(57)【要約】【課題】描画装置の位置補正を精度高く実施する。【解決手段】描画装置が描画したパターン１３のパターン座標を測定する。続いて、測定したパターン座標とパターン１３の設計位置とのずれ量を算出する。また、パターン１３の両側エッジの側壁角度を測定する。続いて、測定した側壁角度に基づいて、パターン１３の両側側壁形状の非対称性から生ずる位置補正量を算出する。続いて、算出した位置補正量に基づいて、算出したずれ量を補正する。続いて、補正したずれ量を描画装置に出力する。これにより、描画装置の位置補正を精度高く実施することが可能である。【選択図】図６
2014216490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
描画装置のパターン描画位置を補正するための方法であって、
前記描画装置が描画したパターンのパターン座標を測定するパターン座標測定工程と、
前記パターン座標測定工程で測定したパターン座標と前記パターンの設計位置とのずれ量を算出するパターン座標ずれ量算出工程と、
前記パターンの両側エッジの側壁角度を測定する側壁角度測定工程と、
前記側壁角度測定工程で測定した側壁角度に基づいて、前記パターンの両側側壁形状の非対称性から生ずる位置補正量を算出する位置補正量算出工程と、
前記位置補正量算出工程で算出した位置補正量に基づいて、前記パターン座標ずれ量算出工程で算出したずれ量を補正するずれ量補正工程と、
前記ずれ量補正工程で補正したずれ量を前記描画装置に出力する補正後ずれ量出力工程と、を有することを特徴とするパターン座標補正方法。
【請求項２】
前記パターン座標測定工程は、前記パターンに光を照射し、照射した光の反射光の強度プロファイルに基づいて前記パターンのパターン座標を測定することを特徴とする請求項１に記載のパターン座標補正方法。
【請求項３】
前記側壁角度測定工程は、少なくとも２つ以上の二次電子検出器を備えた走査型電子顕微鏡を用いて、前記パターンの両側エッジの側壁角度を測定することを特徴とする請求項１または２に記載のパターン座標補正方法。
【請求項４】
前記側壁角度測定工程は、チルト機能を備えた走査型電子顕微鏡を用いて、前記パターンの両側エッジの側壁角度を測定することを特徴とする請求項１または２に記載のパターン座標補正方法。
【請求項５】
前記側壁角度測定工程は、パターン表面形状を測定可能な原子間力顕微鏡を用いて、前記パターンの両側エッジの側壁角度を測定することを特徴とする請求項１または２に記載のパターン座標補正方法。
【請求項６】
前記位置補正量算出工程は、
位置補正量＝｜tan（９０−θＡ）−tan（９０−θＢ）｜×Ｈ/２
（θＡは左側あるいは上側エッジの側壁角度、θＢは右側あるいは下側エッジの側壁角度、Ｈはパターン高さを意味する）
の式に従って、パターン両側側壁形状の非対称性から生ずる位置補正量を算出することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のパターン座標補正方法。
【請求項７】
描画装置のパターン描画位置を補正するための装置であって、
前記描画装置が描画したパターンのパターン座標を測定するパターン座標測定部と、
前記パターン座標測定部が測定したパターン座標と前記パターンの設計位置とのずれ量を算出するパターン座標ずれ量算出部と、
前記パターンの両側エッジの側壁角度を測定する側壁角度測定部と、
前記側壁角度測定部が測定した側壁角度に基づいて、前記パターンの両側側壁形状の非対称性から生ずる位置補正量を算出する位置補正量算出部と、
前記位置補正量算出部が算出した位置補正量に基づいて、前記パターン座標ずれ量算出部が算出したずれ量を補正するずれ量補正部と、
前記ずれ量補正部が補正したずれ量を前記描画装置に出力する補正後ずれ量出力部と、を有することを特徴とするパターン座標補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビーム描画装置（以下、単に描画装置とも呼ぶ）のパターン描画位置を補正するパターン座標補正方法およびパターン座標補正装置に係り、特に、フォトマスク、レチクル等の試料（以下、単にマスクとも呼ぶ）面上に形成するパターンの位置座標を高精度に補正するパターン座標補正方法およびパターン座標補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＳＩ等の半導体デバイスの高集積化に伴い、半導体デバイスの回路パターンが微細化および複雑化する傾向にある。そして、微細な回路パターンを形成するために、高精度の原画パターンとしてのフォトマスクやレチクル等の試料（マスク）が必要となり、パターンの位置精度や寸法精度の要求水準はますます厳しくなっている。
