(57)【要約】【課題】  偏向器のゲイン調整装置を、効率的に調整する方法を提供する。【解決手段】  ウエハステージを移動させて、成形開口像２の＋ｘ側のエッジをピンホール１の中心に位置させる（ａ）。この状態からウエハステージを駆動し、ピンホール１の位置をｘ軸方向にｘ１だけ移動させる（ｂ）。次に、ゲイン調整装置の入力値をＸ＝ｘ１、Ｙ＝０だけ変化させると、（ｃ）の破線で示す位置に成形開口像２が偏向される。ここで、（ｃ）の破線で示した成形開口像の＋ｘ側の端部がピンホールの中心に位置するようにゲインＡを調整する（ｄ）。このＡの値を調整値とする。他のゲインについても同様に調整を行う。【選択図】  図１
2005109328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線源から発生する荷電粒子線を、成形開口を通過させ、前記成形開口の像をレチクル面上に形成して前記レチクル面を照明し、照明された前記レチクル面に形成されたパターンを、投影光学系を介して感応基板上に露光転写する荷電粒子線露光装置であって、前記レチクル面から見て前記感応基板側に設けられた偏向器により、前記感応基板面に形成される前記パターンの位置を調整するものにおける、前記偏向器のゲイン調整装置を調整する方法であって、当該荷電粒子線露光装置の光軸方向をｚ軸方向とし、前記偏向器の偏向方向をｘ軸方向、ｙ軸方向とする直交３次元空間を考えたとき、以下の（１）〜（１３）の工程により前記偏向器のゲイン調整装置を調整することを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法。
ただし、前記パターンの像をｘ軸方向にｘ０、ｙ軸方向にｙ０だけ移動させるのに必要な、前記偏向器のｘ軸方向コイルに流す電流（又はｘ軸方向電極にかける電圧）をＩｘ０、ｙ軸方向コイルに流す電流（又はｙ軸方向電極にかける電圧）をＩｙ０とするとき、前記偏向器のゲイン調整装置は、ｘ０、ｙ０を入力として、以下の（１）式で与えられるＩｘ０、Ｉｙ０を前記偏向器のコイル又は電極に与えるような指令を出すものであるとする。（１）式においてＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄはゲインであり、前記偏向器のゲイン調整装置が有する値として調整可能とする。
【数１】
2005109328.tif 000017
（１）ｙ軸方向に平行なｘ軸方向位置基準と、ｘ軸方向に平行なｙ軸方向位置基準を有し、前記感応基板と光学的に共役な位置に位置するパターン（以下「基準パターン」という）の前記感応基板位置での像のｘ方向位置基準が前記感応基板位置に置かれた面の基準点Ｐを通るように調整する。
（２）続いて、前記基準点Ｐの位置をｘ軸方向に基準量ｘ１だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を、（ｘ１，０）だけ変化させる。
（３）その状態で、Ａの値を調整し、再び前記基準パターンの前記感応基板位置での像のｘ方向位置基準が前記基準点Ｐを通るように調整する。このときのＡをＡ’とする。
（４）前記基準パターンの前記感応基板位置での像のｙ方向位置基準が前記感応基板位置に置かれた面の前記基準点Ｐを通るように調整する。
（５）続いて、前記基準点Ｐの位置をｘ軸方向に基準量ｘ２だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を、（ｘ２，０）だけ変化させる。
（６）その状態で、Ｃの値を調整し、再び前記基準パターンの前記感応基板位置での像のｙ方向位置基準が前記基準点Ｐを通るように調整する。このときのＣをＣ’とする。
（７）前記基準パターンの前記感応基板位置での像のｙ方向位置基準が前記感応基板位置に置かれた面の前記基準点Ｐを通るように調整する。
（８）続いて、前記基準点Ｐの位置をｙ軸方向に基準量ｙ１だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を、（０，ｙ１）だけ変化させる。
（９）その状態で、Ｄの値を調整し、再び前記基準パターンの前記感応基板位置での像のｙ方向位置基準が前記基準点Ｐを通るように調整する。このときのＤをＤ’とする。
（１０）前記基準パターンの前記感応基板位置での像のｘ方向位置基準が前記感応基板位置に置かれた面の前記基準点Ｐを通るように調整する。
（１１）続いて、前記基準点Ｐの位置をｙ軸方向に基準量ｙ２だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を、（０，ｙ２）だけ変化させる。
（１２）その状態で、Ｂの値を調整し、再び前記基準パターンの前記感応基板位置での像のｙ方向位置基準が前記基準点Ｐを通るように調整する。このときのＢをＢ’とする。
