(57)【要約】【課題】マスクとウエハとを相対的に位置決めする際に使用する撮像手段が、近接露光するための電子ビームに悪影響を及ぼさないようにすることができる電子ビーム近接露光装置を提供する。【解決手段】電子ビーム近接露光装置は、マスク３２とウエハ４４とを相対的に位置決めする際に顕微鏡撮像装置ＡＸ１を使用する。この顕微鏡撮像装置ＡＸ１の顕微鏡対物レンズ９０の前面には、カバーガラス９１が取り付けられている。また、カバーガラス９１の表面には、導電性の薄膜９１Ａが蒸着され、この導電性の薄膜９１Ａは、導電性の保持部材９２及び顕微鏡撮像装置ＡＸ１の筐体を介して接地されている。これにより、電子ビームによる転写時に散乱する電子又は２次電子がカバーガラス９１の表面に帯電しないようにし、クーロン力によって電子ビームが不用意に曲げられないようにしている。【選択図】      図６
2005117063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハにマスクを近接配置し、電子ビームによって前記マスクを走査することにより該マスクに形成されたマスクパターンを前記ウエハ上のレジスト層に転写する電子ビーム近接露光装置において、
前記マスクに設けられた位置合わせ用のマスクマークと、前記ウエハに設けられた位置合わせ用のウエハマークとを同時に撮像する撮像手段と、
前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記マスクマークとウエハマークとの位置ずれを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出出力に基づいて前記位置ずれがゼロになるように前記マスクとウエハとを相対的に位置合わせする手段と、
を備え、
前記撮像手段の光学部材は、その表面に導電性の薄膜が蒸着され、当該導電性の薄膜が接地されていることを特徴とする電子ビーム近接露光装置。
【請求項２】
前記導電性の薄膜は、錫酸化膜又はインジウム錫酸化膜であることを特徴とする請求項２の電子ビーム近接露光装置。
【請求項３】
ウエハにマスクを近接配置し、電子ビームによって前記マスクを走査することにより該マスクに形成されたマスクパターンを前記ウエハ上のレジスト層に転写する電子ビーム近接露光装置において、
前記マスクに設けられた位置合わせ用のマスクマークと、前記ウエハに設けられた位置合わせ用のウエハマークとを同時に撮像する撮像手段と、
前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記マスクマークとウエハマークとの位置ずれを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出出力に基づいて前記位置ずれがゼロになるように前記マスクとウエハとを相対的に位置合わせする手段と、を備え、
前記撮像手段は、前記電子ビームによる転写時に散乱する電子又は２次電子が、該撮像手段の光学部材に帯電しないように遮蔽するシャッタ機構を有することを特徴とする電子ビーム近接露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子ビーム近接露光装置に係り、特に電子ビームを用いて半導体ウエハに近接配置されたマスクのマスクパターンをウエハ上のレジスト層に等倍転写する電子ビーム近接露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電子ビーム近接露光装置は、特許文献１、２に開示されている。
【０００３】
図１７は上記電子ビーム近接露光装置の基本構成を示す図である。この電子ビーム近接露光装置１０は、主として電子ビーム１５を発生する電子ビーム源１４、電子ビーム１５を平行ビームにするレンズ１６及び整形アパーチャ１８を含む電子銃１２と、主偏向器２２、２４及び副偏向器２６、２８を含み、電子ビームを光軸に平行に走査する走査手段２０と、マスク３０とから構成されている。前記マスク３０は、表面にレジスト層４２が形成されたウエハ４０に近接するように（隙間が５０μｍとなるように）配置される。この状態で、マスク３０に垂直に電子ビームを照射すると、マスク３０のマスクパターンを通過した電子ビームがウエハ４０上のレジスト層４２に照射される。
