JPH11195590A

JPH11195590A - マルチ電子ビーム露光方法及び装置、ならびにデバイス製造方法

Info

Publication number: JPH11195590A
Application number: JP10000203A
Authority: JP
Inventors: Masato Muraki; 真人村木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-01-05
Filing date: 1998-01-05
Publication date: 1999-07-21

Abstract

(57)【要約】【課題】描画パターンに端数パターンが存在しても、
スループットの低下を低減できるマルチ電子ビーム型露
光方法及び装置を提供する。【解決手段】描画データ内のパターン群をパターン寸
法に基づいて複数のグループに分類して、それぞれのグ
ループのパターン群を描画する際のグループ毎の最適最
小偏向幅を決定する。そして描画データをサブフィール
ドを単位として分割すると共に、複数のグループのパタ
ーン群を有するサブフィールドを一つのグループのパタ
ーンのみを有するサブフィールドに分割する。この分割
したサブフィールドを露光する際には最小偏向幅を該グ
ループに対応した最適最小偏向幅に切り換え、これを単
位として複数の電子ビームを偏向させて描画する。さら
にメインフィールド毎の描画時間を算出して、これらに
対応したステージ移動速度を決定する。

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露光の技
術分野、特にウエハ直接描画またはマスク、レチクル露
光の為に、複数の電子ビームを用いてパターン描画を行
うマルチ電子ビーム露光方法及び装置、さらにはこれを
用いたデバイス製造方法の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】電子ビーム露光装置には、ビームをスポ
ット状にして使用するポイントビーム型、サイズ可変の
矩形断面にして使用する可変矩形ビーム型、ステンシル
を使用して所望断面形状にするステンシルマスク型等の
装置がある。

【０００３】ポイントビーム型の電子ビーム露光装置で
はスループットが低いので、研究開発用にしか使用され
ていない。可変矩形ビーム型の電子ビーム露光装置で
は、ポイント型と比べるとスループットが１〜２桁高い
が、0.1μm程度の微細なパターンが高集積度で詰まった
パターンを露光する場合などではやはりスループットの
点で問題が多い。他方、ステンシルマスク型の電子ビー
ム露光装置は、可変矩形アパーチャに相当する部分に複
数の繰り返しパターン透過孔を形成したステンシルマス
クを用いる。従って、ステンシルマスク型の電子ビーム
露光装置では繰り返しパターンを露光する場合のメリッ
トが大きいが、１枚のステンシルマスクに納まらない多
数の転写パターンが必要な半導体回路に対しては、複数
枚のステンシルマスクを作成しておいてそれを１枚ずつ
取り出して使用する必要があり、マスク交換の時間が必
要になるため、著しくスループットが低下するという問
題がある。

【０００４】この問題点を解決する装置として、複数の
電子ビームを設計上の座標に沿って試料面に照射し、設
計上の座標に沿ってその複数の電子ビームを偏向させて
試料面を走査させるとともに、描画するパターンに応じ
て複数の電子ビームを個別にon/offしてパターンを描画
するマルチ電子ビーム型露光装置がある。マルチ電子ビ
ーム型露光装置は、ステンシルマスクを用いずに任意の
描画パターンを描画できるのでスループットがより改善
できるという特徴がある。

【０００５】図１７に、マルチ電子ビーム型露光装置の
概要を示す。501a,501b,501cは、個別に電子ビームをon
/offできる電子銃である。502は、電子銃501a,501b,501
cからの複数の電子ビームをウエハ503上に縮小投影する
縮小電子光学系で、504は、ウエハ503に縮小投影された
複数の電子ビームを偏向させる偏向器である。

【０００６】電子銃501a ,501b,501cからの複数の電子
ビームは、偏向器504によって同一の偏向量を与えられ
る。それにより、それぞれのビーム基準位置を基準とし
て、各電子ビームは偏向器504の最小偏向幅が定める配
列間隔を有する配列に従ってウエハ上での位置を順次整
定して偏向される。そして、それぞれの電子ビームは、
互いに異なる要素露光領域で露光すべきパターンを露光
する。

【０００７】図１７（A)（B)（C)は、それぞれ電子銃50
1a ,501b,501cからの電子ビームがそれぞれの要素露光
領域（EF1、EF2、EF3）を同一の配列に従って露光すべ
きパターンを露光する様子を示している。各電子ビーム
は、同時刻の配列上の位置を（1,1)、（1,2)....（1,1
6)、（2,1)、（2,2)....（2,16),（3,1)..となるように
位置を整定して移動していくとともに、露光すべきパタ
ーン（P1、P2、P3)が存在する位置でビームを照射し
て、各要素露光領域でそれぞれが露光すべきパターン
（P1、P2、P3)を露光する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】マルチ電子ビーム型露
光装置では、複数の電子ビームが共通の最小偏向幅で偏
向されてパターンを同時に描画するので、ある電子ビー
ムだけが最小偏向幅の整数倍とならない端数寸法のパタ
ーンを描画することができない。このような場合、現在
の最小偏向幅の整数倍である整数パターンと端数パター
ンの最大公約数である最小偏向幅に設定し描画しなけれ
ならない、通常、設定し直された最小偏向幅は元の最小
偏向幅に比べ小さくなるため、電子ビームの位置を整定
する回数が増大する。その結果、スループットが低下す
るという問題がある。

【０００９】上記問題点を図１７を用いて具体的に説明
する。露光すべきパターンP1、P2、P3が全て100（nm)の
設計ルールのパターンの場合、最小偏向幅を25（nm)に
設定し、100（nm)を電子ビームの4回走査で描画する。
しかしながら、パターンP3だけが180（nm)の設計ルール
のパターンの場合、100（nm)と180（nm)の最大公約数で
ある20（nm)を最小偏向幅に設定される。各電子ビーム
の要素露光領域を3.6×3.6（μｍ²）とすると、最小偏
向幅が25（nm)の時、要素露光領域を露光する際の整定
数は20736、最小偏向幅が20（nm)の時の整定数は32400
となる。すなわち、端数パターンがあると、整定数は約
1.5倍になり、描画時間も約1.5倍になる。

【００１０】なお、パターンP3だけが180（nm)の設計ル
ールのパターンの場合、実際的には、最小偏向幅を25
（nm)にしたまま、線幅180（nm)のパターンを電子ビー
ム7回の走査で近似して描画しても構わないが、この場
合描画精度の低下を招く。

【００１１】本発明は上記の従来技術が有する課題を解
決すべくなされたもので、描画パターンに端数パターン
が存在しても、スループットの低下を低減できるマルチ
電子ビーム型露光方法及び装置を提供することを目的と
する。また、これを用いて従来以上に高精度なデバイス
を製造することが可能なデバイス製造法を提供すること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のマルチ電子ビーム露光方法の好ましい形態は、被露
光物体を載置したステージを連続移動させながら、描画
データに基づいて、複数の電子ビームを物体の被露光物
体面上を最小偏向幅を単位として偏向させ、偏向毎に各
電子ビームの照射を個別に制御して、各電子ビーム毎の
要素露光領域にパターンを描画することにより、前記複
数の要素露光領域で構成されるサブフィールドを描画
し、連続移動方向と直交する方向に並んだ複数のサブフ
ィールドを順次描画することにより、前記複数のサブフ
ィールドで構成されるメインフィールドを描画し、更に
連続移動方向に並んだ複数のメインフィールドを順次描
画する方法であって、前記描画データ内のパターン群を
設計ルールに基づいて複数のグループに分類して、それ
ぞれのグループのパターン群を描画する際のグループ毎
の最適最小偏向幅を決定する段階と、前記描画データを
前記サブフィールドを単位として分割する第1分割段階
と、複数のグループのパターン群を有するサブフィール
ドを、一つのグループのパターンのみを有するサブフィ
ールドに分割する第2分割段階と、一つのグループのパ
ターン群のみを有するサブフィールドを露光する際、最
小偏向幅を該グループに対応した最適最小偏向幅に切り
換え、該最適最小偏向幅を単位として前記複数の電子ビ
ームを偏向させて描画することを決定する第1の決定段
階と、メインフィールド毎の描画時間を算出する段階
と、前記ステージの移動速度を、メインフィールド毎に
算出した描画時間内に対応するメインフィールドを描画
可能な移動速度に決定する第2の決定段階とを有するこ
とを特徴とするものである。

