荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数算出方法及び荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数更新方法
【目的】補正係数を算出するために費やす時間を短縮することが可能な方法を提供すると共に、補正係数を更新する方法を提供することを目的とする。
【構成】電子ビーム描画装置の構成から生じる位置ずれを補正するための近似式の係数を算出する本発明の一態様の電子ビーム描画装置の位置補正係数算出方法は、ステージ上で描画される試料の描画領域に相当する領域全体に規則的に配列された複数のマークを荷電粒子ビームを用いてスキャンするスキャン工程（Ｓ１０２）と、スキャンされた各マークの位置のずれ量を装置の座標系でフィッティングして、フィッティングされた近似式の係数を算出する係数算出工程（Ｓ１０４）と、を備えたことを特徴とする。
【構成】電子ビーム描画装置の構成から生じる位置ずれを補正するための近似式の係数を算出する本発明の一態様の電子ビーム描画装置の位置補正係数算出方法は、ステージ上で描画される試料の描画領域に相当する領域全体に規則的に配列された複数のマークを荷電粒子ビームを用いてスキャンするスキャン工程（Ｓ１０２）と、スキャンされた各マークの位置のずれ量を装置の座標系でフィッティングして、フィッティングされた近似式の係数を算出する係数算出工程（Ｓ１０４）と、を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数算出方法及び荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数更新方法に係り、例えば、電子ビームを可変成形させながら試料に描画する電子ビーム描画装置の位置補正手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。ここで、電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、高精度の原画パターンの生産に用いられる。
【０００３】
図１５は、従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
可変成形型電子線描画装置（ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画装置）における第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形例えば長方形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向され、第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１の一部を通過して、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０に照射される。すなわち、第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、Ｘ方向に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０の描画領域に描画される。第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式という。
【０００４】
ここで、電子ビーム描画装置においては、寸法精度と共に位置精度は重要な要素となる。そこで、電子ビーム描画装置では、描画装置の座標系を理想的な座標系に補正するため、描画される試料の全面を所定のグリッド寸法でメッシュ状に分割し、各メッシュの頂点の位置を測定する。そして、測定された位置と設計上の位置との誤差から描画装置の座標系を補正している（かかる機能を「グリッドマッチングコレクション：ＧＭＣ」機能と呼ぶ。以下、かかる機能による補正をＧＭＣという。）。具体的には、レジストが塗布されたマスクブランクスの上述した各メッシュの頂点の位置に相当する位置にＧＭＣ測定用のパターンを描画する。そして、かかるマスクを現象及びエッチング等のプロセス処理を行なって、描画されたパターンから位置精度の測定を行なっていた。そして、得られた結果から描画装置の座標系を補正している。
【０００５】
ＧＭＣには、例えば３次の多項式補正とマップ補正が用いられ、描画装置の立ち上げ時に決めた多項式係数（補正係数）と補正マップとが使われている。また、描画装置を構成する各部品は、ねじ止めやエポキシ樹脂で固定されるが、これらが経年変化を起こすために上述した補正係数等が変動してしまう。よって、装置座標系が理想的な座標系からずれてしまい位置精度が劣化することになる。従来の描画されるパターンの線幅では、かかる経年変化から生じる位置ずれ量は、それほど問題視される量ではなかったが、近年の回路線幅の微細化に伴って問題になってきた。
【０００６】
ここで、経年変化する装置の座標系のずれを補正する技術に関連して、マルチビーム型電子ビーム装置において露光毎に行う各ビームのキャリブレーションについての記載が文献に開示されている（例えば、特許文献１参照）。かかる技術では、ステージ上の一箇所に配置されたファラデーカップやマーク群にビームを照射して、測定された位置と設計位置との関係からビーム座標系と偏向座標系とを一致させている。しかしながら、位置精度は、描画されるマスク面内の位置に依存して変化するため、一点の位置を測定しただけでは、十分な座標系の補正を行なうことは困難である。
【非特許文献１】特開平９−３３０８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、装置のハードウェア構成の経年変化により理想的な座標系からずれてしまう装置座標系の位置ずれ量が、近年の回路線幅の微細化に伴って問題になってきた。
図１６は、従来の直交度の経年変化を説明するための概念図である。
図１６では、描画領域全体をあるグリッド寸法でメッシュ分割して描画位置を示している。ここで、描画装置の立ち上げ時には、図１６（ａ）に示すように、立ち上げ時に決めた多項式係数（補正係数）や補正マップで装置の座標系を理想的な座標系に補正しているが、装置のハードウェア構成の経年変化により次第に図１６（ｂ）や図１６（ｃ）に示すように直交度にずれが生じていく。
【０００８】
図１７は、従来の直交度の経年変化の一例を示す図である。
図１７では、６種類のレイアウトパターンを描画装置で描画した場合の経過日数に対する直交度の変化を示している。いずれのレイアウトパターンも日数が経過することにより直交度が変化しているのがわかる。そして、描画装置の立ち上げ日から６ヶ月後の１８０日が経過したところで、描画装置の立ち上げ時に決めた多項式係数（補正係数）と補正マップとを更新している。しかし、更新後も一定日数は、直交度が維持されているが、その後もまた直交度が変化していくのがわかる。
【０００９】
よって、位置精度を維持するためには、ＧＭＣの補正係数の更新を短期間の周期で行なうことが望まれる。しかしながら、上述したように、レジストが塗布されたマスクブランクスにＧＭＣ測定用のパターンを描画して、マスクにプロセス処理を行なった後に描画されたパターンから位置精度の測定を行なっていたのでは、ＧＭＣの補正係数算出に約２日程度かかってしまう。ＧＭＣの補正係数算出のために約２日の期間を頻繁に費やしていたのではユーザの負担も大きいものとなる。
【００１０】
そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、補正係数を算出するために費やす時間を短縮することが可能な方法を提供すると共に、補正係数を更新する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数算出方法は、
荷電粒子ビーム描画装置の構成から生じる位置ずれを補正するための近似式の係数を算出する荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数算出方法において、
