(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記露光装置を統括的に制御する統括制御部と、
前記ウェハに露光すべき露光パターンのデータである露光データを一時的に保持する第１バッファメモリと、
前記露光データを一時的に保持する第２バッファメモリと、
前記第１バッファメモリが出力した前記露光データに基づいて前記ウェハに前記電子ビームを照射する第１露光部と、
前記第１バッファメモリが出力した前記露光データと、前記第２バッファメモリが出力した前記露光データとを比較し、比較結果を前記統括制御部に通知する第１比較部と、
を備え、
前記第１比較部は、前記第１バッファメモリが出力した前記露光データと、前記第２バッファメモリが出力した前記露光データとが一致するか否かを、前記比較結果として前記統括制御部に通知し、
前記統括制御部は、当該露光データに基づいて露光される露光領域に対応づけて、前記比較結果を記憶することを特徴とする、
電子ビーム露光装置。
【請求項２】
前記第１バッファメモリが出力した前記露光データに基づいて前記ウェハの他のウェハに電子ビームを照射する第２露光部と、
前記第１バッファメモリが出力した前記露光データをショット単位に分解したショットデータを発生する第１パターン発生部と、
前記第１バッファメモリが出力した前記露光データをショット単位に分解したショットデータを発生する第２パターン発生部と、
前記第１パターン発生部から出力された前記ショットデータと、前記第２パターン発生部から出力された前記ショットデータとを比較し、比較結果を前記統括制御部に通知する第２比較部と、
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露光装置。
【請求項３】
前記第２比較部は、前記第１パターン発生部が出力した前記ショットデータと、前記第２パターン発生部が出力した前記ショットデータとが一致するか否かを、前記比較結果として前記統括制御部に通知し、
前記統括制御部は、前記第１比較部から通知された前記比較結果に対応づけて、前記第２比較部から通知された前記比較結果を記憶することを特徴とする、
請求項２に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項４】
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、
前記露光装置を統括的に制御する統括制御部と、
前記ウェハに露光すべき露光パターンのデータである露光データを一時的に保持する第１バッファメモリと、
前記露光データを一時的に保持する第２バッファメモリと、
前記第１バッファメモリが出力した前記露光データに基づいて前記ウェハに前記電子ビームを照射する第１露光部と、
前記第１バッファメモリが出力した前記露光データと、前記第２バッファメモリが出力した前記露光データとを比較し、比較結果を前記統括制御部に通知する第１比較部と、
を備え、
前記第１比較部は、前記第１バッファメモリが出力した前記露光データと、前記第２バッファメモリが出力した前記露光データとを、ビット単位で比較することを特徴とする、
電子ビーム露光装置。
【請求項５】
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、
前記露光装置を統括的に制御する統括制御部と、
前記ウェハに露光すべき露光パターンのデータである露光データを一時的に保持する第１バッファメモリと、
前記露光データを一時的に保持する第２バッファメモリと、
前記第１バッファメモリが出力した前記露光データに基づいて前記ウェハに前記電子ビームを照射する第１露光部と、
前記第１バッファメモリが出力した前記露光データと、前記第２バッファメモリが出力した前記露光データとを比較し、比較結果を前記統括制御部に通知する第１比較部と、
を備え、
前記第１バッファメモリが出力した前記露光データに基づいて前記ウェハの他のウェハに電子ビームを照射する第２露光部をさらに備えることを特徴とする、
電子ビーム露光装置。
【請求項６】
前記第１パターン発生部から出力された前記ショットデータを補正する第１パターン補正部と、
前記第２パターン発生部から出力された前記ショットデータを補正する第２パターン補正部と、
前記第１パターン補正部から出力された前記ショットデータと、前記第２パターン補正部から出力された前記ショットデータとを比較し、比較結果を前記統括制御部に通知する第３比較部と、
をさらに備えることを特徴とする、
請求項５に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項７】
前記第３比較部は、前記第１パターン補正部が出力した前記ショットデータと、前記第２パターン補正部が出力した前記ショットデータとが一致するか否かを、前記比較結果として前記統括制御部に通知し、
前記統括制御部は、前記第１比較部から通知された前記比較結果に対応づけて、前記第３比較部から通知された前記比較結果を記憶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】
電子ビームにより、ウェハを露光する電子ビーム露光方法であって、
前記ウェハに露光すべき露光パターンのデータである露光データを第１バッファメモリに書き込む第１書込段階と、
前記露光データ第２バッファメモリに書き込む第２書込段階と、
前記第１バッファメモリが出力した前記露光データに基づいて前記ウェハに前記電子ビームを照射する露光段階と、
前記第１バッファメモリが出力した前記露光データと、前記第２バッファメモリが出力した前記露光データとが一致するか否かを比較する比較段階と、