【０００４】
また、走査手段２０は、図１８に示すように電子ビーム１５がマスク３０の全面を走査するように電子ビームを偏向制御する。これにより、マスク３０のマスクパターンがウエハ４０上のレジスト層４２に等倍転写される。
【０００５】
この電子ビーム近接露光装置１０は、図１９に示すように真空チャンバ５０内に設けられている。また、真空チャンバ５０内には、ウエハ４０を吸着するために静電チャック６０と、この静電チャック６０に吸着されたウエハ４０を水平の直交２軸方向に移動させるとともに、水平面内で回転させるためのθＸＹステージ７０が設けられている。θＸＹステージ７０は、マスクパターンの等倍転写が終了するごとにウエハ４０を所定量移動させ、これにより１枚のウエハ４０に複数のマスクパターンが転写できるようにしている。尚、図１９上で、８０はウエハ４０の導通をとるためにウエハ４０の上面に押し当てられた導通ピンである。
【特許文献１】米国特許第５８３１２７２号明細書
【特許文献２】特許第２９５１９４７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ウエハはそれぞれマスクパターンの異なる複数のマスクを用いて複数露光され、これにより集積回路が形成される。そして、各マスクパターンの露光時には、露光するマスクパターンが、既に露光済みのマスクパターンと所定の位置関係になるようにマスクとウエハとを相対的に位置決めする必要がある。
【０００７】
本発明は撮像手段を使用してマスクとウエハとを相対的に位置決めする際に、前記撮像手段が近接露光するための電子ビームに悪影響を及ぼさないようにすることができる電子ビーム近接露光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】
【０００８】
前記目的を達成するために本願請求項１に係る発明は、ウエハにマスクを近接配置し、電子ビームによって前記マスクを走査することにより該マスクに形成されたマスクパターンを前記ウエハ上のレジスト層に転写する電子ビーム近接露光装置において、前記マスクに設けられた位置合わせ用のマスクマークと、前記ウエハに設けられた位置合わせ用のウエハマークとを同時に撮像する撮像手段と、前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記マスクマークとウエハマークとの位置ずれを検出する検出手段と、前記検出手段の検出出力に基づいて前記位置ずれがゼロになるように前記マスクとウエハとを相対的に位置合わせする手段と、を備え、前記撮像手段の光学部材は、その表面に導電性の薄膜が蒸着され、当該導電性の薄膜が接地されていることを特徴としている。
【０００９】
前記導電性の薄膜は、本願請求項２に示すように錫酸化膜又はインジウム錫酸化膜であることを特徴としている。
【００１０】
本願請求項３に係る発明は、ウエハにマスクを近接配置し、電子ビームによって前記マスクを走査することにより該マスクに形成されたマスクパターンを前記ウエハ上のレジスト層に転写する電子ビーム近接露光装置において、前記マスクに設けられた位置合わせ用のマスクマークと、前記ウエハに設けられた位置合わせ用のウエハマークとを同時に撮像する撮像手段と、前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記マスクマークとウエハマークとの位置ずれを検出する検出手段と、前記検出手段の検出出力に基づいて前記位置ずれがゼロになるように前記マスクとウエハとを相対的に位置合わせする手段と、を備え、前記撮像手段は、前記電子ビームによる転写時に散乱する電子又は２次電子が、該撮像手段の光学部材に帯電しないように遮蔽するシャッタ機構を有することを特徴としている。
【００１１】