ステージ上で描画される試料の描画領域に相当する領域全体に規則的に配列された複数のマークを荷電粒子ビームを用いてスキャンするスキャン工程と、
スキャンされた各マークの位置のずれ量を装置の座標系でフィッティングして、フィッティングされた近似式の係数を算出する係数算出工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
プロセス処理を行なうのではなく、マークをスキャンすることにより各マークの位置を短時間で算出することができる。その結果、短時間で近似式の係数を算出することができる。
【００１３】
ここで、ステージ上に載置されたハーフエッチ基板上に形成された規則的に配列する前記複数のマークをスキャンすると好適である。
【００１４】
或いは、ステージ表面に加工された規則的に配列する前記複数のマークをスキャンするようにしてもまた好適である。
【００１５】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数更新方法は、
装置構成から生じる位置ずれを補正するための近似式の係数が記憶装置に格納された荷電粒子ビーム描画装置におけるかかる係数を更新する荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数更新方法において、
ステージ上で描画される試料の描画領域に相当する領域全体に規則的に配列された複数のマークを荷電粒子ビームを用いてスキャンするスキャン工程と、
スキャンされた各マークの位置のずれ量を装置の座標系でフィッティングして、フィッティングされた近似式の係数を算出する係数算出工程と、
算出された係数を前回の係数が格納されている記憶装置に上書きする更新工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１６】
上述したように、プロセス処理を行なうのではなく、マークをスキャンすることにより各マークの位置を短時間で算出することができる。その結果、短時間で近似式の係数を算出することができる。よって、短時間で前回の係数を更新することができる。
【００１７】
そして、６ヶ月より短い所定の時間毎に前記係数を更新することが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、短時間で近似式の係数を算出することができる。その結果、短い周期で係数を更新することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の他の荷電粒子を用いたビームでも構わない。
【００２０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画装置の位置補正係数算出方法並びに位置補正係数更新方法の要部工程を示すフローチャート図である。
図１において、実施の形態１における描画装置の位置補正係数算出方法は、スキャン工程（Ｓ１０２）、係数算出工程（Ｓ１０４）といった一例の工程を実施する。そして、位置補正係数更新方法は、位置補正係数算出方法の各工程に、さらに、更新工程（Ｓ１０６）を実施する。
【００２１】
図２は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。
図２において、荷電粒子ビーム描画装置の一例である描画装置１００は、描画部１５０を構成する電子鏡筒１０２、描画室１０３、ＸＹステージ１０５、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、偏向器２０８、検出器２１８、固定ピン２２２を備え、制御系として、制御計算機１２０、メモリ１３０、データベース１０９、偏向制御部の一例となる偏向制御回路１４０、偏向アンプ１４４、ステージ駆動回路１１４、増幅器３２６、Ａ／Ｄ（アナログ・デジタル）変換器３２８を備えている。
【００２２】
電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、偏向器２０８、検出器２１８が配置される。そして、描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上では、固定ピン２１２が配置され、固定ピン２１２により試料１０１が固定される。
【００２３】
また、制御計算機１２０は、測定部１２２、係数計算部１２４、マップ作成部１２６、描画制御部１２８といった各機能を有している。制御計算機１２０に入力される情報或いは演算処理中及び処理後の各情報はその都度メモリ１３０に記憶される。
【００２４】
そして、制御計算機１２０には、メモリ１３０、偏向制御回路１４０、データベース１０９、ステージ駆動回路１１４、Ａ／Ｄ変換器３２８が図示していないバスを介して接続されている。偏向制御回路１４０は、偏向アンプ１４４を介して偏向器２０８に接続される。また、Ａ／Ｄ変換器３２８は、増幅器３２６を介して検出器２１８に接続される。
【００２５】
図２では、本実施の形態１を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。また、図２では、コンピュータの一例となる制御計算機１２０で、測定部１２２、係数計算部１２４、マップ作成部１２６、描画制御部１２８といった各機能の処理を実行するように記載しているがこれに限るものではなく、電気的な回路によるハードウェアにより実施させても構わない。或いは、電気的な回路によるハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、かかるハードウェアとファームウェアとの組合せでも構わない。
【００２６】
電子銃２０１から出た荷電粒子ビームの一例となる電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の穴を持つ第１のアパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１のアパーチャ２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ２０６上に投影される。かかる第２のアパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像の位置は、偏向器２０５によって偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。そして、第２のアパーチャ２０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、偏向器２０８により偏向され、連続移動するＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。偏向器２０８は、偏向制御回路１４０に制御され、ＸＹステージ１０５は、ステージ駆動回路１１４に制御される。
【００２７】
図３は、実施の形態１におけるＸＹステージの上面概念図である。
ＸＹステージ１０５上には、３本の固定ピン２１２が配置され、マスク配置位置２１４に描画されるマスク等の試料１０１が配置されることになる。そして、ＸＹステージ１０５上には、マスク配置位置２１４と重ならないように位置を異にして、ハーフエッチ基板２０が配置されている。実施の形態１では、後述するように、このハーフエッチ基板２０を用いて描画領域の各位置を測定することになる。ＸＹステージ１０５上に、マスク配置位置２１４と位置を異にして、ハーフエッチ基板２０が配置されることで、試料１０１の描画の動作に邪魔しないようにすることができる。さらには、ハーフエッチ基板２０を必要に応じて配置しておくようにしておけば、ハーフエッチ基板２０をその都度ＸＹステージ１０５上に搬送する手間を省くことができる。その結果、搬送にかかる時間を短縮することができる。図３でも、本実施の形態１を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。よって、その他の構成が配置されることを排除するものではない。
【００２８】
図４は、実施の形態１におけるハーフエッチ基板の一例を示す概念図である。
