JP2012222090A

JP2012222090A - 電子ビーム露光装置及び露光マスク

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Publication number: JP2012222090A
Application number: JP2011085088A
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Inventors: Masaki Kurokawa; 正樹黒川; Akio Yamada; 章夫山田
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Priority date: 2011-04-07
Filing date: 2011-04-07
Publication date: 2012-11-12
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Also published as: JP5529069B2

Abstract

【課題】各コラムセルの露光マスクの開口パターンの線幅が異なっている場合であっても、コラムセル間のパターンの仕上がり寸法のばらつきを抑制できるマルチコラム型の電子ビーム露光装置及び露光マスクを提供することを目的とする。
【解決手段】試料の上方に配置され、電子ビームを照射して並列して前記試料の露光を行う複数のコラムセルを備えた電子ビーム露光装置において、各コラムセルに対応する部分に相似形状で線幅が異なる複数のパターン１６３が大きさ順に並べて配置された露光マスク１１０を用い、パターンの線幅の設計値と予め測定して求めたパターンの仕上がり寸法とのずれ量に相当する線幅Δｗだけ露光データで指定されたパターンと異なる線幅のパターン１６３を前記露光マスク１１０から選択するようにした。
【選択図】図１３

Description

本発明は、複数のコラムセルで並列して露光処理を行うマルチコラム型の電子ビーム露光装置及び露光マスクに関する。

近年、半導体装置の微細化が進み、ウェハに微細なパターンを電子ビーム露光装置用で描画することが行われている。

このような電子ビーム露光装置の一つとして、ウェハステージ上に電子ビームを照射するコラムセルを複数並べて配置し、これらのコラムセルを用いて並列して露光処理を行うマルチコラム型の電子ビーム露光装置が提案されている。

マルチコラム型の電子ビーム露光装置の各コラムセルには、それぞれの所定のパターン形状に電子ビームを整形する露光マスクが設けられており、所定形状に整形された電子ビームをウェハ表面に照射して露光を行なう。

特開２００６−２７８４９２号公報

しかし、各コラムセルの露光マスクの開口パターンは、製造プロセス上の理由により線幅（サイズ）がわずかに異なっている。そのため、各コラムセルで同じ開口パターンを用いて露光を行っても、コラムセル間でパターンの仕上がり寸法がばらついてしまう。

そこで、各コラムセルの露光マスクの開口パターンの線幅が異なっている場合であっても、コラムセル間のパターンの仕上がり寸法のばらつきを抑制できるマルチコラム型の電子ビーム露光装置及び露光マスクを提供することを目的とする。

上記した課題は、試料の上方に配置され、電子ビームを照射して並列して前記試料の露光を行う複数のコラムセルと、前記各コラムセルに対応する部分に設けられ、それぞれが相似形状で線幅が異なる複数のパターンが線幅順に並べて配置されたパターン群を有する露光マスクと、前記各コラムセルに設けられ、前記パターンの線幅の設計値と予め測定して求めた前記パターンの仕上がり寸法とのずれ量に基づいて、露光に用いるパターンを指定されたパターンから前記ずれ量だけ線幅が異なったパターンに変更するパターンデータ処理部と、前記パターンデータ処理部で選択された前記露光マスク上のパターンに前記電子ビームを偏向するマスク偏向部と、を備える電子ビーム露光装置により解決する。

また、上記した課題は、複数のコラムセルから電子ビームを照射して並列して露光を行う電子ビーム露光装置に使用する露光マスクであって、薄板状のウェハと、前記ウェハ上の前記各コラムセルに対応する部分にそれぞれ設けられ、それぞれが相似形状で線幅が異なる複数のパターンが線幅順に並べて配置されたパターン群と、を備えた露光マスクにより解決する。

上記電子ビーム露光装置では、それぞれが相似形状で線幅が異なるパターンを線幅順に並べて配置された露光マスクを用いる。そして、各コラムセルで実際に露光して得られた線幅と露光に用いたパターンの設計上の線幅とのずれ量に基づいて、露光に使用するパターンをそのずれ量に相当する分だけ変更する。

