(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つ以上の電子ビームにより、ウェハを露光する電子ビーム露光装置において、前記２つ以上の電子ビームの照射位置を補正する電子ビーム補正方法であって、
前記２つ以上の電子ビームのうちの少なくとも１つの電子ビームの照射位置の座標の少なくとも１つを検出する検出段階と、
検出された前記座標に基づいて、前記座標が検出された前記１つの電子ビーム以外の少なくとも１つの他の電子ビームの照射位置を補正する補正値を算出する算出段階と
を備えることを特徴とする電子ビーム補正方法。
【請求項２】
前記電子ビーム露光装置は、前記１つの電子ビームと前記他の電子ビームとの位置関係を予め格納する格納手段を備え、
前記算出段階は、前記格納手段に格納された前記位置関係を用いて前記他の電子ビームの前記照射位置を補正する前記補正値を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム補正方法。
【請求項３】
前記電子ビーム露光装置は、２つ以上の電子ビームを発生する電子ビーム発生部と、前記２つ以上の電子ビームのそれぞれが通過する２つ以上の開口部を有する部材とを備え、
前記検出段階は、前記２つ以上の電子ビームのうちの１つの電子ビームの照射位置の座標の１つを検出し、
前記算出段階は、検出された前記座標に基づいて、前記電子ビーム露光装置の前記部材の全体均等伸縮及び回転の一方による、前記照射位置の前記１つの前記座標が検出された電子ビーム以外の前記電子ビームの照射位置のずれを補正する前記補正値を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム補正方法。
【請求項４】
前記検出段階は、前記１つの座標が検出された前記電子ビームの前記照射位置を検出し、
前記算出段階は、検出された前記照射位置に基づいて、前記電子ビーム露光装置の前記部材の全体均等伸縮及び回転による、前記照射位置が検出された前記電子ビーム以外の電子ビームの照射位置のずれを補正する前記補正値を算出する
ことを特徴とする請求項３に記載の電子ビーム補正方法。
【請求項５】
前記検出段階は、前記１つの座標が検出された前記電子ビームの前記照射位置を検出し、
前記算出段階は、検出された前記照射位置に基づいて、前記電子ビーム露光装置の前記部材の平行移動による、前記照射位置が検出された前記電子ビーム以外の電子ビームの照射位置のずれを補正する前記補正値を算出する
ことを特徴とする請求項３に記載の電子ビーム補正方法。
【請求項６】
前記電子ビーム発生部は、３つ以上の電子ビームを発生し、前記部材は、前記３つ以上の電子ビームのそれぞれが通過する３つ以上の開口部を有し、
前記検出段階は、前記３つ以上の電子ビームのうちの２つの電子ビームの照射位置を検出する段階を含み、
前記算出段階は、前記２つの電子ビームの前記照射位置に基づいて、前記電子ビーム露光装置の前記部材の全体均等伸縮、回転、及び平行移動による、前記２つの電子ビーム以外の電子ビームの照射位置のずれを補正する前記補正値を算出する
をことを特徴とする請求項３に記載の電子ビーム補正方法。
【請求項７】
前記電子ビーム発生部は、４つ以上の電子ビームを発生し、前記部材は、前記４つ以上の電子ビームのそれぞれが通過する４つ以上の開口部を有し、
前記検出段階は、前記４つ以上の電子ビームのうちの３つの電子ビームの照射位置を検出する段階を含み、
前記算出段階は、前記３つの電子ビームの前記照射位置に基づいて、前記電子ビーム露光装置の前記部材の回転、平行移動、及び直交する２つの方向のそれぞれに対する伸縮による、前記３つの電子ビーム以外の電子ビームの照射位置のずれを補正する前記補正値を算出する
をことを特徴とする請求項３に記載の電子ビーム補正方法。
【請求項８】
前記電子ビーム発生部は、５つ以上の電子ビームを発生し、前記部材は、前記５つ以上の電子ビームのそれぞれが通過する５つ以上の開口部を有し、
前記検出段階は、前記５つ以上の電子ビームのうちの少なくとも４つの電子ビームの照射位置を検出する段階を含み、
前記算出段階は、前記少なくとも４つの電子ビームの前記照射位置に基づいて、前記電子ビーム露光装置の前記部材の回転、平行移動、非線形伸縮、及び直交する２つの方向のそれぞれに対する伸縮による、前記少なくとも４つの電子ビーム以外の電子ビームの照射位置のずれを補正する前記補正値を算出する
をことを特徴とする請求項３に記載の電子ビーム補正方法。
【請求項９】
前記１つの電子ビームの前記照射位置の座標の少なくとも１つを再度検出する再検出段階と、
前記検出段階において検出された前記座標と、前記再検出段階において検出された前記座標とに基づいて、前記補正値を再度算出する再算出段階と
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム補正方法。
【請求項１０】
前記２つ以上の電子ビームのそれぞれを校正する校正段階をさらに備え、