【００１３】ここで好ましくは、前記第2分割段階は、
一つのグループのパターン群のみを有するサブフィール
ドに分割して各サブフィールドを該グループに対応した
最適最小偏向幅を単位として順次描画する場合の描画時
間と、分割前のサブフィールドを該サブフィールドに属
する複数のグループに対する最適最小偏向幅を単位とし
て描画する場合の描画時間とを比較して、一つのグルー
プのパターン群のみを有するサブフィールドに分割する
かどうかを決定する段階を有する。さらに好ましくは、
前記複数のグループに対する最適最小偏向幅は、前記複
数のグループのそれぞれの最小線幅の最大公約数であ
る。

【００１４】また好ましくは、各サブフィールドを露光
する際、前記最小偏向幅の切り換えに対応して、前記複
数の電子ビームのビーム径を切り換えることを決定する
段階を有する。

【００１５】また好ましくは、各サブフィールドを露光
する際、前記最小偏向幅の切り換えに対応して、前記複
数の電子ビームの整定時間を切り換えることを決定する
段階を有する。

【００１６】ここで好ましくは、前記第２の決定段階
は、前記ステージの移動速度をメインフィールド毎に決
定する段階を有する。さらに好ましくは、第２の決定段
階は、連続移動方向に隣合うメインフィールド間の決定
された移動速度の差が予め決めれた値以下になるよう
に、移動速度の早いメインフィールドの移動速度を決定
された移動速度より低く決定しなおす段階を有する。

【００１７】また好ましくは、連続移動方向に並んだ複
数のメインフィールドを順次描画することにより前記複
数のメインフィールドで構成されるフレームを描画し、
連続移動方向と直交する方向に並んだ複数のフレームを
順次描画する段階を有し、前記第２の決定段階は、前記
ステージの移動速度をフレーム毎に決定する段階を有す
る。

【００１８】本発明のデバイス製造方法の好ましい形態
は、上記の方法を用いてパターンを描画する工程を含む
製造工程によってデバイスを製造することを特徴とする
ものである。

【００１９】本発明のマルチ電子ビーム露光装置の好ま
しい形態は、描画するパターン群をパターン寸法に基づ
いて複数のグループに分類し、分類されたそれぞれのグ
ループを描画する際、そのグループに最適な最小偏向幅
で複数の電子ビームを偏向して、前記被露光物体面上に
パターン群を描画する装置であって、前記被露光物体を
載置して移動するステージと、前記複数の電子ビームを
前記被露光面上を偏向させる偏向手段と、偏向毎に各電
子ビームの照射を個別に制御する照射制御手段と、前記
ステージを連続移動させながら、前記偏向手段によっ
て、前記複数の電子ビームを被露光面上を最小偏向幅を
単位として偏向させ、前記照射制御手段によって偏向毎
に各電子ビームの照射を個別に制御し、各電子ビーム毎
の要素露光領域にパターンを描画することにより、前記
複数の要素露光領域で構成されるサブフィールドを描画
し、連続移動方向と直交する方向に並んだ複数のサブフ
ィールドを順次描画することにより、前記複数のサブフ
ィールドで構成されるメインフィールドを描画し、更に
連続移動方向に並んだ複数のメインフィールドを順次描
画する際、複数のグループのパターン群を有するサブフ
ィールドを、一つのグループのパターンのみを有するサ
ブフィールドに分割して描画する為に、前記照射制御手
段によって前記複数の電子ビームの一部の照射を禁止
し、分割されたサブフィールドのグループに対応した最
適最小偏向幅に切り換えて描画し、前記ステージの移動
速度を、メインフィールド毎の露光時間に基づいてメイ
ンフィールドの露光時間内に対応するメインフィールド
を露光可能な移動速度に制御する制御手段とを有するこ
とを特徴とするものである。

【００２０】ここで好ましくは、前記複数の電子ビーム
のビーム径を切り換える手段を有し、前記制御手段は、
前記最小偏向幅の切り換えに対応して、前記複数の電子
ビームのビーム径を切り換える。

【００２１】また好ましくは、前記複数の電子ビームの
ビーム径を切り換える手段を有し、前記制御手段は、前
記最小偏向幅の切り換えに対応して、前記偏向手段によ
る前記複数の電子ビームの整定時間を切り換える。

【００２２】また好ましくは、前記制御手段は、描画す
るメインフィールドが変わる際前記ステージの移動速度
を切り換える。さらに好ましくは、前記制御手段は、前
記ステージの移動速度を切り換える際、移動速度の差を
予め決めれた値以下になるように前記ステージの移動速
度を制御する。

【００２３】また好ましくは、前記制御手段は、前記偏
向手段によって複数の電子ビームを偏向させ連続移動方
向に並んだ複数のメインフィールドを順次描画すること
により前記複数のメインフィールドで構成されるフレー
ムを描画し、更に前記ステージによって前記被露光物体
をステップさせ連続移動方向と直交する方向に並んだ複
数のフレームを順次描画し、描画するフレームが変わる
際前記ステージの移動速度を切り換える。

【００２４】また好ましくは、前記偏向手段は、静電型
偏向器と電磁型偏向器とを有し、前記制御手段は、前記
複数の電子ビームを前記要素露光領域内を偏向する際は
前記静電型偏向器を用い、前記複数の電子ビームをサブ
フィールドから次のサブフィールドに偏向する際は前記
電磁型偏向器を用いる。

【００２５】

【発明の実施の形態】＜本発明の基本的原理＞まず、実
施例を説明する前に、本発明の基本的原理について図１
（A)を用いて具体的に説明する。ここで、複数の電子ビ
ームが共通の最小偏向幅で偏向して同時に描画する各電
子ビームの要素露光領域（EF1、EF2、EF3）で構成され
る領域を、サブフィールドSF0と定義する。露光すべき
パターン群PG1が100（nm)の設計ルールのパターン群で
あって、パターン群PG2が180（nm)の設計ルールのパタ
ーン群の場合、従来は、サブフィールドSF0を描画する
際、100（nm)と180（nm)の最大公約数である20（nm)を
最小偏向幅に設定される。この時の電子ビームの整定数
は32400となる。ただし、各電子ビームの要素露光領域
（EF1、EF2、EF3）を3.6×3.6（μｍ²）とする。

【００２６】本発明では、露光するサブフィールドSF0
に異なる設計ルールのパターン群が存在する場合、図1
（B)に示すように、一つの設計ルールのパターン群だけ
が存在するようにサブフィールドSF0を複数のサブフィ
ールドSF1、SF2に分割する。そして最小偏向幅を25（n
m)に設定し、対応した電子ビームがサブフィールドSF1
内に位置する以外は、各電子ビームの照射を禁止して、
サブフィールドSF1のパターン群PG1を描画する。次に、
最小偏向幅を45（nm)に設定し、要素露光領域に対応し
た電子ビームがサブフィールドSF2内に位置する以外
は、各電子ビームの照射を禁止して、サブフィールドSF
2のパターン群PG2を描画する。この時の電子ビームの整
定数は27136となり、描画精度の低下を招くことなく、
従来に比べ整定数が約84％になる。