これにより、露光マスクのパターンの線幅がばらついている場合であっても、各コラムセル１１間で露光に使用するパターンを変更するので線幅のばらつきを防げる。

図１は、実施形態に係る電子ビーム露光装置のブロック図である。図２は、図１の電子ビーム露光装置の各コラムセルがウェハ上で描画を行う領域を示す平面図である。図３は、図１の電子ビーム露光装置の各コラムセルのブロック図である。図４は、第１の実施形態に係る露光マスクを示す図である。図５は、図４の露光マスク上のＣＰパターンの配置の一例を示す模式図である。図６は、図５のＣＰパターンの配置において、線幅のずれ量Δｗに基づいたＣＰパターンの変更方法を示す模式図である。図７は、図３のマスク偏向制御部のブロック図である。図８は、変換テーブルの一例を示す図である。図９は、マスクメモリに格納されるマスクデータの一例を示す図である。図１０は、第１の実施形態に係る電子ビーム露光装置による電子ビーム露光方法を示すフローチャートである。図１１は、第１の実施形態に係る露光マスクでの電子ビームの照射位置の変化量（ジャンプベクトル）の一例を示す図である。図１２は、第１の実施形態に係る電子ビーム露光装置の各コラムセルの露光動作時間及び待ち時間の一例を示す図である。図１３は、第２の実施形態に係る露光マスクのＣＰパターンの配置を示す図である。図１４は、第２の実施形態の変形例に係る露光マスクのＣＰパターンの配置を示す模式図である。

以下、実施形態について、添付の図面を参照して説明する。

図１は、実施形態に係る電子ビーム露光装置のブロック図である。

図１のように、電子ビーム露光装置１は、複数のコラムセル１１を備えた電子ビームコラム１０と、電子ビームコラム１０を制御する制御部２０とを備える。このうち、制御部２０は、電子銃高圧電源２１、レンズ電源２２、バッファメモリ２３、ステージ駆動コントローラ２４及びステージ位置センサ２５を有する。

電子銃高圧電源２１は、電子ビームコラム１０内の各コラムセル１１の電子銃を駆動させるための高電圧を発生させる。レンズ電源２２は、電子ビームコラム１０内の各コラムセル１１の電磁レンズに駆動電流を供給する。バッファメモリ２３は、コラムセル１１の数に対応する分だけ用意されており、統合制御系２６から送出された露光データを格納し、露光データに含まれる各ショットの露光条件を順次読みだしてコラムセル１１に転送する。ステージ駆動コントローラ２４は、ステージ位置センサ２５からの位置情報に基づいて、ウェハ１２の位置を移動させる。

上記の制御部２０の各部２１〜２４は、ワークステーション等よりなる統合制御系２６によって制御される。

電子ビームコラム１０は、同等なコラムセル１１を複数、例えば４本備えている。そして、各コラムセル１１の下には、ウェハ１２を搭載するウェハステージ１３が配置されている。

図２は、ウェハ１２上で各コラムセル１１が描画を行う領域を示す平面図である。なお、図２は電子ビームコラム１０が４本のコラムセル１１を備えている場合を示している。

図２に示すように、１回のショットで各コラムセル１１はそれぞれウェハ１２上の異なる領域ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１に電子ビームを所定時間照射して露光を行う。各コラムセル１１は、このようなショットを電子ビームＥＢの照射位置及びウェハの位置を変えながら繰り返すことで、ウェハ１２の上の各領域ａ〜ｄの露光を行う。

図３は、図１の電子ビーム露光装置１のコラムセル１１のブロック図である。

図３に示すように、コラムセル１１は、露光部１００と、露光部１００を制御するコラムセル制御部３１とに大別される。このうち、露光部１００は、電子ビーム生成部１３０、マスク偏向部１４０及び基板偏向部１５０を備えている。

電子ビーム生成部１３０では、電子銃１０１から電子ビームＥＢを発生させ、この電子ビームＥＢを第１電子レンズ１０２で収束させて、所定の電流密度の電子ビームＥＢを生成する。さらに、収束された電子ビームＥＢは、ビーム整形用マスク１０３の矩形アパーチャ１０３ａを通過することにより、矩形状の断面に整形される。