高精度のマスクを製造するために、優れた解像度を有する描画装置が用いられている。マスクのパターンの位置ずれの要因としては、マスク材料に起因するものと、描画装置に起因するものとがある。パターンの位置ずれは、このうち描画装置のパターニング精度に大きく依存している。マスクの撓み、ステージの走行精度、およびステージに設けられたミラーの曲がりなどに起因して描画位置のずれが生じる。それゆえ、マスクのパターンの位置精度を向上させるためには、描画装置の描画位置精度を高める必要がある。
【０００３】
ここで、マスクのパターンの位置精度は、設計位置からの誤差で定義される。マスク上に形成された複数の座標測定用パターンを測定し、各パターンの測定座標と設計座標との差分を描画位置ずれ量として算出し、算出した描画位置ずれ量を描画装置の座標系でフィッティングする方法がある（例えば、特許文献１参照）。パターンの座標測定には、光学式の座標測定装置（LMS-IPRO、KLA-Tencor社製）が広く用いられている。
【０００４】
マスクのパターンの高精度な位置精度を保証するために、定期的に描画装置の位置補正を行っている。マスクにおけるパターンの位置精度は、マスク上の基準格子からのパターンのずれ量で管理するのが通例である。図１３は、マスク上の基準格子とパターンのずれ量（マスク位置誤差）の例である。通常、基準格子は、正方形を理想格子としている。図１３（ａ）に示すように、マスク上に設計パターンに基づき基準格子６０を形成し、形成した基準格子の６０の格子点を位置測定点６１として設定する。格子間隔は、マスク上で任意の距離に設定する。次に、図１３（ｂ）に示すように、製造したマスクパターン（実線）の格子点（位置測定点）７０の座標を座標測定装置で測定し、測定した座標と基準格子（破線）とのずれ量（位置誤差）７１を算出し、算出したずれ量を描画装置に出力する。これにより、描画装置は、描画装置のパターニング位置精度を管理している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−８５１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
座標測定装置（ＩＰＲＯ）が行う測定の方法には、反射測定と透過測定とがある。反射測定では、マスク上面側より光を入射し、入射した光の反射光の強度分布の半値幅を基に寸法を算出し、算出した寸法を基に中心線を計算する。これにより、反射測定では、座標を求めている。一方、透過測定では、マスク下面側から光を入射し、入射した光の透過光の強度分布を基に反射測定と同様に座標を求めている。透過測定の場合は、マスク固定用のクランプの影響があるため、一般的には、反射測定が用いられている。
【０００７】
反射測定の座標測定値は、膜面側のパターンの側壁形状に依存する。例えば、パターンの両側エッジの側壁角が左右対称であれば（図１４（ａ））、反射光強度分布８０の測定中心線（座標位置）８１は、パターンの中心として正しく測定されるが、パターンの両側エッジの側壁角に左右差があると（図１４（ｂ））、反射光強度分布８２の測定中心線（座標位置）８３は、パターンの中心８１から位置がずれてしまう。マスクパターンの微細化に伴い、マスクパターンの重ね合わせ精度も極めて厳しくなり、設計パターンに基づく基準格子からのずれ量が数nm以内の仕様が求められるようになっているため、パターンの両側エッジの側壁形状によって測定座標位置がずれる事も考慮しなければならない。
【０００８】
また、描画装置の位置補正は、管理マスクを用いて行っている。管理マスクとしては、例えば、描画装置でパターン露光・現像してレジストパターンを形成したマスクを用いる場合や、その後、ドライエッチング・洗浄工程を経て作成したマスクを用いる場合がある。例えば、後者のマスクを用いる場合、ドライエッチングの影響で、管理マスクのパターンの両側エッジの側壁角が左右非対称になると、それに依存してパターンの測定座標位置がずれてしまう。それゆえ、パターンの測定座標位置の測定結果を用いて描画装置の位置補正を行うと、本来補正したい描画装置による位置ずれ量ではなく、マスク作製プロセスによって生じた位置ずれ量まで含まれてしまい、正確な補正ができない。
【０００９】
特許文献１には、描画位置ずれ量を補正する方法が記載されているが、パターンの両側エッジの側壁形状によって生ずる位置ずれ量までは考慮されておらず、描画位置ずれ量をより高精度に補正する方法としては不適である。