【００２７】＜第１の実施形態＞＜電子ビーム露光装置の構成要素説明＞図２は本発明に
係る電子ビーム露光装置の要部概略図である。同図にお
いて、１は、カソード1a、グリッド1b、アノード1cより
なる電子銃であって、カソード1aから放射された電子は
グリッド1b、アノード1cの間でクロスオーバ像を形成す
る。（以下、このクロスオーバ像を電子源と記す）

【００２８】この電子源から放射される電子は、その前
側焦点位置が電子源位置にある照明電子光学系2によっ
て略平行の電子ビームとなる。略平行な電子ビームは、
要素電子光学系アレイ3に照明する。照明電子光学系２
は、電子レンズ2a、2b、2cで構成されいる。そして、電
子レンズ2a、2b、2cの少なくとも２つの電子レンズの電
子光学的パワー（焦点距離）を調整することにより、照
明電子光学系2の電子源側の焦点位置を保持しながら、
照明電子光学系2の焦点距離を変化させることができ
る。すなわち、照明電子光学系2からの電子ビームを略
平行にしながら照明電子光学系2の焦点距離を変更でき
る。

【００２９】照明電子光学系2からの略平行な電子ビー
ムは、要素電子光学系アレイ3に入射する。要素電子光
学系アレイ3は、開口と電子光学系とブランキング電極
とで構成される要素電子光学系が光軸AXに直交する方向
に２次元に複数配列されて形成されたものである。要素
電子光学系アレイ3の詳細については後述する。

【００３０】要素電子光学系アレイ3は、電子源の中間
像を複数形成し、各中間像は後述する縮小電子光学系4
によって縮小投影され、ウエハ5上に略同一の大きさの
電子源像を形成する。ここで電子源の中間像の大きさWm
は、電子源の大きさをWs,照明電子光学系2の焦点距離を
Fi、要素電子光学系のそれぞれの電子光学系の焦点距離
をFeとすると、下記の式で表される。

【００３１】Wm =Ws* Fe / Fi したがって、照明電子光学系2の焦点距離を変化させる
と、同時に複数の電子源の中間像の大きさが変更でき、
よって、同時にウエハ5上の複数の電子源像の大きさも
変更できる。また、ウエハ5上の電子源像の大きさが略
同一になるように、各要素電子光学系の焦点距離等は設
定されている。更に、要素電子光学系アレイ3は、各中
間像の光軸方向の位置を縮小電子光学系4の像面湾曲に
応じて異ならせるとともに、各中間像が縮小電子光学系
4よってウエハ5に縮小投影される際に発生する収差を予
め補正している。

【００３２】縮小電子光学系4は、第１投影レンズ41（4
3)と第２投影レンズ42（44)とからなる対称磁気ダブレ
ットで構成される。第１投影レンズ41（43)の焦点距離
をｆ１、第２投影レンズ４２（44)の焦点距離をf2とす
ると、この２つのレンズ間距離はf1+f2になっている。
光軸上AXの物点は第１投影レンズ41（43)の焦点位置に
あり、その像点は第２投影レンズ42（44)の焦点に結
ぶ。この像は-f2/f1に縮小される。また、２つのレンズ
磁界が互いに逆方向に作用する様に決定されているの
で、理論上は、球面収差、等方性非点収差、等方性コマ
収差、像面湾曲収差、軸上色収差の５つの収差を除いて
他のザイデル収差および回転と倍率に関する色収差が打
ち消される。

【００３３】6は、要素電子光学系アレイ3からの複数の
電子ビームを偏向させて、複数の電子源像をウエハ5上
でX,Y方向に略同一の偏向幅だけ偏向させる描画偏向器
である。描画偏向器6は、偏向幅が広いが整定するまで
の時間すなわち整定待ち時間が長い主偏向器61と偏向幅
が狭いが整定待ち時間が短い副偏向器62で構成されてい
て、主偏向器61は電磁型偏向器で、副偏向器62は静電型
偏向器である。

【００３４】SDEFは、ＸＹステージ１２の連続移動に要
素電子光学系アレイ3からの複数の電子ビームを追従さ
せるためのステージ追従偏向器である。ステージ追従偏
向器SDEFは、静電型偏向器である。

【００３５】7は描画偏向器6を作動させた際に発生する
偏向収差による電子源像のフォーカス位置のずれを補正
するダイナミックフォーカスコイルであり、8は、ダイ
ナミックフォーカスコイル7と同様に、偏向により発生
する偏向収差の非点収差を補正するダイナミックスティ
グコイルである。

【００３６】9は、リフォーカスコイルで、ウエハに照
射される複数の電子ビームの数若しくはウエハに照射さ
れる電流の総和が多くなるとクーロン効果による電子ビ
ームのぼけが発生するので、これを補正するために縮小
電子光学系4の焦点位置を調整するものである。

【００３７】10は、Ｘ及びＹ方向にのびる２つのシング
ルナイフエッジを有するファラデーカップで要素電子光
学系からの電子ビームが形成する電子源像の電荷量を検
出する。

【００３８】11は、ウエハを載置し、光軸AX（Ｚ軸）方
向とＺ軸回りの回転方向に移動可能なθ-Ｚステージで
あって、前述したステージ基準板13とファラデーカップ
10が固設されている。

【００３９】12は、θ-Ｚステージを載置し、光軸AX
（Ｚ軸）と直交するＸＹ方向に移動可能なＸＹステージ
である。

【００４０】次に、要素電子光学系アレイ3について説
明する。要素電子光学系アレイ3は、複数の要素電子光
学系をグループ（サブアレイ）とし、そのサブアレイが
複数形成されている。例えば、図３に示すように、５つ
のサブアレイA〜Eが形成されていて、各サブアレイは、
複数の要素電子光学系が２次元的に配列されていて、本
実施例の各サブアレイではC（1,1)〜C（3,9)のように２
７個の要素電子光学系が形成されている。

【００４１】各要素電子光学系の断面図を図４に示す。

【００４２】図４において、AP-Pは、照明電子光学系2
によって略平行となった電子ビームにより照明され、透
過する電子ビームの形状を規定する開口（AP1)を有する
基板で、他の要素電子光学系と共通の基板である。すな
わち、基板AP-Pは、複数の開口を有する基板である。

【００４３】301は一対の電極で構成され、偏向機能を
有するブランキング電極であり、302は、開口（AP2)を
有する基板で他の要素電子光学系と共通である。また、
基板302の上にブランキング電極301と電極on/ofするた
めの配線（W)が形成されている。すなわち、基板302
は、複数の開口と複数のブランキング電極を有する基板
である。

【００４４】303は、３つの開口電極で構成され、上下
の電極を加速電位V0と同じにし、中間の電極を別の電位
V1またはV2に保った収斂機能を有するユニポテンシャル
レンズ303a、303bの２つを用いた電子光学系である。各
開口電極は、基板上に絶縁物を介在させて積層されてい
て、その基板は他の要素電子光学系と共通の基板であ
る。すなわち、その基板は、複数の電子光学系303を有
する基板である。

【００４５】ユニポテンシャルレンズ303aの上、中、下
の電極及びユニポテンシャルレンズ303bの上、下の電極
の形状は図５（A)に示すような形状であり、ユニポテン
シャルレンズ303a、303bの上下電極は、後述する第１焦
点・非点制御回路によって全ての要素電子光学系におい
て共通の電位に設定している。