図４において、ハーフエッチ基板２０は、ＸＹステージ１０５上で描画される試料１０１の描画領域と同じ領域の大きさ、或いは、試料１０１と同じ大きさに形成されている。そして、ハーフエッチ基板２０には、描画される試料１０１の描画領域に相当する領域全体に規則的に配列された複数のマーク１０が形成されている。領域全体をカバーすることで、位置に依存する位置ずれ量を測定することができる。
【００２９】
図５は、実施の形態１におけるマークの一例を示す概念図である。
マーク１０は、十字型のパターンとして形成される。そして、例えば、パターン幅が５μｍ、十字の長さが縦横それぞれ５０μｍに形成されている。かかる寸法はこれらに限るものではなく、必要に応じて寸法を適宜選択すればよい。
【００３０】
図６は、実施の形態１におけるハーフエッチ基板の断面を示す概念図である。
ハーフエッチ基板２０は、ガラス基板２２上にクロム（Ｃｒ）膜２４を形成後、所定のリソグラフィ工程を経てマーク１０がパターン形成されている。その際、凸部となるマーク以外の位置でもＣｒ膜２４が残るようにエッチングして形成される。電子ビーム２００がガラス基板２２に直接当たるとガラス基板２２が劣化してしまうが、このようにハーフエッチにすることで、マーク１０の周辺上に電子ビーム２００を走査させる場合でもガラス基板２２が劣化することを防止することができる。よって、１枚のハーフエッチ基板２０を繰り返し使用することができる。その結果、短期間に何度もマーク１０の位置を測定することができる。ここでは、マーク１０を凸状に形成しているが、逆に凹状になるようにパターン形成してもよい。
【００３１】
以上のようなハーフエッチ基板２０を用いて、以下、描画装置の位置補正係数算出方法並びに位置補正係数更新方法の各工程を実施していく。
Ｓ（ステップ）１０２において、スキャン工程として、描画装置１００は、ＸＹステージ１０５上で描画される試料の描画領域に相当する領域全体に規則的に配列された複数のマーク１０を電子ビーム２００を用いてスキャンする。
【００３２】
図７は、実施の形態１における反射電子を計測する様子を説明するための概念図である。
まず、電子ビーム２００がハーフエッチ基板２０を照射するようにＸＹステージ１０５を移動させて調整しておく。そして、図７に示すように例えば四角形に成形された電子ビーム２００をマーク１０に向かって走査していく。その際、電子ビーム２００の照射によりＣｒ膜２４から反射電子１２が飛び出す。そして、飛び出した反射電子１２を検出器２１８で検出する。検出器２１８で検出された信号は、増幅器３２６で増幅され、Ａ／Ｄ変換器３２８でデジタル情報に変換され、測定部１２２にデジタル信号して送られる。そして、ここでは、マーク１０の位置のＣｒ膜２４の厚さとそれ以外の位置のＣｒ膜２４の厚さとが異なるため、検出される信号に差が生じ、測定部１２２は、マーク１０の位置を測定することができる。
【００３３】
図８は、実施の形態１における検出出力の一例を示す図である。
図８に示すように、凸状に形成されたマーク１０の位置では、他の位置に比べて検出器２１８からの検出出力が大きくなる。
【００３４】
以上のようにして、全てのマーク１０をスキャンして、各マーク１０の位置を測定する。
【００３５】
図９は、実施の形態１におけるマーク位置のマップの一例を示す図である。
図９において、実線で示す理想的な座標系のマップに対し、実際に測定されるマーク１０の位置をマップにした場合には、点線で示すように歪みが生じている。図９では、理想的な座標系の各位置から測定された各位置へ矢印で位置ずれ量（ベクトル量）を示している。ここで測定された位置には、ステージ座標、直行度、及び図示していないステージ位置測長用のミラー曲がりによる歪みも含まれる。図９では、３×３の９点の位置を示しているが、これに限るものではなく、さらに、多くの点の位置を測定してもよい。マーク１０の数と同じ数の位置が測定されることになる。
【００３６】
ここで、測定されるハーフエッチ基板２０上のマーク１０の数は、精度に応じて適宜設ければよい。好ましくは、３×３の９点以上が望ましい。図２では、対物偏向器として偏向器２０８が１つ記載されているが、主副２段偏向で構成する場合には、主偏向位置の数だけマーク１０をハーフエッチ基板２０に設けることがなお望ましい。
【００３７】
Ｓ１０４において、係数算出工程として、係数計算部１２４は、スキャンされた各マーク１０の位置のずれ量を装置の座標系でフィッティングして、フィッティングされた近似式の係数を算出する。
図１０は、実施の形態１におけるフィッティング関数の一例を示す図である。
最小２乗法を用いて理想的な座標系に設定されている装置の座標系における座標（Ｘ，Ｙ）を変数とする３次関数（近似式）でスキャンされた各マーク１０の位置のずれ量をフィッティングする。フィッティングは、ｘ方向とｙ方向それぞれ行い、フィッティングされたｘ方向の近似式の係数ａ０〜ａ９とｙ方向の近似式の係数ｂ０〜ｂ９を求める。かかる係数ａ０〜ａ９と係数ｂ０〜ｂ９が、描画装置１００のハードウェア構成から生じる位置ずれを補正するための位置補正係数（ＧＭＣ係数）となる。
【００３８】
図１１は、実施の形態１におけるマーク位置のマップの他の例を示す図である。
図１１では、図９と同様、実線で示す理想的な座標系のマップに対し、実際に測定されるマーク１０の位置をマップにした場合には、点線で示すように歪みが生じている。そして、図９と同様、図１１では、理想的な座標系の各位置から測定された各位置へ矢印で位置ずれ量（ベクトル量）を示している。ここで測定された位置には、ステージ座標、直行度、及び図示していないステージ位置測長用のミラー曲がりによる歪みも含まれる点も同様である。ここでは、５×５の２５点の場合を示している。上述した３次の多項式では、補正しきれない場合等では、マップによる補正が有効である。そこで、マップ作成部１２６より図１１に示すような補正マップが作成され、作成された補正マップを装置の座標系からの位置ずれ量の補正に利用する。ある任意の座標（ｘ，ｙ）位置における位置ずれ量ΔＧ（ｘ，ｙ）を求める場合には、図１１に示すように、座標（ｘ，ｙ）を取り囲む周辺の４つの測定点の位置ずれ量ΔＧで内挿して求めればよい。ここで、座標（ｉ，ｊ）は、測定点の座標を示している。
【００３９】
Ｓ１０６において、更新工程として、係数計算部１２４は、算出された係数を前回の係数が格納されているデータベース１０９（記憶装置の一例）に上書きする。これによりＧＭＣ係数を更新することができる。また、データベース１０９には、補正マップも同様に格納しておき、マップ作成部１２６は、作成した補正マップを前回の補正マップが格納されているデータベース１０９（記憶装置の一例）に上書きする。このようにして補正マップも更新することができる。
【００４０】
そして、描画制御部１２８は、データベース１０９から最新のＧＭＣ係数と補正マップを読み出し、偏向制御回路１４０に補正された偏向位置へと電子ビーム２００を偏向させるための信号を出力する。そして、ステージ駆動回路１１４に対しても補正された位置へとＸＹステージ１０５を移動させるための信号を出力する。
【００４１】
以上のようにして、描画装置の座標系が補正された状態で電子ビーム２００が試料１０１に照射される。
【００４２】
図１２は、更新前後の描画位置の一例を示す図である。
経年変化しているにも関わらずＧＭＣ係数を更新せずに古いＧＭＣ係数で描画位置の補正を行なうと図１２（ａ）に示すように歪みが発生してしまうのに対し、所定の周期でＧＭＣ係数を更新することで、図１２（ｂ）に示すように描画位置の歪みを解消することができる。所定の周期としては、６ヶ月以内が望ましく、より好ましくは１回／１日がよい。
【００４３】
また、所定の周期としては、１回／１日より少なくして、例えば、１回／１月にする場合などは、位置ずれ量の時間依存の変化量から平均化した１日あたりの変化量を求めて、かかる１日あたりの変化量に基づいて、ＧＭＣ係数や補正マップを毎日更新させるようにしても好適である。例えば、前回測定した結果とその１ヶ月後の結果とを直線で結び、その月の日数で割った値を１日あたりの変化量としてもよい。
【００４４】