本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであり、描画装置の位置補正を精度高く実施可能なパターン座標補正方法およびパターン座標補正装置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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の一態様のパターン座標補正方法は、
描画装置のパターン描画位置を補正するための方法であって、前記描画装置が描画したパターンのパターン座標を測定するパターン座標測定工程と、前記パターン座標測定工程で測定したパターン座標と前記パターンの設計位置とのずれ量を算出するパターン座標ずれ量算出工程と、前記パターンの両側エッジの側壁角度を測定する側壁角度測定工程と、前記側壁角度測定工程で測定した側壁角度に基づいて、前記パターンの両側側壁形状の非対称性から生ずる位置補正量を算出する位置補正量算出工程と、前記位置補正量算出工程で算出した位置補正量に基づいて、前記パターン座標ずれ量算出工程で算出したずれ量を補正するずれ量補正工程と、前記ずれ量補正工程で補正したずれ量を前記描画装置に出力する補正後ずれ量出力工程と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、前記パターン座標測定工程は、前記パターンに光を照射し、照射した光の反射光の強度プロファイルに基づいて前記パターンのパターン座標を測定してもよい。
さらに、前記側壁角度測定工程は、少なくとも２つ以上の二次電子検出器を備えた走査型電子顕微鏡を用いて、前記パターンの両側エッジの側壁角度を測定してもよい。
また、前記側壁角度測定工程は、チルト機能を備えた走査型電子顕微鏡を用いて、前記パターンの両側エッジの側壁角度を測定してもよい。
【００１２】
さらに、前記側壁角度測定工程は、パターン表面形状を測定可能な原子間力顕微鏡を用いて、前記パターンの両側エッジの側壁角度を測定してもよい。
また、前記位置補正量算出工程は、位置補正量＝｜tan（９０−θＡ）−tan（９０−θＢ）｜×Ｈ/２（θＡは左側あるいは上側エッジの側壁角度、θＢは右側あるいは下側エッジの側壁角度、Ｈはパターン高さを意味する）の式に従って、パターン両側側壁形状の非対称性から生ずる位置補正量を算出してもよい。
【００１３】
さらに、本発明の一態様のパターン座標補正装置は、
描画装置のパターン描画位置を補正するための装置であって、前記描画装置が描画したパターンのパターン座標を測定するパターン座標測定部と、前記パターン座標測定部が測定したパターン座標と前記パターンの設計位置とのずれ量を算出するパターン座標ずれ量算出工程と、前記パターンの両側エッジの側壁角度を測定する側壁角度測定工程と、前記側壁角度測定部が測定した側壁角度に基づいて、前記パターンの両側側壁形状の非対称性から生ずる位置補正量を算出する位置補正量算出工程と、前記位置補正量算出部が算出した位置補正量に基づいて、前記パターン座標ずれ量算出部が算出したずれ量を補正するずれ量補正工程と、前記ずれ量補正部が補正したずれ量を前記描画装置に出力する補正後ずれ量出力工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様によれば、パターンの両側エッジの側壁形状の非対象性による測定座標の位置ずれ量を補正でき、描画装置の位置補正を精度高く実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】パターン座標測定装置の概略構成を示す構成図である。
【図２】座標測定部１の概略構成を示す構成図である。
【図３】フレームメモリ２２に格納されているデジタル画像を示すイメージ図である。
【図４】図３のＸ方向のプロファイル抽出範囲ボックス２５における反射光の強度プロファイル２７を示す図である。
【図５】側壁角度測定部５の概略構成を示す構成図である。
【図６】パターン座標補正方法を示すフローチャートである。
【図７】位置補正量の算出工程を説明するための説明図である。
【図８】パターン座標と設計位置とのずれ量分布を示す分布図である。
【図９】位置補正量分布を示す分布図である。
【図１０】補正後の位置ずれを示す分布図である。
【図１１】従来技術による実施例の設計位置とのずれ量を示す分布図である。
【図１２】実施例の設計位置とのずれ量を示す分布図である。
【図１３】基準格子との位置ずれを示す図である。
【図１４】側壁形状と測定座標位置との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明の実施形態について図面（図１〜図１２）を参照して説明する。
なお、以下の説明では、座標測定部および側壁角度測定部を一つの装置に設ける構成について述べるが、座標測定部および側壁角度測定部を別々の装置としてもよい。