即ち、請求項１〜３では、電子ビームによる転写時に散乱する電子又は２次電子が撮像手段の光学部材に帯電しないように光学部材の導通をとり、又はシャッタ機構によって遮蔽するようにしている。これにより、マスク近傍に配置される撮像手段の光学部材に電子が帯電しないようにし、そのクーロン力によって電子ビームが曲げられることがないようにしている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、マスクとウエハとを相対的に位置決めする際に使用する撮像手段の光学部材の表面を接地可能に導通をとり、又は電子ビームによる転写時にシャッタ機構によって光学部材を遮蔽するようにしたため、電子ビームによる転写時に散乱する電子又は２次電子が撮像手段の光学部材に帯電しないようにすることができ、これにより転写時に電子ビームが不用意に曲げられることがないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下添付図面に従って本発明に係る電子ビーム近接露光装置の好ましい実施の形態について説明する。
【００１４】
〔第１の実施の形態〕
図１及び図２はそれぞれ本発明に係る電子ビーム近接露光装置の転写部の上面図及び側面図である。
【００１５】
これらの図面に示すように、この電子ビーム近接露光装置には、マスク３２に対向して３つの顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＹ１、ＡＸ２が設けられている。これらの顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＹ１、ＡＸ２は、電子ビームによる露光時に電子ビームを遮ることがないように撮影光軸がマスク面に対して斜めになるように配置されている。尚、電子ビーム近接露光装置としての主要な構成は、図１７乃至図１９に示したものと同様のため、その詳細な説明は省略する。
【００１６】
図３は電子ビーム近接露光装置の転写部を拡大した上面図である。
【００１７】
同図において、４４は、θＸＹステージ７０上の静電チャック６０によって吸着されたウエハである。
【００１８】
このウエハ４４には、ウエハ４４の各チップのｘ軸方向の位置決めを行うためのウエハマークＭWXと、ｙ軸方向の位置決めを行うためのウエハマークＭWYとがチップが形成される領域外に設けられている。
【００１９】
一方、マスク３２には、破線で示す領域内にマスクパターンが形成されており、破線で示す領域外にウエハマークＭWX、ＭWYとの関係でマスク３２とウエハ４４とのｘ方向、ｙ方向のずれ、及びｘｙ平面の回転方向のずれを検出するための３つのマスクマークＭMX1 、ＭMX2 、ＭMYが設けられている。
【００２０】
図４及び図５により上記ウエハマーク及びマスクマークの詳細について説明する。
【００２１】
図４は図３の符号Ａで示した部分の拡大図であり、図５は図４の５−５線に沿う断面図である。図４に示すように、マスク３２には、マスクマークＭMX1 が形成され、マスク３２を介してその下側のウエハマークＭWX、ＭWXが透視できるようになっている。
【００２２】
尚、マスク３２に形成されるマスクマークＭMX1 は、５×３個の小さな開口によって構成されており、一方、ウエハマークＭWXは、１４×３個の凸部によって構成されている（図４、図５参照）。
【００２３】
次に、顕微鏡撮像装置ＡＸ１について説明する。
【００２４】
図６に顕微鏡撮像装置ＡＸ１の概略を示す。同図に示すように、顕微鏡撮像装置ＡＸ１は、水平に配置されたマスク３２に対して光軸の入射角が所定の角度αとなるように配設されている。
【００２５】
顕微鏡対物レンズ９０の前面には、カバーガラス９１が取り付けられている。このカバーガラス９１の表面には、導電性の薄膜９１Ａが蒸着され、この導電性の薄膜９１Ａは、導電性の保持部材９２及び顕微鏡撮像装置ＡＸ１の筐体を介して接地されている。これにより、電子ビームによる転写時に散乱する電子又は２次電子がカバーガラス９１の表面に帯電しないようにしている。
【００２６】
尚、導電性の薄膜９１Ａとしては、錫酸化膜又はインジウム錫酸化膜（ＩＴＯ）などが使用される。また、この実施の形態では、カバーガラス９１の表面に導電性の薄膜９１Ａを蒸着するようにしたが、カバーガラスが設けられていない顕微鏡撮像装置の場合には、顕微鏡対物レンズ９０の表面に導電性の薄膜を蒸着し、この導電性の薄膜を接地するようにする。