当該露光データに基づいて露光される露光領域に対応づけて、前記比較段階の結果を記憶する記憶段階と、
を備えることを特徴とする、電子ビーム露光方法。
【請求項９】
電子ビームにより、ウェハを露光する電子ビーム露光方法であって、
前記ウェハに露光すべき露光パターンのデータである露光データを第１バッファメモリに書き込む第１書込段階と、
前記露光データ第２バッファメモリに書き込む第２書込段階と、
前記第１バッファメモリが出力した前記露光データに基づいて前記ウェハに前記電子ビームを照射する露光段階と、
前記第１バッファメモリが出力した前記露光データと、前記第２バッファメモリが出力した前記露光データとを、ビット単位で比較する比較段階と、
を備えることを特徴とする、電子ビーム露光方法。
【請求項１０】
電子ビームにより、ウェハを露光する電子ビーム露光方法であって、
前記ウェハに露光すべき露光パターンのデータである露光データを第１バッファメモリに書き込む第１書込段階と、
前記露光データ第２バッファメモリに書き込む第２書込段階と、
前記第１バッファメモリが出力した前記露光データに基づいて前記ウェハに前記電子ビームを照射する第１の露光段階と、
前記第１バッファメモリが出力した前記露光データと、前記第２バッファメモリが出力した前記露光データと比較する比較段階と、
前記第１バッファメモリが出力した前記露光データに基づいて前記ウェハの他のウェハに電子ビームを照射する第２の露光段階と、
を備えることを特徴とする、電子ビーム露光方法。
【請求項１１】
電子ビームによりウェハを露光して半導体素子を製造する半導体素子製造方法であって、
前記ウェハに露光すべき露光パターンのデータである露光データを第１バッファメモリに書き込む第１書込段階と、
前記露光データ第２バッファメモリに書き込む第２書込段階と、
前記第１バッファメモリが出力した前記露光データに基づいて前記ウェハに前記電子ビームを照射する露光段階と、
前記第１バッファメモリが出力した前記露光データと、前記第２バッファメモリが出力した前記露光データとを比較する比較段階と、
を備え、
前記比較段階は、前記第１バッファメモリが出力した前記露光データと、前記第２バッファメモリが出力した前記露光データとが一致するか否かを、前記比較結果として出力する段階を含み、
当該露光データに基づいて露光される露光領域に対応づけて、前記比較結果を記憶する記憶段階をさらに備えることを特徴とする、
半導体素子製造方法。
【請求項１２】
前記記憶段階において記憶された前記比較結果に基づいて、前記露光領域に露光された露光パターンを検査するか否かを判断する判断段階と、
前記判断段階による判断結果に基づいて、前記露光領域に前記露光パターンが露光されているか否かを検査する検査段階をさらに備えることを特徴とする、
請求項１１に記載の半導体素子製造方法。
【請求項１３】
電子ビームによりウェハを露光して半導体素子を製造する半導体素子製造方法であって、
前記ウェハに露光すべき露光パターンのデータである露光データを第１バッファメモリに書き込む第１書込段階と、
前記露光データ第２バッファメモリに書き込む第２書込段階と、
前記第１バッファメモリが出力した前記露光データに基づいて前記ウェハに前記電子ビームを照射する露光段階と、
前記第１バッファメモリが出力した前記露光データと、前記第２バッファメモリが出力した前記露光データとを、ビット単位で比較する比較段階と、
を備えることを特徴とする、半導体素子製造方法。
【請求項１４】
電子ビームによりウェハを露光して半導体素子を製造する半導体素子製造方法であって、
前記ウェハに露光すべき露光パターンのデータである露光データを第１バッファメモリに書き込む第１書込段階と、
前記露光データ第２バッファメモリに書き込む第２書込段階と、
前記第１バッファメモリが出力した前記露光データに基づいて前記ウェハに前記電子ビームを照射する露光段階と、
前記第１バッファメモリが出力した前記露光データと、前記第２バッファメモリが出力した前記露光データとを比較する比較段階と、
前記第１バッファメモリが出力した前記露光データに基づいて前記ウェハの他のウェハに電子ビームを照射する第２の露光段階と、
を備えることを特徴とする、半導体素子製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ビーム露光装置、電子ビーム露光方法、及び半導体素子製造方法に関する。特に本発明は、露光パターンのデータである露光データを記憶するバッファメモリの異常を検出する電子ビーム露光装置、電子ビーム露光方法、及び半導体素子製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子ビーム露光装置は、電子光学鏡筒やウェハステージ等の機械的な部分と、デジタル制御部やアナログ増幅器等のハードウェア部分とを有しているため、様々な装置異常が発生する可能性がある。そして、電子ビーム露光装置において、精度よくウェハを露光するためには、これらの装置異常を確実に検出することが必要である。
【０００３】
