正部７２は、マスク歪み補正情報と選択された下地パターン歪み情報を用いて、マスク３０に形成された露光パターンの部分うち現在電子ビーム１５で走査されるパターン部分が、試料４０上のどの位置へ露光されるべきかを決定して、決定した露光位置と電子ビーム１５のマスク上走査位置との差に応じて求まる電子ビーム１５の露光マスク３０への入射角度を副偏向指令量供給部５４に入力して、露光位置を補正する。図１１は、露光位置補正部７２による上記露光位置補正の説明図である。
【００４２】
図１１において、マスク３０のパターン領域ｍｉｊ及び試料４０上のダイｄｉｊに形成される下地パターンは歪みをもって形成されている。
そして、本来歪みのない状態に形成されたと仮定されるマスクの位置ｐ’（ｘ’，ｙ’）に形成される露光パターン部分は、実際には歪みのためマスク３０の位置ｐ（ｘ，ｙ）に形成されているものとし、かつマスクの位置ｐ’の直下の試料４０上の位置（すなわち図８に示す電子銃１２の光軸１９と平行でありかつマスク位置ｐ’を通過する直線と、試料４０表面との交点）であり、歪みのないマスクの位置ｐ’に形成される露光パターン部分が露光されるべき試料４０上の位置をＰ’（Ｘ’，Ｙ’）とする。
そして歪みのない状態に形成された下地パターンの位置Ｐ’に形成される下地パターン部分は、下地パターン歪みのため試料４０の位置Ｐ１（Ｘ１，Ｙ１）に形成されているものとする。
また、試料４０上位置Ｐ２（Ｘ２，Ｙ２）は、マスクの位置ｐの直下の試料４０上の位置とする。したがって、マスク３０の座標系と試料４０の座標系のｘ、ｙ座標を、ｐ’＝Ｐ’なるように定めるとｐ＝Ｐ２となる。
【００４３】
露光位置補正部７２は、主偏向指令量供給部２４から電子ビーム１５の主偏向量を取得して現在の走査位置ｐを求めるか、又は計算機９１から直接走査位置ｐを取得する。
そして、露光位置補正部７２は、マスク歪み補正マップ情報を用いて、実際には位置ｐに形成された露光パターン部分が、歪みのないマスク３０上ではマスク３０上のどの位置ｐ’（＝Ｐ’）に設けられるべきかを求める。
【００４４】
さらに、露光位置補正部７２は、そして歪みのない状態であると仮定した下地パターンの位置Ｐ’に形成されるべき部分が、実際の試料４０に形成されている位置（歪みのないマスク３０の位置ｐ’の露光パターン部分を重ね合わせる下地パターン部分の位置）である位置Ｐ１（Ｘ１，Ｙ１）を、上記の下地パターン歪み情報に基づき下式により求める。
【００４５】
【数１】
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【００４６】
そして、露光位置補正部７２は、電子ビーム１５の現在の走査位置ｐ（＝Ｐ２）と、この位置に実際に形成された露光パターン部分が、重ね合わせて露光されるべき下地パターン部分の位置Ｐ１との差に基づき、下記に従い電子ビーム１５のマスク３０へのｘ方向入射角度αｘ及びｙ方向入射角度αｙを求める。
【００４７】
Δｘ＝Ｘ１−Ｘ２
Δｙ＝Ｙ１−Ｙ２
αｘ＝Ｔａｎ−１｛（Δｘ）／Ｇ｝
αｙ＝Ｔａｎ−１｛（Δｙ）／Ｇ｝
【００４８】
ここにＧは、図１２に示すようにマスク３０と試料４０との間の間隔である。
そして、ステップＳ１０８において、入射角度αｘ、αｙに対応する副偏向指令量信号を副偏向器５１、５２に入力して、露光位置を補正することにより、歪んで形成されたマスク３０上の現在の走査位置ｐに形成された露光パターン部分が、歪んで形成された下地パターンの位置Ｐ１の部分に重ね合わせて露光される。
【００４９】
これらステップＳ１０５〜Ｓ１０８は、電子ビーム１５が軌跡２５に沿って、マスク３０の全パターン領域ｍ１１〜ｍ２２を一括して走査し終えるまで、走査位置を変えて繰り返し実行される（Ｓ１０９、Ｓ１１０）。
【００５０】
電子ビーム１５によるマスク３０の全パターン領域ｍ１１〜ｍ２２の一括走査が終了すると、電子線露光装置１は、ステップＳ１１２において一時電子ビーム１５をブランキングした後、ＸＹステージ４６を移動して試料４０を次の露光位置にアライメントし、上記ステップＳ１０４〜Ｓ１１０を繰り返し実行する。そして試料４０上の全てのダイへの露光が終了するまで、試料４０の露光位置を変えてステップＳ１０４〜Ｓ１１３を繰り返す（Ｓ１１１）。以上により、試料４０上の全てのダイへの露光が行われる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、露光パターンを有する露光マスクへのビーム入射角度を制御することが可能な露光装置であれば、電子ビームを利用する露光装置に限らず種々の露光装置に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】電子線近接露光装置の基本構成図である。
【図２】主偏向器による電子ビーム走査の説明図である。
【図３】電子ビームの傾き補正の説明図である。
【図４】マスク歪み補正の説明図である。
【図５】相補マスクの説明図である。
【図６】相補パターンを備える相補マスクの上面図である。
【図７】相補マスクを使用する露光方法の説明図である。
【図８】本発明の実施例に係る電子線露光装置の概略構成図である。
【図９】本発明の実施例に係る露光位置補正方法のフローチャートである。
【図１０】試料に形成されたダイ領域とマスクとの位置関係を示す図である。
【図１１】露光位置補正部による露光位置補正の説明図である。
【図１２】副偏向器による露光位置の補正の説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…電子線近接露光装置
８…カラム
１０…チャンバ
１２…電子銃
１３…走査手段
１４…電子線源
１５…電子ビーム
１６…照射レンズ
２１、２２…主偏向器
３０…マスク
４０…ウエハ
５１、５２…副偏向器
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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