【００１７】
（パターン座標測定装置の構成）
図１は、パターン座標測定装置の概略構成を示す構成図である。
図１に示すように、パターン座標測定装置は、座標測定部１と、座標データ保存部２と、データ計算部３と、位置ずれデータ保存部４と、側壁角度測定部５と、側壁角度データ保存部６と、データ計算部７と、位置補正データ保存部８と、データ計算部９と、補正データ出力部１０とを備える。
【００１８】
座標測定部１は、マスク上のパターンのパターン座標を測定する。パターンとしては、例えば、電子ビーム描画装置（描画装置）でマスク上に予め描画されているものがある。そして、座標測定部１は、測定結果を座標データ保存部２に出力する。座標データ保存部２は、座標測定部１が出力した測定結果、つまり、座標測定部１が測定したパターン座標を保存する。データ計算部３は、座標データ保存部２が保存しているパターン座標と、マスク上のパターンの設計位置とのずれ量を算出する。そして、データ計算部３は、算出結果を位置ずれデータ保存部４に出力する。位置ずれデータ保存部４は、データ計算部３が出力した算出結果、つまり、データ計算部３が算出したずれ量を保存する。
【００１９】
側壁角度測定部５は、マスク上のパターンの両側エッジの側壁角度を測定する。そして、側壁角度測定部５は、測定結果を側壁角度データ保存部６に出力する。側壁角度データ保存部６は、側壁角度測定部５が出力した測定結果、つまり、側壁角度測定部５が測定したパターン側壁角度を保存する。データ計算部７は、側壁角度データ保存部６が保存している側壁角度に基づいて、マスク上のパターンの両側エッジの側壁形状の非対称性から生ずる位置補正量を算出する。そして、データ計算部７は、算出結果を位置補正データ保存部８に出力する。位置補正データ保存部８は、データ計算部７が算出した算出結果、つまり、データ計算部７が算出した位置補正量を保存する。
【００２０】
データ計算部９は、位置補正データ保存部８が保存している位置補正量に基づいて、位置ずれデータ保存部４が保存しているずれ量を補正する。そして、データ計算部９は、補正したずれ量を補正データ出力部１０に出力する。補正データ出力部１０は、データ計算部９が出力した補正結果、つまり、補正したずれ量を補正データとする。そして、補正データ出力部１０は、算出した補正データを描画装置に転送（出力）する。
【００２１】
（座標測定部１の構成）
図２は、座標測定部１の概略構成を示す構成図である。
図２に示すように、座標測定部１は、マスク１２がＸ−Ｙステージ１１に載置され、載置されたマスク１２をＸ−Ｙステージ１１で二次元的に移動可能とする。Ｘ−Ｙステージ１１の位置は、レーザ干渉計１４で測定され、ＣＰＵ２３に出力される。また、座標測定部１は、光源１６から光を出射し、出射した光を照明光路１５を通って対物レンズ１７で集光し、集光した光でマスク１２上のパターン１３に照射する。パターン１３に光を照射すると、パターン１３で光が反射され、座標測定部１は、反射された光、つまり、照射した光の反射光が対物レンズ１７を通ってミラー１８で反射し、反射した光を検出器１９上に結像する。検出器１９は、光信号を電気信号に変換するＣＣＤカメラ２０で構成されている。それゆえ、検出器１９（ＣＣＤカメラ２０）上に結像すると、座標測定部１は、結像したパターン１３の画像をＡ/Ｄコンバータ２１でデジタル変換し、変換したデジタル画像をデジタル画像をＸ−Ｙステージ１１の位置を基にフレームメモリ２２に格納し、フレームメモリ２２に格納したＣＰＵ２３で解析する。
【００２２】
図３は、フレームメモリ２２に格納されているデジタル画像（パターン１３の反射光の強度プロファイル）を示すイメージ図である。図４は、図３のＸ方向のプロファイル抽出範囲ボックス２５における反射光の強度プロファイル２７を示す図である。
図４に示すように、反射光の強度の閾値（５０％）と反射光の強度プロファイル２７との交点をパターンのエッジ位置としてそれぞれＥ1、Ｅ2とすると、パターン１３のＸ座標はそれらの中点Ｅ＝（Ｅ1＋Ｅ2）/２となる。また、パターン１３のＹ座標は、Ｙ方向のプロファイル抽出範囲ボックス２６における反射光の強度プロファイル２７を用いて、Ｘ座標と同様な方法で演算可能である。これにより、座標測定部１（ＣＰＵ２３）は、マスク１２上のパターン１３の二次元の座標（パターン座標）を解析する。
【００２３】
（側壁角度測定部５の構成）
図５は、側壁角度測定部５の概略構成を示す構成図である。