例えば、特開平８−２７９４５０号公報に開示された電子ビーム露光装置は、ハードディスクに格納された露光データを一時的に保持するバッファメモリと、バッファメモリが出力した露光データをショット単位に分割したショットデータを出力する２つのパターン発生部と、２つのパターン発生部のそれぞれが出力した２つのショットデータを比較する第１比較部と、２つのパターン発生部のそれぞれが出力したショットデータを補正して出力する２つのパターン補正部と、２つのパターン補正部のそれぞれが出力した２つのショットデータを比較する第２比較部と、２つのパターン補正部のそれぞれが出力したショットデータに基づいて露光を行う２つの露光部と、２つの露光部によって露光されたパターンを比較する第３比較部とを備える。そして、当該電子ビーム露光装置は、第１比較部による比較結果、第２比較部による比較結果、及び第３比較部による比較結果に基づいて、データの異常を検出し、また装置異常の発生原因を特定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−２７９４５０号公報に開示された電子ビーム露光装置は、バッファメモリが出力する露光データが正常であることが前提となっている。そのため、当該電子ビーム露光装置は、バッファメモリが正常に動作しておらず、バッファメモリが出力する露光データに異常が発生した場合、データの異常を検出することができず、また装置異常の発生原因を特定することもできない。
【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露光装置、電子ビーム露光方法、及び半導体素子製造方法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、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、露光装置を統括的に制御する統括制御部と、ウェハに露光すべき露光パターンのデータである露光データを一時的に保持する第１バッファメモリと、露光データを一時的に保持する第２バッファメモリと、第１バッファメモリが出力した露光データに基づいてウェハに電子ビームを照射する第１露光部と、第１バッファメモリが出力した露光データと、第２バッファメモリが出力した露光データとを比較し、比較結果を統括制御部に通知する第１比較部とを備える。
【０００７】
第１比較部は、第１バッファメモリが出力した露光データと、第２バッファメモリが出力した露光データとが一致するか否かを、比較結果として統括制御部に通知し、統括制御部は、当該露光データに基づいて露光される露光領域に対応づけて、比較結果を記憶してもよい。
【０００８】
第１比較部は、第１バッファメモリが出力した露光データと、第２バッファメモリが出力した露光データとを、ビット単位で比較してもよい。
【０００９】
第１バッファメモリが出力した露光データに基づいてウェハの他のウェハに電子ビームを照射する第２露光部と、第１バッファメモリが出力した露光データをショット単位に分解したショットデータを発生する第１パターン発生部と、第１バッファメモリが出力した露光データをショット単位に分解したショットデータを発生する第２パターン発生部と、第１パターン発生部から出力されたショットデータと、第２パターン発生部から出力されたショットデータとを比較し、比較結果を統括制御部に通知する第２比較部とをさらに備えてもよい。
【００１０】
第２比較部は、第１パターン発生部が出力したショットデータと、第２パターン発生部が出力したショットデータとが一致するか否かを、比較結果として統括制御部に通知し、統括制御部は、第１比較部から通知された比較結果に対応づけて、第２比較部から通知された比較結果を記憶してもよい。
【００１１】
第２バッファメモリが出力した露光データに基づいて他のウェハに電子ビームを照射する第２露光部をさらに備えてもよい。
【００１２】
第１パターン発生部から出力されたショットデータを補正する第１パターン補正部と、第２パターン発生部から出力されたショットデータを補正する第２パターン補正部と、第１パターン補正部から出力されたショットデータと、第２パターン補正部から出力されたショットデータとを比較し、比較結果を統括制御部に通知する第３比較部とをさらに備えてもよい。
【００１３】
第３比較部は、第１パターン補正部が出力したショットデータと、第２パターン補正部が出力したショットデータとが一致するか否かを、比較結果として統括制御部に通知し、統括制御部は、第１比較部から通知された比較結果に対応づけて、第３比較部から通知された比較結果を記憶してもよい。
【００１４】
本発明の第２の形態によると、電子ビームにより、ウェハを露光する電子ビーム露光方法であって、ウェハに露光すべき露光パターンのデータである露光データを第１バッファメモリに書き込む第１書込段階と、露光データ第２バッファメモリに書き込む第２書込段階と、第１バッファメモリが出力した露光データに基づいてウェハに電子ビームを照射する露光段階と、第１バッファメモリが出力した露光データと、第２バッファメモリが出力した露光データとを比較する比較段階とを備える。
【００１５】
本発明の第３の形態によると、電子ビームによりウェハを露光して半導体素子を製造する半導体素子製造方法であって、ウェハに露光すべき露光パターンのデータである露光データを第１バッファメモリに書き込む第１書込段階と、露光データ第２バッファメモリに書き込む第２書込段階と、第１バッファメモリが出力した露光データに基づいてウェハに電子ビームを照射する露光段階と、第１バッファメモリが出力した露光データと、第２バッファメモリが出力した露光データとを比較する比較段階とを備える。
【００１６】
比較段階は、第１バッファメモリが出力した露光データと、第２バッファメモリが出力した露光データとが一致するか否かを、比較結果として出力する段階を含み、当該露光データに基づいて露光される露光領域に対応づけて、比較結果を記憶する記憶段階をさらに備えてもよい。
【００１７】
記憶段階において記憶された比較結果に基づいて、露光領域に露光された露光パターンを検査するか否かを判断する判断段階と、判断段階による判断結果に基づいて、露光領域に所望の露光パターンが露光されているか否かを検査する検査段階をさらに備えてもよい。
【００１８】