このようにして電子ビーム生成部１３０で生成された電子ビームＥＢは、マスク偏向部１４０の第２電子レンズ１０５によって露光マスク１１０上に結像される。そして、電子ビームＥＢは、第１静電偏向器１０４及び第２静電偏向器１０６により、露光マスク１１０に形成された特定のパターンＳ_iに偏向される。電子ビームＥＢは、露光マスク１１０を通過することにより、その断面の形状がパターンＳ_iの形状に整形される。

なお、露光マスク１１０はマスクステージ１２３に固定されるが、そのマスクステージ１２３は水平面内で移動することができる。第１静電偏向器１０４及び第２静電偏向器１０６の偏向範囲（ビーム偏向領域）を超える部分にあるパターンＳ_iを使用する場合には、マスクステージ１２３を移動させて、そのパターンＳ_iをビーム偏向領域内に移動させる。

露光マスク１１０の上下に配置された第３電磁レンズ１０８及び第４電磁レンズ１１１は、電子ビームＥＢをウェハ１２上で結像させる。

露光マスク１１０を通った電子ビームＥＢは、第３静電偏向器１１２及び第４静電偏向器１１３によって光軸Ｃに振り戻された後、第５電磁レンズ１１４によってそのサイズが縮小される。

マスク偏向部１４０の静電偏向器１０４、１０６、１１２、１１３で発生する電子ビームＥＢの偏向収差は、第１補正コイル１０７及び第２補正コイル１０９により補正される。

その後、電子ビームＥＢは、基板偏向部１５０に設けられた遮蔽板１１５のアパーチャ１０５ａを通過して、第５静電偏向器１１９及び電磁偏向器１２０によってウェハ１２上の所定の位置に偏向される。そして、電子ビームＥＢは、第１投影用電磁レンズ１１６及び第２投影用電磁レンズ１２１を通じてウェハ１２の表面に投影される。

なお、基板偏向部１５０の偏向器１１９、１２０で生じた電子ビームＥＢの偏向収差は、第３補正コイル１１７及び第４補正コイル１１８によって補正される。

以上の電子光学系により、露光マスク１１０のパターンＳ_iの像が、所定の縮小率、例えば１／１０の縮小率でウェハ１２上に転写される。

一方、コラムセル制御部３１は、電子銃制御部２０２、電子光学系制御部２０３、マスク偏向制御部２０４、マスクステージ制御部２０５、ブランキング制御部２０６及び基板偏向制御部２０７を有する。これらのうち、電子銃制御部２０２は電子銃１０１を制御して、電子ビームＥＢの加速電圧やビーム放射条件などを制御する。また、電子光学系制御部２０３は、電磁レンズ１０２、１０５、１０８、１１１、１１４、１１６及び１２１へ供給する電流量を制御して、電子光学系の倍率や焦点位置を調整する。マスク偏向制御部２０４は、第１静電偏向器１０４及び第２静電偏向器１０６に印加する電圧を制御して露光マスク１１０上の所望のパターンに電子ビームＥＢを導く。

ブランキング制御部２０６は、ブランキング電極１２７へ印加する電圧を制御して、電子ビームＥＢを所定の露光時間の間だけ遮蔽板１１５のアパーチャ１１５ａを通過させてウェハ１２の表面に照射させる。基板偏向制御部２０７は、第５静電偏向器１１９に印加する電圧と、電磁偏向器１２０に供給する電流量を制御して、ウェハ１２の所望の位置に電子ビームＥＢを偏向させる。