【００２７】
また、上記導電性の薄膜９１Ａの代わりにメカニカルなシャッタ機構を設け、電子ビームによる転写時には、シャッタ機構を閉じて顕微鏡撮像装置の光学部材を遮蔽し、撮像時にはシャッタ機構を開くようにしてもよい。尚、この場合のシャッタ機構は、電子が帯電しないものが使用されることは言うまでもない。
【００２８】
この顕微鏡撮像装置ＡＸ１の内部には、照明手段が設けられている。即ち、照明手段は、白色光源９３、レンズ９４、反射ミラー９５及びハーフミラー９６から構成されており、白色光源９３から出射された白色照明光は、レンズ９４によってほぼ平行光にされ、反射ミラー９５、ハーフミラー９６、対物レンズ９０及びカバーガラス９１を介してマスク３２及びウエハ４４を照明する。
【００２９】
このようにして照明されたマスク３２のマスクマーク及びウエハ４４のウエハマークでの散乱光は、対物レンズ９０、ハーフミラー９６を介して撮像部９７に入射して撮像される。
【００３０】
尚、他の顕微鏡撮像装置ＡＹ１、ＡＸ２も上記顕微鏡撮像装置ＡＸ１と同様に構成されている。
【００３１】
図７（Ａ）に示すようにマスクマークＭMX及びウエハマークＭWXは、顕微鏡撮像装置の焦点面Ｆ上にマークの一部が位置するように、各マークの長さや撮影光軸の入射角αなどが決定されている。尚、図７（Ａ）上で、Ｐは白色照明光の正反射光、Ｑ、ＲはそれぞれマスクマークＭMX及びウエハマークＭWXでの白色照明光の散乱光、Ｇはマスク３２とウエハ４４との間隔である。
【００３２】
図７（Ｂ）は顕微鏡撮像装置によって白色照明光の散乱光Ｑ、Ｒが撮像された様子を示す画像である。
【００３３】
次に、上記のようにして撮像されたマスクマーク及びウエハマークに基づいてマスクとウエハとのずれを検出する方法について説明する。
【００３４】
図８（Ａ）に示すように撮像されたマスクマーク及びウエハマークの画像中からピントがあっている部分（枠で囲んだ部分）を、ｘ方向に連続して抽出する。図８（Ｂ）は、このようにして抽出した画像のｘ方向の各位置における輝度レベルを示している。
【００３５】
ここで、図８（Ｂ）に示すように２つのマスクマークＭMX、及び１つのウエハマークＭWXに対応する輝度レベルについて、それぞれ３つのピークのうちの中心のピーク位置を求め、各ピーク間の距離ｘ1 、ｘ2 を求める。そして、マスクマークＭMXとウエハマークＭWXとｘ方向の位置ずれ量Δｘは、次式、
［数１］
Δｘ＝（ｘ1 −ｘ2 ）／２
によって求めることができる。
【００３６】
尚、顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＸ２によってマスク３２とウエハ４４のｘ方向の２つの位置ずれ量を検出することができ、顕微鏡撮像装置ＡＹ１によってマスク３２とウエハ４４のｙ方向の１つの位置ずれ量を検出することができる。
【００３７】
次に、ウエハのｘ方向及びｙ方向の伸縮率の測定方法について説明する。
【００３８】
図３に示すように、まず、ウエハ４４の左上隅のチップ（以下、第１のチップという）とマスク３２とを位置決めする。この位置決めは、各顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＹ１、ＡＸ２によって検出される位置ずれ量が、同時にゼロになるようにθＸＹステージ７０をｘ方向、ｙ方向に移動させるとともに、ｘｙ平面内でθＸＹステージ７０を回転させることによって行われる。尚、この実施の形態では、θＸＹステージ７０を回転させるようにしたが、マスク３２を回転させるようにしてもよいし、また、ウエハ４４を移動させる代わりにマスク３２をｘ方向、ｙ方向に移動させてもよい。
【００３９】
上記のようにしてマスク３２と第１のチップとの位置決めが完了すると、続いてウエハ４４の右上隅のチップ（以下、第２のチップという）とマスク３２とを位置決めする。このときの位置決めは、各顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＹ１によって検出される位置ずれ量に基づいて行い、回転方向の調整は行わない。
【００４０】
