JP2001210574A - 電子ビーム露光装置及び半導体素子製造方法 - Google Patents
電子ビーム露光装置及び半導体素子製造方法Info
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Abstract
迅速に行うことのできる電子ビーム露光装置及び半導体
素子製造方法を提供する。 【解決手段】 電子ビームを発生する電子銃12と、ウ
ェハ64を載置するウェハステージ62と、電子ビーム
を偏向する副偏向器58と、副偏向器58によりウェハ
64の所定の領域に電子ビームが照射されるように電子
ビームの偏向を調整する偏向制御部82と、偏向制御部
82により電子ビームの偏向の調整が開始されてから、
電子ビームがウェハ64の所定の領域へ照射が開始され
るまでの時間を、所定の領域にパターンを露光するため
の実露光の開始時と、所定の領域における露光量を補正
する補助露光の開始時とで異ならせて制御する統括制御
部130及びブランキング電極制御部86とを有するよ
うに構成する。
Description
ウェハにパターンを露光する電子ビーム露光装置及びウ
ェハ上に半導体素子を製造する半導体素子製造方法に関
し、特に、ウェハの所定の領域における電子ビームの照
射量を補正する補助露光を行う電子ビーム露光装置及び
半導体素子を製造する際に補助露光を行う半導体素子製
造方法に関する。
露光装置が知られている。この電子ビーム露光装置は、
光を利用した露光装置より高い解像性を得ることができ
る。電子ビーム露光装置においては、表面にレジストが
塗布されたウェハに電子ビームを照射すると、近接効果
が生じることが知られている。
1(a)は、電子ビームが照射された位置及び当該位置
の周囲に電子ビームにより蓄積されるエネルギー量の分
布を示し、図1(b)は、電子ビームによりパターンが
露光されたウェハを示し、図1(c)は、図1(b)に
示すウェハの一部におけるウェハ表面のレジストに蓄積
されるエネルギー量の分布を示し、図1(d)は、得ら
れるパターンの線幅の分布を示す。
電子ビームが後方散乱等を起こすことにより、電子ビー
ムが照射された位置の周囲、例えば10μm程度の範囲
にわたって緩やかにエネルギーが蓄積される現象をい
う。この近接効果により、図1(b)に示すように、電
子ビームによりウェハにパターンを露光した場合には、
図1(c)に示すように、電子ビームが照射されるパタ
ーンが粗な部分、図中左側の部分では、パターンが密な
部分より近接効果が小さいために、蓄積される電子ビー
ムによるエネルギー量が少なくなる。
子ビームが照射されるパターンが粗な部分と、パターン
が密な部分とで、現像時において異なる性質が現れる感
光閾値のエネルギー量に達した線幅が異なり、これによ
って得られるパターンの線幅が異なってしまう問題が生
じる。
果補正方法として、大きく2つの方法が知られている。
第1の方法は、ウェハのショット領域へパターンを露光
(実露光)する際における電子ビームの照射(ショッ
ト)する時間(ショット時間)を、各ショット領域毎に
調整する方法である。この方法では、例えば、近接効果
がもっとも大きいショット領域において得られる線幅を
基準とし、近接効果の小さいショット領域においても同
じ線幅が得られるようにショット時間を長くする。
(実露光)する際において領域近接効果の最も大きい領
域における近接効果により蓄積されるエネルギー量を基
準として、近接効果の少ない領域において基準となるエ
ネルギー量に不足するエネルギー量を補助露光により補
う方法(補助露光方法)である。
補正を説明する図である。図2(a)は、パターンが転
写されるパターン領域と、補助露光が行われる補助露光
領域を示し、図2(b)は、図2(a)の一部の拡大図
を示し、図2(c)は、図2(b)に示すウェハの一部
におけるウェハ表面のレジストに蓄積されるエネルギー
量の分布を示し、図2(d)は、得られるパターンの線
幅の分布を示す。
れる補助露光領域は、パターン領域のパターンが粗の部
分、例えば図中網掛けで示すパターン領域の外縁部分と
なっている。図2(b)に示すように、電子ビームによ
りウェハにパターンを実露光し、補助露光領域を補助露
光した場合には、図2(c)に示すように、電子ビーム
が照射されるパターンが粗な部分と、パターンが密な部
分との近接効果の違いが補助露光により補正されて、略
同じエネルギー量となる。したがって、図2(d)に示
すように、電子ビームが照射されるパターンが粗な部分
と、パターンが密な部分とで、感光閾値のエネルギー量
に達する線幅を略同じにすることができ、これによって
現像することにより得られるパターンの線幅を略同じに
することができる。
る実露光処理時及び補助露光処理時の電子ビームの照射
を説明する図である。図3(a)は、実露光処理時の電
子ビームの照射を示し、図3(b)は、補助露光処理時
の電子ビームの照射を示し、横軸には、時間をとるもの
とする。
すように、電子ビームが所定のショット領域に照射され
るように副偏向器で調整し、調整を開始してから予め設
定された時間(待ち時間)が経過した後に電子ビームを
ウェハへ照射し始める。ここで、待ち時間は、副偏向器
による偏向の調整が静定するまでの時間である。次い