上記のコラムセル制御部３１の各部２０２〜２０７は、統合制御系２６からバッファメモリ２３を介して送出された露光データに基づいて動作する。

以下、本実施形態の電子ビーム露光装置１に用いられる露光マスク１１０について説明する。

図４（ａ）は、本実施形態の電子ビーム露光装置１に用いる露光マスク１１０を示している。図４（ａ）のように、露光マスク１１０は、薄板状の基板１６０の上に各コラムセル１１の露光用のパターンが集まったメンブレン領域１６１ａ〜１６１ｄを備えている。これらのメンブレン領域１６１ａ〜１６１ｄは互いに各コラムセル１１の間隔と同じ間隔ｄ（例えば７５ｍｍ程度）だけ開けて配置されている。各メンブレン領域１６１ａ〜１６１ｄは、それぞれ一辺の長さが約１０ｍｍ程度の正方形状の領域に形成され、これらのメンブレン領域１６１ａ〜１６１ｄには、複数のパターン群１６２が設けられている。パターン群１６２は、それぞれ約１．６ｍｍ角の正方形状の領域であり、そのパターン群１６２内には、約４μｍ角の矩形状の部分一括露光（Character Projection；ＣＰ）パターン１６３が複数形成されている。これらのＣＰパターン１６３は、各パターン群１６２内において、第１静電偏向器１０４及び第２静電偏向器１０６で偏向範囲内に形成されており、同一のパターン群１６２に属するＣＰパターン１６３であれば、露光マスク１１０を移動させずに電子ビームＥＢの偏向量を変えるだけで露光を行える。

図４（ｂ）は、ＣＰパターン１６３の一例を示している。ＣＰパターン１６３には、開口パターン１６４〜１６６が形成されている。図示の例では、ＣＰパターン１６３に、幅がｗの縦方向及び横方向のライン状の開口パターン１６４、１６５と、直径がｗの円形の開口パターン１６６とが形成されている。なお、図４（ｂ）のＣＰパターン１６３では、開口パターン１６４、１６５と矩形状の電子ビームＥＢとの重なり（斜線部）によって、縦方向又は横方向のラインパターンの長さを調節できる。また、開口パターン１６６に矩形状の電子ビームＥＢを重ね合わせれば直径ｗの円形パターンを形成できる。

図４（ｃ）は、図４（ｂ）のＡ−Ａ線に沿った部分の断面図である。露光マスク１１０は、露光マスク１１０全体を機械的に支持する厚さ７００μｍ程度のウェハ（シリコン基板）１６０の上に、電子ビームＥＢを透過する窒化シリコン膜（メンブレン）１６８と、シリコン膜１６９とが積層されている。シリコン膜１６９には、開口パターン１６４〜１６６が形成され、シリコン膜１６９はこの開口パターン１６４〜１６６の部分で選択的に電子ビームを透過させる。また、開口パターン１６４〜１６６の下方のシリコン基板１６０には開口パターン１６４〜１６６よりも大きな径の開口部１６０ａが形成されている。

ところで、上記の露光マスク１１０では、製造プロセス条件の揺らぎ等により、開口パターンのサイズがシリコン基板１６０の面内でばらついている。そのため、各コラムセル１１のメンブレン領域１６１ａ〜１６１ｄ間では、ＣＰパターン１６３の設計上の線幅が同じであっても、実際の線幅が異なっている。そのため、各コラムセル１１で同じ線幅のＣＰパターン１６３を使用して露光を行っても、形成されるパターンの線幅がばらついてしまう。

そこで、本願発明者らは、上記の露光マスク１１０において、基板１６０の面内のＣＰパターン１６３の線幅のばらつきの傾向を調べた。その結果、ＣＰパターン１６３の線幅は、基板１６０上の位置により、所定の線幅Δｗだけオフセットするようにずれることが明らかとなった。例えば、設計線幅がそれぞれ９０ｎｍ、８０ｎｍ、７０ｎｍ、６０ｎｍのＣＰパターン１６３については、それぞれ９０ｎｍ＋Δｗ、８０ｎｍ＋Δｗ、７０ｎｍ＋Δｗ、６０ｎｍ＋Δｗといったように、線幅によらずに一定のずれ量Δｗだけずれる。また、上記のずれ量Δｗは、基板１６０内で緩やかに変化しており、１０ｍｍ角程度の各メンブレン領域１６１ａ〜１６１ｄ内のずれ量Δｗの値はほぼ一定とみなせる。

図５は、本実施形態の露光マスク１１０のＣＰパターン１６３の配置を示す図である。なお、図５の部分拡大図では、ＣＰパターン１６３内の開口パターンの形状は省略し、ＣＰパターン１６３の開口パターンの線幅（設計値）のみをウェハ１２上に転写されたときのサイズで示している。