【００４６】ユニポテンシャルレンズ303aの中間電極
は、第１焦点・非点制御回路によって要素電子光学系毎
に電位が設定出来る為、ユニポテンシャルレンズ303aの
焦点距離が要素電子光学系毎に設定できる。

【００４７】また、ユニポテンシャルレンズ303bの中間
電極は、図５（B)に示すような４つの電極で構成され、
焦点・非点制御回路によって各電極の電位が個別に設定
でき、要素電子光学系毎にも個別設定出来るため、ユニ
ポテンシャルレンズ303bは直交する断面において焦点距
離が異なるようにでき、かつ要素電子光学系毎にも個別
に設定出来る。

【００４８】その結果、電子光学系303の中間電極をそ
れぞれ制御することによって、要素電子光学系の電子光
学特性（中間像形成位置、非点収差）を制御することが
できる。ここで、中間像形成位置を制御する際、中間像
の大きさは、前述したように照明電子光学系2の焦点距
離と電子光学系303の焦点距離との比で決まるので、電
子学系303の焦点距離を一定にしてその主点位置を移動
させて中間像系形成位置を移動させている。それによ
り、すべての要素電子光学系が形成する中間像の大きさ
が略同一でその光軸方向の位置を異ならせることができ
る。

【００４９】照明電子光学系2で略平行にされた電子ビ
ームは、開口（AP1)、電子光学系303を介して、電子源
の中間像を形成する。ここで、電子光学系303の前側焦
点位置またはその近傍に、対応する開口（AP1)が位置
し、電子光学系303の中間像形成位置（電子光学系303の
後側焦点位置）またはその近傍に、対応するブランキン
グ電極301が位置する。その結果、ブランキング電極301
の電極間に電界をかけていないと電子ビーム束305の様
に偏向されない。一方、ブランキング電極301の電極間
に電界をかけると電子ビーム束306の様に偏向される。
すると、電子光束305と電子ビーム束306は、縮小電子光
学系4の物体面で互いに異なる角度分布を有するので、
縮小電子光学系4の瞳位置（図２のP面上)では電子ビー
ム束305と電子ビーム束306は互いに異なる領域に入射さ
れる。したがって、電子ビーム束305だけを透過させる
ブランキング開口BAを縮小電子光学系の瞳位置（図２の
P面上)に設けてある。

【００５０】また、各要素電子光学の電子レンズは、そ
れぞれが形成する中間像が縮小電子光学系4によって被
露光面に縮小投影される際に発生する像面湾曲・非点収
差を補正するために、各電子光学系303の２つの中間電
極の電位を個別に設定して、各要素電子光学系の電子光
学特性（中間像形成位置、非点収差）を異ならしめてい
る。ただし、本実施例では、中間電極と第１焦点・非点
制御回路との配線を減らす為に同一サブアレイ内の要素
電子光学系は同一の電子光学特性にしてあり、要素電子
光学系の電子光学特性（中間像形成位置、非点収差）を
サブアレイ毎に制御している。

【００５１】さらに、複数の中間像が縮小電子光学系4
によって被露光面に縮小投影される際に発生する歪曲収
差を補正するために、予め縮小電子光学系4の歪曲特性
を予め知り、それに基づいて、縮小電子光学系4の光軸
と直交する方向の各要素電子光学系の位置を設定してい
る。

【００５２】次に本実施例のシステム構成図を図６に示
す。

【００５３】焦点距離制御回路FCは、照明電子光学系2
の電子レンズ2a、2b、2cの少なくとも２つの電子レンズ
の電子光学的パワー（焦点距離）を調整することによ
り、照明電子光学系2の電子源側の焦点位置を保持しな
がら、照明電子光学系2の焦点距離を制御する回路であ
る。

【００５４】ブランキング制御回路14は、要素電子光学
アレイ3の各要素電子光学系のブランキング電極のon/of
fを個別に制御する制御回路、第1焦点・非点制御回路15
は、要素電子光学アレイ3の各要素電子光学系の電子光
学特性（中間像形成位置、非点収差）を個別に制御する
制御回路である。

【００５５】第２焦点・非点制御回路16は、ダイナミッ
クスティグコイル8及びダイナミックフォーカスコイル7
を制御して縮小電子光学系4の焦点位置、非点収差を制
御する制御回路で、描画偏向制御回路17は描画偏向器6
を制御する制御回路、ステージ追従制御回路SDCはＸＹ
ステージ12の連続移動に電子ビームが追従するようにス
テージ追従偏向器SDEFを制御する制御回路、倍率制御回
路18は、縮小電子光学系4の倍率を調整する制御回路、
リフォーカス制御回路19は、リフォーカスコイル9に流
す電流を制御して縮小電子光学系4の焦点位置を調整す
る制御回路である。

【００５６】ステージ駆動制御回路20は、θ-Zステージ
を駆動制御し、かつＸＹステージ12の位置を検出するレ
ーザ干渉計21と共同してＸＹステージ12を駆動制御する
制御回路である。

【００５７】制御系22は、メモリ23からの露光制御デー
タに基づく露光及び位置合わせの為に上記複数の制御回
路および反射電子検出器9・ファラデーカップ10を同期
して制御する。制御系22は、インターフェース24を介し
て電子ビーム露光装置全体をコントロールするCPU25に
よって制御されてる。

【００５８】＜露光動作の説明＞図７を用いて本実施例
の電子ビーム露光装置の露光動作について説明する。

【００５９】制御系22は、メモリ23からの露光制御デー
タに基づいて、描画偏向制御回路17に命じ、描画偏向器
6の副偏向器62によって、要素電子光学系アレイからの
複数の電子ビーム偏向させるとともに、ブランキング制
御回路14に命じ各要素電子光学系のブランキング電極を
ウエハ5に露光すべきパターンに応じてon/offさせる。
この時ＸＹステージ12はＸ方向に連続移動しており、Ｘ
Ｙステージの移動に複数の電子ビームが追従するよう
に、ステージ追従制御回路に命じステージ追従偏向器SD
EFにより複数の電子ビームを偏向する。そして、要素電
子光学系からの電子ビームは、図６に示すようにウエハ
5上の要素露光領域（EF)を走査露光する。本実施例で
は、Sx=Sy=3.6μｍである。要素電子光学系アレイの複
数の要素電子光学系の要素露光領域（EF)は、２次元に
隣接するように設定されているので、その結果に、ウエ
ハ5上において、２次元に隣接して配列され、同時に露
光される複数の要素露光領域（EF）で構成されるサブフ
ィールド（SF）が露光される。本実施例では、複数の要
素露光領域（EF）は、Ｘ方向にM＝64（個）、Ｙ方向にN
＝64（個）配列されていて、サブフィールド（SF）の大
きさは、230.4×230.4（μｍ²）である。

【００６０】制御系22は、図７に示すサブフィールド１
（SF1)を露光後、サブフィールド２（SF2)を露光する為
に、偏向制御回路17に命じ、描画偏向器6の主偏向器61
によって、ステージ走査方向と直交する方向に要素電子
光学系アレイからの複数の電子ビーム偏向させる。そし
て、再度、前述したように、描画偏向制御回路17に命
じ、描画偏向器6の副偏向器62によって、要素電子光学
系アレイからの複数の電子ビーム偏向させるとともに、
ブランキング制御回路14に命じ各要素電子光学系のブラ
ンキング電極をウエハ5に露光すべきパターンに応じてo
n/offさせ、サブフィールド２（SF2)を露光する。そし
て、図７に示すように、サブフィールド（SF1〜SF16）
を順次露光してウエハ5にパターンを露光する。その結
果に、ウエハ5上において、ステージ走査方向と直交す
る方向に並ぶサブフィールド（ SF1〜SF16）で構成さ
れるメインフィールド（MF）が露光される。ここで、サ
ブフィールドは、Ｙ方向にL＝16（個）配列されて、メ
インフィールド（MF）の大きさは、230.4×3686.4（μ
ｍ²）である。