で、所定のショット時間経過後に、電子ビームがウェハ
へ照射されないようしするとともに、次のショット領域
に電子ビームが照射されるように副偏向器を調整する。
以降、上記同様に処理を行う。
示すように、電子ビームが所定の補助露光用ショット領
域に照射されるように副偏向器で調整し、調整を開始し
てから予め設定された実露光処理時と同一の待ち時間が
経過した後に電子ビームをウェハへ照射し始める。次い
で、実露光処理時におけるショット時間より短い所定の
ショット時間経過後に、電子ビームがウェハへ照射され
ないようしするとともに、次の領域に電子ビームが照射
されるように副偏向器を調整する。以降、上記同様に処
理を行う。
た第1の方法によると、パターンを一度にショットする
ショット領域毎にエネルギー量を調整するので、当該シ
ョット領域内における線幅のばらつきを補正することが
できないという問題が生じる。例えば、一般的には、5
〜10μm角をショット領域とするが、5μm角をショ
ット領域とした場合におけるショット領域内において近
接効果の影響によって10nm以上の線幅の分布を持つ
ことがあるが、この線幅のばらつきを補正することがで
きない。
露光において一度に電子ビームをショットする補助露光
ショット領域を細かくすることにより、線幅のばらつき
を詳細に補正することができる。しかしながら、補助露
光ショット領域を細かくすると、ショット数が増加する
ことになるので、露光処理の時間がかかるという問題が
生じる。
とのできる電子ビーム露光装置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。
に、本発明の第1の形態に係る電子ビーム露光装置は、
電子ビームによりウェハにパターンを露光する電子ビ
ーム露光装置において、電子ビームを発生する電子銃
と、ウェハを載置するウェハステージと、電子ビームを
偏向する偏向部と、偏向部によりウェハの所定の領域に
電子ビームが照射されるように電子ビームの偏向を調整
する偏向制御部と、偏向制御部により電子ビームの偏向
の調整が開始されてから、電子ビームがウェハへ照射さ
れるまでの時間を、パターンを露光するための実露光処
理時と、ウェハにおいて蓄積される露光量を補正する補
助露光処理時とで異ならせて制御する照射制御部とを有
すること特徴とする。
が開始されてから、電子ビームがウェハの所定の領域へ
照射されるまでの時間が、実露光処理時における時間よ
り補助露光処理時における時間が短いようにしてもよ
い。電子ビームがウェハに照射されない第1位置と、電
子ビームがウェハに照射される第2位置との間で移動す
るブランキング電極を更に有し、照射制御部は、ブラン
キング電極により、電子ビームを第1位置から第2位置
に移動させることにより、ウェハへ電子ビームの照射を
開始するようにしてもよい。
ムの偏向の調整が開始されてから、電子ビームがウェハ
へ照射が開始されるまでの実露光処理時における時間を
示す第1時間情報と、偏向制御部により電子ビームの偏
向の調整が開始されてから、電子ビームがウェハへ照射
されるまでの補助露光処理時における時間を示す第2時
間情報とを記憶する時間記憶部を有し、照射制御部は、
第1時間情報及び第2時間情報に基づいて、ウェハへ電
子ビームの照射を開始するようにしてもよい。
るために偏向器を調整すべき調整量を規定する調整情報
と、当該所定の領域に対する露光種類が実露光又は補助
露光のいずれであるかを示す露光識別情報とを対応付け
た露光パターンデータを記憶する露光パターンデータ記
憶部を更に備え、偏向制御部は、調整情報に基づいて偏
向器の制御を行い、照射制御部は、調整情報に対応付け
られた露光識別情報に基づいて露光種類を検出し、当該
露光種類に基づいてウェハへ電子ビームの照射を開始す
るようにしてもよい。
の形態に係る半導体素子製造方法は、ウェハ上に半導体
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
の偏向を調整し、電子ビームの偏向の調整が開始されて
から、所定の第1時間経過後に、ウェハに電子ビームを
照射して所望のパターンを露光する実露光ステップと、
ウェハの所定の領域に電子ビームが照射されるように電
子ビームの偏向を調整し、電子ビームの偏向の調整が開
始されてから、第1時間より短い第2時間経過後に、ウ
ェハに電子ビームを照射してウェハにおいて蓄積される
露光量を補正する補正露光ステップとを有することを特
徴とする。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。
本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲
に係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。
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150と、露光部150の各構
成の動作を制御する制御系140を備える。
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。