前記算出段階は、校正された前記２つ以上の電子ビームの校正照射位置に基づいて、前記補正値を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム補正方法。
【請求項１１】
前記電子ビーム露光装置は、前記ウェハが載置されるウェハステージをさらに備え、
前記ウェハステージは、前記２つの電子ビームの照射位置を検出するためのマーク部を有し、
前記検出段階は、前記２つの電子ビームのそれぞれの前記照射位置を、同一の前記マーク部を用いて検出する
ことを特徴とする請求項６に記載の電子ビーム補正方法。
【請求項１２】
２つ以上の電子ビームにより、ウェハを露光する電子ビーム露光装置であって、
前記２つ以上の電子ビームを発生させる電子銃と、
前記２つ以上の電子ビームをそれぞれ独立に偏向させる偏向部と、
前記ウェハが載置されるウェハステージと、
前記ウェハステージに設けられ、前記２つ以上の電子ビームのうちの少なくとも１つの電子ビームの照射位置を検出するためのマーク部と、
前記マーク部に照射された前記少なくとも１つの電子ビームの反射電子を検出し、検出された前記反射電子の量に対応する検出信号を出力する電子検出部と、
前記検出信号に基づいて、前記少なくとも１つの電子ビームの照射位置の座標の少なくとも１つを検出する位置検出部と、
検出された前記座標に基づいて、前記座標が検出された前記電子ビーム以外の電子ビームの照射位置を補正する補正値を算出する算出部と、
前記補正値に基づいて、前記座標が検出された前記電子ビーム以外の前記電子ビームを偏向させるように前記偏向部を制御する偏向制御部と
を備えることを特徴とする電子ビーム露光装置。
【請求項１３】
前記２つ以上の電子ビームのそれぞれの断面形状を成形する２つ以上のスリットを有するスリット部と、
前記２つ以上の電子ビームのそれぞれを集束させる２つ以上の電子レンズを有する電子レンズ部と
をさらに備え、
前記算出部は、検出された前記座標に基づいて、前記偏向部、前記スリット部、及び前記電子レンズ部の少なくとも１つの伸縮、回転、及び平行移動の少なくとも１つによる、前記座標が検出された前記電子ビーム以外の前記電子ビームの照射位置のずれを補正する補正値を算出する
ことを特徴とする請求項１２に記載の電子ビーム露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ビーム補正方法及び電子ビーム露光装置に関する。特に本発明は、所定の電子ビームの照射位置の検出することにより、当該電子ビーム以外の電子ビームの照射位置を補正する電子ビーム補正方法及び電子ビーム露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の電子ビームを用いてウェハに露光処理を行う従来の電子ビーム露光装置は、電子ビームの照射位置の補正を行う場合に、全ての電子ビームの照射位置を検出して、全ての電子ビームのそれぞれの照射位置の補正値を求めていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年の半導体デバイスの微細化に伴い、電子ビーム露光装置の半導体デバイスの量産での利用に向け、露光処理や電子ビーム照射位置の補正処理の高速化が望まれている。
【０００４】
しかしながら、従来の電子ビーム露光装置では、全ての電子ビームの照射位置を補正するために全ての電子ビームの照射位置を検出しなくてはならないため、非常に長い時間を要し、短時間で電子ビームの照射位置を補正する方法が望まれている。
【０００５】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる電子ビーム補正方法及び電子ビーム露光装置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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の形態によると、２つ以上の電子ビームにより、ウェハを露光する電子ビーム露光装置において、２つ以上の電子ビームの照射位置を補正する電子ビーム補正方法であって、２つ以上の電子ビームのうちの少なくとも１つの電子ビームの照射位置の座標の少なくとも１つを検出する検出段階と、検出された座標に基づいて、座標が検出された１つの電子ビーム以外の少なくとも１つの他の電子ビームの照射位置を補正する補正値を算出する算出段階とを備える。
【０００７】
電子ビーム露光装置は、１つの電子ビームと他の電子ビームとの位置関係を予め格納する格納手段を備え、算出段階は、格納手段に格納された位置関係を用いて他の電子ビームの照射位置を補正する補正値を算出してもよい。
【０００８】
電子ビーム露光装置は、２つ以上の電子ビームを発生する電子ビーム発生部と、２つ以上の電子ビームのそれぞれが通過する２つ以上の開口部を有する部材とを備え、検出段階は、２つ以上の電子ビームのうちの１つの電子ビームの照射位置の座標の１つを検出し、算出段階は、検出された座標に基づいて、電子ビーム露光装置の部材の全体均等伸縮及び回転の一方による、照射位置の１つの座標が検出された電子ビーム以外の電子ビームの照射位置のずれを補正する補正値を算出してもよい。