（１３）Ａ＝Ａ’、Ｂ＝Ｂ’、Ｃ＝Ｃ’、Ｄ＝Ｄ’と定める。
ただし、前記（１）〜（３）、（４）〜（６）、（７）〜（９）、（１０）〜（１２）の４つの工程は、そのまとまり単位毎に、どの順序で行ってもよいものとする。又、（１３）の工程は、それぞれＡ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’が求められた後で、順次行うようにしてもよいものとする。
【請求項２】
請求項１に記載の荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法における、前記（１）〜（３）の工程と（４）〜（６）の工程のうち先に行われた工程で求められたゲインを用いて後の工程のゲインを求めることを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法。
【請求項３】
請求項２に記載の荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法における、前記（１）〜（３）の工程と（４）〜（６）の工程を、交互に繰り返すことにより調整値の収束を図ることを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法における、前記（７）〜（９）の工程と（１０）〜（１２）の工程のうち先に行われた工程で求められたゲインを用いて後の工程のゲインを求めることを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法。
【請求項５】
請求項４に記載の荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法における、前記（７）〜（９）の工程と（１０）〜（１２）の工程を、交互に繰り返すことにより調整値の収束を図ることを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法。
【請求項６】
前記基準パターンが成形開口であることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法。
【請求項７】
前記基準パターンが、レチクル上に形成された矩形パターンであることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法。
【請求項８】
前記基準パターンが、レチクル上に形成されたｘ軸方向位置合わせ用パターン及びｙ軸方向位置合わせ用パターンであり、前記基準点Ｐのｘ軸方向位置基準がｘ軸方向位置合わせ用マークであり、前記基準点Ｐのｙ軸方向位置基準がｙ軸方向位置合わせ用マークであり、前記ゲインＡ、Ｂの調整はｘ軸方向位置合わせ用パターンと、ｘ軸方向位置合わせ用マークを用い、前記ゲインＣ，Ｄの調整はｙ軸方向位置合わせ用パターンと、ｙ軸方向位置合わせ用マークを用いることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法。
【請求項９】
荷電粒子線源から発生する荷電粒子線を、成形開口を通過させ、前記成形開口の像をレチクル面上に形成して前記レチクル面を照明し、照明された前記レチクル面に形成されたパターンを、投影光学系を介して感応基板上に露光転写する荷電粒子線露光装置であって、前記レチクル面から見て前記荷電粒子線側に設けられた偏向器により、前記レチクル面に形成される前記成形開口の位置を調整するものにおける、前記偏向器のゲイン調整装置を調整する方法であって、当該荷電粒子線露光装置の光軸方向をｚ軸方向とし、前記偏向器の偏向方向をｘ軸方向、ｙ軸方向とする直交３次元空間を考えたとき、以下の（１）〜（７）の工程により前記偏向器のゲイン調整装置を調整することを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法。
ただし、前記成形開口の像をｘ軸方向にｘ０、ｙ軸方向にｙ０だけ移動させるのに必要な、前記偏向器のｘ軸方向コイルに流す電流（又はｘ軸方向電極にかける電圧）をＩｘ０、ｙ軸方向コイルに流す電流（又はｙ軸方向電極にかける電圧）をＩｙ０とするとき、前記偏向器のゲイン調整装置は、ｘ０、ｙ０を入力として、以下の（１）式で与えられるＩｘ０、Ｉｙ０を前記偏向器のコイル又は電極に与えるような指令を出すものであるとする。（１）式においてＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄはゲインであり、前記偏向器のゲイン調整装置が有する値として調整可能とする。
【数２】
2005109328.tif 000018