次に、第１のチップと第２のチップとの距離Ｌx を求める。この距離Ｌx は、第１のチップの位置決めを行ってから第２のチップの位置決めまでに移動したθＸＹステージ７０のｘ方向の移動量をｘ2 、ｙ方向の移動量をｙ2 とすると、次式、
［数２］
Ｌx ＝√（ｘ22＋ｙ22）
によって求めることができる。尚、上記移動量ｘ2 、ｙ2 は、θＸＹステージ７０のｘ方向及びｙ方向の移動量を検出する２つのレーザ干渉計によって測定する。即ち、第１のチップの位置決めを行った時の２つのレーザ干渉計の読み値を（０，０）とし、第２のチップの位置決めを行った時の２つのレーザ干渉計の読み値（ｘ2 ，ｙ2 ）から移動量ｘ2 、ｙ2 を測定する。
【００４１】
一方、第１のチップと第２のチップとの基準の距離をＬref とすると、ウエハ４４のｘ方向の伸縮量δx は、次式、
［数３］
δx ＝Ｌx −Ｌref 
となり、ｘ方向の伸縮率εx は、次式、
［数４］
εx ＝（Ｌx −Ｌref ）／Ｌref 
となる。前記基準の距離Ｌref は、前工程やウエハマークを形成したときの長さ又は設計寸法として決定された長さである。
【００４２】
また、θＸＹステージ７０に移動による姿勢誤差（特にヨー（yaw)方向の誤差）がある場合には、レーザ干渉計を３軸（例えば、Ｘ、Ｙ１、Ｙ２）から構成し、yaw 方向に変化した角度を測定し、前記Ｌx の値からyaw による誤差を除くことが好ましい。
【００４３】
同様にして、ウエハ４４のｙ方向の伸縮率εY も求めることができる。この場合、ウエハ４４の左下隅のチップ（以下、第３のチップという）とマスク３２とを位置決めする。この位置決めは、第２のチップの位置決めと同様に顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＹ１によって検出される位置ずれ量に基づいて行い、回転方向の調整は行わない。そして、第３のチップの位置決めを行ったときの２つのレーザ干渉計の読み値（ｘ3 ，ｙ3 ）から第１のチップと第３のチップとの距離を測定する。
【００４４】
上記の実施の形態では、３つのチップ（第１、第２、第３のチップ）の位置決めを行ったときの各チップ間の移動距離を測定してウエハのｘ方向及びｙ方向の伸縮率を求めるようにしたが、図９に示すように４つのチップ１〜４の位置決めを行ったときの各チップ間の移動距離を測定してウエハのｘ方向及びｙ方向の伸縮率を求めるようにしてもよい。
【００４５】
即ち、図９に示すように、ウエハ４４上でそれぞれｘ方向に離間したチップ１、チップ２の位置決めを行ったときの各チップ１、２間の移動距離Ｌｘを測定してウエハのｘ方向の伸縮率を求め、同様にして、ウエハ４４上でそれぞれｙ方向に離間したチップ３、チップ４の位置決めを行ったときの各チップ３、４間の移動距離Ｌｙを測定してウエハのｙ方向の伸縮率を求める。
【００４６】
尚、チップ１、３の位置決めは、各顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＹ１、ＡＸ２によって検出される位置ずれ量が、同時にゼロになるようにθＸＹステージ７０をｘ方向、ｙ方向に移動させるとともに、ｘｙ平面内でθＸＹステージ７０を回転させることによって行い、チップ２、４の位置決めは、顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＹ１によって検出される位置ずれ量に基づいて行い、回転方向の調整は行わない。
【００４７】
また、チップ１、３での位置決め時にはθＸＹステージ７０を回転させてθの調整を行うが、θの調整はマスク側を回転させてもよい。この場合、チップ２やチップ４の位置決め時には、マスクを回転させないで（即ち、θの調整をしたマスクの回転位置を維持した状態で）、ｘ方向及びｙ方向のアライメントを行う。
【００４８】
図１０は本発明に係る電子ビーム近接露光装置の制御部の実施の形態を示すブロック図である。
【００４９】