側壁角度測定部５としては、例えば、走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope：ＳＥＭ）がある。図５に示すように、側壁角度測定部５（ＳＥＭ）は、電子鏡筒３０の中の電子銃３１が電子線３２を発し、発した電子線３２をコンデンサレンズ３３で集束し、収束した電子線３２を偏向コイル３４で位置決めし、位置決めした電子線３２を対物レンズ３５による焦点合わせを経てパターン１３に照射する。パターン１３に照射すると、パターン１３から二次電子が放出され、側壁角度測定部５は、放出された二次電子を電子鏡筒３０の底部の二次電子検出手段３６で検出する。二次電子検出手段３６は、少なくとも２つ以上の電子検出器を備えている。それゆえ、二次電子検出手段３６（２つ以上の電子機器）で二次電子を検出すると、側壁角度測定部５は、検出した二次電子を基にＳＥＭ画像を取得する。ＳＥＭ画像を取得すると、側壁角度測定部５は、取得したＳＥＭ画像を信号処理手段４１で信号処理する。信号処理手段４１では、例えば、側壁角度を測定したいパターン１３に応じて、各々の電子検出器で取得された画像を加算あるいは減算するなどの処理を行う。ＳＥＭ画像を信号処理すると、側壁角度測定部５は、パターンエッジに対向する側に配置された電子検出器で取得された信号波形からエッジ位置算出手段４２でパターン１３のボトムエッジ位置を検出する。また、側壁角度測定部５は、左右の電子検出器の減算によって取得された信号波形からエッジ位置算出手段４２でパターン１３のトップエッジ位置を検出する。パターン１３のボトムエッジ位置およびトップエッジ位置を検出すると、側壁角度測定部５は、パターン１３のボトムエッジとトップエッジとの間の距離を側壁角度算出手段４３でパターンの側壁幅Ｗとして求める。そして、側壁角度測定部５は、予め別の方法等で求めたパターン１３の高さＨと側壁幅Ｗとを基に側壁角度算出手段４３で側壁角度θ（＝tan-1（Ｈ/Ｗ））を求める。これにより、側壁角度測定部５は、パターン１３の両側エッジの側壁角度を測定する。
【００２４】
なお、パターン１３の側壁角度を測定するための手段は別の手段であってもよい。例えば、図示しない、従来技術であるチルト機能を備えたビームチルト型のＳＥＭを用いてもよい。また、例えば、図示しない、従来技術であるパターン表面形状を測定可能な原子間力顕微鏡装置（Atomic Force Microscope：ＡＦＭ）を用いてもよい。
【００２５】
（パターン座標補正方法）
次に、本実施形態のパターン座標補正方法について説明する。
図６は、パターン座標補正方法を示すフローチャートである。
まず、パターン座標測定装置（座標測定部１）が、マスク１２上のパターン１３のパターン座標を測定する（ステップＳ１００）。パターンとしては、例えば、描画装置でマスク上に予め描画されているものがある。続いて、パターン座標測定装置（座標データ保存部２）が、測定したパターン座標を保存する。
【００２６】
続いて、パターン座標測定装置（データ計算部３）が、座標データ保存部２が保存しているパターン測定座標と、マスク１２のパターン１３の設計位置とのずれ量を算出する（ステップＳ１０１）。続いて、パターン座標測定装置（位置ずれデータ保存部４）が、算出したずれ量を保存する。
続いて、パターン座標測定装置（側壁角度測定部５）が、マスク１２上のパターン１３の両側エッジの側壁角度を測定する（ステップＳ１０２）。側壁角度測定部５としては、例えば、ＳＥＭ式（分割型検出器）、ＳＥＭ式（ビームチルト型）、ＡＦＭ式のいずれでもよい。続いて、パターン座標測定装置（側壁角度データ保存部６）が、測定したパターン１３の両側エッジの側壁角度を保存する。
【００２７】
図７は、位置補正量の算出工程を説明するための説明図である。
続いて、パターン座標測定装置（データ計算部７）が、側壁角度データ保存部６が保存している側壁角度に基づいて、マスク１２上のパターン１３の両側側壁形状の非対称性から生ずる位置補正量を算出する（ステップＳ１０３）。具体的には、図７に示すように、パターン１３の両側エッジの側壁角度が異なる場合、側壁角度が小さい（側壁角度がテーパー）エッジ側に反射光強度プロファイル５２が広がる。この場合、側壁角度が小さいエッジ側に測定中心線５０がずれる（５１は本来のパターン中心）。それゆえ、算出した測定中心線５０と本来のパターン中心５１とのずれを補正するための位置補正量ΔＸ、ΔＹは、次式から算出される。続いて、パターン座標測定装置（位置補正データ保存部８）が、算出した位置補正量ΔＸ、ΔＹを保存する。
ΔＸ、ΔＹ＝｜tan（９０−θＡ）−tan（９０−θＢ）｜×Ｈ/２
ここで、θＡは左側または上側エッジの側壁角度であり、θＢは右側または下側エッジの側壁角度であり、Ｈはパターン１３の高さである。
【００２８】