本実施形態の露光マスク１１０では、図５に示すように、各パターン群１６２内には、それぞれが相似形状で線幅が一定の値Δｄずつ増加する開口パターンがサイズ順に並べて配置する。ここで、各ＣＰパターン１６３の線幅の増加幅Δｄは、ウェハ１２上でのパターンの仕上がり線幅の許容誤差よりも小さい値、例えば０．５ｎｍ程度とする。

なお、電子ビーム露光装置１の縮小倍率が１０倍なので、実際の露光マスク１１０上では、各ＣＰパターン１６３が０．５×１０＝５ｎｍずつ線幅が変化する。

次に、各コラムセル１１で上記の露光マスク１１０を用いて電子ビーム露光を行い、実際に形成されたパターンの仕上がり線幅とＣＰパターン１６３の設計上の線幅とのずれ量Δｗを求める。その後、ずれ量Δｗに基づいて、各コラムセル１１で使用するＣＰパターン１６３を、ずれ量Δｗだけ異なる線幅のＣＰパターン１６３に変更する。

図６（ａ）〜（ｃ）は、設計上の線幅と実際に形成されたパターンの仕上がり線幅との差に基づいたＣＰパターン１６３の変更方法を説明する模式図である。図６において、太線で囲んだ部分は、仕上線幅１２ｎｍ〜３１ｎｍに対応するＣＰパターン１６３を示している。

例えば、実際の仕上がり線幅がＣＰパターン１６３の線幅の設計値よりも２ｎｍ大きい場合（Δｗ＝＋２ｎｍ）には、図６（ａ）のように、設計値よりも２ｎｍだけ小さなＣＰパターン１６３を用いる。また、実際の仕上がり線幅がＣＰパターン１６３の線幅の設計値と同じ場合（Δｗ＝０ｎｍ）には、図６（ｂ）のように設計値と同じ線幅のＣＰパターンを用いる。さらに、実際の仕上がり線幅がＣＰパターン１６３の線幅の設計値よりも２ｎｍ小さい場合（Δｗ＝−２ｎｍ）には、図６（ｃ）のように設計値よりも２ｎｍだけ大きなＣＰパターン１６３を用いる。

本実施形態の電子ビーム露光装置１では、上記のＣＰパターン１６３の変更を、各コラムセル１１のマスク偏向制御部２０４で行なう。

図７は、図３のマスク偏向制御部２０４のブロック図であり、図８はパターンデータコード変換テーブルの一例を示す図である。また、図９は、マスクメモリに格納されたデータの一例を示す図である。

マスク偏向制御部２０４は、パターンデータ処理部２１１、パターンデータコード（Pattern Data Code；ＰＤＣ）変換テーブル２１２、マスクメモリ２１３及び駆動回路２１４を備える。これらのうち、パターン変換テーブル２１２には、図８のように、露光データにおいて、いずれのパターンを使用して露光を行うかを指定するパターンデータコード（ＰＤＣ）と、実際の露光に使用すべきパターンを指定するＰＤＣとの対応関係を表すデータが格納されている。このＰＤＣ変換テーブル１２は、予め測定して求めたＣＰパターン１６３による実際の仕上がり線幅と、設計上の線幅とのずれ量Δｗを打ち消すようにＰＣＤの対応関係が定められている。

また、マスクメモリ２１３には、図９のようにＰＤＣと、そのＰＤＣで特定されたパターンの露光マスク上の位置座標Ｘ，Ｙとが記憶されている。

パターンデータ処理部２１１は、バッファメモリ２３から送出された各ショットの露光条件（露光データ）から、ＰＤＣ３５を抽出する。そして、パターン変換テーブル２１２を参照して、露光データのＰＤＣ３５を実際に使用するＰＤＣに変換する。さらに、パターンデータ処理部２１１は、マスクメモリ２１３を参照して変換後のＰＤＣの露光マスク１１０上の位置座標Ｘ，Ｙを抽出して駆動回路２１４に送出する。