【００６１】制御系22は、図７に示すメインフィールド
１（MF1）を露光後、描画偏向制御回路17に命じ、順
次、ステージ走査方向に並ぶメインフィールド（ MF
2、MF3、MF4…）に要素電子光学系アレイからの複数の
電子ビームを偏向させ、ウエハ5にパターンを露光す
る。

【００６２】すなわち、本実施例の電子ビーム露光装置
は、ウエハを載置したステージを連続移動させながら、
複数の電子ビームをウエハ上を偏向させ、偏向毎に各電
子ビームの照射を個別に制御し、各電子ビーム毎の要素
露光領域にパターンを描画することにより前記複数の要
素露光領域で構成されるサブフィールドを描画し、連続
移動方向と直交する方向に並んだ複数のサブフィールド
を順次描画することにより前記複数のサブフィールドで
構成されるメインフィールドを描画し、更に連続移動方
向に並んだ複数のメインフィールドを順次描画する。

【００６３】＜露光制御データ作成処理の説明＞本実施
例の電子ビーム露光装置の露光制御データの作成方法に
ついて説明する。

【００６４】CPU25は、ウエハに露光するパターンの描
画データ（ビットマップデータ）が入力されると図８、
図９に示すような露光制御データの作成処理を実行す
る。

【００６５】各ステップを説明する。

【００６６】（ステップS101) 図１（Ａ）に示すよう
に、描画データ内のパターン群を、パターン寸法に基づ
いてグループに分類する。本実施例では、パターンの設
計ルール（最小線幅）基づいて複数のグループに分類す
る。

【００６７】（ステップS102) 分類されたそれぞれの
グループ毎に、副偏向器62が電子ビームに与える最適な
最小偏向幅と最適な電子ビーム径（ウエハに結像される
電子源像の大きさ）を決定する。本実施例では、パター
ン群の中の最小線幅の４分の１に最小偏向幅に決定す
る。また、電子ビーム径を最小偏向幅を辺とする正方形
の外接円に略等しくなるように決定する。

【００６８】（ステップS103) 入力された描画データ
を本実施例の電子ビーム露光装置が定めるメインフィー
ルドを単位としたデータに分割する。

【００６９】（ステップS104) 露光の際、最初に露光
するメインフィールドを選択する。

【００７０】（ステップS105) 選択されたメインフィ
ールドの描画データを本実施例の電子ビーム露光装置が
定めるサブフィールドを単位としたデータに分割する。

【００７１】（ステップS106) 一つのサブフィールド
を選択する。

【００７２】（ステップS107）選択されたサブフィー
ルドを露光する際の、主偏向器61が定める偏向位置（基
準位置）を決定する。

【００７３】（ステップS108) 選択されたサブフィー
ルド内のデータにいくつのグループが存在するか判定
し、1つのグループのみが存在する場合は、ステップS10
9に進み、そうでない場合は、ステップS110に進む。

【００７４】図１（Ａ）を用いて具体的に説明すると、
サブフィールドSF0内に存在するパターン群PG1、PG2の
双方ともが100（nm)の設計ルールのグループのパターン
群の場合は、ステップS109に進む。一方、サブフィール
ドSF0内に存在するパターン群PG1、PG2のグループが互
いに異なる場合は、ステップS110に進む。

【００７５】（ステップS109) サブフィールド内に唯
一存在するグループに対応する最適最小偏向幅を、副偏
向器62の最小偏向幅に決定し、グループに対応する最適
電子ビーム径を、対象とするサブフィールドを描画する
際の電子ビーム径に決定する。更に、決定された最小偏
向幅でサブフィールドを描画する際の副偏向器62が電子
ビームを整定させる回数（整定数）を算出し、その整定
数と電子ビームの整定時間に基づいてサブフィールドを
描画する際の描画時間Toを算出する。

【００７６】（ステップS110) 複数のグループのパタ
ーン群が存在するサブフィールドを1つのグループのみ
を有するサブフィールドに分割する。図１（Ｂ）を用い
て具体的に説明すると、サブフィールドSF0内に存在す
るパターン群PG1、PG2のグループが互いに異なる場合
は、サブフィールドSF0をサブフィールドSF1とサブフィ
ールドSF2に分割する。そして、分割された各サブフィ
ールドを対応する最適最小偏向幅で描画する際の副偏向
器62が電子ビームを整定させる回数（整定数）を算出
し、その整定数とその電子ビームの整定時間に基づいて
各サブフィールドを描画する際の描画時間を算出し、分
割された各サブフィールドの描画時間の総計である描画
時間Taを算出する。

【００７７】（ステップS111) サブフィールド内の複
数のグループに対する最適最小偏向幅を算出する。具体
的には、各グループの最小線幅の最大公約数を算出し、
その最大公約数を最適最小偏向幅とする。そして、その
最適最小偏向幅でサブフィールドを描画する際の副偏向
器62が電子ビームを整定させる回数（整定数）を算出
し、その整定数と電子ビームの整定時間に基づいてサブ
フィールドを描画する際の描画時間Tbを算出する。

【００７８】（ステップS112) 描画時間Taと描画時間T
bとを比較し、描画時間Taの方が長い場合はステップS11
3に進む。一方、描画時間Tbの方が長い場合はステップS
114に進む。例えば、図1（B)において、パターン群PG1
が100（nm)の設計ルールのパターン群であって、パター
ン群PG2が180（nm)の設計ルールのパターン群の場合、
本発明の原理で説明したように、サブフィールドSF0を
サブフィールドSF1、SF2に分割した方が、電子ビームの
整定が少なく、描画時間Taに比べ描画時間Tbの方が長い
ので、ステップS114に進む。パターン群PG1が100（nm)
の設計ルールのパターン群であって、パターン群PG2が1
20（nm)の設計ルールのパターン群の場合、サブフィー
ルドSF0をサブフィールドSF1、SF2に分割すると、始め
に、最小偏向幅を25（nm)に設定し、対応した電子ビー
ムがサブフィールドSF1内に位置する以外は、各電子ビ
ームの照射を禁止して、サブフィールドSF1のパターン
群PG1を描画し。次に、最小偏向幅を30（nm)に設定し、
要素露光領域に対応した電子ビームがサブフィールドSF
2内に位置する以外は、各電子ビームの照射を禁止し
て、サブフィールドSF1のパターン群PG1を描画するの
で、電子ビームの整定数は35136となる。一方、サブフ
ィールドSF0を描画する際、100（nm)と120（nm)の最大
公約数である20（nm)を最小偏向幅に設定される。この
時の電子ビームの整定数は32400となる。したがって、
この場合は、サブフィールドSF0をサブフィールドSF1、
SF2に分割しない方が、電子ビームの整定が少なく、描
画時間Tbに比べ描画時間Taの方が長いので、ステップS1
13に進む。

【００７９】（ステップS113) 複数のグループのパタ
ーン群が存在するサブフィールドの最小偏向幅を、ステ
ップS111で算出した複数のグループに対する最適最小偏
向幅に決定し、決定された最小偏向幅に対する最適電子
ビーム径を、対象とするサブフィールドを描画する際の
電子ビーム径に決定する。