（１）ｙ軸方向に平行な辺と、ｘ軸方向に平行な辺を有し、前記レチクルと光学的に共役な位置に位置する矩形パターン（以下「基準矩形パターン」という）の像のｘ側のエッジ部分から、前記ｘ側のエッジ部分から所定距離離れた部分までが、レチクルに設けられたｙ軸に平行でｘ軸方向に所定の幅を有する第１の開口内に入り、前記基準矩形パターンの像のｙ側のエッジ部分から、前記ｙ側のエッジ部分から所定距離離れた部分までが、レチクルに設けられたｘ軸に平行でｙ軸方向に所定の幅を有する第２の開口内に入るようにする。この状態を初期状態とする。
（２）その状態で、ウエハ面上において、前記第１の開口を通過した荷電粒子線の２次元分布像と、前記第２の開口を通過した荷電粒子線の２次元分布像とを求める。
（３）前記レチクル位置を初期状態からｘ軸方向に基準量ｘ３だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を、（ｘ３，０）だけ変化させる。
（４）その状態で、ウエハ面上において、前記第１の開口を通過した荷電粒子線の２次元分布像と、前記第２の開口を通過した荷電粒子線の２次元分布像とを求め、Ａの値とＣの値を調整し、これら２つの荷電粒子線の２次元分布像が、（２）で求めた２次元分布像と一致するようにする。そのときのＡの値をＡ’、Ｃの値をＣ’とする。
（５）前記レチクル位置を初期状態からｙ軸方向に基準量ｙ３だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を、（０，ｙ３）だけ変化させる。
（６）その状態で、ウエハ面上において、前記第１の開口を通過した荷電粒子線の２次元分布像と、前記第２の開口を通過した荷電粒子線の２次元分布像とを求め、Ｂの値とＤの値を調整し、これら２つの荷電粒子線の２次元分布像が、（２）で求めた２次元分布像と一致するようにする。そのときのＢの値をＢ’、Ｄの値をＤ’とする。
（７）Ａ＝Ａ’、Ｂ＝Ｂ’、Ｃ＝Ｃ’、Ｄ＝Ｄ’と定める。
ただし、前記（３）〜（４）、（５）〜（６）の２つの工程は、そのまとまり単位毎に、どの順序で行ってもよいものとする。又、（７）の工程は、それぞれＡ'、Ｂ'、Ｃ'、Ｄ'が求められた後で、順次行うようにしてもよいものとする。
【請求項１０】
前記基準矩形パターンが、成形開口であることを特徴とする請求項９に記載の荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法。
【請求項１１】
荷電粒子線源から発生する荷電粒子線を、成形開口を通過させ、前記成形開口の像をレチクル面上に形成して前記レチクル面を照明し、照明された前記レチクル面に形成されたパターンを、投影光学系を介して感応基板上に露光転写する荷電粒子線露光装置であって、前記レチクル面から見て前記荷電粒子線側に設けられた偏向器により、前記レチクル面に形成される前記成形開口の位置を調整するものにおける、前記偏向器のゲイン調整装置を調整する方法であって、当該荷電粒子線露光装置の光軸方向をｚ軸方向とし、前記偏向器の偏向方向をｘ軸方向、ｙ軸方向とする直交３次元空間を考えたとき、以下の（１）〜（１１）の工程により前記偏向器のゲイン調整装置を調整することを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法。
ただし、前記成形開口の像をｘ軸方向にｘ０、ｙ軸方向にｙ０だけ移動させるのに必要な、前記偏向器のｘ軸方向コイルに流す電流（又はｘ軸方向電極にかける電圧）をＩｘ０、ｙ軸方向コイルに流す電流（又はｙ軸方向電極にかける電圧）をＩｙ０とするとき、前記偏向器のゲイン調整装置は、ｘ０、ｙ０を入力として、以下の（１）式で与えられるＩｘ０、Ｉｙ０を前記偏向器のコイル又は電極に与えるような指令を出すものであるとする。（１）式においてＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄはゲインであり、前記偏向器のゲイン調整装置が有する値として調整可能とする。
【数３】
2005109328.tif 000019
（１）ｙ軸方向に平行な辺と、ｘ軸方向に平行な辺を有し、前記レチクルと光学的に共役な位置に位置する矩形パターン（以下「基準矩形パターン」という）の像のｘ側のエッジ部分から、前記ｘ側のエッジ部分から所定距離離れた部分までが、レチクルに設けられたｙ軸に平行でｘ軸方向に所定の幅を有する第１の開口内に入り、前記基準矩形パターンの像のｙ側のエッジ部分から、前記ｙ側のエッジ部分から所定距離離れた部分までが、レチクルに設けられたｘ軸に平行でｙ軸方向に所定の幅を有する第２の開口内に入るようにする。この状態を初期状態とする。