【０００９】
検出段階は、１つの座標が検出された電子ビームの照射位置を検出し、算出段階は、検出された照射位置に基づいて、電子ビーム露光装置の部材の全体均等伸縮及び回転による、照射位置が検出された電子ビーム以外の電子ビームの照射位置のずれを補正する補正値を算出してもよい。
【００１０】
検出段階は、１つの座標が検出された電子ビームの照射位置を検出し、算出段階は、検出された照射位置に基づいて、電子ビーム露光装置の部材の平行移動による、照射位置が検出された電子ビーム以外の電子ビームの照射位置のずれを補正する補正値を算出してもよい。
【００１１】
電子ビーム発生部は、３つ以上の電子ビームを発生し、部材は、３つ以上の電子ビームのそれぞれが通過する３つ以上の開口部を有し、検出段階は、３つ以上の電子ビームのうちの２つの電子ビームの照射位置を検出する段階を含み、算出段階は、２つの電子ビームの照射位置に基づいて、電子ビーム露光装置の部材の全体均等伸縮、回転、及び平行移動による、２つの電子ビーム以外の電子ビームの照射位置のずれを補正する補正値を算出してもよい。
【００１２】
電子ビーム発生部は、４つ以上の電子ビームを発生し、部材は、４つ以上の電子ビームのそれぞれが通過する４つ以上の開口部を有し、検出段階は、４つ以上の電子ビームのうちの３つの電子ビームの照射位置を検出する段階を含み、算出段階は、３つの電子ビームの照射位置に基づいて、電子ビーム露光装置の部材の回転、平行移動、及び直交する２つの方向のそれぞれに対する伸縮による、３つの電子ビーム以外の電子ビームの照射位置のずれを補正する補正値を算出してもよい。
【００１３】
電子ビーム発生部は、５つ以上の電子ビームを発生し、部材は、５つ以上の電子ビームのそれぞれが通過する５つ以上の開口部を有し、検出段階は、５つ以上の電子ビームのうちの少なくとも４つの電子ビームの照射位置を検出する段階を含み、算出段階は、少なくとも４つの電子ビームの照射位置に基づいて、電子ビーム露光装置の部材の回転、平行移動、非線形伸縮、及び直交する２つの方向のそれぞれに対する伸縮による、少なくとも４つの電子ビーム以外の電子ビームの照射位置のずれを補正する補正値を算出してもよい。
【００１４】
１つの電子ビームの照射位置の座標の少なくとも１つを再度検出する再検出段階と、検出段階において検出された座標と、再検出段階において検出された座標とに基づいて、補正値を再度算出する再算出段階とをさらに備えてもよい。
【００１５】
２つ以上の電子ビームのそれぞれを校正する校正段階をさらに備え、算出段階は、校正された２つ以上の電子ビームの校正照射位置に基づいて、補正値を算出してもよい。
【００１６】
電子ビーム露光装置は、ウェハが載置されるウェハステージをさらに備え、ウェハステージは、２つの電子ビームの照射位置を検出するためのマーク部を有し、検出段階は、２つの電子ビームのそれぞれの照射位置を、同一のマーク部を用いて検出してもよい。
【００１７】
本発明の第２の形態によると、２つ以上の電子ビームにより、ウェハを露光する電子ビーム露光装置であって、２つ以上の電子ビームを発生させる電子銃と、
２つ以上の電子ビームをそれぞれ独立に偏向させる偏向部と、ウェハが載置されるウェハステージと、ウェハステージに設けられ、２つ以上の電子ビームのうちの少なくとも１つの電子ビームの照射位置を検出するためのマーク部と、マーク部に照射された少なくとも１つの電子ビームの反射電子を検出し、検出された反射電子の量に対応する検出信号を出力する電子検出部と、検出信号に基づいて、少なくとも１つの電子ビームの照射位置の座標の少なくとも１つを検出する位置検出部と、検出された座標に基づいて、座標が検出された電子ビーム以外の電子ビームの照射位置を補正する補正値を算出する算出部と、補正値に基づいて、座標が検出された電子ビーム以外の電子ビームを偏向させるように偏向部を制御する偏向制御部とを備える。
【００１８】
２つ以上の電子ビームのそれぞれの断面形状を成形する２つ以上のスリットを有するスリット部と、２つ以上の電子ビームのそれぞれを集束させる２つ以上の電子レンズを有する電子レンズ部とをさらに備え、算出部は、検出された座標に基づいて、偏向部、スリット部、及び電子レンズ部の少なくとも１つの伸縮、回転、及び平行移動の少なくとも１つによる、座標が検出された電子ビーム以外の電子ビームの照射位置のずれを補正する補正値を算出してもよい。
【００１９】
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又発明となりうる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、又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。
【００２１】