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、これらの特群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００１９】
【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。
【００２０】
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の構成図である。電子ビーム露光装置１００は、電子ビームによりウェハ６４に所定の露光処理を施すための露光部１５０ａ及び１５０ｂと、露光部１５０ａ及び１５０ｂの各構成の動作を制御する制御系１４０とを備える。
【００２１】
露光部１５０ａ及び１５０ｂは、筐体１０内部に、所定の電子ビームを照射する電子ビーム照射系１１０と、電子ビーム照射系１１０から照射された電子ビームを偏向するとともに、電子ビームのマスク３０近傍における結像位置を調整するマスク用投影系１１２と、電子ビームのウェハ６４近傍における結像位置を調整する焦点調整レンズ系１１４と、マスク３０を通過した電子ビームをウェハステージ６２に載置されたウェハ６４の所定の領域に偏向するとともに、ウェハ６４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１１６を含む電子光学系を備える。
【００２２】
また、露光部１５０ａ及び１５０ｂは、ウェハ６４に露光すべきパターンをそれぞれ形成された複数のブロックを有するマスク３０を載置するマスクステージ７２と、マスクステージ７２を駆動するマスクステージ駆動部６８と、パターンを露光すべきウェハ６４を載置するウェハステージ６２と、ウェハステージ６２を駆動するウェハステージ駆動部７０とを含むステージ系を備える。さらに、露光部１５０ａ及び１５０ｂは、電子光学系の調整のために、ウェハステージ６２側から飛散する電子を検出して、飛散した電子量に相当する電気信号に変換する電子検出器６０を有する。
【００２３】
電子ビーム照射系１１０は、電子ビームを発生させる電子銃１２による、電子ビームの焦点位置を定める第１電子レンズ１４と、電子ビームを通過させる矩形形状の開口（スリット）が形成されたスリット部１６とを有する。電子銃１２は、安定した電子ビームを発生するのに所定の時間がかかるので、電子銃１２は、露光処理期間において常に電子ビームを発生してもよい。スリットは、マスク３０に形成された所定のパターンを含むブロックの形状に合わせて形成されるのが好ましい。図１において、電子ビーム照射系１１０から照射された電子ビームが、電子光学系により偏向されない場合の電子ビームの光軸を、一点鎖線Ａで表現する。
【００２４】
マスク用投影系１１２は、電子ビームを偏向するマスク用偏向系としての第１偏向器１８、第２偏向器２２及び第３偏向器２６と、電子ビームの焦点を調整するマスク用焦点系としての第２電子レンズ２０、さらに、第１ブランキング電極２４を有する。第１偏向器１８及び第２偏向器２２は、電子ビームをマスク３０上の所定の領域に照射する偏向を行う。例えば、所定の領域は、ウェハ６４に転写するパターンを有するブロックであってよい。電子ビームがパターンを通過することにより、電子ビームの断面形状は、パターンと同一の形状になる。所定のパターンが形成されたブロックを通過した電子ビームの像をパターン像と定義する。第３偏向器２６は、第１偏向器１８及び第２偏向器２２を通過した電子ビームの軌道を光軸Ａに略平行に偏向する。第２電子レンズ２０は、スリット部１６の開口の像を、マスクステージ７２上に載置されるマスク３０上に結像させる機能を有する。
【００２５】
第１ブランキング電極２４は、マスク３０に形成されたブロックに電子ビームが当たらないように電子ビームを偏向する。第１ブランキング電極２４は、マスク３０に電子ビームが当たらないように電子ビームを偏向することが好ましい。電子ビームが照射されるにつれてマスク３０に形成されたパターンは劣化するので、第１ブランキング電極２４は、パターンをウェハ６４に転写するとき以外は、電子ビームを偏向する。従って、マスク３０の劣化を防止することができる。焦点調整レンズ系１１４は、第３電子レンズ２８と、第４電子レンズ３２とを有する。第３電子レンズ２８及び第４電子レンズ３２は、電子ビームのウェハ６４に対する焦点を合わせる。ウェハ用投影系１１６は、第５電子レンズ４０と、第６電子レンズ４６と、第７電子レンズ５０と、第８電子レンズ５２と、第９電子レンズ６６と、第４偏向器３４と、第５偏向器３８と、第６偏向器４２と、主偏向器５６と、副偏向器５８と、第２ブランキング電極３６と、ラウンドアパーチャ部４８とを有する。
【００２６】
電界や磁界の影響を受けてパターン像は回転してしまう。第５電子レンズ４０は、マスク３０の所定のブロックを通過した電子ビームのパターン像の回転量を調整する。第６電子レンズ４６及び第７電子レンズ５０は、マスク３０に形成されたパターンに対する、ウェハ６４に転写されるパターン像の縮小率を調整する。第８電子レンズ５２及び第９電子レンズ６６は、対物レンズとして機能する。第４偏向器３４及び第６偏向器４２は、電子ビームの進行方向に対するマスク３０の下流において、電子ビームを光軸Ａの方向に偏向する。第５偏向器３８は、電子ビームを光軸Ａに略平行になるように偏向する。主偏向器５６及び副偏向器５８は、ウェハ６４上の所定の領域に電子ビームが照射されるように、電子ビームを偏向する。本実施形態では、主偏向器５６は、１ショットの電子ビームで照射可能な領域（ショット領域）を複数含むサブフィールド間で電子ビームを偏向するために用いられ、副偏向器５８は、サブフィールドにおけるショット領域間の偏向のために用いられる。
【００２７】
ラウンドアパーチャ部４８は、円形の開口（ラウンドアパーチャ）を有する。