同図において、中央処理装置（ＣＰＵ）１００は、装置全体を統括制御するもので、前述したようなウエハのｘ方向及びｙ方向の伸縮率を求めるための処理、ウエハの位置決め制御、露光時の電子ビームの偏向制御等を行う。３つの顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＹ１、ＡＸ２での撮像によって得られた各画像信号は、信号処理回路１０２に加えられる。信号処理回路１０２は、入力した各画像信号に基づいてマスクマークとウエハマークとの３つの位置ずれ量を算出する。
【００５０】
ＣＰＵ１００は、信号処理回路１０２から入力する３つの位置ずれ量がゼロになるようにステージ駆動回路１０４を介してθＸＹステージ７０をｘ方向、ｙ方向に移動させるとともに、ｘｙ平面内でθＸＹステージ７０を回転させ、これによりウエハの高精度の位置決め（ファインアライメント）を行う。
【００５１】
ＣＰＵ１００は、ウエハのｘ方向及びｙ方向の伸縮率を求める際には、図３で説明したようにウエハの第１のチップ、第２のチップ及び第３のチップのファインアライメントを行い、第２のチップ及び第３のチップのファインアライメント後のレーザ干渉計ＬX 、ＬY の読み値（ｘ2 ，ｙ2 ）、（ｘ3 ，ｙ3 ）から各チップ間の距離を算出し、この測定した距離と基準の距離とに基づいてウエハのｘ方向及びｙ方向の伸縮率を求める。
【００５２】
また、ＣＰＵ１００は、マスクを走査する際の偏向量データとともにウエハの伸縮率に応じた補正データをデジタル演算回路１０６に供給し、デジタル演算回路１０６は偏向量データに基づいてマスクを走査するためのデジタル信号を主ＤＡＣ／ＡＭＰ１０８に出力し、補正データに基づいてウエハのｘ方向及びｙ方向の伸縮率に比例してｘ方向及びｙ方向の転写倍率を変更するとともに、後述するようにマスクの歪みを補正するためのデジタル信号を副ＤＡＣ／ＡＭＰ１１０に出力する。
【００５３】
主ＤＡＣ／ＡＭＰ１０８は、入力したデジタル信号をアナログ信号に変換したのち増幅し、これを図１７に示す主偏向器２２、２４に出力する。これにより、電子ビーム１５は、光軸と平行な状態を維持したまま、図１８に示すようにマスク３０の全面を走査するように偏向される。
【００５４】
また、副ＤＡＣ／ＡＭＰ１１０は、入力したデジタル信号をアナログ信号に変換したのち増幅し、これを図１７に示す副偏向器２６、２８に出力する。これにより、電子ビーム１５は、図１１に示すようにマスク３２への入射角度が制御される。
【００５５】
いま、図１１に示すように電子ビーム１５のマスク３２への入射角度をα、マスク３２とウエハ４４との間隔をＧとすると、入射角度αによるマスクパターンの転写位置のずれ量δは、次式、
［数５］
δ＝Ｇ・tan α
で表される。図１１上ではマスクパターンは、ずれ量δだけ正規の位置からずれた位置に転写される。
【００５６】
従って、電子ビームの走査位置に応じて入射角度αを変化させることにより、転写倍率を変化させることができる。尚、入射角度αは、マスク中心では入射角度αを０とし、マスク中心から遠ざかるにしたがって入射角度αを大きくする。
【００５７】
図１２は本発明に係る電子ビーム近接露光方法の動作手順を示すフローチャートである。
【００５８】
同図に示すように、まず電子ビーム近接露光装置にマスクをロードし（ステップＳ１０）、続いてウエハをθＸＹステージ７０上の静電チャック６０に位置決めしたのち、該静電チャック６０で吸着固定することによりウエハをロードする（ステップＳＳ１２）。続いて、ウエハに電子が帯電しないように導通ピン等によってウエハの導通をとる（ステップＳ１４）。
【００５９】
次に、ウエハの高さを検出するためのｚセンサによって高さ検出を行い、ウエハの高さ調整を行ったのち（ステップＳ１６）、ウエハの粗い位置合わせ（コースアライメント）を行う（ステップＳ１８）。
【００６０】
続いて、図３や図９で説明したようにウエハのｘ方向及びｙ方向の伸縮率εx 、εY の測定（ＭＡＧ測定（グローバル））を行い（ステップＳ３０）、その測定した伸縮率εx 、εY を示す信号を補正演算回路１０６Ａに出力する。その後、ウエハを転写位置に移動させる（ステップＳ２０））。
【００６１】
次に、マスクとウエハとの間隔（ＧＡＰ）を調整する（ステップＳ２２）。マスクとウエハとの間隔Ｇは、図７（Ａ）に示すように顕微鏡撮像装置の結像面とマスクマークＭMXとの交点Ｑと、ウエハマークＭwxとの交点Ｒとの線分ＱＲを撮影画像に基づいて求め、この線分ＱＲと撮影光軸の入射角αとから、次式、