（２）その状態で、ウエハ面上において、前記第１の開口を通過した荷電粒子線を、前記ウエハ又はウエハステージ上に形成されたｘ軸方向位置合わせ用マーク上に投影しながらｘ軸方向に走査し、前記第１の開口を通過した荷電粒子線のｘ軸方向の幅を測定する。また、前記第２の開口を通過した荷電粒子線を、前記ウエハ又はウエハステージ上に形成されたｙ軸方向位置合わせ用マーク上に投影しながらｙ軸方向に走査し、前記第２の開口を通過した荷電粒子線のｘ軸方向の幅を測定する。
（３）続いて、前記レチクル位置をｘ軸方向に基準量ｘ４だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を（ｘ４，０）だけ変化させる。
（４）その状態で前記第１の開口を通過した荷電粒子線を、前記ｘ軸方向位置合わせ用マーク上に投影しながらｘ軸方向に走査し、前記第１の開口を通過した荷電粒子線の幅を測定し、測定幅が（２）で測定された測定幅と一致するように、Ａの値を調整する。このときのＡの値をＡ’とする。
（５）続いて、前記レチクル位置をｘ軸方向に基準量ｘ５だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を（ｘ５，０）だけ変化させる。
（６）その状態で前記第２の開口を通過した荷電粒子線を、前記ｘ軸方向位置合わせ用マーク上に投影しながらｙ軸方向に走査し、前記第２の開口を通過した荷電粒子線の幅を測定し、測定幅が（２）で測定された測定幅と一致するように、Ｃの値を調整する。このときのＣの値をＣ’とする。
（７）続いて、前記レチクル位置をｙ軸方向に基準量ｙ４だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を（０，ｙ４）だけ変化させる。
（８）その状態で前記第２の開口を通過した荷電粒子線を、前記ｙ軸方向位置合わせ用マーク上に投影しながらｙ軸方向に走査し、前記第２の開口を通過した荷電粒子線のｙ軸方向の幅を測定し、測定幅が（２）で測定された測定幅と一致するように、Ｄの値を調整する。このときのＤの値をＤ’とする。
（９）続いて、前記レチクル位置をｙ軸方向に基準量ｙ５だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を（０，ｙ５）だけ変化させる。
（１０）その状態で前記第１の開口を通過した荷電粒子線を、前記ｘ軸方向位置合わせ用マーク上に投影しながらｘ軸方向に走査し、前記第１の開口を通過した荷電粒子線の幅を測定し、測定幅が（２）で測定された測定幅と一致するように、Ｂの値を調整しする。このときのＢの値をＢ’とする。
（１１）Ａ＝Ａ’、Ｂ＝Ｂ’、Ｃ＝Ｃ’、Ｄ＝Ｄ’と定める。
ただし、前記（３）〜（６）の工程と、（７）〜（１０）の工程はどちらを先に行ってもよいとする。かつ、（３）〜（６）の工程中において、（３）〜（４）の工程と（５）〜（６）の工程はどちらを先に行ってもよく、（７）〜（１０）の工程中において、（７）〜（８）の工程と、（９）〜（１０）の工程は、どちらを先に行ってもよいものとする。又、（１２）の工程は、それぞれＡ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’が求められた後で、順次行うようにしてもよいものとする。
【請求項１２】
請求項１１に記載の荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法における、前記（３）〜（４）の工程と（５）〜（６）の工程のうち先に行われた工程で求められたゲインを用いて後の工程のゲインを求めることを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法における、前記（３）〜（４）の工程と（５）〜（６）の工程を、交互に繰り返すことにより調整値の収束を図ることを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法。
【請求項１４】
請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載の荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法における、前記（７）〜（８）の工程と（９）〜（１０）の工程のうち先に行われた工程で求められたゲインを用いて後の工程のゲインを求めることを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法における、前記（７）〜（８）の工程と（９）〜（１０）の工程を、交互に繰り返すことにより調整値の収束を図ることを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法。
【請求項１６】
前記基準矩形パターンが、成形開口であることを特徴とする請求項１１から請求項１５のうちいずれか１項に記載の荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法。
