JP2001210574A - 電子ビーム露光装置及び半導体素子製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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

【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。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子ビームを利用した電子ビーム
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。

【０００３】図１は、近接効果を説明する図である。図
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。

【０００４】図１（ａ）に示すように、近接効果とは、
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。

【０００５】したがって、図１（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、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。

【０００６】この近接効果による影響を補正する近接効
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。

【０００７】第２の方法は、ウェハへパターンを露光
（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。

【０００８】図２は、補助露光方法における近接効果の
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。

【０００９】図２（ａ）に示すように、補助露光が行わ
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。

【００１０】図３は、従来の電子ビーム露光装置におけ
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。

【００１１】実露光処理時においては、図３（ａ）に示
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。

【００１２】補助露光処理時においては、図３（ｂ）に
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。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
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。

【００１４】一方、上記した第２の方法によると、補助
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。

【００１５】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。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
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。

【００１７】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。

【００１８】照射制御部は、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。

【００１９】電子ビームをウェハの所定の領域に照射す
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。

【００２０】上記目的を達成するために、本発明の第２
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。

【００２１】

【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。

【００２２】図４は、本発明の１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。

【００２３】露光部１５０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。

【００２４】また、露光部１５０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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】第１のブランキング電極２４は、マスク３
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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】制御系１４０は、統括制御部１３０と、個
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。

【００３１】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、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。

【００３２】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。

【００３３】記憶部１２２は、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。

【００３４】また、記憶部１２２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、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。

【００３５】第２時間と、第１時間とは異なっている。
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。

【００３６】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。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。

【００３７】また、統括制御部１３０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。

【００３８】また、統括制御部１３０は、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。

【００３９】本実施形態に係る電子ビーム露光装置１０
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。

【００４０】次に、電子ビーム露光装置１００が実露光
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。

【００４１】まず、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。

【００４２】これらの調整が行われた後、統括制御部１
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。

【００４３】すなわち、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。

【００４４】そして、マスク３０に形成されたパターン
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。

【００４５】この後、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。

【００４６】次いで、統括制御部１３０が、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。

【００４７】図５は、本発明の一実施形態に係る電子ビ
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。

【００４８】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、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。

【００４９】図６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。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）。

【００５０】次いで、露光されたウェハ６４は、現像液
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。

【００５１】上記工程の露光処理における補助露光処理
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。

【００５２】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。

【００５３】

【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、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】 近接効果を説明する図である。

【図２】 補助露光方法における近接効果の補正を説明
する図である。

【図３】 従来の電子ビーム露光装置における実露光時
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。

【図４】 本発明の１実施形態に係る電子ビーム露光装
置の構成図である。

【図５】 本発明の一実施形態に係る電子ビーム露光装
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。

【図６】 本発明の１実施例に係るウェハから半導体素
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。

【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)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。