ここでは、補正マップも更新しているが、ＧＭＣ係数を用いた多項式による補正だけでも構わない。逆に、補正マップによる補正だけでも構わない。より好ましくは、両方を用いるのがよい。
【００４５】
以上のように、ビームをスキャンすることで、従来に比べ短時間でＧＭＣ係数や補正マップを得ることができるので、短い周期でデータベース１０９内のデータの更新を行なうことができる。その結果、より精度の高い位置に描画することができる。
【００４６】
実施の形態２．
図１３は、実施の形態２におけるＸＹステージの上面概念図である。
ＸＹステージ１０５上には、３本の固定ピン２１２が配置され、マスク配置位置２１４に描画されるマスク等の試料１０１が配置されることになる。そして、ＸＹステージ１０５の表面には、マスク配置位置２１４と同じ位置に、描画領域に相当する領域全体に規則的に配列された複数の位置マーク１８が加工されている。領域全体をカバーすることで、位置に依存する位置ずれ量を測定することができる。
【００４７】
図１４は、実施の形態２における位置マークの一例を示す概念図である。
位置マーク１８には、シリコン（Ｓｉ）１６の下地にマーク１４が十字型のパターンとして形成される。そして、例えば、パターン幅が５μｍ、十字の長さが縦横それぞれ５０μｍに形成されている。かかる寸法はこれらに限るものではなく、必要に応じて寸法を適宜選択すればよい。そして、かかる位置マーク１８が、描画領域に相当する領域全体に規則的に配列されている。
【００４８】
実施の形態２では、実施の形態１におけるハーフエッチ基板２０の代わりに、ＸＹステージ１０５の表面に直接、複数の位置マーク１８を加工しておき、かかる複数の位置マーク１８内のマーク１４の位置を電子ビーム２００でスキャンして測定することで、ＧＭＣ係数の算出や補正マップの作成を行なう。その他の装置構成や、ＧＭＣ係数の算出並びに補正マップの作成、および描画動作等は、実施の形態１と同様で構わないため説明を省略する。
【００４９】
以上のように、実際に描画される試料１０１が配置されるマスク配置位置２１４と同じ位置で各マーク１４をスキャンすることで、別の場所に配置した実施の形態１のハーフエッチ基板２０を用いる場合よりＸＹステージ１０５の表面位置に依存する誤差を低減することができる。また、ＸＹステージ１０５上に加工されているので、測定される基板等の搬送の手間を省くことができる。その結果、搬送にかかる時間を短縮することができる。図１３でも、本実施の形態２を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。よって、その他の構成が配置されることを排除するものではない。
【００５０】
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
【００５１】
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、描画装置１００を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。
【００５２】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての荷電粒子ビーム描画方法、荷電粒子ビーム描画装置、荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数算出方法及び荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数更新方法は、本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施の形態１における描画装置の位置補正係数算出方法並びに位置補正係数更新方法の要部工程を示すフローチャート図である。
【図２】実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。
【図３】実施の形態１におけるＸＹステージの上面概念図である。
【図４】実施の形態１におけるハーフエッチ基板の一例を示す概念図である。
【図５】実施の形態１におけるマークの一例を示す概念図である。
【図６】実施の形態１におけるハーフエッチ基板の断面を示す概念図である。
【図７】実施の形態１における反射電子を計測する様子を説明するための概念図である。
【図８】実施の形態１における検出出力の一例を示す図である。
【図９】実施の形態１におけるマーク位置のマップの一例を示す図である。
【図１０】実施の形態１におけるフィッティング関数の一例を示す図である。
【図１１】実施の形態１におけるマーク位置のマップの他の例を示す図である。
【図１２】更新前後の描画位置の一例を示す図である。
【図１３】実施の形態２におけるＸＹステージの上面概念図である。
【図１４】実施の形態２における位置マークの一例を示す概念図である。
【図１５】従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
【図１６】従来の直交度の経年変化を説明するための概念図である。
【図１７】従来の直交度の経年変化の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０，１４ マーク
１２ 反射電子
１６ Ｓｉ
１８ 位置マーク
２０ ハーフエッチ基板
２２ ガラス基板
２４ Ｃｒ膜
１００ 描画装置
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１０９ データベース
１１４ ステージ駆動回路
１２０ 制御計算機
１２２ 測定部
１２４ 係数計算部
１２６ マップ作成部
１２８ 描画制御部
１３０ メモリ
１４０ 偏向制御回路
１４４ 偏向アンプ
１５０ 描画部
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３，４１０ 第１のアパーチャ
２０４ 投影レンズ
２０５，２０８ 偏向器
２０６，４２０ 第２のアパーチャ
２０７ 対物レンズ
２１４ マスク配置位置
２１８ 検出器
２２２ 固定ピン
３２６ 増幅器
３２８Ａ／Ｄ変換器
３３０ 電子線
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数算出方法及び荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数更新方法に係り、例えば、電子ビームを可変成形させながら試料に描画する電子ビーム描画装置の位置補正手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。ここで、電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、高精度の原画パターンの生産に用いられる。
【０００３】
図１５は、従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
可変成形型電子線描画装置（ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画装置）における第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形例えば長方形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向され、第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１の一部を通過して、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０に照射される。すなわち、第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、Ｘ方向に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０の描画領域に描画される。第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式という。
【０００４】