第２ブランキング電極３６は、ラウンドアパーチャの外側に当たるように電子ビームを偏向する。従って、第２ブランキング電極３６は、電子ビームの進行方向に対してラウンドアパーチャ部４８から下流に電子ビームが進行することを防ぐことができる。電子銃１２は、露光処理期間において常に電子ビームを照射するので、第２ブランキング電極３６は、ウェハ６４に転写するパターンを変更するとき、更には、パターンを露光するウェハ６４の領域を変更するときに、ラウンドアパーチャ部４８から下流に電子ビームが進行しないように電子ビームを偏向することが望ましい。
【００２８】
制御系１４０は、共通処理部２００と、個別処理部３００ａ及び３００ｂと、個別制御部１２０ａ及び１２０ｂとを備える。個別制御部１２０ａ及び１２０ｂは、偏向制御部８２と、マスクステージ制御部８４と、ブランキング電極制御部８６と、電子レンズ制御部８８と、反射電子処理部９０と、ウェハステージ制御部９２とを有する。共通処理部２００は、ハードディスクに格納された露光データを個別処理部３００ａ及び３００ｂに供給する。個別処理部３００ａ及び３００ｂは、共通処理部２００から供給された露光データに基づいて、個別制御部１２０ａ及び１２０ｂが有する各制御部に対して、露光処理に関する制御データを供給する。偏向制御部８２は、第１偏向器１８、第２偏向器２２、第３偏向器２６、第４偏向器３４、第５偏向器３８、第６偏向器４２、主偏向器５６、及び副偏向器５８を制御する。マスクステージ制御部８４は、マスクステージ駆動部６８を制御して、マスクステージ７２を移動させる。
【００２９】
ブランキング電極制御部８６は、第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６を制御する。本実施形態では、第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６は、露光時には、電子ビームをウェハ６４に照射させ、露光時以外には、電子ビームをウェハ６４に到達させないように制御されるのが望ましい。電子レンズ制御部８８は、第１電子レンズ１４、第２電子レンズ２０、第３電子レンズ２８、第４電子レンズ３２、第５電子レンズ４０、第６電子レンズ４６、第７電子レンズ５０、第８電子レンズ５２および第９電子レンズ６６に供給する電力を制御する。反射電子処理部９０は、反射電子検出部６０により検出された電気信号に基づいて電子量を示すデジタルデータを検出する。ウェハステージ制御部９２は、ウェハステージ駆動部７０によりウェハステージ６２を所定の位置に移動させる。
【００３０】
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。マスクステージ７２上には、所定のパターンを形成された複数のブロックを有するマスク３０が載置され、マスク３０は、所定の位置に固定されている。露光処理は、オゾンガスやＯ2プラズマガスなどの酸化性雰囲気中で行われてもよい。このとき、マスク３０の表面は、酸化性の強いオゾンガスなどによって酸化されない材料で覆われているのが好ましい。また、ウェハステージ６２上には、露光処理が施されるウェハ６４が載置されている。ウェハステージ制御部９２は、ウェハステージ駆動部７０によりウェハステージ６２を移動させて、ウェハ６４の露光されるべき領域が光軸Ａ近傍に位置するようにする。また、電子銃１２は、露光処理期間において常に電子ビームを照射するので、露光の開始前において、スリット部１６の開口を通過した電子ビームがマスク３０およびウェハ６４に照射されないように、ブランキング電極制御部８６が第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６を制御する。マスク用投影系１１２において、電子レンズ２０及び偏向器（１８、２２、２６）は、ウェハ６４に転写するパターンが形成されたブロックに電子ビームを照射できるように調整される。焦点調整レンズ系１１４において、電子レンズ（２８、３２）は、電子ビームのウェハ６４に対する焦点が合うように調整される。また、ウェハ用投影系１１６において、電子レンズ（４０、４６、５０、５２、６６）及び偏向器（３４、３８、４２、５６、５８）は、ウェハ６４の所定の領域にパターン像を転写できるように調整される。
【００３１】
マスク投影系１１２、焦点調整レンズ系１１４及びウェハ用投影系１１６が調整された後、ブランキング電極制御部８６が、第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６による電子ビームの偏向を停止する。これにより、以下に示すように、電子ビームはマスク３０を介してウェハ６４に照射される。電子銃１２が電子ビームを生成し、第１電子レンズ１４が電子ビームの焦点位置を調整して、スリット部１６に照射させる。そして、第１偏向器１８及び第２偏向器２２がスリット部１６の開口を通過した電子ビームをマスク３０の転写すべきパターンが形成された所定の領域に照射するように偏向する。スリット部１６の開口を通過した電子ビームは、矩形の断面形状を有している。第１偏向器１８及び第２偏向器２２により偏向された電子ビームは、第３偏向器２６により光軸Ａと略平行になるように偏向される。また、電子ビームは、第２電子レンズ２０により、マスク３０上の所定の領域にスリット部１６の開口の像が結像するように調整される。
【００３２】