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150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。
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1
6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4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。
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。
0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、偏向部の一例としての副偏向器5
8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。
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4
2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、パターンを露
光する実露光時には、サブフィールドにおけるショット
領域への偏向のために用いられ、ウェハに蓄積される露
光量(エネルギー量)を調整する補助露光時には、一度
のショットで補助露光を行う補助露光ショット領域への
偏向のために用いられる。
(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のブランキング電極
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
に電子ビームを発生するので、第2ブランキング電極3
6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。
別制御部120と、露光パターンデータ記憶部及び間隔
時間記憶部の一例としての記憶部122とを備える。個
別制御部120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。ここで、特許請求の範囲に
いう照射制御部は、本実施形態では、統括制御部130
及びブランキング電極制御部によって構成される。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。本実施形態では、偏向制御部82は、電圧又は電流
を供給する偏向アンプ(図示せず)を有し、当該偏向ア
ンプにより供給する電圧又は電流により第1偏向器1
8、第2偏向器22、第3偏向器26、第4偏向器3
4、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8
4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。
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、ブランキング電極制御部86
は、露光時には、第1ブランキング電極24及び第2ブ
ランキング電極36により、電子ビームをウェハ64に
照射させる位置に移動させ、露光時以外には、電子ビー
ムをウェハ64に到達させない位置に移動させる制御す
る。具体的には、ブランキング電極制御部86は、第2
ブランキング電極36により、ショット時には、電子ビ
ームをラウンドアパーチャを通過する位置(第1位置)
に移動させ、ショット時以外には、電子ビームをラウン
ドアパーチャの外側に当たる位置(第2位置)に移動さ
せる。
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。
に電子ビームが照射されるように主偏向器56及び副偏
向器58を調整するための偏向調整情報と、当該所定の
領域に対する電子ビームの照射時間を規定するショット
時間と、当該所定の領域への露光種類が実露光又は補助
露光のいずれかを示す露光種類情報と、偏向器18、2
2、23、及び26等や電子レンズ20、58、32、
及び40等を調整するための調整情報等を有するパター
ンデータを複数記憶する。本実施形態では、補助露光処
理におけるショット時間は、実露光処理のショット時間
の、例えば、5%程度の時間としている。
より電子ビームの偏向の調整が開始されてから、電子ビ
ームがウェハ64の所定のショット領域へ照射が開始さ
れるまでの実露光処理時における時間を示す第1時間情
報の一例としての第1時間と、偏向制御部82により電
子ビームの偏向の調整が開始されてから、電子ビームが
ウェハ64の補助露光をすべき所定の補助露光ショット
領域へ照射が開始されるまでの補助露光処理時における
時間を示す第2時間情報の一例としての第2時間とを記
憶する。ここで、電子ビームの偏向の調整が開始される
とは、電子ビームを偏向する副偏向器58等に電圧又は
電流を供給する偏向アンプによりセトリング動作が開始
されることを意味する。
本実施形態では、第1時間は、副偏向器58による偏向
の調整が静定するまでの時間以上となっており、図3に
示す従来の静定時間と同一の時間を用いている。ここ
で、実露光処理時における所望のショット領域と実際の