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の構成を示す。電子ビーム露光装置１００は、電子ビームによりウェハ４４に所定の露光処理を施す露光部１５０と、露光部１５０に含まれる各構成の動作を制御する制御系１４０を備える。
【００２２】
露光部１５０は、筐体８内部において複数の電子ビームを発生し、電子ビームの断面形状を所望に成形する電子ビーム成形手段１１０と、複数の電子ビームをウェハ４４に照射するか否かを、それぞれの電子ビームに対して独立に切替える照射切替手段１１２と、ウェハ４４に転写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１１４を含む電子光学系を備える。また、露光部１５０は、パターンを露光すべきウェハ４４を載置するウェハステージ４６と、ウェハステージ４６を駆動するウェハステージ駆動部４８とを含むステージ系を備える。さらに、露光部１５０は、ウェハステージ４６に設けられたマーク部５６に照射された電子ビームによりマーク部５６から放射された２次電子や反射電子等を検出する電子検出部４０を備える。電子検出部４０は、検出した反射電子の量に対応した検出信号を反射電子処理部９４に出力する。
【００２３】
電子ビーム成形手段１１０は、複数の電子ビームを発生させる電子ビーム発生部１０と、電子ビームを通過させることにより、照射された電子ビームの断面形状を成形する複数の開口部を有する第１成形部材１４および第２成形部材２２と、複数の電子ビームをそれぞれ独立に集束し、複数の電子ビームの焦点を調整する第１多軸電子レンズ１６と、第１成形部材１４を通過した複数の電子ビームを独立に偏向する第１成形偏向部１８および第２成形偏向部２０とを有する。
【００２４】
電子ビーム発生部１０は、複数の電子銃１０４と、電子銃１０４が形成される基材１０６とを有する。電子銃１０４は、熱電子を発生させるカソード１２と、カソード１２を囲むように形成され、カソード１２で発生した熱電子を安定させるグリッド１０２とを有する。カソード１２とグリッド１０２とは、電気的に絶縁されるのが望ましい。本実施例において、電子ビーム発生部１０は、基材１０６に、複数の電子銃１０４を、所定の間隔に有することにより、電子銃アレイを形成する。
【００２５】
照射切替手段１１２は、複数の電子ビームを独立に集束し、複数の電子ビームの焦点を調整する第２多軸電子レンズ２４と、複数の電子ビームをそれぞれ独立に偏向させることにより、それぞれの電子ビームをウェハ４４に照射するか否かを、それぞれの電子ビームに対して独立に切替えるブランキング電極アレイ２６と、電子ビームを通過させる複数の開口部を含み、ブランキング電極アレイ２６で偏向された電子ビームを遮蔽する電子ビーム遮蔽部材２８とを有する。他の例においてブランキング電極アレイ２６は、ブランキング・アパーチャ・アレイ・デバイスであってもよい。
【００２６】
ウェハ用投影系１１４は、複数の電子ビームをそれぞれ独立に集束し、電子ビームの照射径を縮小する第３多軸電子レンズ３４と、複数の電子ビームをそれぞれ独立に集束し、複数の電子ビームの焦点を調整する第４多軸電子レンズ３６と、複数の電子ビームをウェハ４４の所望の位置に、それぞれの電子ビームに対して独立に偏向する偏向部３８と、ウェハ４４に対する対物レンズとして機能し、複数の電子ビームをそれぞれ独立に集束する第５多軸電子レンズ５２とを有する。
【００２７】
制御系１４０は、統括制御部１３０及び個別制御部１２０を備える。個別制御部１２０は、電子ビーム制御部８０と、多軸電子レンズ制御部８２と、成形偏向制御部８４と、ブランキング電極アレイ制御部８６と、偏向制御部９２と、反射電子処理部９４と、ウェハステージ制御部９６とを有する。統括制御部１３０は、算出部１３２と、メモリ１３４と、位置検出部１３６とを有する。また、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。電子ビーム制御部８０は、電子ビーム発生部１０を制御する。多軸電子レンズ制御部８２は、第１多軸電子レンズ１６、第２多軸電子レンズ２４、第３多軸電子レンズ３４、第４多軸電子レンズ３６および第５多軸電子レンズ５２に供給する電流を制御する。
【００２８】
成形偏向制御部８４は、第１成形偏向部１８および第２成形偏向部２０を制御する。ブランキング電極アレイ制御部８６は、ブランキング電極アレイ２６に含まれる偏向電極に印加する電圧を制御する。偏向制御部９２は、偏向部３８に含まれる複数の偏向器が有する偏向電極に印加する電圧を制御する。反射電子処理部９４は、電子検出部４０から出力された検出信号に基づいて反射電子の量を検出し、統括制御部１３０に通知する。ウェハステージ制御部９６は、ウェハステージ駆動部４８を制御し、ウェハステージ４６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。まず、ウェハステージ４６に設けられたマーク部５６を用いて、複数の電子ビームの照射位置の補正処理を行う。当該補正処理では、例えば伸縮、回転、平行移動等による電子ビーム露光装置１００の各部材の変形等により生じる複数の電子ビームの照射位置のずれを補正する補正値を算出する。