ここで、電子ビーム描画装置においては、寸法精度と共に位置精度は重要な要素となる。そこで、電子ビーム描画装置では、描画装置の座標系を理想的な座標系に補正するため、描画される試料の全面を所定のグリッド寸法でメッシュ状に分割し、各メッシュの頂点の位置を測定する。そして、測定された位置と設計上の位置との誤差から描画装置の座標系を補正している（かかる機能を「グリッドマッチングコレクション：ＧＭＣ」機能と呼ぶ。以下、かかる機能による補正をＧＭＣという。）。具体的には、レジストが塗布されたマスクブランクスの上述した各メッシュの頂点の位置に相当する位置にＧＭＣ測定用のパターンを描画する。そして、かかるマスクを現象及びエッチング等のプロセス処理を行なって、描画されたパターンから位置精度の測定を行なっていた。そして、得られた結果から描画装置の座標系を補正している。
【０００５】
ＧＭＣには、例えば３次の多項式補正とマップ補正が用いられ、描画装置の立ち上げ時に決めた多項式係数（補正係数）と補正マップとが使われている。また、描画装置を構成する各部品は、ねじ止めやエポキシ樹脂で固定されるが、これらが経年変化を起こすために上述した補正係数等が変動してしまう。よって、装置座標系が理想的な座標系からずれてしまい位置精度が劣化することになる。従来の描画されるパターンの線幅では、かかる経年変化から生じる位置ずれ量は、それほど問題視される量ではなかったが、近年の回路線幅の微細化に伴って問題になってきた。
【０００６】
ここで、経年変化する装置の座標系のずれを補正する技術に関連して、マルチビーム型電子ビーム装置において露光毎に行う各ビームのキャリブレーションについての記載が文献に開示されている（例えば、特許文献１参照）。かかる技術では、ステージ上の一箇所に配置されたファラデーカップやマーク群にビームを照射して、測定された位置と設計位置との関係からビーム座標系と偏向座標系とを一致させている。しかしながら、位置精度は、描画されるマスク面内の位置に依存して変化するため、一点の位置を測定しただけでは、十分な座標系の補正を行なうことは困難である。
【非特許文献１】特開平９−３３０８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、装置のハードウェア構成の経年変化により理想的な座標系からずれてしまう装置座標系の位置ずれ量が、近年の回路線幅の微細化に伴って問題になってきた。
図１６は、従来の直交度の経年変化を説明するための概念図である。
図１６では、描画領域全体をあるグリッド寸法でメッシュ分割して描画位置を示している。ここで、描画装置の立ち上げ時には、図１６（ａ）に示すように、立ち上げ時に決めた多項式係数（補正係数）や補正マップで装置の座標系を理想的な座標系に補正しているが、装置のハードウェア構成の経年変化により次第に図１６（ｂ）や図１６（ｃ）に示すように直交度にずれが生じていく。
【０００８】
図１７は、従来の直交度の経年変化の一例を示す図である。
図１７では、６種類のレイアウトパターンを描画装置で描画した場合の経過日数に対する直交度の変化を示している。いずれのレイアウトパターンも日数が経過することにより直交度が変化しているのがわかる。そして、描画装置の立ち上げ日から６ヶ月後の１８０日が経過したところで、描画装置の立ち上げ時に決めた多項式係数（補正係数）と補正マップとを更新している。しかし、更新後も一定日数は、直交度が維持されているが、その後もまた直交度が変化していくのがわかる。
【０００９】
よって、位置精度を維持するためには、ＧＭＣの補正係数の更新を短期間の周期で行なうことが望まれる。しかしながら、上述したように、レジストが塗布されたマスクブランクスにＧＭＣ測定用のパターンを描画して、マスクにプロセス処理を行なった後に描画されたパターンから位置精度の測定を行なっていたのでは、ＧＭＣの補正係数算出に約２日程度かかってしまう。ＧＭＣの補正係数算出のために約２日の期間を頻繁に費やしていたのではユーザの負担も大きいものとなる。
【００１０】
そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、補正係数を算出するために費やす時間を短縮することが可能な方法を提供すると共に、補正係数を更新する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数算出方法は、
荷電粒子ビーム描画装置の構成から生じる位置ずれを補正するための近似式の係数を算出する荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数算出方法において、
ステージ上で描画される試料の描画領域に相当する領域全体に規則的に配列された複数のマークを荷電粒子ビームを用いてスキャンするスキャン工程と、
スキャンされた各マークの位置のずれ量を装置の座標系でフィッティングして、フィッティングされた近似式の係数を算出する係数算出工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
プロセス処理を行なうのではなく、マークをスキャンすることにより各マークの位置を短時間で算出することができる。その結果、短時間で近似式の係数を算出することができる。
【００１３】
ここで、ステージ上に載置されたハーフエッチ基板上に形成された規則的に配列する前記複数のマークをスキャンすると好適である。
【００１４】
或いは、ステージ表面に加工された規則的に配列する前記複数のマークをスキャンするようにしてもまた好適である。
【００１５】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数更新方法は、
装置構成から生じる位置ずれを補正するための近似式の係数が記憶装置に格納された荷電粒子ビーム描画装置におけるかかる係数を更新する荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数更新方法において、
ステージ上で描画される試料の描画領域に相当する領域全体に規則的に配列された複数のマークを荷電粒子ビームを用いてスキャンするスキャン工程と、
スキャンされた各マークの位置のずれ量を装置の座標系でフィッティングして、フィッティングされた近似式の係数を算出する係数算出工程と、
算出された係数を前回の係数が格納されている記憶装置に上書きする更新工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１６】
上述したように、プロセス処理を行なうのではなく、マークをスキャンすることにより各マークの位置を短時間で算出することができる。その結果、短時間で近似式の係数を算出することができる。よって、短時間で前回の係数を更新することができる。
【００１７】
そして、６ヶ月より短い所定の時間毎に前記係数を更新することが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、短時間で近似式の係数を算出することができる。その結果、短い周期で係数を更新することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の他の荷電粒子を用いたビームでも構わない。
【００２０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画装置の位置補正係数算出方法並びに位置補正係数更新方法の要部工程を示すフローチャート図である。
図１において、実施の形態１における描画装置の位置補正係数算出方法は、スキャン工程（Ｓ１０２）、係数算出工程（Ｓ１０４）といった一例の工程を実施する。そして、位置補正係数更新方法は、位置補正係数算出方法の各工程に、さらに、更新工程（Ｓ１０６）を実施する。
【００２１】
図２は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。