［数６］
Ｇ＝ＱＲ・sin α
によって求めることができる。詳しくは、特開２０００−３５６５１１号公報に開示されている。尚、間隔Ｇの測定方法はこの実施の形態に限定されない。
【００６２】
上記のようにして測定した間隔Ｇが所定値（例えば、５０μｍ）となるように間隔Ｇを調整する。この間隔Ｇの値（間隔値）は、補正演算回路１０６Ａに加えられる。尚、補正演算回路１０６Ａは、図１０に示したデジタル演算回路１０６中の副偏向器２６、２８の偏向制御を行う回路に相当する。
【００６３】
その後、３つの顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＹ１、ＡＸ２を使用してマスクとウエハ上のチップとを精度よく位置決め（ファインアライメント）したのち（ステップＳ２４）、電子ビームによってマスクパターンをウエハに転写する（ステップＳ２６）。
【００６４】
この転写時に補正演算回路１０６Ａは、ウエハの伸縮率εx 、εY に基づいて転写倍率を変更するとともに、マスク歪みを補正するように電子ビームのマスクパターンへの入射角度を制御（傾き補正）する。尚、補正演算回路１０６Ａには、ステップＳ３２で予め測定されたマスク歪みを示すデータが入力されており、補正演算回路１０６Ａは、例えば図１３（Ａ）に示すようなマスク歪みを入力した場合に、図１３（Ｂ）に示すようなマスク歪みのない状態でのマスクパターンが転写されるように電子ビームの傾き補正を行う。
【００６５】
ウエハへのマスクパターンの転写が終了すると、ウエハをアンロードする（ステップＳ２８）。
【００６６】
〔第２の実施の形態〕
図１４は本発明に係る電子ビーム近接露光装置の第２の実施の形態の転写部を拡大した上面図である。尚、図３に示した第１の実施の形態と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６７】
図１４に示すように、この電子ビーム近接露光装置には、４つの顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＹ１、ＡＸ２、ＡＹ２が設けられている。また、ウエハ４４’には、ウエハ４４’の各チップの位置決めや、各チップの伸縮率を測定するための４組のウエハマークＭWX1,ＭWX2,ＭWY1,ＭWY2 （図１５参照）がチップが形成される領域外に設けられている。
【００６８】
一方、マスク３２’には、破線で示す領域内にマスクパターンが形成されており、破線で示す領域外に前記ウエハマークＭWX1,ＭWX2,ＭWY1,ＭWY2 との関係でマスク３２’とウエハ４４’とのｘ方向、ｙ方向のずれ、及びｘｙ平面の回転方向のずれ、及びチップのｘ方向及びｙ方向の伸縮率を検出するための４つのマスクマークＭMX1,ＭMX2,ＭMY1,ＭMY2 が設けられている。
【００６９】
次に、ウエハの各チップのｘ方向及びｙ方向の伸縮率の測定方法について説明する。
【００７０】
チップの伸縮率を測定する場合には、測定しようとするチップとマスク３２’とを位置決めするが、チップのｙ方向の伸縮率の測定する場合には、３つの顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＹ１、ＡＸ２によって検出される位置ずれ量が、同時にゼロになるようにθＸＹステージ７０をｘ方向、ｙ方向に移動させるとともに、ｘｙ平面内でθＸＹステージ７０を回転させる。尚、この実施の形態では、チップの中心とマスクの中心とを一致させる位置決め用のマークが形成されている。
【００７１】
そして、残りの顕微鏡撮像装置ＡＹ２によって検出される位置ずれ量Δｙを求める。この位置ずれ量Δｙは、２つのウエハマークＭWY2 とマスクマークＭMY2 との各距離を、図１５に示すようにｙ1 ，ｙ2 とすると、次式、
［数７］
Δｙ＝（ｙ1 −ｙ2 ）／２
で表すことができる。このようにして求めた位置ずれ量Δｙを、チップの中心から２つのウエハマークＭWY2 の中心とのｙ方向の基準の長さで除算することにより、チップのｙ方向の伸縮率を求めることができる。