ショット領域との位置ずれは、ウェハに露光されるパタ
ーンの位置ずれに影響を及ぼす一方、補助露光処理時に
おける所望の補助露光ショット領域と実際の補助露光シ
ョット領域との位置ずれは、ウェハに露光されるパター
ンの位置ずれに影響を及ぼさない。したがって、補助露
光処理時においては、実露光処理時よりもショットにお
ける位置ずれに対して許容される。このため、補助露光
時においては、副偏向器8による偏向の調整が開始され
てから電子ビームをウェハ64に照射するまでの時間を
実露光処理時よりも短くすることができる。そこで、本
実施形態では、第2時間を第1時間よりも短くしてい
る。第2時間は、例えば、”0”であってもよい。
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。例えば、統括制御部130は、記憶部
122に記憶された次の露光に関するパターンデータを
順次取りだし、取り出した当該パターンデータの偏向調
整情報に基づいて、偏向制御部82にウェハ64の所定
の領域に電子ビームが照射されるように主偏向器56及
び副偏向器58を調整させる。
タの露光種類情報に基づいて、露光種類が実露光、又は
補助露光であるかを検出し、実露光であれば、偏向制御
部82により電子ビームの偏向の調整が開始されてから
記憶部122の第1時間が経過した際に、ブランキング
電極制御部86により電子ビームをウェハ64に照射さ
せる位置にする一方、補助露光であれば、偏向制御部8
2により電子ビームの偏向の調整が開始されてから記憶
部122の第2時間が経過した際に、ブランキング電極
制御部86により電子ビームをウェハ64に照射させる
位置にする。
電極制御部86により電子ビームをウェハ64に照射さ
せる位置にしてから、対応する記憶部122のショット
時間が経過する際に、ブランキング電極制御部86によ
り電子ビームをウェハ64に照射させる位置から外し
て、電子ビームがウェハ64に照射されないようにす
る。
0の動作について説明する。電子ビーム露光装置100
は、露光処理を行う前に、電子光学系などの構成を予め
調整する調整処理を行う。以下において、まず、露光処
理前の電子光学系の調整処理について説明する。ウェハ
ステージ制御部92がウェハステージ駆動部70により
ウェハステージ62上の基準基板(図示せず)を光軸A
近傍に移動させる。次いで、各レンズの焦点位置を所定
の位置に調整し、偏向器により電子ビームを基準基板の
マーク上を走査させるとともに、電子検出器60が、基
準基板に電子ビームが照射されることにより発生する反
射電子に応じた電気信号を出力し、反射電子処理部90
が反射電子量を検出して統括制御部130に通知する。
統括制御部130は、検出された電子量に基づいて、レ
ンズ系の焦点が合っているか否かを判断する。統括制御
部130は、最大の電子量が検出される焦点位置を検出
すると、当該焦点位置に基づいて電子レンズ制御部88
により制御される各電子レンズに供給する電力を設定す
る。
処理及び補助露光処理を含む露光処理を行う際の各構成
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と、補助露
光用のブロックとを有するマスク30が載置され、マス
ク30は、所定の位置に固定されている。また、ウェハ
ステージ62上には、露光処理が施されるレジストが塗
布されたウェハ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発生
しているので、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8
6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。
パターンデータに基づいて、電子レンズ制御部88及び
偏向制御部82により、ウェハ64に転写するパターン
又は補助露光用矩形が形成された補助露光用ブロックに
電子ビームを照射できるように電子レンズ20及び偏向
器(18、22、26)を調整させる。また、統括制御
部130が記憶部122のパターンデータに基づいて、
電子ビームのウェハ64に対する焦点が合うように、電
子レンズ(28、32)を調整させる。また、統括制御
部130が記憶部122のパターンデータに基づいて、
電子レンズ制御部88及び偏向制御部82により、ウェ
ハ64の所定の領域にパターン像又は補助露光用矩形を
転写できるように電子レンズ(40、46、50、5
2、66)及び偏向器(34、38、42、56、5
8)を調整させる。
30は、パターンデータの露光種類情報に基づいて、露
光種類が実露光、又は補助露光であるかを検出し、実露
光であれば、偏向制御部82により電子ビームの偏向の
調整が開始されてから記憶部122の第1時間が経過し
た際に、ブランキング電極制御部86により、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一方、補助露光であれば、
偏向制御部82により電子ビームの偏向の調整が開始さ
れてから記憶部122の第2時間が経過した際に、ブラ
ンキング電極制御部86により電子ビームの偏向を停止
する。これにより、電子ビームはマスク30を介してウ