図２において、荷電粒子ビーム描画装置の一例である描画装置１００は、描画部１５０を構成する電子鏡筒１０２、描画室１０３、ＸＹステージ１０５、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、偏向器２０８、検出器２１８、固定ピン２２２を備え、制御系として、制御計算機１２０、メモリ１３０、データベース１０９、偏向制御部の一例となる偏向制御回路１４０、偏向アンプ１４４、ステージ駆動回路１１４、増幅器３２６、Ａ／Ｄ（アナログ・デジタル）変換器３２８を備えている。
【００２２】
電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、偏向器２０８、検出器２１８が配置される。そして、描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上では、固定ピン２１２が配置され、固定ピン２１２により試料１０１が固定される。
【００２３】
また、制御計算機１２０は、測定部１２２、係数計算部１２４、マップ作成部１２６、描画制御部１２８といった各機能を有している。制御計算機１２０に入力される情報或いは演算処理中及び処理後の各情報はその都度メモリ１３０に記憶される。
【００２４】
そして、制御計算機１２０には、メモリ１３０、偏向制御回路１４０、データベース１０９、ステージ駆動回路１１４、Ａ／Ｄ変換器３２８が図示していないバスを介して接続されている。偏向制御回路１４０は、偏向アンプ１４４を介して偏向器２０８に接続される。また、Ａ／Ｄ変換器３２８は、増幅器３２６を介して検出器２１８に接続される。
【００２５】
図２では、本実施の形態１を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。また、図２では、コンピュータの一例となる制御計算機１２０で、測定部１２２、係数計算部１２４、マップ作成部１２６、描画制御部１２８といった各機能の処理を実行するように記載しているがこれに限るものではなく、電気的な回路によるハードウェアにより実施させても構わない。或いは、電気的な回路によるハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、かかるハードウェアとファームウェアとの組合せでも構わない。
【００２６】
電子銃２０１から出た荷電粒子ビームの一例となる電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の穴を持つ第１のアパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１のアパーチャ２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ２０６上に投影される。かかる第２のアパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像の位置は、偏向器２０５によって偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。そして、第２のアパーチャ２０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、偏向器２０８により偏向され、連続移動するＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。偏向器２０８は、偏向制御回路１４０に制御され、ＸＹステージ１０５は、ステージ駆動回路１１４に制御される。
【００２７】
図３は、実施の形態１におけるＸＹステージの上面概念図である。
ＸＹステージ１０５上には、３本の固定ピン２１２が配置され、マスク配置位置２１４に描画されるマスク等の試料１０１が配置されることになる。そして、ＸＹステージ１０５上には、マスク配置位置２１４と重ならないように位置を異にして、ハーフエッチ基板２０が配置されている。実施の形態１では、後述するように、このハーフエッチ基板２０を用いて描画領域の各位置を測定することになる。ＸＹステージ１０５上に、マスク配置位置２１４と位置を異にして、ハーフエッチ基板２０が配置されることで、試料１０１の描画の動作に邪魔しないようにすることができる。さらには、ハーフエッチ基板２０を必要に応じて配置しておくようにしておけば、ハーフエッチ基板２０をその都度ＸＹステージ１０５上に搬送する手間を省くことができる。その結果、搬送にかかる時間を短縮することができる。図３でも、本実施の形態１を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。よって、その他の構成が配置されることを排除するものではない。
【００２８】
図４は、実施の形態１におけるハーフエッチ基板の一例を示す概念図である。
図４において、ハーフエッチ基板２０は、ＸＹステージ１０５上で描画される試料１０１の描画領域と同じ領域の大きさ、或いは、試料１０１と同じ大きさに形成されている。そして、ハーフエッチ基板２０には、描画される試料１０１の描画領域に相当する領域全体に規則的に配列された複数のマーク１０が形成されている。領域全体をカバーすることで、位置に依存する位置ずれ量を測定することができる。
【００２９】
図５は、実施の形態１におけるマークの一例を示す概念図である。
マーク１０は、十字型のパターンとして形成される。そして、例えば、パターン幅が５μｍ、十字の長さが縦横それぞれ５０μｍに形成されている。かかる寸法はこれらに限るものではなく、必要に応じて寸法を適宜選択すればよい。
【００３０】
図６は、実施の形態１におけるハーフエッチ基板の断面を示す概念図である。
ハーフエッチ基板２０は、ガラス基板２２上にクロム（Ｃｒ）膜２４を形成後、所定のリソグラフィ工程を経てマーク１０がパターン形成されている。その際、凸部となるマーク以外の位置でもＣｒ膜２４が残るようにエッチングして形成される。電子ビーム２００がガラス基板２２に直接当たるとガラス基板２２が劣化してしまうが、このようにハーフエッチにすることで、マーク１０の周辺上に電子ビーム２００を走査させる場合でもガラス基板２２が劣化することを防止することができる。よって、１枚のハーフエッチ基板２０を繰り返し使用することができる。その結果、短期間に何度もマーク１０の位置を測定することができる。ここでは、マーク１０を凸状に形成しているが、逆に凹状になるようにパターン形成してもよい。
【００３１】
以上のようなハーフエッチ基板２０を用いて、以下、描画装置の位置補正係数算出方法並びに位置補正係数更新方法の各工程を実施していく。
Ｓ（ステップ）１０２において、スキャン工程として、描画装置１００は、ＸＹステージ１０５上で描画される試料の描画領域に相当する領域全体に規則的に配列された複数のマーク１０を電子ビーム２００を用いてスキャンする。
【００３２】
図７は、実施の形態１における反射電子を計測する様子を説明するための概念図である。
まず、電子ビーム２００がハーフエッチ基板２０を照射するようにＸＹステージ１０５を移動させて調整しておく。そして、図７に示すように例えば四角形に成形された電子ビーム２００をマーク１０に向かって走査していく。その際、電子ビーム２００の照射によりＣｒ膜２４から反射電子１２が飛び出す。そして、飛び出した反射電子１２を検出器２１８で検出する。検出器２１８で検出された信号は、増幅器３２６で増幅され、Ａ／Ｄ変換器３２８でデジタル情報に変換され、測定部１２２にデジタル信号して送られる。そして、ここでは、マーク１０の位置のＣｒ膜２４の厚さとそれ以外の位置のＣｒ膜２４の厚さとが異なるため、検出される信号に差が生じ、測定部１２２は、マーク１０の位置を測定することができる。
【００３３】
図８は、実施の形態１における検出出力の一例を示す図である。
図８に示すように、凸状に形成されたマーク１０の位置では、他の位置に比べて検出器２１８からの検出出力が大きくなる。
【００３４】
以上のようにして、全てのマーク１０をスキャンして、各マーク１０の位置を測定する。
【００３５】
図９は、実施の形態１におけるマーク位置のマップの一例を示す図である。