【００７２】
同様にして、チップのｘ方向の伸縮率を測定する場合には、３つの顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＹ１、ＡＹ２によって検出される位置ずれ量が、同時にゼロになるようにθＸＹステージ７０をｘ方向、ｙ方向に移動させるとともに、ｘｙ平面内でθＸＹステージ７０を回転させ、残りの顕微鏡撮像装置ＡＸ２によって検出される位置ずれ量Δｘを求める。この位置ずれ量Δｘは、２つのウエハマークＭWX2 とマスクマークＭMX2 との各距離を、図１５に示すようにｘ1 ，ｘ2 とすると、次式、
［数８］
Δｘ＝（ｘ1 −ｘ2 ）／２
で表すことができる。このようにして求めた位置ずれ量Δｘを、チップの中心から２つのウエハマークＭWX2 の中心とのｘ方向の基準の長さで除算することにより、チップのｘ方向の伸縮率を求めることができる。
【００７３】
図１６は本発明に係る電子ビーム近接露光方法の動作手順を示すフローチャートである。尚、図１２と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７４】
図１６に示すフローチャートとからも明らかなように、第２の実施の形態では、図１２に示したウエハ全体（グローバル）の伸縮率を測定するステップ３０の代わりに、図１４で説明したようにチップごとに伸縮率を測定（ＭＡＧ測定（チップ））するステップ４０を有する点で相違する。尚、ウエハやマスクに形成する位置決め用のマークは、この実施の形態には限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明に係る電子ビーム近接露光装置の転写部の上面図
【図２】本発明に係る電子ビーム近接露光装置の転写部の側面図
【図３】図１に示した電子ビーム近接露光装置の転写部を拡大した上面図
【図４】図３の要部拡大図
【図５】図４の５−５線に沿う断面図
【図６】本発明に適用される顕微鏡撮像装置の概略構成図
【図７】顕微鏡撮像装置によってマスクマークとウエハマークとの位置ずれ量を検出する方法を説明するために用いた図
【図８】顕微鏡撮像装置によってマスクマークとウエハマークとの位置ずれ量を検出する方法を説明するために用いた図
【図９】ウエハの伸縮率の測定方法の他の実施の形態を説明するために用いた図
【図１０】本発明に係る電子ビーム近接露光装置の制御部の実施の形態を示すブロック図
【図１１】副偏向器によって電子ビームの転写位置がずれる様子を示す図
【図１２】本発明に係る電子ビーム近接露光方法の動作手順を示すフローチャート
【図１３】マスク歪みの補正を説明するために用いた図
【図１４】本発明に係る電子ビーム近接露光装置の第２の実施の形態の転写部を拡大した上面図
【図１５】チップごとの伸縮率の求め方を説明するために用いた図
【図１６】電子ビーム近接露光方法の第２の実施の形態の動作手順を示すフローチャート
【図１７】本発明が適用される電子ビーム近接露光装置の基本構成図
【図１８】電子ビームによるマスクの走査を説明するために用いた図
【図１９】本発明が適用される電子ビーム近接露光装置の全体構成図
【符号の説明】
【００７６】
１５…電子ビーム、２２、２４…主偏向器、２６、２８…副偏向器、３２、３２’…マスク、４４、４４’…ウエハ、６０…静電チャック、７０…θＸＹステージ、９０…顕微鏡対物レンズ、９１…カバーガラス、９１Ａ…導電性の薄膜、９２…導電性の保持部材、９３…白色光源、９７…撮像部、１００…中央処理装置（ＣＰＵ）、１０２…信号処理回路、１０４…ステージ駆動回路、１０６…デジタル演算回路、１０６Ａ…補正演算回路、ＡＸ１、ＡＹ１、ＡＸ２、ＡＹ２…顕微鏡撮像装置、ＭWX，ＭWY，ＭWX1,ＭWX2,ＭWY1,ＭWY2 …ウエハマーク、ＭMX，ＭMY，ＭMX1,ＭMX2,ＭMY1,ＭMY2 …マスクマーク、ＬX,ＬY …レーザ干渉計
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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