続いて、パターン座標測定装置（データ計算部９）が、前記ステップＳ１０３で算出した位置補正量ΔＸ、ΔＹに基づいて、前記ステップＳ１０１で算出したずれ量を補正する。具体的には、パターン座標測定装置（データ計算部９）が、位置ずれデータ保存部４が保存しているずれ量に対して、位置補正データ保存部８が保存している位置補正量ΔＸ、ΔＹだけ位置ずれを補正する（ステップＳ１０４）。位置ずれの補正では、側壁角度が大きい（側壁角度がテーパー）エッジ側に測定座標をずらす。これにより、パターン座標測定装置（データ計算部９）が、テーパーエッジ側に位置補正を実施する。
【００２９】
そして、パターン座標測定装置（データ計算部９）が、マスク１２全面に配置された十字パターン１３に対して同様に、前記ステップＳ１００〜Ｓ１０４を実施する（ステップＳ１０５「Ｎｏ」）。マスク１２全面に配置された十字パターン１３に対して前記ステップＳ１００〜Ｓ１０４を実施すると、パターン座標測定装置（補正データ出力部１０）が、マスク１２全面に配置されたパターン座標と設計位置（基準格子）との位置ずれを繋ぎ合わせて表示した位置誤差を示す分布図を生成する（ステップＳ１０６）。
続いて、パターン座標測定装置（補正データ出力部１０）が、前記ステップＳ１０６で生成した分布図を基に位置ずれ量データ（ΔＸ、ΔＹ）を描画装置に出力する（ステップＳ１０７）。位置ずれ量データは、テキスト形式とする。これにより、描画装置が、描画装置が備えている描画位置ずれ補正ソフトによって座標系を補正する。
【００３０】
（実施例）
以下、本実施形態のパターン座標補正方法の具体的な実施例を説明する。本実施例の効果を明示するために、従来技術のパターン座標補正方法も実施し、本実施例のパターン座標測定方法と従来技術のパターン座標測定方法との比較を行った。なお、本実施例では、パターン座標の測定と側壁角度の測定とは、別の装置を使用して行った。
【００３１】
まず、Ｑｚ上にＣｒを積層した６インチ角のマスクブランクスを４枚用意した。４枚のマスクブランクスのうち、２枚は、描画装置の位置補正用の管理マスク（以下、マスクＡを従来技術のパターン座標測定方法を実施したもの、マスクＢを本実施形態のパターン座標測定方法を実施したものとする）とする。また、残りの２枚は、描画装置の位置精度確認用のマスク（以下、マスクＣを従来技術のパターン座標測定方法を実施したもの、マスクＤを本実施形態のパターン座標測定方法を実施したものとする）とする。
【００３２】
続いて、マスクＡ、Ｂに電子線レジストを塗布した。続いて、塗布したマスクＡ、Ｂ全面に描画装置で位置座標測定用の十字パターン１３を描画した。十字パターン１３は、幅５μm、長さ１０００μmのＳｐａｃｅパターンで、一辺が１４０mmの正方形の領域内に１００００μmピッチで１５×１５のアレイを配置したものとした。パターン１３の高さＨは、１００nmとした。続いて、十字パターンを描画したマスクＡ、Ｂを現像してレジストパターンを形成した。続いて、レジストパターンを形成したマスクＡ、Ｂに塩素と酸素との混合ガスでドライエッチングを実施した。ここで、ドライエッチングの実施条件（以下、条件１とも呼ぶ）としては、予め過去の実験から最外周部のパターン１３のみに側壁角度の左右差が生じることが分かっている条件を使用した。続いて、マスクＡ、Ｂにレジスト剥離洗浄を実施した。これにより、マスクＡ、Ｂを作製した。
【００３３】
図８は、パターン座標と設計位置とのずれ量分布を示す分布図である。
続いて、光学式の座標測定部１を用いて、マスクＡ、Ｂ上のパターン１３のパターン座標を測定した。続いて、マスクＡ、Ｂ上のパターン１３のパターン測定座標と、マスクＡ、Ｂの上のパターン１３の設計位置とのずれ量を算出した。そして、パターン測定座標の測定処理とずれ量の算出処理とをマスクＡ、Ｂ上の全パターン１３に対して実施し、マスクＡ、Ｂ全面に配置されたパターン座標と設計位置（基準格子）との位置ずれを繋ぎ合わせて表示した位置誤差を示す位置ずれ座標（ずれ量分布）の分布図を生成した（図８）。図８の分布図は、マスクＢの結果であり、マスクＡについては同様な結果であり省略する。この時点で、マスクＡの位置ずれテキストデータＡを出力した。
【００３４】
図９は、位置補正量分布を示す分布図である。
続いて、分割型検出器を搭載したＳＥＭを用いて、マスクＢ上のパターン１３の両側エッジの側壁角度を測定した。続いて、測定した側壁角度、つまり、パターン１３の両側（上下、左右）エッジの側壁角度に基づいて、マスクＢ上のパターン１３の両側側壁形状の非対称性から生ずる位置補正量（ΔＸ、ΔＹ）を算出した。そして、側壁角度の測定処理と位置補正量の算出処理とをマスクＢ上の全パターン１３に対して実施し、位置補正量分布図を生成した（図９）。図９の位置補正量分布図は、補正する方向も視覚的に認識しやすいように表示している。例えば、測定点１０１の側壁角度は、左側エッジ（θLeft）は８１．９°、右側エッジ（θRight）は８８．０°、上側エッジ（θUpper）は８７．６°、下側エッジ（θLower）は８７．８°であった。そして、図９の位置補正量分布図を基に位置補正量ΔＸ、ΔＹを算出した。