【請求項１７】
荷電粒子線源から発生する荷電粒子線を、成形開口を通過させ、前記成形開口の像をレチクル面上に形成して前記レチクル面を照明し、照明された前記レチクル面に形成されたパターンを、投影光学系を介して感応基板上に露光転写する荷電粒子線露光装置であって、前記レチクル面から見て前記感応基板側に設けられた偏向器により、前記感応基板面に形成される前記パターンの位置を調整するものにおける、前記偏向器のゲイン調整装置を調整する方法であって、当該荷電粒子線露光装置の光軸方向をｚ軸方向とし、前記偏向器の偏向方向をｘ軸方向、ｙ軸方向とする直交３次元空間を考えたとき、以下の（１）〜（１３）の工程により前記偏向器のゲイン調整装置を調整することを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法。
ただし、前記パターンの像をｘ軸方向にｘ０、ｙ軸方向にｙ０だけ移動させるのに必要な、前記偏向器のｘ軸方向コイルに流す電流（又はｘ軸方向電極にかける電圧）をＩｘ０、ｙ軸方向コイルに流す電流（又はｙ軸方向電極にかける電圧）をＩｙ０とするとき、前記偏向器のゲイン調整装置は、ｘ０、ｙ０を入力として、以下の（１）式で与えられるＩｘ０、Ｉｙ０を前記偏向器のコイル又は電極に与えるような指令を出すものであるとする。（１）式においてＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄはゲインであり、前記偏向器のゲイン調整装置が有する値として調整可能とする。
【数４】
2005109328.tif 000020
（１）ｙ軸方向に平行なｘ軸方向位置基準と、ｘ軸方向に平行なｙ軸方向位置基準を有し、前記レチクルに設けられたパターンの感応基板位置での像のｘ方向位置基準が前記感応基板位置に置かれた面の基準点Ｐを通るように調整する。
（２）続いて、前記レチクルの位置をｘ軸方向に基準量−ｘ６だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を、（ｍｘ６，０）だけ変化させる。但し、ｍは露光転写光学系の縮小倍率である。
（３）その状態で、Ａの値を調整し、再び前記パターンの感応基板位置での像のｘ方向位置基準が前記基準点Ｐを通るように調整する。このときのＡをＡ’とする。
（４）前記パターンの感応基板位置での像のｙ方向位置基準が前記感応基板位置に置かれた面の前記基準点Ｐを通るように調整する。
（５）続いて、前記レチクルの位置をｘ軸方向に基準量−ｘ７だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を、（ｍｘ７，０）だけ変化させる。
（６）その状態で、Ｃの値を調整し、再び前記パターンの感応基板位置での像のｙ方向位置基準が前記基準点Ｐを通るように調整する。このときのＣをＣ’とする。
（７）前記パターンの感応基板位置での像のｙ方向位置基準が前記感応基板位置に置かれた面の前記基準点Ｐを通るように調整する。
（８）続いて、前記レチクルの位置をｙ軸方向に基準量−ｙ６だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を、（０，ｍｙ６）だけ変化させる。
（９）その状態で、Ｄの値を調整し、再び前記パターンの感応基板位置での像のｙ方向位置基準が前記基準点Ｐを通るように調整する。このときのＤをＤ’とする。
（１０）前記パターンの感応基板位置での像のｘ方向位置基準が前記感応基板位置に置かれた面の前記基準点Ｐを通るように調整する。
（１１）続いて、前記レチクルの位置をｙ軸方向に基準量ｙ７だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を、（０，ｍｙ７）だけ変化させる。
（１２）その状態で、Ｂの値を調整し、再び前記パターンの感応基板位置での像のｙ方向位置基準が前記基準点Ｐを通るように調整する。このときのＢをＢ’とする。
（１３）Ａ＝Ａ’、Ｂ＝Ｂ’、Ｃ＝Ｃ’、Ｄ＝Ｄ’と定める。
ただし、前記（１）〜（３）、（４）〜（６）、（７）〜（９）、（１０）〜（１２）の４つの工程は、そのまとまり単位毎に、どの順序で行ってもよいものとする。又、（１３）の工程は、それぞれＡ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’が求められた後で、順次行うようにしてもよいものとする。
【請求項１８】