駆動回路２１４は、露光マスク１１０上の位置座標Ｘ、Ｙに電子ビームＥＢを変更すべく、第１静電偏向器１０４及び第２静電偏向器１０５に所定の制御信号を出力する。

駆動回路２１４は、パターンデータ処理部２１１から取得した座標データに基づいて電子ビームＥＢを偏向するべく、第１静電偏向器１０４及び第２静電偏向器１０６に制御信号出力する。

これにより、各コラムセル１１間でＣＰパターンの線幅を揃えることができる。

次に、電子ビーム露光装置１による露光方法について説明する。

図１０は、電子ビーム露光装置１による電子ビーム露光方法を示すフローチャートである。

先ず、ステップＳ１１において、電子ビーム露光装置１はマスクステージ１２３を駆動させて、各コラムセル１１のマスク偏向範囲を各メンブレン領域１６１ａ〜１６１ｄの第１のパターン群１６２に移動させる。

次に、ステップＳ１２において、電子ビーム露光装置１は、バッファメモリ２３に記憶された露光データの各ショットの露光条件を各コラムセル１１で読み出し、各コラムセル１１で第１のパターン群１６２に含まれるＣＰパターン１６３を用いた露光を繰り返す。

その後、ステップＳ１３において、全てのコラムセル１１でそのパターン群１６２での露光が完了したか否かを判断する。全コラムセル１１での露光が完了していない場合（ＮＯ）には、ステップＳ１３の判定を繰り返して、全コラムセル１１での露光の完了を待つ。

一方、ステップＳ１３において、全コラムセル１１での露光が完了したと判断した場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１４に移行して露光データに含まれる全ショットの露光が完了したかを判断する。

ステップＳ１４において、全ショットの露光が完了していないと判断した場合（ＮＯ）には、ステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１５では、マスクステージ１２３を駆動して露光マスク１１０を移動させて、次のパターン群１６２に各コラムセル１１のマスク偏向範囲を合わせる。その後、ステップＳ１２に移行する。

一方、ステップＳ１４で全ショットの露光が完了したと判断した場合（ＹＥＳ）には、露光を終了する。

以上のように、本実施形態の電子ビーム露光装置１では、露光マスク１１０において、相似形状で線幅が一定のステップΔｄずつ増加するＣＰパターン１６３を並べて配置する。そして、各コラムセル１１で実際に露光して得られた線幅と露光に用いたＣＰパターン１６３の設計上の線幅とのずれ量Δｗに基づいて、使用するＣＰパターン１６３をΔｗに相当する分だけ変更する。

これにより、露光マスク１１０のＣＰパターン１６３の開口パターンの線幅が面内方向でばらついていても、コラムセル１１間でのパターンの線幅のばらつきを防止できる。

（第２の実施形態）
図１１（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係る露光マスク１１０での電子ビームＥＢの照射位置の変化量（ジャンプベクトル）の一例を示す図であり、図１２は同じく電子ビーム露光装置１の各コラムセル１１の動作状態の一例を示す図である。

図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１の実施形態の露光マスク１１０で、パターンの線幅のずれ量Δｗが＋２ｎｍ、０ｎｍ及び−２ｎｍのときに、線幅が１４ｎｍのパターン及び線幅が２５ｎｍのパターンを交互に露光する場合を考える。この場合には、図示のように線幅の変化量が同じであるにもかかわらず、矢印に示すように露光マスク１１０上での電子ビームＥＢの照射位置の変化量（ジャンプベクトル）が、線幅のずれ量Δｗによって異なる。

電子ビーム露光装置１では、ジャンプベクトルが大きいほど第１静電偏向器１０４及び第２静電偏向器１０５に印加する電圧が大きくなり、電子ビームＥＢの位置が一定になるまでの待ち時間（整定待ち時間）が増加する。そのため、図１１（ａ）〜（ｃ）の場合のように、線幅のずれ量Δｗによってジャンプベクトルが異なると、各ショットでの整定待ち時間が累積されてコラムセル１１間で露光処理の進み方が変わる。