そして、マスク３０に形成されたパターンを通過した電子ビームは、第４偏向器３４及び第６偏向器４２により光軸Ａに近づく方向に偏向され、第５偏向器３８により、光軸Ａと略平行になるように偏向される。また、電子ビームは、第３電子レンズ２８及び第４電子レンズ３２により、マスク３０に形成されたパターンの像がウェハ６４の表面に焦点が合うように調整され、第５電子レンズ４０によりパターン像の回転量が調整され、第６電子レンズ４６及び第７電子レンズ５０により、パターン像の縮小率が調整される。それから、電子ビームは、主偏向器５６及び副偏向器５８により、ウェハ６４上の所定のショット領域に照射されるように偏向される。本実施形態では、主偏向器５６が、ショット領域を複数含むサブフィールド間で電子ビームを偏向し、副偏向器５８が、サブフィールドにおけるショット領域間で電子ビームを偏向する。所定のショット領域に偏向された電子ビームは、電子レンズ５２及び電子レンズ６６によって調整されて、ウェハ６４に照射される。これによって、ウェハ６４上の所定のショット領域には、マスク３０に形成されたパターンの像が転写される。
【００３３】
所定の露光時間が経過した後、ブランキング電極制御部８６が、電子ビームがマスク３０およびウェハ６４を照射しないように、第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６を制御して、電子ビームを偏向させる。以上のプロセスにより、ウェハ６４上の所定のショット領域に、マスク３０に形成されたパターンが露光される。次のショット領域に、マスク３０に形成されたパターンを露光するために、マスク用投影系１１２において、電子レンズ２０及び偏向器（１８、２２、２６）は、ウェハ６４に転写するパターンを有するブロックに電子ビームを照射できるように調整される。焦点調整レンズ系１１４において、電子レンズ（２８、３２）は、電子ビームのウェハ６４に対する焦点が合うように調整される。また、ウェハ用投影系１１６において、電子レンズ（４０、４６、５０、５２、６６）及び偏向器（３４、３８、４２、５６、５８）は、ウェハ６４の所定の領域にパターン像を転写できるように調整される。
【００３４】
具体的には、副偏向器５８は、マスク用投影系１１２により生成されたパターン像が、次のショット領域に露光されるように電界を調整する。この後、上記同様に当該ショット領域にパターンを露光する。サブフィールド内のパターンを露光すべきショット領域のすべてにパターンを露光した後に、主偏向器５６は、次のサブフィールドにパターンを露光できるように磁界を調整する。電子ビーム露光装置１００は、この露光処理を、繰り返し実行することによって、所望の回路パターンを、ウェハ６４に露光することができる。
【００３５】
本発明による電子ビーム処理装置である電子ビーム露光装置１００は、可変矩形を用いた電子ビーム露光装置であってもよく、また、ブランキング・アパーチャ・アレイ・デバイスを用いた電子ビーム露光装置であってもよい。また、本実施形態に係る電子ビーム露光装置１００は、２つの個別処理部３００ａ及び３００ｂと、２つの個別制御部１２０ａ及び１２０ｂと、２つの露光部１５０ａ及び１５０ｂとを備えるが、本発明に係る電子ビーム露光装置は、個別処理部、個別制御部、及び露光部をそれぞれ３つ以上備える電子ビーム露光装置であってもよい。また、本実施形態に係る電子ビーム露光装置１００では、露光部１５０ａと露光部１５０ｂとは、それぞれ異なるウェハを露光するが、本発明に係る電子ビーム露光装置は、複数の露光部が同時に同一のウェハを露光してもよい。
【００３６】
図２は、本実施形態に係る制御系１４０の構成図である。共通処理部２００は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）２０２と、統括制御部１３０と、ＳＣＳＩ制御部２０４と、アドレス制御部２０６と、シーケンス制御部２０８と、露光データ制御部２１０と、第１バッファメモリ２１２と、第２バッファメモリ２１４と、第１比較部２１６とを備える。また、個別処理部３００ａは、パターン発生部３０２ａと、パターン補正部３０４ａとを備える。また、個別処理部３００ｂは、パターン発生部３０２ｂと、パターン補正部３０４ｂとを備える。
【００３７】
統括制御部１３０は、例えばエンジニアリングワークステーションであって、電子ビーム露光装置１００を統括的に制御する。統括制御部１３０は、露光処理において、まずウェハ６４に露光すべき露光パターンのデータである露光データを、ハードディスクドライブ２０２から読み出し、ＳＣＳＩ制御部２０４に供給する。そして、ＳＣＳＩ制御部２０４は、統括制御部１３０から受け取った露光データを、第１バッファメモリ２１２及び第２バッファメモリ２１４のフォーマットに変換し、アドレス制御部２０６が発生するアドレスと同期させて、第１バッファメモリ２１２及び第２バッファメモリ２１４に供給する。そして、第１バッファメモリ２１２及び第２バッファメモリ２１４は、ＳＣＳＩ制御部２０４から受け取った露光データを一時的に格納する。
【００３８】
次に、統括制御部１３０は、シーケンス制御部２０８を介して、露光開始フラグを露光データ制御部２１０に送出する。そして、露光データ制御部２１０は、露光開始フラグを受け取ると、第１バッファメモリ２１２及び第２バッファメモリ２１４に対して、露光すべき露光パターンの露光データが格納されたアドレスを供給する。そして、第１バッファメモリ２１２は、露光データ制御部２１０から受け取ったアドレスに対応した露光データを、第１比較部２１６及びパターン発生部３０２ａに供給する。また、第２バッファメモリ２１４は、露光データ制御部２１０から受け取ったアドレスに対応した露光データを、第１比較部２１６に供給する。
【００３９】
そして、第１比較部２１６は、第１バッファメモリ２１２が出力した露光データと、第２バッファメモリ２１４が出力した露光データとを比較し、比較結果を統括制御部１３０に通知する。具体的には、第１比較部２１６は、第１バッファメモリ２１２が出力した露光データと、第２バッファメモリ２１４が出力した露光データとが一致するか否かを、比較結果として統括制御部１３０に通知する。