【００３５】
ΔＸ＝｜tan（９０−８１．９）−tan（９０−８８．０）｜×１００/２
＝５．３７nm
ΔＹ＝｜tan（９０−８７．６）−tan（９０−８７．８）｜×１００/２
＝０．１７nm
本実施例では、パターン１３のＸ方向エッジは、角度差が大きいため、位置補正量は大きい値であった。しかしながら、本実施例では、パターン１３のＹ方向エッジは、角度差がほとんど無かったため、位置補正量は小さい値であった。
【００３６】
図１０は、補正後の位置ずれを示す分布図である。
続いて、図８の分布図（位置ずれ座標分布図）と図９の位置補正量分布図とを用いて、位置ずれ座標データを補正した（図１０）。図１０では、側壁形状の角度差による測定座標の位置ずれが補正され、位置ずれ座標データがほぼ基準格子上と重なっていることが分かる。そして、マスクＢの位置ずれテキストデータＢを出力した。
【００３７】
図１１は、従来技術による実施例の設計位置とのずれ量を示す分布図である。
位置ずれテキストデータＡを描画装置に出力し、描画装置の座標系を補正した。これは、従来技術のパターン座標測定方法による描画装置の補正方法である。続いて、マスクＣに電子線レジストを塗布した。続いて、塗布したマスクＣ全面に、座標系を補正した描画装置で位置座標測定用の十字パターンを描画した。続いて、十字パターンを描画したマスクＣを現像してレジストパターンを形成した。続いて、レジストパターンを形成したマスクＣに塩素と酸素との混合ガスでドライエッチングを実施した。ここで、ドライエッチングの実施条件（以下、条件２とも呼ぶ）としては、予め過去の実験からパターンの側壁角度の左右差が生じないことが分かっている条件（最適化された条件）を使用した。続いて、マスクＡをレジスト剥離洗浄した。これにより、描画装置の位置精度確認用のマスクＣを作製した。続いて、座標測定部１を用いて、マスクＣ上のパターン１３のパターン座標を測定した。続いて、測定したパターン座標と基準格子との位置誤差（ずれ量）を測定した。そして、図１１に示すように、マスクＣの最外周部で位置誤差が大きくなる傾向（内側方向にずれる傾向）が見られた。マスクＣのパターン１３の位置誤差の３σは、Ｘ方向が６．２１nm、Ｙ方向が６．８６nmであった。これにより、Ｘ方向、Ｙ方向ともに位置精度が悪いことが確認できた。これは、マスクＡの外周部パターンの外側方向への位置ずれを補正するために、描画装置の位置補正が内側方向へとかかったためである。このように、従来技術のパターン座標補正方法では、管理マスクＡのパターン側壁角度に依存した測定位置ずれを補正できず、描画装置のパターニング位置を高精度に管理できない。
【００３８】
図１２は、実施例の設計位置とのずれ量を示す分布図である。
一方、位置ずれテキストデータＢを描画装置に出力し、描画装置の座標系を補正した。これは、本実施例のパターン座標測定方法による描画装置の補正方法である。続いて、マスクＤに電子線レジストを塗布した。続いて、塗布したマスクＤ全面に、座標系を補正した描画装置で位置座標測定用の十字パターンを描画した。続いて、十字パターンを描画したマスクＤを現像してレジストパターンを形成した。続いて、レジストパターンを形成したマスクＤに塩素と酸素との混合ガスでドライエッチングを実施した。続いて、マスクＤをレジスト剥離洗浄した。これにより、描画装置の位置精度確認用のマスクＤを作製した。続いて、座標測定部１を用いて、マスクＤ上のパターン１３のパターン座標を測定した。続いて、測定したパターン座標と基準格子との位置誤差（ずれ量）を測定した。そして、図１２に示すように、マスクＤ全面で位置誤差が大きい箇所は見られなかった。マスクＤの全パターンの位置誤差の３σは、Ｘ方向が１．９７nm、Ｙ方向が２．０６nmであった。これにより、高精度な位置精度でパターン１３が形成されていることが確認できた。
【００３９】
本実施例で示したように、パターン１３の側壁形状差により生じていた測定座標の位置ずれ量を補正することにより、マスクプロセス起因の位置ずれ量を取り除いた、本来の描画装置の位置ずれ量を補正することが可能となった。そのため、本実施例のパターン座標補正方法によりパターン１３の位置補正がされたマスクは、高いパターン位置精度を有することが確認された。
【００４０】