そして、図１２のように、各コラムセル１１で露光が完了するまでの時間に差が生じてしまう。露光マスク１１０の移動は、露光処理の進みが最も遅いコラムセル１１での露光処理の完了を待って行われる。そのため、露光処理が早く完了したコラムセル１１では、符号Ｈで示すように無駄な待ち時間が生じ、電子ビーム露光装置１の全体の処理速度が遅くなってしまう。

そこで、第２の実施形態では、各コラムセル１１間で整定待ち時間の差を抑制するべく、ＣＰマスク１６３の配置を変えた。

図１３（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施形態に係る露光マスク１１０のＣＰパターン１６３の配置を示す図である。

本実施形態の露光マスク１１０では、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、列方向に長さΔｄずつ線幅が増大するように相似形状のＣＰパターン１６３を配置する。また、行方向には、長さΔｄ×ｎ（ただし、ｎは２以上の自然数）ずつ線幅が増大するように相似形状のＣＰパターン１６３を配置する。そして、上記のように配置されたＣＰパターン１６３のうち、太線に囲まれたｎ行分の領域１７０に囲まれたＣＰパターン１６３を露光に用いるものとする。

例えば、図示のように、ＣＰパターン１６３の線幅を列方向にΔｄ＝０．５ｎｍずつ線幅を増加させるとともに、幅方向に４ｎｍ（＝０．５ｎｍ×８）ずつ線幅を増加させるように配置する。また、連続した８行分の領域１７０を露光に用いるものとする。

次に、各コラムセル１１で所定の線幅のＣＰパターン１６３について仕上がり線幅と設計値の線幅とのずれ量Δｗを求め、その線幅のずれ量Δｗを打ち消すように領域１７０を列方向にシフトさせることで、ＣＰパターン１６３の線幅のばらつきを打ち消す。

例えば、図１３（ａ）のように、仕上がり線幅が設計値よりも１．５ｎｍ大きい場合、すなわちΔｗ＝＋１．５ｎｍの場合には、図１３（ｂ）の領域１７０の位置から３行（１．５ｎｍ）だけ線幅が減少する方向にずらした領域１７０を露光に用いる。また、図１３（ｃ）のように、仕上がり線幅が設計値よりも２ｎｍ小さい場合、すなわちΔｗ＝−２．０ｎｍの場合には、図１３（ｂ）の領域１７０の位置から４行分（２．０ｎｍ分）だけ線幅が増加する方向にずらした領域１７０を露光に用いる。

これにより、コラムセル間１１でＣＰパターン１６３の線幅のずれ量Δｗが打ち消され、各コラムセル１１の仕上がり線幅のばらつきを防止できる。

また、本実施形態では、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、線幅のずれ量Δｗに応じて領域１７０を変えても、ジャンプベクトルは平行移動するだけであり、ジャンプベクトルの大きさは変化しない。そのため、各コラムセル１１の電子ビームＥＢの整定待ち時間の差を少なくすることができ、各コラムセル１１で無駄な待ち時間の発生を抑制できる。

（第２の実施形態の変形例）
図１４は、第２の実施形態の変形例に係る露光マスク１１０のＣＰパターン１６３の配置を示す図である。

本変形例では、図１４のように、それぞれ相似形状で線幅が一定のステップΔｄずつ増大するＣＰパターン１６３を列方向に線幅順に並べて配置する。また、行方向にはそれぞれ異なる形状の開口パターンが形成されたＣＰパターン１６３を配置する。

そして、上記のように配置されたＣＰパターン１６３のうち、太線に囲まれたｎ行分の領域１７０を露光に用いるパターンとする。

ここで、各コラムセル１１で所定の線幅のＣＰパターン１６３について仕上がり線幅と設計値の線幅とのずれ量Δｗを求め、その線幅のずれ量Δｗに応じた分だけ領域１７０を列方向にシフトさせる。これにより、ＣＰパターン１６３の線幅のばらつきを打ち消すことができる。