【００３０】
まず、照射位置の検出に用いる所定の電子ビームをウェハステージ４６に設けられたマーク部５６に照射させる。電子検出部４０は、マーク部５６に照射された電子ビームの反射電子を検出し、検出された反射電子の量に対応する検出信号を出力する。そして、統括制御部１３０において、位置検出部１３６は、電子検出部４０によって出力された検出信号に基づいて、電子ビームの照射位置の座標の少なくとも１つを検出する。そして、算出部１３２は、検出された電子ビームの照射位置の座標に基づいて、照射位置の検出に用いられた電子ビーム以外の電子ビームの照射位置を補正する補正値を算出する。また、メモリ１３４は、位置検出部１３６によって検出された電子ビームの照射位置、及び算出部１３２によって検出された他の電子ビームの照射位置が格納される。
【００３１】
当該算出部１３２は、複数の開口部の有する部材である第１成形部材１４、第２成形部材２２、第１多軸電子レンズ１６、第２多軸電子レンズ２４、第３多軸電子レンズ３４、第４多軸電子レンズ３６、第５多軸電子レンズ５２、第１成形偏向部１８、第２成形偏向部２０、偏向部３８等の伸縮、回転、及び平行移動等による電子ビームの照射位置のずれを補正する補正値を算出することが好ましい。
【００３２】
以上の動作により、電子ビーム照射位置を補正値を算出した後、当該補正値を用いてウェハ４４に露光処理を行う。以下、露光処理における電子ビーム露光装置１００の動作について説明するが、上述した補正処理においてマーク部５６に電子ビームを照射する動作は、露光処理においてウェハ４４に電子ビームを照射する動作と略同一であってよい。
【００３３】
電子ビーム発生部１０は、複数の電子ビームを生成する。第１成形部材１４は、電子ビーム発生部１０により発生し、第１成形部材１４に照射された複数の電子ビームを、第１成形部材１４に設けられた複数の開口部を通過させることにより成形する。他の例においては、電子ビーム発生部１０において発生した電子ビームを複数の電子ビームに分割する手段を更に有することにより、複数の電子ビームを生成してもよい。
【００３４】
第１多軸電子レンズ１６は、矩形に成形された複数の電子ビームを独立に集束し、第２成形部材２２に対する電子ビームの焦点を、電子ビーム毎に独立に調整する。第１成形偏向部１８は、第１成形部材１４において矩形形状に成形された複数の電子ビームを、第２成形部材における所望の位置に照射するように、それぞれ独立に偏向する。
【００３５】
第２成形偏向部２０は、第１成形偏向部１８で偏向された複数の電子ビームを、第２成形部材２２に対して略垂直な方向にそれぞれ偏向し、第２成形部材２２に照射する。そして矩形形状を有する複数の開口部を含む第２成形部材２２は、第２成形部材２２に照射された矩形の断面形状を有する複数の電子ビームを、ウェハ４４に照射すべき所望の断面形状を有する電子ビームにさらに成形する。
【００３６】
第２多軸電子レンズ２４は、複数の電子ビームを独立に集束して、ブランキング電極アレイ２６に対する電子ビームの焦点を、それぞれ独立に調整する。そして、第２多軸電子レンズ２４により焦点がそれぞれ調整された複数の電子ビームは、ブランキング電極アレイ２６に含まれる複数のアパーチャを通過する。
【００３７】
ブランキング電極アレイ制御部８６は、ブランキング電極アレイ２６における各アパーチャの近傍に設けられた偏向電極に電圧を印加するか否かを制御する。ブランキング電極アレイ２６は、偏向電極に印加される電圧に基づいて、電子ビームをウェハ４４に照射させるか否かを切替える。
【００３８】
ブランキング電極アレイに２６により偏向されない電子ビームは、第３多軸電子レンズ３４を通過する。そして第３多軸電子レンズ３４は、第３多軸電子レンズ３４を通過する電子ビームの電子ビーム径を縮小する。縮小された電子ビームは、電子ビーム遮蔽部材２８に含まれる開口部を通過する。また、電子ビーム遮蔽部材２８は、ブランキング電極アレイ２６により偏向された電子ビームを遮蔽する。電子ビーム遮蔽部材２８を通過した電子ビームは、第４多軸電子レンズ３６に入射される。そして第４多軸電子レンズ３６は、入射された電子ビームをそれぞれ独立に集束し、偏向部３８に対する電子ビームの焦点をそれぞれ調整する。第４多軸電子レンズ３６により焦点が調整された電子ビームは、偏向部３８に入射される。
【００３９】
偏向制御部９２は、算出部１３２によって算出された補正値に基づいて、偏向部３８に含まれる複数の偏向器を制御し、偏向部３８に入射されたそれぞれの電子ビームを、ウェハ４４に対して照射すべき位置にそれぞれ独立に偏向する。第５多軸電子レンズ５２は、第５多軸電子レンズ５２を通過するそれぞれの電子ビームのウェハ４４に対する焦点を調整する。そしてウェハ４４に照射すべき断面形状を有するそれぞれの電子ビームは、ウェハ４４に対して照射すべき所望の位置に照射される。
【００４０】