ェハ64に照射される。
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。
又は補助露光用のブロック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又は補助露光用のブロッ
クの像がウェハ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、像
の縮小率が調整される。
副偏向器58により、ウェハ64上の所定のショット領
域又は補助露光を行う補助露光ショット領域に照射され
るように偏向される。ここで、本実施形態では、補助露
光ショット領域はショット領域より狭い領域となってい
る。また、本実施形態では、主偏向器56が、ショット
領域又は補助露光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
ールドにおいてショット領域、又は補助露光ショット領
域へ電子ビームを偏向する。所定のショット領域又は補
助露光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、実露光処理の場合
には、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。また、補
助露光処理の場合には、ウェハ64上の所定の補助露光
ショット領域には、補助露光用のブロックの像が転写さ
れる。
グ電極制御部86により電子ビームをウェハ64に照射
させる位置にしてから、記憶部122のパターンデータ
の対応するショット時間が経過する際に、ブランキング
電極制御部86により電子ビームをウェハ64に照射さ
せる位置から外して、電子ビームがウェハ64に照射さ
れないようにする。上記した動作により、実露光処理で
は、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、補助露光処理では、
ウェハ64上の所定の補助露光ショット領域には、所定
のエネルギー量が蓄えられる。電子ビーム露光装置10
0は、上記した露光処理を、記憶部122に記憶された
パターンデータに基づいて、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。
ーム露光装置における補助露光処理における電子ビーム
の照射を説明する図である。図5に示すように、本実施
形態では、補助露光を行う際には、偏向制御部82によ
り電子ビームの偏向の調整が開始されてから第2時間が
経過した際に、ブランキング電極制御部86により電子
ビームの偏向を停止して、電子ビームをウェハ64に照
射されるようにして補助露光を開始している。第2時間
は、図3に示す従来の偏向器により偏向を行ってから補
助露光を開始するまでの時間より短くなっているので、
補助露光を1ショット行う場合に要する時間を抑えるこ
とができる。
露光処理にかかる時間を従来と同様な時間かけるとした
場合においては、使用可能な補助露光ショット数を増や
すことができるので、補助露光ショット領域を狭くし
て、詳細にエネルギー量の補正をすることができ、精度
の高い線幅のパターンを得ることができる。また、補助
露光処理において、従来と同様な補助露光ショット数を
行う場合においては、補助露光処理に要する総時間を抑
えることができる。
半導体製造工程のフローチャートである。半導体製造工
程を開始すると(ステップS10)、ウェハの上面にフ
ォトレジストを塗布する(ステップS12)。次いで、
フォトレジストが塗布されたウェハ64を図4に示した
電子ビーム露光装置100のウェハステージ62に載置
し、上記説明したように、マスク30のパターン像をウ
ェハ64に露光する実露光処理と、ウェハ64上におけ
るエネルギー量を補正する補助露光処理とを行う(ステ
ップS14)。
に浸されて現像され、余分なレジストが除去される(ス
テップS16)。次いで、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酸化膜や窒化膜をエッチング
液によりエッチングする(ステップS18)。次いで、
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、ウェハにリンや砒素などの不純物を注入する
(ステップS20)。上記ステップS12〜S20の工
程を繰り返し行うことによって、ウェハに複数層のパタ
ーンを有する半導体素子を製造する。その後、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
行い(ステップS22)、半導体素子製造工程を終了す
る(ステップS24)。この工程により、半導体素子を
製造することができる。
においては、図4に示す本発明の実施形態に係る電子ビ
ーム露光装置を使用しているので、補助露光を1ショッ
ト行う場合に要する時間を抑えることができる。したが
って、各ショット領域における補助露光処理にかかる時
間を従来と同様な時間かけるとした場合においては、使
用可能な補助露光ショット数を増やすことができるの
で、補助露光ショット領域を狭くして、詳細にエネルギ
ー量の補正をすることができ、所望の線幅を高精度に得
ることができる。このため、製造される半導体素子にお