本実施形態では、図１の座標測定部１、図６のステップＳ１００がパターン座標測定工程およびパターン座標測定部を構成する。以下同様に、図６のステップＳ１０１がパターン座標ずれ量算出工程およびパターン座標ずれ量算出部を構成する。また、図６の図６のステップＳ１０２が側壁角度測定工程および側壁角度測定部を構成する。さらに、図６のステップＳ１０３が位置補正量算出工程および位置補正量算出部を構成する。また、図６のステップＳ１０４がずれ量補正工程およびずれ量補正部を構成する。さらに、図６のステップＳ１０７が補正後ずれ量出力工程および補正後ずれ量出力部を構成する。
【００４１】
（本実施形態の効果）
本実施形態は、次のような効果を奏する。
（１）描画装置が描画したパターン１３のパターン座標を測定する。続いて、測定したパターン座標とパターン１３の設計位置とのずれ量を算出する。また、パターン１３の両側エッジの側壁角度を測定する。続いて、測定した側壁角度に基づいて、パターン１３の両側側壁形状の非対称性から生ずる位置補正量を算出する。続いて、算出した位置補正量に基づいて、算出したずれ量を補正する。続いて、補正したずれ量を描画装置に出力する。
これにより、パターン１３の両側エッジの側壁形状の非対象性による測定座標の位置ずれ量を補正でき、描画装置の位置補正を精度高く実施することが可能である。
【００４２】
（２）パターン座標の測定工程は、パターン１３に光を照射し、照射した光の反射光の強度プロファイルに基づいてパターン１３のパターン座標を測定する。
これにより、パターン座標を比較的容易に測定できる。
（３）側壁角度の測定工程は、少なくとも２つ以上の二次電子検出器を備えた走査型電子顕微鏡を用いて、パターン１３の両側エッジの側壁角度を測定する。
これにより、側壁角度を比較的容易に測定できる。
【００４３】
（４）側壁角度の測定工程は、チルト機能を備えた走査型電子顕微鏡を用いて、パターン１３の両側エッジの側壁角度を測定するようにしてもよい。
これにより、側壁角度を比較的容易に測定できる。
（５）側壁角度の測定工程は、パターン表面形状を測定可能な原子間力顕微鏡を用いて、パターン１３の両側エッジの側壁角度を測定するようにしてもよい。
これにより、側壁角度を比較的容易に測定できる。
【００４４】
（６）位置補正量の算出工程は、
位置補正量＝｜tan（９０−θＡ）−tan（９０−θＢ）｜×Ｈ/２
（θＡは左側あるいは上側エッジの側壁角度、θＢは右側あるいは下側エッジの側壁角度、Ｈはパターン高さを意味する）
の式に従って、パターン両側側壁形状の非対称性から生ずる位置補正量を算出する。
これにより、位置補正量を比較的容易に算出できる。
【００４５】
（７）パターン座標測定装置が、描画装置が描画したパターン１３のパターン座標を測定する。続いて、パターン座標測定装置が、測定したパターン座標とパターン１３の設計位置とのずれ量を算出する。また、パターン座標測定装置が、パターン１３の両側エッジの側壁角度を測定する。続いて、パターン座標測定装置が、測定した側壁角度に基づいて、パターン１３の両側側壁形状の非対称性から生ずる位置補正量を算出する。続いて、パターン座標測定装置が、算出した位置補正量に基づいて、算出したずれ量を補正する。続いて、パターン座標測定装置が、補正したずれ量を描画装置に出力する。
これにより、パターン１３の両側エッジの側壁形状の非対象性による測定座標の位置ずれ量を補正でき、描画装置の位置補正を精度高く実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明のパターン座標補正方法およびパターン座標補正装置は、マスク上のパターンの側壁形状に依存した測定座標の位置ずれ量を補正できる。それゆえ、描画装置の位置補正を精度高く実施できる。そのため、高精度なパターン位置精度が求められる分野に利用することが期待される。
【符号の説明】
【００４７】
１１・・・Ｘ−Ｙステージ
１２・・・マスク
１３・・・測定パターン
１４・・・レーザ干渉計
１５・・・照明光路
１６・・・光源
１７・・・対物レンズ
１８・・・ミラー
１９・・・検出器
２０・・・ＣＣＤカメラ
２１・・・Ａ/Ｄコンバータ
２２・・・フレームメモリ
２３・・・ＣＰＵ
２５、２６・・・プロファイル抽出範囲ボックス
２７・・・反射光強度プロファイル
３０・・・電子鏡筒
３１・・・電子銃
３２・・・電子線
３３・・・コンデンサレンズ
３４・・・偏向コイル
３５・・・対物レンズ
３６・・・二次電子検出手段
３７・・・測定パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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