また、本変形例によれば、ジャンプベクトルの差をなくすことができるとともに、様々なパターンに対応できる。

１…電子ビーム露光装置、１０…電子ビームコラム、１１…コラムセル、１２…ウェハ、１３…ウェハステージ、２０…制御部、２１…電子銃高圧電源、２２…レンズ電源、２３…バッファメモリ、２４…ステージ駆動コントローラ、２５…ステージ位置センサ、２６…統合制御系、３１…コラムセル制御部、３５…パターンデータコード（ＰＤＣ）、１００…露光部、１０１…電子銃、１０２…第１電子レンズ、１０３…ビーム整形用マスク、１０３ａ…矩形アパーチャ、１０４…第１静電偏向器、１０５…第２電子レンズ、１０６…第２静電偏向器、１０７…第１補正コイル、１０８…第３電磁レンズ、１０９…第２補正コイル、１１０…露光マスク、１１１…第４電磁レンズ、１１２…第３静電偏向器、１１３…第４静電偏向器、１１４…第５電磁レンズ、１１５…遮蔽板、１１５ａ…アパーチャ、１１６…第１投影用電磁レンズ、１１７…第３補正コイル、１１８…第４補正コイル、１１９…第５静電偏向器、１２０…電磁偏向器、１２３…マスクステージ、１３０…電子ビーム生成部、１４０…マスク偏向部、１５０…基板偏向部、１６０…ウェハ（基板）、１６０ａ…開口部、１６１ａ〜１６１ｄ…メンブレン領域、１６２…パターン群、１６３…ＣＰパターン、１６４、１６５、１６６…開口パターン、１６８…窒化シリコン膜（メンブレン）、１６９…シリコン膜、２０２…電子銃制御部、２０３…電子光学系制御部、２０４…マスク偏向制御部、２０５…マスクステージ制御部、２０６…ブランキング制御部、２０７…基板偏向制御部、２１１…パターンデータ処理部、２１２…変換テーブル、２１３…マスクメモリ、２１４…駆動回路。

Claims

試料の上方に配置され、電子ビームを照射して並列して前記試料の露光を行う複数のコラムセルと、
前記各コラムセルに対応する部分に設けられ、それぞれが相似形状で線幅が異なる複数のパターンが線幅順に並べて配置されたパターン群を有する露光マスクと、
前記各コラムセルに設けられ、前記パターンの線幅の設計値と予め測定して求めた前記パターンの仕上がり寸法とのずれ量に基づいて、露光に用いるパターンを指定されたパターンから前記ずれ量だけ線幅が異なったパターンに変更するパターンデータ処理部と、
前記パターンデータ処理部で選択された前記露光マスク上のパターンに前記電子ビームを偏向するマスク偏向部と、
を備えることを特徴とする電子ビーム露光装置。
前記露光マスクの各パターンは、列方向又は行方向に所定の長さずつ線幅が増加す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。
前記露光マスクの各パターンは、列方向に長さΔｄずつ線幅が増加するとともに、行方向に長さΔｄ×ｎ（ただし、ｎは２以上の自然数）ずつ線幅が増加するように並べて配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子ビーム露光装置。
前記パターンデータ処理部は、前記露光マスクの連続したｎ行分の領域に含まれるパターンから露光に使用するパターンを選択するとともに、前記パターンの線幅の設計値と予め測定して求めた前記パターンの仕上がり線幅とのずれ量に応じて、前記露光マスクの連続したｎ行分の領域を前記列方向に移動させることを特徴とする請求項３に記載の電子ビーム露光装置。
複数のコラムセルから電子ビームを照射して並列して露光を行う電子ビーム露光装置に使用する露光マスクであって、
薄板状のウェハと、
前記ウェハ上の前記各コラムセルに対応する部分にそれぞれ設けられ、それぞれが相似形状で線幅が異なる複数のパターンが線幅順に並べて配置されたパターン群と、
を備えたことを特徴とする露光マスク。
前記各パターンは、列方向又は行方向に所定の長さずつ線幅が増加することを特徴とすることを特徴とする請求項５に記載の露光マスク。
前記露光マスクの各パターンは、列方向に長さΔｄずつ線幅が増加するとともに、行方向に長さΔｄ×ｎ（ただし、ｎは２以上の自然数）ずつ線幅が増加するように並べて配置されていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の露光マスク。