露光処理中、ウェハステージ駆動部４８は、ウェハステージ制御部９６からの指示に基づき、一定方向にウェハステージ４６を連続移動させるのが好ましい。そして、ウェハ４４の移動に合わせて、電子ビームの断面形状をウェハ４４に照射すべき形状に成形し、ウェハ４４に照射すべき電子ビームを通過させるアパーチャを定め、さらに偏向部３８によりそれぞれの電子ビームをウェハ４４に対して照射すべき位置に偏向させることにより、ウェハ４４に所望の回路パターンを露光することができる。
【００４１】
図２は、本実施形態に係る電子ビーム露光装置１００の動作全体のフローチャートである。Ｓ１０で本フローチャートが開始する。ステージ位置校正段階（Ｓ２０）で、マーク部５６が設けられたウェハステージ４６のステージ位置の校正を行う。照射位置構成段階（Ｓ３０）で、全ての電子ビームをマーク部５６に照射することにより全ての電子ビームの照射位置を検出して、個々の電子ビームのそれぞれの照射位置の校正を行う。露光処理段階（Ｓ４０）で、ステージ位置校正段階（Ｓ２０）及び照射位置校正段階（Ｓ３０）において決定された校正値に基づいて、所定回数の露光処理を行う。Ｓ５０で、所望回数の露光処理が完了したか否かを判断する。Ｓ５０で所望回数の露光処理が完了していないと判断された場合、照射位置補正段階（Ｓ６０）で、所定の電子ビームの照射位置を検出して露光処理に用いる電子ビームの照射位置の補正を行う。ステージ位置校正段階（Ｓ２０）及び照射位置校正段階（Ｓ３０）において決定された校正値を用いて検出用の電子ビームをマーク部５６に照射することにより、複数の電子ビームの照射位置のずれを補正する補正値を算出する。そして、露光処理段階（Ｓ４０）で、照射位置補正段階（Ｓ６０）において算出された補正値に基づいて、所定の露光処理を行う。Ｓ５０で所望回数の露光処理が完了したと判断した場合、Ｓ７０で本フローチャートを終了する。照射位置補正段階（Ｓ６０）による電子ビームの照射位置の補正は、例えばロット毎やウェハ毎に行うことが好ましい。
【００４２】
図３は、照射位置補正段階（Ｓ６０）における、電子ビーム露光装置１００の動作のフローチャートである。照射位置検出段階（Ｓ８０）で、露光処理に用いる複数の電子ビームのうちの所定の電子ビームである検出用の電子ビームをマーク部５６に照射して、当該検出用の電子ビームの照射位置の座標を検出する。照射位置格納段階（Ｓ９０）で、検出された照射位置の座標を統括制御部１３０のメモリ１３４に格納する。Ｓ１００で、必要な電子ビームの照射位置の座標が検出されたか否かを判断する。Ｓ１００で必要な電子ビームの照射位置の座標が検出されていないと判断した場合、照射位置検出段階（Ｓ８０）に戻り、他の検出用の電子ビームの照射位置の座標を検出し、照射位置格納段階（Ｓ９０）で、検出された照射位置の座標を格納する。Ｓ１００で必要な電子ビームの照射位置の座標が検出されたと判断した場合、補正値算出段階（Ｓ１１０）で、検出された座標に基づいて、検出用の電子ビーム以外の電子ビームの照射位置を補正する補正値を算出する。本実施例において、統括制御部１３０のメモリ１３４は、それぞれの電子ビームの照射位置の位置関係を格納しており、補正値算出段階（Ｓ１１０）で、メモリ１３４に格納された当該位置関係を用いて他の電子ビームの照射位置を補正する補正値を算出してもよい。
【００４３】
なお、電子ビーム露光装置１００の複数の開口部を有する部材の変形は、全体均等伸縮、回転、平行移動、非線形伸縮、直交する２つの方向のそれぞれに対する伸縮等があり、統括制御部１３０は、考慮すべき当該変形の組み合わせに応じて、検出する電子ビームの照射位置の座標の数を定めることが好ましい。具体的には、照射位置検出段階（Ｓ８０）で、１つの電子ビームの照射位置の座標の１つ、例えば、露光処理中、ウェハステージ４６を連続移動させる方向をｘ方向、またｘ方向と略垂直な方向をｙ方向とするｘｙ座標系において、基準点に対する照射位置のｘ座標又はｙ座標を検出し、補正値算出段階（Ｓ１１０）で、検出された座標に基づいて、電子ビーム露光装置１００の複数の開口部を有する部材の全体均等伸縮及び回転の一方による、照射位置の１つの座標が検出された電子ビーム以外の電子ビームの照射位置のずれを補正する補正値を算出してもよい。
【００４４】
また、照射位置検出段階（Ｓ８０）で、１つの電子ビームの照射位置、例えば、上述のｘｙ座標系においてｘ座標及びｙ座標を検出し、補正値算出段階（Ｓ１１０）で、検出された照射位置に基づいて、電子ビーム露光装置１００の複数の開口部を有する部材の全体均等伸縮及び回転による、照射位置が検出された電子ビーム以外の電子ビームの照射位置のずれを補正する補正値を算出してもよい。
【００４５】
また、照射位置検出段階（Ｓ８０）で、１つの電子ビームの照射位置を検出し、補正値算出段階（Ｓ１１０）で、検出された照射位置に基づいて、電子ビーム露光装置１００の複数の開口部を有する部材の平行移動による、照射位置が検出された電子ビーム以外の電子ビームの照射位置のずれを補正する補正値を算出してもよい。
【００４６】