【００８０】（ステップS114) 分割された各サブフィ
ールドのグループに対応する最適最小偏向幅を、各サブ
フィールドの最小偏向幅に決定し、分割された各サブフ
ィールドのグループに対応する最適電子ビーム径を、対
象とする分割されたサブフィールドを描画する際の電子
ビーム径に決定する。

【００８１】（ステップS115) 各要素露光領域毎の描
画データを、決定された最小偏向幅を配列間隔として分
割し、露光すべき配列要素の配列位置を決定し、電子ビ
ームが整定される配列位置に対応した要素電子光学系毎
のブランキング電極のｏｎ／ｏｆｆを決定する。ただ
し、サブフィールドが再分割されている場合、各サブフ
ィールド毎に決定する。この場合、対象とするサブフィ
ールドを描画しない電子ビームの配列位置でのブランキ
ング電極はｏｆｆに決定する。

【００８２】（ステップS116) 選択されたメインフィ
ールドのすべてのサブフィールドについて、ステップS1
07〜S115の処理を終了したか否かを判断し、未処理のサ
ブフィールドがある場合はステップS106へ戻って未処理
のサブフィールドを選択する。ない場合は、ステップS1
17に進む。

【００８３】（ステップS117) 選択されたメインフィ
ールドMF（ｎ)の各サブフィールドでの描画時間を加算
して、選択されたメインフィールドの描画時間T（n)を
算出する。

【００８４】（ステップS118) 算出されたメインフィ
ールド毎の露光時間に基づいて、各メインフィールドを
露光する際のステージの移動速度を決定する。図１０
（A)は、各メインフィールド（MF（ｎ））と描画時間
（T（n))との関係の一例を示す。このように、少なくと
も１つのメインフィールドの少なくとも１つのサブフィ
ールドにおいて、サブフィールドを再分割してさらに各
サブフィールドを最小偏向幅を変更して描画する場合、
描画時間は、メインフィールド間で異なることがある。
そこで、本実施例では露光時間に逆比例するステージ移
動速度（V（n)）を決定する。たとえばステージ移動方
向のメインフィールドの長さ（LMF）が230.4μｍである
から、露光時間T（n)=2.304msであるとステージ移動速
度V（n)=100mm/s（=LMF/T（n))となる。この各メインフ
ィールドとステージ移動速度の関係を図９（B)に示す。
このようにメインフィールドの露光時間に応じたメイン
フィールド毎のステージ移動速度で露光するので、より
短時間でウエハを露光できる。なぜなら、従来のマルチ
電子ビーム型露光装置のように、等速度でステージを制
御すると、露光時間が短いメインフィールドから次のメ
インフィールドを露光する際、次のメインフィールドが
主偏向器61の偏向範囲に存在するまで露光を中断しなけ
ばならないからである。しかしながら、本発明では、そ
の中断時間を必要としない。

【００８５】（ステップS119) 露光の際、次に露光す
るメインフィールドがある場合は、そのメインフィール
ドを選択してステップS105へ戻る。露光の際、次に露光
するメインフィールドがない場合は、ステップS117に進
む。

【００８６】（ステップS120) 図１１に示すような、
メインフィールド毎のステージ移動速度、及びメインフ
ィールド内の各サブフィールド毎の露光制御データを有
する露光制御データを記憶し、処理を終了する。ここ
で、各サブフィールド毎の露光制御データの内容は、図
１１に示すように、主偏向器61が定める基準位置、サブ
フィールド再分割数、サブフィールドの対応した副偏向
器62の最小偏向幅、最小偏向幅に対応した電子ビーム
径、副偏向器62が定める配列位置、及び各配列位置にお
ける各要素電子光学系の電子ビーム照射の開閉に関する
データである。

【００８７】本実施例では、これらの処理を電子ビーム
露光装置のCPU25で処理したが、それ以外の処理装置で
行い、その露光制御データをCPU25に転送してもその目
的・効果は変わらない。

【００８８】＜露光制御データに基づく露光の説明＞CP
U25は、インターフェース24を介して制御系22に「露光
の実行」を命令すると、制御系22は転送されたメモリ23
上の上記の露光制御データに基づいて図１２に示すよう
なステップを実行する。

【００８９】各ステップを説明する。

【００９０】（ステップS201）ステージ駆動制御回路
20に命じ、露光するメインフィールドに対応したステー
ジ移動速度に切り換え、ＸＹステージ12を制御する。

【００９１】（ステップS202）複数の要素電子光学系
からの電子ビームが露光するサブフィールドの基準位置
に位置するように、描画偏向制御回路17に命じ、主偏向
器61によって複数の電子ビームを偏向する。

【００９２】（ステップS203）再分割されたサブフィ
ールドが有るか判定する。無い場合はステップS204に進
み、ある場合はステップS206に進む。

【００９３】（ステップS204）描画偏向制御回路17に
命じ、副偏向器61の最小偏向幅を、描画するサブフィー
ルドに対応した最小偏向幅に設定する。更に焦点距離制
御回路FCに命じ、照明電子光学系2の焦点距離を変更し
て、決定された電子ビーム径に設定する。

【００９４】（ステップS205）描画偏向制御回路17に
命じ、設定された最小偏向幅を単位として要素電子光学
系アレイからの複数の電子ビームを、副偏向器62によっ
て露光制御データにより定められた偏向位置に偏向さ
せ、同時に、ブランキング制御回路14に命じ各要素電子
光学系のブランキング電極をウエハ5に露光すべきパタ
ーンに応じてon/offさせて、サブフィールドを描画す
る。この時ＸＹステージ12はＸ方向に連続移動してお
り、描画偏向制御回路17は、ＸＹステージ12の移動量も
含めて電子ビームの偏向位置を制御している。

【００９５】（ステップS206）描画偏向制御回路17に
命じ、副偏向器61の最小偏向幅を、描画対象の再分割さ
れたサブフィールドに対応した最小偏向幅をに設定す
る。更に焦点距離制御回路FCに命じ、照明電子光学系2
の焦点距離を変更して、決定された電子ビーム径に設定
する。

【００９６】（ステップS207）描画偏向制御回路17に
命じ、設定された最小偏向幅を単位として要素電子光学
系アレイからの複数の電子ビームを、副偏向器62によっ
て露光制御データにより定められた偏向位置に偏向さ
せ、同時に、ブランキング制御回路14に命じ各要素電子
光学系のブランキング電極をウエハ5に露光すべきパタ
ーンに応じてon/offさせて、描画対象の再分割されたサ
ブフィールドを描画する。この時ＸＹステージ12はＸ方
向に連続移動しており、描画偏向制御回路17は、ＸＹス
テージ12の移動量も含めて電子ビームの偏向位置を制御
している。

【００９７】（ステップS208）描画されていない再分
割されたサブフィールドが有るか判定する。無い場合は
ステップS209に進み、ある場合はステップS206に戻る。