図９において、実線で示す理想的な座標系のマップに対し、実際に測定されるマーク１０の位置をマップにした場合には、点線で示すように歪みが生じている。図９では、理想的な座標系の各位置から測定された各位置へ矢印で位置ずれ量（ベクトル量）を示している。ここで測定された位置には、ステージ座標、直行度、及び図示していないステージ位置測長用のミラー曲がりによる歪みも含まれる。図９では、３×３の９点の位置を示しているが、これに限るものではなく、さらに、多くの点の位置を測定してもよい。マーク１０の数と同じ数の位置が測定されることになる。
【００３６】
ここで、測定されるハーフエッチ基板２０上のマーク１０の数は、精度に応じて適宜設ければよい。好ましくは、３×３の９点以上が望ましい。図２では、対物偏向器として偏向器２０８が１つ記載されているが、主副２段偏向で構成する場合には、主偏向位置の数だけマーク１０をハーフエッチ基板２０に設けることがなお望ましい。
【００３７】
Ｓ１０４において、係数算出工程として、係数計算部１２４は、スキャンされた各マーク１０の位置のずれ量を装置の座標系でフィッティングして、フィッティングされた近似式の係数を算出する。
図１０は、実施の形態１におけるフィッティング関数の一例を示す図である。
最小２乗法を用いて理想的な座標系に設定されている装置の座標系における座標（Ｘ，Ｙ）を変数とする３次関数（近似式）でスキャンされた各マーク１０の位置のずれ量をフィッティングする。フィッティングは、ｘ方向とｙ方向それぞれ行い、フィッティングされたｘ方向の近似式の係数ａ０〜ａ９とｙ方向の近似式の係数ｂ０〜ｂ９を求める。かかる係数ａ０〜ａ９と係数ｂ０〜ｂ９が、描画装置１００のハードウェア構成から生じる位置ずれを補正するための位置補正係数（ＧＭＣ係数）となる。
【００３８】
図１１は、実施の形態１におけるマーク位置のマップの他の例を示す図である。
図１１では、図９と同様、実線で示す理想的な座標系のマップに対し、実際に測定されるマーク１０の位置をマップにした場合には、点線で示すように歪みが生じている。そして、図９と同様、図１１では、理想的な座標系の各位置から測定された各位置へ矢印で位置ずれ量（ベクトル量）を示している。ここで測定された位置には、ステージ座標、直行度、及び図示していないステージ位置測長用のミラー曲がりによる歪みも含まれる点も同様である。ここでは、５×５の２５点の場合を示している。上述した３次の多項式では、補正しきれない場合等では、マップによる補正が有効である。そこで、マップ作成部１２６より図１１に示すような補正マップが作成され、作成された補正マップを装置の座標系からの位置ずれ量の補正に利用する。ある任意の座標（ｘ，ｙ）位置における位置ずれ量ΔＧ（ｘ，ｙ）を求める場合には、図１１に示すように、座標（ｘ，ｙ）を取り囲む周辺の４つの測定点の位置ずれ量ΔＧで内挿して求めればよい。ここで、座標（ｉ，ｊ）は、測定点の座標を示している。
【００３９】
Ｓ１０６において、更新工程として、係数計算部１２４は、算出された係数を前回の係数が格納されているデータベース１０９（記憶装置の一例）に上書きする。これによりＧＭＣ係数を更新することができる。また、データベース１０９には、補正マップも同様に格納しておき、マップ作成部１２６は、作成した補正マップを前回の補正マップが格納されているデータベース１０９（記憶装置の一例）に上書きする。このようにして補正マップも更新することができる。
【００４０】
そして、描画制御部１２８は、データベース１０９から最新のＧＭＣ係数と補正マップを読み出し、偏向制御回路１４０に補正された偏向位置へと電子ビーム２００を偏向させるための信号を出力する。そして、ステージ駆動回路１１４に対しても補正された位置へとＸＹステージ１０５を移動させるための信号を出力する。
【００４１】
以上のようにして、描画装置の座標系が補正された状態で電子ビーム２００が試料１０１に照射される。
【００４２】
図１２は、更新前後の描画位置の一例を示す図である。
経年変化しているにも関わらずＧＭＣ係数を更新せずに古いＧＭＣ係数で描画位置の補正を行なうと図１２（ａ）に示すように歪みが発生してしまうのに対し、所定の周期でＧＭＣ係数を更新することで、図１２（ｂ）に示すように描画位置の歪みを解消することができる。所定の周期としては、６ヶ月以内が望ましく、より好ましくは１回／１日がよい。
【００４３】
また、所定の周期としては、１回／１日より少なくして、例えば、１回／１月にする場合などは、位置ずれ量の時間依存の変化量から平均化した１日あたりの変化量を求めて、かかる１日あたりの変化量に基づいて、ＧＭＣ係数や補正マップを毎日更新させるようにしても好適である。例えば、前回測定した結果とその１ヶ月後の結果とを直線で結び、その月の日数で割った値を１日あたりの変化量としてもよい。
【００４４】
ここでは、補正マップも更新しているが、ＧＭＣ係数を用いた多項式による補正だけでも構わない。逆に、補正マップによる補正だけでも構わない。より好ましくは、両方を用いるのがよい。
【００４５】
以上のように、ビームをスキャンすることで、従来に比べ短時間でＧＭＣ係数や補正マップを得ることができるので、短い周期でデータベース１０９内のデータの更新を行なうことができる。その結果、より精度の高い位置に描画することができる。
【００４６】
実施の形態２．
図１３は、実施の形態２におけるＸＹステージの上面概念図である。
ＸＹステージ１０５上には、３本の固定ピン２１２が配置され、マスク配置位置２１４に描画されるマスク等の試料１０１が配置されることになる。そして、ＸＹステージ１０５の表面には、マスク配置位置２１４と同じ位置に、描画領域に相当する領域全体に規則的に配列された複数の位置マーク１８が加工されている。領域全体をカバーすることで、位置に依存する位置ずれ量を測定することができる。
【００４７】
図１４は、実施の形態２における位置マークの一例を示す概念図である。
位置マーク１８には、シリコン（Ｓｉ）１６の下地にマーク１４が十字型のパターンとして形成される。そして、例えば、パターン幅が５μｍ、十字の長さが縦横それぞれ５０μｍに形成されている。かかる寸法はこれらに限るものではなく、必要に応じて寸法を適宜選択すればよい。そして、かかる位置マーク１８が、描画領域に相当する領域全体に規則的に配列されている。
【００４８】
実施の形態２では、実施の形態１におけるハーフエッチ基板２０の代わりに、ＸＹステージ１０５の表面に直接、複数の位置マーク１８を加工しておき、かかる複数の位置マーク１８内のマーク１４の位置を電子ビーム２００でスキャンして測定することで、ＧＭＣ係数の算出や補正マップの作成を行なう。その他の装置構成や、ＧＭＣ係数の算出並びに補正マップの作成、および描画動作等は、実施の形態１と同様で構わないため説明を省略する。
【００４９】
以上のように、実際に描画される試料１０１が配置されるマスク配置位置２１４と同じ位置で各マーク１４をスキャンすることで、別の場所に配置した実施の形態１のハーフエッチ基板２０を用いる場合よりＸＹステージ１０５の表面位置に依存する誤差を低減することができる。また、ＸＹステージ１０５上に加工されているので、測定される基板等の搬送の手間を省くことができる。その結果、搬送にかかる時間を短縮することができる。図１３でも、本実施の形態２を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。よって、その他の構成が配置されることを排除するものではない。
【００５０】
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
【００５１】
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、描画装置１００を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。
【００５２】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての荷電粒子ビーム描画方法、荷電粒子ビーム描画装置、荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数算出方法及び荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数更新方法は、本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施の形態１における描画装置の位置補正係数算出方法並びに位置補正係数更新方法の要部工程を示すフローチャート図である。