また、照射位置検出段階（Ｓ８０）で、２つの電子ビームの照射位置を検出し、補正値算出段階（Ｓ１１０）で、２つの電子ビームの照射位置に基づいて、電子ビーム露光装置１００の複数の開口部を有する部材の全体均等伸縮、回転、及び平行移動による、２つの電子ビーム以外の電子ビームの照射位置のずれを補正する補正値を算出してもよい。
【００４７】
また、照射位置検出段階（Ｓ８０）で、３つの電子ビームの照射位置を検出し、補正値算出段階（Ｓ１１０）で、３つの電子ビームの照射位置に基づいて、電子ビーム露光装置１００の複数の開口部を有する部材の回転、平行移動、及び直交する２つの方向のそれぞれに対する伸縮による、３つの電子ビーム以外の電子ビームの照射位置のずれを補正する補正値を算出してもよい。
【００４８】
また、照射位置検出段階（Ｓ８０）で、少なくとも４つの電子ビームの照射位置を検出し、補正値算出段階（Ｓ１１０）で、少なくとも４つの電子ビームの照射位置に基づいて、電子ビーム露光装置１００の複数の開口部を有する部材の回転、平行移動、非線形伸縮、及び直交する２つの方向のそれぞれに対する伸縮による、少なくとも４つの電子ビーム以外の電子ビームの照射位置のずれを補正する補正値を算出してもよい。
【００４９】
また、照射位置校正段階（Ｓ３０）の後の１回目の照射位置補正段階（Ｓ６０）において統括制御部１３０は、ステージ位置校正段階（Ｓ２０）及び照射位置校正段階（Ｓ３０）において決定された校正値に基づいて、検出用の電子ビームを照射することにより照射位置を検出し、補正値を算出することが好ましい。また、照射位置校正段階（Ｓ３０）の後の複数回目である所定回目の照射位置補正段階（Ｓ６０）において統括制御部１３０は、当該所定回目の前回の照射位置補正段階（Ｓ６０）において算出された補正値に基づいて、検出用の電子ビームを照射することにより照射位置を検出し、補正値を算出することが好ましい。
【００５０】
さらに、複数回目である所定回目の照射位置補正段階（Ｓ６０）において統括制御部１３０は、当該所定回目の前回の照射位置検出段階（Ｓ８０）において照射位置を検出した電子ビームと同様の電子ビームの照射位置の座標を再度検出し、補正値算出段階（Ｓ１１０）で、当該所定回目の前回の照射位置検出段階（Ｓ８０）において検出した座標と、当該所定回目の照射位置検出段階（Ｓ８０）において検出した座標とに基づいて、補正値を再度算出することが好ましい。このとき、当該所定回目の前回の照射位置検出段階（Ｓ８０）において検出された座標は、統括制御部１３０のメモリ１３４から抽出する。
【００５１】
また、複数の検出用の電子ビームの照射位置を検出する場合、同一のマーク部５６を用いて複数の電子ビームの照射位置を検出することが好ましい。同一のマーク部５６を用いて電子ビームの照射位置を検出することにより、各マーク部５６間の特性に基づく補正値の誤差を低減させることができる。
【００５２】
図４は、電子銃１０４の配列例及びウェハステージ４６の一例を示す。図４（ａ）は、６９個の電子銃１０４が配置された基材１０６を示す。図４（ｂ）に示すように、ウェハステージ４６は、マーク部５６及びミラー部５８を有する。また、電子ビーム露光装置１００は、ウェハステージ４６の外部にレーザ干渉計６０をさらに備え、ミラー部５８とレーザ干渉計６０とを用いてウェハステージ４６の位置を校正する。図４（ａ）及び図４（ｂ）を用いて、図２のステージ位置校正段階（Ｓ２０）においてウェハステージの位置を校正する動作について説明する。レーザ干渉計６０は、ウェハステージ４６に設けられたミラー５８に複数のレーザを照射して、当該レーザの反射光を受け取り、照射したレーザと反射光との光路差に基づいて、ウェハステージ４６の位置及び傾き、ミラー５８の傾き及び反り等のパラメータを検出する。統括制御部１３０は、当該パラメータに基づいてウェハステージ５８のステージ位置を校正する校正値を算出し、以後、ウェハステージ４６を当該校正値を用いて所望の位置に移動させる。なお、露光処理中、ウェハステージ４６を連続移動させる方向をｘ方向、またｘ方向と略垂直な方向をｙ方向とする。
【００５３】
図５は、照射位置検出段階（Ｓ８０）における、電子ビームの照射位置検出方法の一例を示す。本例においては、３つの電子ビームの照射位置を検出し、当該３つの電子ビーム以外の電子ビームの照射位置の算出する場合について説明する。図５（ａ）、図５（ｂ）、及び図５（ｃ）に示すように、同一のマーク部５６を用いて、３つの電子ビームの照射位置を検出する。同一のマーク部５６を用いて複数の電子ビームの照射位置を検出することにより、複数の電子ビーム間の相対位置を精度よく測定することができる。また他の例においては、複数のマーク部を用いて、複数の電子ビームの照射位置を検出してもよく、また照射位置検出用のウェハに設けられたマークを用いて電子ビームの照射位置を検出してもよい。
【００５４】