【００９８】（ステップS209）次に露光するメインフ
ィールドがある場合はステップS201へ戻り、ない場合
は、露光を終了する。

【００９９】＜第２の実施形態＞第1の実施形態では、
決定された最小偏向幅に対応して、各電子ビームがウエ
ハに形成する点状パターンの大きさを変更する為に、電
子ビーム径を変更している。本実施形態では、電子ビー
ム径（ウエハ上に結像される電子ビームの大きさ）を固
定し電子ビームの偏向位置での整定時間（いわゆる露光
時間）を変更することにより点状パターンの大きさを変
更している。すなわち、最小偏向幅を広げた場合、整定
時間を長くすることにより、点状パターンを大きくして
いる。通常、偏向位置での電子ビームの整定時間をTs、
電子ビームが偏向されて所望の偏向位置に整定するまで
の時間をTnとすると、副偏向器62の偏向周期Tdは、Td＝
Ts＋Tnとなる。そこで、本実施例では、Tnは大体一定で
あるので、副偏向器62の偏向周期Tdを決定された最小偏
向幅に対応して変更することにより、点状パターンの大
きさを変更している。よって、決定された最小偏向幅、
電子ビームの電流密度、電子ビーム径及びレジスト感度
より、副偏向器62の偏向周期Tdを決定する。この時、点
状パターンの大きさは、最小偏向幅を辺とする正方形の
外接円に略等しくなるように設定している。また、描画
時間To、Ta、Tbを算出する際、この偏向周期と整定位置
の数に基づいて算出する。

【０１００】＜第３の実施形態＞第１の実施形態では、
メインフィールド毎のステージ移動速度を、メインフィ
ールドを露光する露光時間に逆比例するようにを決定し
ている。しかしながら、連続移動方向に隣合うメインフ
ィール間の決定された移動速度の差が大きいと、ステー
ジに過大な加速度を与えることになり、ステージの制御
が困難であるとともに、ステージの位置安定性が劣化す
る。そこで、本実施形態では、連続移動方向に隣合うメ
インフィール間の決定された移動速度の差が予め決めれ
た値（Vp)以下になるように、移動速度の早いメインフ
ィールドの移動速度を決定された移動速度より低く決定
しなおしている。

【０１０１】その具体的処理を図１３を用いて説明す
る。

【０１０２】（ステップS301）第１の実施形態で決定
された各メインフィールドとステージ移動速度の関係
（図１０（B)）を入力する。

【０１０３】（ステップS302）露光の際、最初に露光
するメインフィールドを選択する。再決定のフラグFをF
=０にする。

【０１０４】（ステップS303）選択されたメインフィ
ールドのステージ移動速度と、選択されたメインフィー
ルドを露光する直前に露光されるメインフィールドのス
テージ移動速度との差を算出する（直前のメインフィー
ルドがない場合は、ステップS305に飛ぶ。）。そしてそ
の差がステージの制御性および安定性を確保できる予め
決められた値以下でない場合は、ステップS304に進む。
予め決められた値（Vp)以下の場合は、ステップS305に
飛ぶ。

【０１０５】（ステップS304）移動速度の差が予め決
めれた値以下になるように、移動速度の早い方のメイン
フィールドの移動速度を決定しなおす。再決定のフラグ
FをF=１にする。

【０１０６】（ステップS305）選択されたメインフィ
ールドのステージ移動速度と、選択されたメインフィー
ルドを露光した直後に露光するメインフィールドのステ
ージ移動速度との差を算出する（直後のメインフィール
ドがない場合は、ステップS305に飛ぶ。）。そしてその
差が前述した予め決められた値以下でない場合は、ステ
ップS306に進む。予め決められた値以下の場合は、ステ
ップS307に飛ぶ。

【０１０７】（ステップS306）移動速度の差が予め決
めれた値以下になるように、移動速度の早い方のメイン
フィールドの移動速度を決定しなおす。

【０１０８】（ステップS307）選択されたメインフィ
ールドを露光した直後に露光するメインフィールドを選
択して、ステップS303に戻る。また、直後のメインフィ
ールドがない場合は、ステップS308に進む。

【０１０９】（ステップS308）再決定のフラグFがF=
１の場合は、ステップS302に戻る。再決定のフラグFがF
=０の場合は、処理を終了する。

【０１１０】第１の実施形態で決定された各メインフィ
ールドとステージ移動速度の関係を、以上の処理を行う
ことによって得られた結果を図１０（C）に示す。

【０１１１】＜第４の実施形態＞本実施形態では、図１
４に示すように、ウエハ5上の露光領域を連続移動方向
に並んだ複数のメインフィールドで構成されるフレーム
（ＦＬ１）を露光後、ステージ１２をＹ方向にステップ
し、ステージ12の連続移動方向を逆にして次のフレーム
（ＦＬ2）を露光する。すなわち、ステージ12の連続移
動方向と直交する方向に並ぶフレームを順次露光する。

【０１１２】第１の実施形態では、ステージの移動速度
をメインフィールド毎に、決定していたが、本実施形態
では、ステージ移動速度をフレーム毎に決定する。具体
的には、フレームを構成するメインフィールドの中で、
最も露光時間が長いメインフィールドの露光時間に基づ
いて、対応するフレームでのステージ移動速度を決定し
ている。そして、描画するフレームが変わる際ＸＹステ
ージの移動速度を決定された移動速度に切り換えてフレ
ーム内を同一のステージ移動速度で描画する。

【０１１３】＜デバイスの製造方法の例＞上記説明した
電子ビーム露光装置を利用したデバイスの製造方法の実
施例を説明する。

【０１１４】図１５は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の
半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、
マイクロマシン等）の製造のフローを示す。ステップ１
（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。
ステップ２（露光制御データ作成）では設計した回路パ
ターンに基づいて露光装置の露光制御データを作成す
る。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の
材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプ
ロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意した露光制御デー
タが入力された露光装置とウエハを用いて、リソグラフ
ィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次の
ステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４
によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する
工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディ
ング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を
含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された
半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検
査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成
し、これが出荷（ステップ７）される。

【０１１５】図１６は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオ
ン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記説明した露光装置によって
回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ１７
（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８
（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削
り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチング
が済んで不要となったレジストを取り除く。これらのス
テップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重
に回路パターンが形成される。

【０１１６】本実施例の製造方法を用いれば、従来は製
造が難しかった高集積度の半導体デバイスを低コストに
製造することができる。

【０１１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、描
画パターンに端数パターンが存在しても、スループット
の低下を低減できるマルチ電子ビーム型露光方法及び装
置を提供できる。また、これを用いてデバイスを製造す
れば、従来以上に高精度なデバイスを製造することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本原理を説明する図

【図２】本発明に係る電子ビーム露光装置の要部概略を
示す図

【図３】要素電子光学系アレイ3について説明する図

【図４】要素電子光学系を説明する図

【図５】要素電子光学系の電極を説明する図

【図６】本発明に係るシステム構成を説明する図

【図７】露光フィールド（EF)、サブフィールド（SF)お
よびメインフィールド（MF）を説明する図

【図８】露光制御データ作成処理を説明する図

【図９】露光制御データ作成処理を説明する図

【図１０】メインフィールド毎の露光時間とステージ移
動速度の関係をサブフィールドとパターン領域の関係を
説明する図

【図１１】露光制御データを説明する図

【図１２】露光制御データに基づく露光を説明する図

【図１３】第３の実施形態のメインフィールド毎のステ
ージ速度の決定方法を説明する図

【図１４】フレームを説明する図

【図１５】微小デバイスの製造フローを説明する図

【図１６】ウエハプロセスを説明する図

【図１７】従来のマルチ電子ビーム型露光装置を説明す
る図

【符号の説明】

１電子銃２照明電子光学系３要素電子光学系アレイ４縮小電子光学系５ウエハ６描画偏向器７ダイナミックフォーカスコイル８ダイナミックスティグコイル９リフォーカスコイル１０ファラデーカップ１１ θ−Ｚステージ１２ＸＹステージ１３ステージ基準板１４ブランキング制御回路１５第１焦点・非点制御回路１６第２焦点・非点制御回路１７偏向制御回路１８倍率調整回路１９リフォーカス制御回路２０ステージ駆動制御回路２１レーザ干渉計２２制御系２３メモリ２４インターフェース２５ＣＰＵＡＰ−Ｐ開口を有する基板ＦＣ焦点距離制御回路ＳＤＥＦステージ追従偏向器ＳＤＣステージ追従制御回