いて所望の線幅を高精度に得ることができる。また、補
助露光処理において、従来と同様な補助露光ショット数
を行う場合においては、補助露光処理に要する総時間を
削減することができる。このため、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。
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ことが当業者に明らかであ
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。
よれば、ウェハに露光されるパターンの線幅の調整を迅
速に行うことができる。
する図である。
及び補助露光時の電子ビームの照射を説明する図であ
る。
置の構成図である。
置における補助露光時の電子ビームの照射を説明する図
である。
子を製造する半導体製造工程を示すフローチャートであ
る。
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部 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 120
個別制御部 122 記憶部 130 統
括制御部 140 制御系 150
露光部
Claims (6)
- 【請求項1】 電子ビームによりウェハにパターンを露
光する電子ビーム露光装置において、 前記電子ビームを発生する電子銃と、 前記ウェハを載置するウェハステージと、 前記電子ビームを偏向する偏向部と、 前記偏向部により前記ウェハ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の偏向を調整する偏向制
御部と、 前記偏向制御部により前記電子ビームの偏向の調整が開
始されてから、前記電子ビームが前記ウェハへ照射され
るまでの時間を、前記所定の領域に前記パターンを露光
するための実露光処理時と、前記ウェハにおいて蓄積さ
れる露光量を補正する補助露光処理時とで異ならせて制
御する照射制御部とを有すること特徴とする電子ビーム
露光装置。 - 【請求項2】 前記偏向制御部により前記電子ビームの
偏向の調整が開始されてから、前記電子ビームが前記ウ
ェハへ照射されるまでの時間が、前記実露光処理時にお
ける時間より補助露光処理時における時間が短いことを
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】 前記電子ビームが前記ウェハに照射され
ない第1位置と、前記電子ビームが前記ウェハに照射さ
れる第2位置との間で移動するブランキング電極を更に
有し、 前記照射制御部は、前記ブランキング電極により、前記
電子ビームを前記第1位置から前記第2位置に移動させ
ることにより、前記ウェハへ前記電子ビームの照射を開
始することを特徴とする請求項1又は2に記載の電子ビ
ーム露光装置。 - 【請求項4】 前記照射制御部は、 前記偏向制御部により前記電子ビームの偏向の調整が開
始されてから、前記電子ビームが前記ウェハへ照射され
るまでの前記実露光処理時における時間を示す第1時間
情報と、前記偏向制御部により前記電子ビームの偏向の
調整が開始されてから、前記電子ビームが前記ウェハへ
照射されるまでの前記補助露光処理時における時間を示
す第2時間情報とを記憶する時間記憶部を有し、 前記照射制御部は、前記第1時間情報及び前記第2時間
情報に基づいて、前記ウェハへ前記電子ビームの照射を
開始することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに
記載の電子ビーム露光装置。 - 【請求項5】 前記電子ビームを前記ウェハの所定の領
域に照射するために前記偏向器を調整すべき調整量を規
定する調整情報と、当該所定の領域に対する露光種類が
実露光又は補助露光のいずれであるかを示す露光識別情
報とを対応付けた露光パターンデータを記憶する露光パ
ターンデータ記憶部を更に備え、 前記偏向制御部は、前記調整情報に基づいて前記偏向器
の制御を行い、 前記照射制御部は、前記調整情報に対応付けられた前記
露光識別情報に基づいて露光種類を検出し、当該露光種
類に基づいて前記ウェハへ前記電子ビームの照射を開始
することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載
の電子ビーム露光装置。 - 【請求項6】 ウェハ上に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
に電子ビームの偏向を調整し、前記電子ビームの偏向の
調整が開始されてから、所定の第1時間経過後に、前記
ウェハに前記電子ビームを照射して所望のパターンを露
光する実露光ステップと、 前記ウェハの所定の領域に電子ビームが照射されるよう
に電子ビームの偏向を調整し、前記電子ビームの偏向の
調整が開始されてから、前記第1時間より短い第2時間
経過後に、前記ウェハに前記電子ビームを照射して当該
ウェハにおいて蓄積される露光量を補正する補正露光ス
テップとを有することを特徴とする半導体素子製造方
法。
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