そして、統括制御部１３０は、比較対象である露光データに基づいて露光される露光領域に対応づけて、第１比較部２１６から受け取った比較結果を記憶する。また、第１比較部２１６は、第１バッファメモリ２１２が出力した露光データと、第２バッファメモリ２１４が出力した露光データとを、ビット単位で比較する。ビット単位で比較することにより、第１バッファメモリ２１２及び第２バッファメモリ２１４の不良箇所を特定することができる。
【００４０】
次に、パターン発生部３０２ａは、第１バッファメモリ２１２が出力した露光データをショット単位に分割したショットデータを発生し、パターン補正部３０４ａ及び個別制御部１２０ａに供給する。そして、パターン補正部３０４ａは、パターン発生部３０２ａから受け取ったショットデータを補正し、個別制御部１２０ａに供給する。そして、個別制御部１２０ａの各制御部は、パターン発生部３０２ａ及びパターン補正部３０４ａから受け取ったショットデータに基づいて、露光部１５０ａの各部を制御する。そして、露光部１５０ａは、ウェハに対して電子ビームを照射し、所望の露光パターンを露光する。
【００４１】
また、パターン発生部３０２ｂは、第１バッファメモリ２１２が出力した露光データをショット単位に分割したショットデータを発生し、パターン補正部３０４ｂ及び個別制御部１２０ｂに供給する。そして、パターン補正部３０４ｂは、パターン発生部３０２ｂから受け取ったショットデータを補正し、個別制御部１２０ｂに供給する。そして、個別制御部１２０ｂの各制御部は、パターン発生部３０２ｂ及びパターン補正部３０４ｂから受け取ったショットデータに基づいて、露光部１５０ｂの各部を制御する。そして、露光部１５０ｂは、ウェハに対して電子ビームを照射し、所望の露光パターンを露光する。
【００４２】
本実施形態に係る電子ビーム露光装置１００によれば、第１比較部２１６が、第１バッファメモリ２１２と第２バッファメモリ２１４とが出力する露光データを比較することにより、統括制御部１３０は、第１バッファメモリ２１２又は第２バッファメモリ２１４の異常を検出することができる。また、本実施形態に係る電子ビーム露光装置１００は、比較用の露光データを保持する第２バッファメモリ２１４を備えることにより、露光処理を遅延させることなく、第１バッファメモリ２１２と第２バッファメモリ２１４が出力する露光データを比較することができる。
【００４３】
図３は、本実施形態に係る制御系１４０の構成図である。共通処理部２００は、第２比較部２１８と、第３比較部２２０とをさらに備えてもよい。第２比較部２１８は、パターン発生部３０２ａが出力したショットデータと、パターン発生部３０２ｂが出力したショットデータとを比較し、比較結果を統括制御部１３０に通知する。第２比較部２１８は、パターン発生部３０２ａが出力したショットデータと、パターン発生部３０２ｂが出力したショットデータとが一致するか否かを、比較結果として統括制御部１３０に通知する。そして、統括制御部１３０は、第１比較部２１６から通知された比較結果に対応づけて、第２比較部２１８から通知された比較結果を記憶する。統括制御部１３０は、第１比較部２１６から通知された比較結果と、第２比較部２１８から通知された比較結果とに基づいて、データの異常を検出することができ、また装置異常の発生原因を特定することができる。
【００４４】
また、第３比較部２２０は、パターン補正部３０４ａが出力したショットデータと、パターン補正部３０４ｂが出力したショットデータとを比較し、比較結果を統括制御部１３０に通知する。第３比較部２２０は、パターン補正部３０４ａが出力したショットデータと、パターン補正部３０４ｂが出力したショットデータとが一致するか否かを、比較結果として統括制御部１３０に通知する。そして、統括制御部１３０は、第１比較部２１６から通知された比較結果に対応づけて、第３比較部２１８から通知された比較結果を記憶する。統括制御部１３０は、第１比較部２１６から通知された比較結果と、第３比較部２１８から通知された比較結果とに基づいて、データの異常を検出することができ、また装置異常の発生原因を特定することができる。
【００４５】
図４は、ウェハから半導体素子を製造する半導体製造工程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。フォトレジスト塗布工程は、ウェハの上面に、フォトレジストを塗布する（Ｓ１２）。それから、フォトレジストが塗布されたウェハが、図１に示された電子ビーム露光装置１００におけるウェハステージ６２に載置される。露光工程は、図１に関連して説明したように、マスク３０を通り抜けた電子ビームにより、ウェハにパターン像を露光、転写する（Ｓ１４）。
【００４６】
次に、現像工程は、露光されたウェハを、現像液に浸し、現像し、余分なレジストを除去する。そして、エッチング工程は、ウェハ上のフォトレジストが除去された領域に存在するシリコン基板、絶縁膜あるいは導電膜を、プラズマを用いた異方性エッチングによりエッチングする（Ｓ１８）。そして、イオン注入工程は、トランジスタやダイオードなどの半導体素子を形成するために、ウェハに、ホウ素や砒素などの不純物を注入する（Ｓ２０）。そして、熱処理工程は、ウェハに熱処理を施し、注入された不純物の活性化を行う（Ｓ２２）。そして、洗浄工程は、ウェハ上の有機汚染物や金属汚染物を取り除くために、薬液によりウェハを洗浄する（Ｓ２４）。そして、成膜工程は、導電膜や絶縁膜の成膜を行い、配線層および配線間の絶縁層を形成する（Ｓ２６）。フォトレジスト塗布工程（Ｓ１２）〜成膜工程（Ｓ２６）を組み合わせ、繰り返し行うことによって、ウェハに素子分離領域、素子領域および配線層を有する半導体素子を製造することが可能となる。そして、組み立て工程は、所要の回路が形成されたウェハを切り出し、チップの組み立てを行う（Ｓ２８）。そして、Ｓ３０で半導体素子製造フローが終了する。