【図２】実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。
【図３】実施の形態１におけるＸＹステージの上面概念図である。
【図４】実施の形態１におけるハーフエッチ基板の一例を示す概念図である。
【図５】実施の形態１におけるマークの一例を示す概念図である。
【図６】実施の形態１におけるハーフエッチ基板の断面を示す概念図である。
【図７】実施の形態１における反射電子を計測する様子を説明するための概念図である。
【図８】実施の形態１における検出出力の一例を示す図である。
【図９】実施の形態１におけるマーク位置のマップの一例を示す図である。
【図１０】実施の形態１におけるフィッティング関数の一例を示す図である。
【図１１】実施の形態１におけるマーク位置のマップの他の例を示す図である。
【図１２】更新前後の描画位置の一例を示す図である。
【図１３】実施の形態２におけるＸＹステージの上面概念図である。
【図１４】実施の形態２における位置マークの一例を示す概念図である。
【図１５】従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
【図１６】従来の直交度の経年変化を説明するための概念図である。
【図１７】従来の直交度の経年変化の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０，１４ マーク
１２ 反射電子
１６ Ｓｉ
１８ 位置マーク
２０ ハーフエッチ基板
２２ ガラス基板
２４ Ｃｒ膜
１００ 描画装置
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１０９ データベース
１１４ ステージ駆動回路
１２０ 制御計算機
１２２ 測定部
１２４ 係数計算部
１２６ マップ作成部
１２８ 描画制御部
１３０ メモリ
１４０ 偏向制御回路
１４４ 偏向アンプ
１５０ 描画部
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３，４１０ 第１のアパーチャ
２０４ 投影レンズ
２０５，２０８ 偏向器
２０６，４２０ 第２のアパーチャ
２０７ 対物レンズ
２１４ マスク配置位置
２１８ 検出器
２２２ 固定ピン
３２６ 増幅器
３２８Ａ／Ｄ変換器
３３０ 電子線
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビーム描画装置のハードウェア構成から生じる位置ずれを補正するための近似式の係数を算出する荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数算出方法において、
ステージ上で描画される試料の描画領域に相当する領域全体に規則的に配列された複数のマークを荷電粒子ビームを用いてスキャンするスキャン工程と、
スキャンされた各マークの位置のずれ量を装置の座標系でフィッティングして、フィッティングされた近似式の係数を算出する係数算出工程と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数算出方法。
【請求項２】
前記ステージ上に載置されたハーフエッチ基板上に形成された規則的に配列する前記複数のマークをスキャンすることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数算出方法。
【請求項３】
前記ステージ表面に加工された規則的に配列する前記複数のマークをスキャンすることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数算出方法。
【請求項４】
装置のハードウェア構成から生じる位置ずれを補正するための近似式の係数が記憶装置に格納された荷電粒子ビーム描画装置における前記係数を更新する荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数更新方法において、
ステージ上で描画される試料の描画領域に相当する領域全体に規則的に配列された複数のマークを荷電粒子ビームを用いてスキャンするスキャン工程と、
スキャンされた各マークの位置のずれ量を装置の座標系でフィッティングして、フィッティングされた近似式の係数を算出する係数算出工程と、
算出された係数を前回の係数が格納されている前記記憶装置に上書きする更新工程と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数更新方法。
【請求項５】
６ヶ月より短い所定の時間毎に前記係数を更新することを特徴とする請求項４記載の荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数更新方法。
【請求項１】
荷電粒子ビーム描画装置のハードウェア構成から生じる位置ずれを補正するための近似式の係数を算出する荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数算出方法において、
ステージ上で描画される試料の描画領域に相当する領域全体に規則的に配列された複数のマークを荷電粒子ビームを用いてスキャンするスキャン工程と、
スキャンされた各マークの位置のずれ量を装置の座標系でフィッティングして、フィッティングされた近似式の係数を算出する係数算出工程と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数算出方法。
【請求項２】
前記ステージ上に載置されたハーフエッチ基板上に形成された規則的に配列する前記複数のマークをスキャンすることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数算出方法。
【請求項３】
前記ステージ表面に加工された規則的に配列する前記複数のマークをスキャンすることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数算出方法。
【請求項４】
装置のハードウェア構成から生じる位置ずれを補正するための近似式の係数が記憶装置に格納された荷電粒子ビーム描画装置における前記係数を更新する荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数更新方法において、
ステージ上で描画される試料の描画領域に相当する領域全体に規則的に配列された複数のマークを荷電粒子ビームを用いてスキャンするスキャン工程と、
スキャンされた各マークの位置のずれ量を装置の座標系でフィッティングして、フィッティングされた近似式の係数を算出する係数算出工程と、
算出された係数を前回の係数が格納されている前記記憶装置に上書きする更新工程と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数更新方法。
【請求項５】
６ヶ月より短い所定の時間毎に前記係数を更新することを特徴とする請求項４記載の荷電粒子ビーム描画装置の位置補正係数更新方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００８−８５１２０（Ｐ２００８−８５１２０Ａ）
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２６４１９０（Ｐ２００６−２６４１９０）
【出願日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【出願人】（５０４１６２９５８）株式会社ニューフレアテクノロジー (669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【出願人】（５０４１６２９５８）株式会社ニューフレアテクノロジー (669)
【Ｆターム（参考）】
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