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被露光物体を載置したステージを連続移
動させながら、描画データに基づいて、複数の電子ビー
ムを物体の被露光物体面上を最小偏向幅を単位として偏
向させ、偏向毎に各電子ビームの照射を個別に制御し
て、各電子ビーム毎の要素露光領域にパターンを描画す
ることにより、前記複数の要素露光領域で構成されるサ
ブフィールドを描画し、連続移動方向と直交する方向に
並んだ複数のサブフィールドを順次描画することによ
り、前記複数のサブフィールドで構成されるメインフィ
ールドを描画し、更に連続移動方向に並んだ複数のメイ
ンフィールドを順次描画する方法であって、前記描画データ内のパターン群を設計ルールに基づいて
複数のグループに分類して、それぞれのグループのパタ
ーン群を描画する際のグループ毎の最適最小偏向幅を決
定する段階と、前記描画データを前記サブフィールドを単位として分割
する第1分割段階と、複数のグループのパターン群を有するサブフィールド
を、一つのグループのパターンのみを有するサブフィー
ルドに分割する第2分割段階と、一つのグループのパターン群のみを有するサブフィール
ドを露光する際、最小偏向幅を該グループに対応した最
適最小偏向幅に切り換え、該最適最小偏向幅を単位とし
て前記複数の電子ビームを偏向させて描画することを決
定する第1の決定段階と、メインフィールド毎の描画時間を算出する段階と、前記ステージの移動速度を、メインフィールド毎に算出
した描画時間内に対応するメインフィールドを描画可能
な移動速度に決定する第2の決定段階とを有することを
特徴とするマルチ電子ビーム露光方法。
【請求項２】前記第2分割段階は、一つのグループの
パターン群のみを有するサブフィールドに分割して各サ
ブフィールドを該グループに対応した最適最小偏向幅を
単位として順次描画する場合の描画時間と、分割前のサ
ブフィールドを該サブフィールドに属する複数のグルー
プに対する最適最小偏向幅を単位として描画する場合の
描画時間とを比較して、一つのグループのパターン群の
みを有するサブフィールドに分割するかどうかを決定す
る段階を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】前記複数のグループに対する最適最小偏
向幅は、前記複数のグループのそれぞれの最小線幅の最
大公約数であることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】各サブフィールドを露光する際、前記最
小偏向幅の切り換えに対応して、前記複数の電子ビーム
のビーム径を切り換えることを決定する段階を有するこ
とを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の方法。
【請求項５】各サブフィールドを露光する際、前記最
小偏向幅の切り換えに対応して、前記複数の電子ビーム
の整定時間を切り換えることを決定する段階を有するこ
とを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の方法。
【請求項６】前記第２の決定段階は、前記ステージの
移動速度をメインフィールド毎に決定する段階を有する
ことを特徴とする請求項1乃至５のいずれか記載の方
法。
【請求項７】第２の決定段階は、連続移動方向に隣合
うメインフィールド間の決定された移動速度の差が予め
決めれた値以下になるように、移動速度の早いメインフ
ィールドの移動速度を決定された移動速度より低く決定
しなおす段階を有することを特徴とする請求項６記載の
方法。
【請求項８】連続移動方向に並んだ複数のメインフィ
ールドを順次描画することにより前記複数のメインフィ
ールドで構成されるフレームを描画し、連続移動方向と
直交する方向に並んだ複数のフレームを順次描画する段
階を有し、前記第２の決定段階は、前記ステージの移動
速度をフレーム毎に決定する段階を有することを特徴と
する請求項1乃至５のいずれか記載の方法。
【請求項９】請求項１乃至８のいずれか記載の方法を
用いてパターンを描画する工程を含む製造工程によって
デバイスを製造することを特徴とするデバイス製造方
法。
【請求項１０】描画するパターン群をパターン寸法に
基づいて複数のグループに分類し、分類されたそれぞれ
のグループを描画する際、そのグループに最適な最小偏
向幅で複数の電子ビームを偏向して、前記被露光物体面
上にパターン群を描画する装置であって、前記被露光物体を載置して移動するステージと、前記複数の電子ビームを前記被露光面上を偏向させる偏
向手段と、偏向毎に各電子ビームの照射を個別に制御する照射制御
手段と、前記ステージを連続移動させながら、前記偏向手段によ
って、前記複数の電子ビームを被露光面上を最小偏向幅
を単位として偏向させ、前記照射制御手段によって偏向
毎に各電子ビームの照射を個別に制御し、各電子ビーム
毎の要素露光領域にパターンを描画することにより、前
記複数の要素露光領域で構成されるサブフィールドを描
画し、連続移動方向と直交する方向に並んだ複数のサブ
フィールドを順次描画することにより、前記複数のサブ
フィールドで構成されるメインフィールドを描画し、更
に連続移動方向に並んだ複数のメインフィールドを順次
描画する際、複数のグループのパターン群を有するサブ
フィールドを、一つのグループのパターンのみを有する
サブフィールドに分割して描画する為に、前記照射制御
手段によって前記複数の電子ビームの一部の照射を禁止
し、分割されたサブフィールドのグループに対応した最
適最小偏向幅に切り換えて描画し、前記ステージの移動
速度を、メインフィールド毎の露光時間に基づいてメイ
ンフィールドの露光時間内に対応するメインフィールド
を露光可能な移動速度に制御する制御手段とを有するこ
とを特徴とするマルチ電子ビーム露光装置。
【請求項１１】前記複数の電子ビームのビーム径を切
り換える手段を有し、前記制御手段は、前記最小偏向幅
の切り換えに対応して、前記複数の電子ビームのビーム
径を切り換えることを特徴とする請求項１０記載の装
置。
【請求項１２】前記複数の電子ビームのビーム径を切
り換える手段を有し、前記制御手段は、前記最小偏向幅
の切り換えに対応して、前記偏向手段による前記複数の
電子ビームの整定時間を切り換えることを特徴とする請
求項１０記載の方法。
【請求項１３】前記制御手段は、描画するメインフィ
ールドが変わる際前記ステージの移動速度を切り換える
ことを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか記載の
装置。
【請求項１４】前記制御手段は、前記ステージの移動
速度を切り換える際、移動速度の差を予め決めれた値以
下になるように前記ステージの移動速度を制御すること
を特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１５】前記制御手段は、前記偏向手段によっ
て複数の電子ビームを偏向させ連続移動方向に並んだ複
数のメインフィールドを順次描画することにより前記複
数のメインフィールドで構成されるフレームを描画し、
更に前記ステージによって前記被露光物体をステップさ
せ連続移動方向と直交する方向に並んだ複数のフレーム
を順次描画し、描画するフレームが変わる際前記ステー
ジの移動速度を切り換えることを特徴とする請求項１０
乃至１２いずれか記載の装置。
【請求項１６】前記偏向手段は、静電型偏向器と電磁
型偏向器とを有し、前記制御手段は、前記複数の電子ビ
ームを前記要素露光領域内を偏向する際は前記静電型偏
向器を用い、前記複数の電子ビームをサブフィールドか
ら次のサブフィールドに偏向する際は前記電磁型偏向器
を用いることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれ
か記載の装置。