【００４７】
図５は、ウェハにパターン像を露光する露光工程（Ｓ１４）のフローチャートである。まず、ＳＣＳＩ制御部２０４は、統括制御部１３０から受け取った露光データを、第１バッファメモリ２１２及び第２バッファメモリ２１４に書き込む（Ｓ１００）。そして、露光部１５０ａは、第１バッファメモリ２１２が出力した露光データに基づいて、ウェハに電子ビームを照射し、パターンを露光する（Ｓ１０２）。また、第１比較部２１６は、第１バッファメモリ２１２が出力した露光データと、第２バッファメモリが出力した露光データとを比較する（Ｓ１０４）。比較段階（Ｓ１０４）において、第１比較部２１６は、第１バッファメモリ２１２が出力した露光データと、第２バッファメモリが出力した露光データとが一致するか否かを、比較結果として出力する。そして、統括制御部１３０は、比較対象となった露光データに基づいて露光される露光領域に対応づけて、第１比較部２１６が出力した比較結果を記憶する（Ｓ１０６）。そして、統括制御部１３０は、記憶段階（Ｓ１０６）において記憶された比較結果に基づいて、露光された露光パターンを検査するか否かを判断する（Ｓ１０８）。そして、判断段階（Ｓ１０８）における判断結果に基づいて、所望の露光パターンが露光されているか否かを検査する（Ｓ１１２）。
【００４８】
判断段階（Ｓ１０８）において、統括制御部１３０は、第１バッファメモリ２１２が出力した露光データと、第２バッファメモリが出力した露光データとが一致する場合、当該露光データに基づいて露光された露光パターンを検査すると判断し、検査段階（Ｓ１１２）の処理に移る。また、判断段階（Ｓ１０８）において、統括制御部１３０は、第１バッファメモリ２１２が出力した露光データと、第２バッファメモリが出力した露光データとが一致しない場合、当該露光データに基づいて露光された露光パターンを検査しないと判断し、フォトレジスト除去段階（Ｓ１１０）の処理に移る。そして、フォトレジストが除去されたウェハは、フォトレジスト塗布工程（Ｓ１２）において、再度フォトレジストが塗布され、露光処理が施される。
【００４９】
本実施形態に係る電子ビーム露光装置１００によれば、統括制御部１３０は、第１比較部２１２による比較結果に基づいて、露光された露光パターン検査する必要があるか否かを判断することができる。第１バッファメモリ２１２が出力した露光データと、第２バッファメモリが出力した露光データとが一致しない場合、当該露光データに基づいて露光された露光パターンを検査する検査段階を省略することができるため、露光パターンの検査に要する時間を短縮することができる。ひいては、半導体素子の製造に要する時間を短縮することができる。
【００５０】
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形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更また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。
【００５１】
【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、露光パターンのデータである露光データを記憶するバッファメモリの異常を検出する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】本実施形態に係る制御系１４０の構成図である。
【図３】本実施形態に係る制御系１４０の構成図である。
【図４】ウェハから半導体素子を製造する半導体製造工程のフローチャートである。
【図５】ウェハにパターン像を露光する露光工程（Ｓ１４）のフローチャートである。
【符号の説明】
１０・・・筐体、１２・・・電子銃、１４・・・第１電子レンズ、１６・・・スリット部、１８・・・第１偏向器、２０・・・第２電子レンズ、２２・・・第２偏向器、２４・・・第１ブランキング偏向器、２６・・・第３偏向器、２８・・・第３電子レンズ、３０・・・マスク、３２・・・第４電子レンズ、３４・・・第４偏向器、３６・・・第２ブランキング偏向器、３８・・・第５偏向器、４０・・・第５電子レンズ、４２・・・第６偏向器、４６・・・第６電子レンズ、４８・・・ラウンドアパーチャ、５０・・・第７電子レンズ、５２・・・第８電子レンズ、５６・・・主偏向器、５８・・・副偏向器、６０・・・電子検出器、６２・・・ウェハステージ、６４・・・ウェハ、６６・・・第９電子レンズ、６８・・・マスクステージ駆動部、７０・・・ウェハステージ駆動部、７２・・・マスクステージ、８２・・・偏向制御部、８４・・・マスクステージ制御部、８６・・・ブランキング電極制御部、８８・・・電子レンズ制御部、９０・・・反射電子処理部、９２・・・ウェハステージ制御部、１００・・・電子ビーム露光装置、１１０・・・電子ビーム照射系、１１２・・・マスク用投影系、１１４・・・焦点調整レンズ系、１１６・・・ウェハ用投影系、１２０ａ・・・個別制御部、１２０ｂ・・・個別制御部、１３０・・・統括制御部、１４０・・・制御系、１５０ａ・・・露光部、１５０ｂ・・・露光部、２００・・・共通処理部、３００ａ・・・個別処理部、３００ｂ・・・個別処理部
【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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