次に、検出用の電子ビームの照射位置に基づいて、当該検出用の電子ビーム以外の電子ビームの照射位置を算出する方法の一例について説明する。第１成形部材１４、第２成形部材２２、第１多軸電子レンズ１６、第２多軸電子レンズ２４、第３多軸電子レンズ３４、第４多軸電子レンズ３６、第５多軸電子レンズ５２、第１成形偏向部１８、第２成形偏向部２０、偏向部３８等の伸縮、回転、及び平行移動による１つの電子ビームの照射位置の変動量ΔＶｘ、ΔＶｙを、
【００５５】
ΔＶｘ  ＝  ｇｘ＊Ｃｘ  ＋  ｒｘ＊Ｃｙ  ＋  ｏｘ  ・・・（１）
ΔＶｙ  ＝  ｇｙ＊Ｃｙ  ＋  ｒｙ＊Ｃｘ  ＋  ｏｙ  ・・・（２）
とする。ΔＶｘ、ΔＶｙは、当該電子ビームが照射すべき位置と、検出された電子ビームの照射位置との変位である。Ｃｘ、Ｃｙは、複数の電子銃１０４の相対的な座標であり、既知の値である。また、ｇｘ、ｇｙは未知の伸縮係数、ｒｘ、ｒｙは未知の回転係数、ｏｘ、ｏｙは未知の平行移動係数である。ここで本実施例において、複数の電子ビームのそれぞれに独立に生じる電子ビームの照射位置のずれは変動量ΔＶｘ、ΔＶｙと比較して小さいため、統括制御部１３０の算出部１３２は、式（１）及び（２）に基づいて、電子ビームの照射位置を補正する補正値を算出する。したがって、３つの電子ビームの照射位置を検出することにより、６つの未知数の値が求められ、当該３つの電子ビーム以外の複数の電子ビームの照射位置を算出できる。そして、算出された複数の電子ビームの照射位置に基づいて、それぞれの電子ビームの照射位置を補正する補正値を算出できる。
【００５６】
また、複数の開口部を有する部材の平行移動を考慮しない場合、式（１）及び（２）は、
ΔＶｘ  ＝  ｇｘ＊Ｃｘ  ＋  ｒｘ＊Ｃｙ  ・・・（３）
ΔＶｙ  ＝  ｇｙ＊Ｃｙ  ＋  ｒｙ＊Ｃｘ  ・・・（４）
となり、２つの電子ビームの照射位置を検出することにより、４つの未知数の値が求められ、当該２つの電子ビーム以外の複数の電子ビームの照射位置を算出できる。また、２つの電子ビームの照射位置を検出することにより、伸縮及び回転による電子ビームの照射位置のずれを補正する補正値を算出できる。同様に、１つの電子ビームの照射位置と検出することにより、伸縮、回転、及び平行移動のうちの１つによる電子ビームの照射位置のずれを補正する補正値を算出できる。
【００５７】
本実施形態の電子ビーム補正方法及び電子ビーム露光装置１００によれば、数少ない電子ビームの照射位置の検出することにより、多くの電子ビームの照射位置を算出することができる。したがって、多くの電子ビームの照射位置を検出することなく、短時間で多くの電子ビームの照射位置を補正する補正値を算出することができる。
【００５８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。その様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。
【００５９】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、所定の電子ビームの照射位置の検出することにより、当該電子ビーム以外の電子ビームの照射位置を補正する電子ビーム補正方法及び電子ビーム露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子ビーム露光装置１００の構成図である。
【図２】電子ビーム露光装置１００の動作全体のフローチャートである。
【図３】照射位置補正段階（Ｓ６０）における、電子ビーム露光装置１００の動作のフローチャートである。
【図４】電子銃１０４の配列例及びウェハステージ４６の一例を示す図である。
【図５】照射位置検出段階（Ｓ８０）における、電子ビームの照射位置検出方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
８・・筐体、１０・・電子ビーム発生部、１４・・第１成形部材、１６・・第１多軸電子レンズ、１８・・第１成形偏向部、２０・・第２成形偏向部、２２・・第２成形部材、２４・・第２多軸電子レンズ、２６・・ブランキング電極アレイ、２８・・電子ビーム遮蔽部材、３４・・第３多軸電子レンズ、３６・・第４多軸電子レンズ、３８・・偏向部、４０・・電子検出部、４４・・ウェハ、４６・・ウェハステージ、４８・・ウェハステージ駆動部、５６・・マーク部、５８・・ミラー部、６０・・レーザ干渉計、５２・・第５多軸電子レンズ、８０・・電子ビーム制御部、８２・・多軸電子レンズ制御部、８４・・成形偏向制御部、８６・・ブランキング電極アレイ制御部、９２・・偏向制御部、９４・・反射電子処理部、９６・・ウェハステージ制御部、１００・・電子ビーム露光装置、１０４・・電子銃、１１０・・電子ビーム成形手段、１１２・・照射切替手段、１１４・・ウェハ用投影系、１２０・・個別制御系、１３０・・統括制御部、１３２・・算出部、１３４・・メモリ、１３６・・位置検出部、１４０・・制御系、１５０・・露光部
【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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