請求項１７に記載の荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法における、前記（１）〜（３）の工程と（４）〜（６）の工程のうち先に行われた工程で求められたゲインを用いて後の工程のゲインを求めることを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法における、前記（１）〜（３）の工程と（４）〜（６）の工程を、交互に繰り返すことにより調整値の収束を図ることを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法。
【請求項２０】
請求項１７から請求項１９のいずれか１項に記載の荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法における、前記（７）〜（９）の工程と（１０）〜（１２）の工程のうち先に行われた工程で求められたゲインを用いて後の工程のゲインを求めることを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法における、前記（７）〜（９）の工程と（１０）〜（１２）の工程を、交互に繰り返すことにより調整値の収束を図ることを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法。
【請求項２２】
前記基準パターンが成形開口であることを特徴とする請求項１７から請求項２１のうちいずれか１項に記載の荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法。
【請求項２３】
前記基準パターンが、レチクル上に形成された矩形パターンであることを特徴とする請求項１７から請求項２１のうちいずれか１項に記載の荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法。
【請求項２４】
前記基準パターンが、レチクル上に形成されたｘ軸方向位置合わせ用パターン及びｙ軸方向位置合わせ用パターンであり、前記基準点Ｐのｘ軸方向位置基準がｘ軸方向位置合わせ用マークであり、前記基準点Ｐのｙ軸方向位置基準がｙ軸方向位置合わせ用マークであり、前記ゲインＡ、Ｂの調整はｘ軸方向位置合わせ用パターンと、ｘ軸方向位置合わせ用マークを用い、前記ゲインＣ，Ｄの調整はｙ軸方向位置合わせ用パターンと、ｙ軸方向位置合わせ用マークを用いることを特徴とする請求項１７から請求項２１のうちいずれか１項に記載の荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線源から発生する荷電粒子線を、成形開口を通過させ、前記成形開口の像をレチクル面上に形成して前記レチクル面を照明し、照明された前記レチクル面に形成されたパターンを、投影光学系を介して感応基板上に露光転写する荷電粒子線露光装置に用いられる偏向器のゲイン調整装置を調整する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、露光の高解像と高スループットの両方を兼ね備えた荷電粒子線露光装置の開発が進められている。この目的で従来開発されてきた方式は一括転写方式である。これは１ダイ（１チップ）または複数ダイを一度に露光する方式である。しかしこの方式においては、転写のための原版となるレチクルの製作が困難であるのと、１ダイ以上というような大きな光学フィールド内で収差を必要程度以下にするのが難しい等の問題があるために、最近ではこの方式の装置の開発は下火になっている。
【０００３】
そこで最近よく検討されている方式は１ダイまたは複数ダイを一度に露光するのではなく、大きな光学フィールドを持つ露光装置を使用しながらも、小さな領域に分割して転写露光するという方式である。この方式を、分割転写方式と呼ぶこととする。分割転写方式においては、このサブフィールド毎に、被露光面上に結像されるサブフィールドの像の焦点やサブフィールド内での歪み等の収差等を補正しながら露光する。これにより、一括転写に比べて光学的に広い領域にわたって解像度、光学系の歪み補正精度の良い露光を行うことができる。
【０００４】
図１２に分割転写方式荷電粒子線露光装置の概要を示す。図１２において、１００はレチクル、１００ａはレチクル１００上のサブフィールド、１００ｂはサブフィールド１００ａ間の境界領域、１１０はレジストを塗布したウエハ等の感応基板、１１０ａは感応基板１１０の１ダイ（１チップ）分の領域、１１０ｂはサブフィールド１００ａそれぞれに対応した感応基板１１０の被転写領域、ＡＸは荷電粒子線光学系の光軸、ＥＢは荷電粒子線、ＣＯはクロスオーバ像位置である。
【０００５】
レチクル１００上には、感応基板１１０に転写すべきパターンをメンブレン上にそれぞれ備えた多数のサブフィールド１００ａが、パターンが存在しない境界領域１００ｂにより区分されて存在している。そして、境界領域１００ｂに対応する部分には、格子状の支柱が設けられ、メンブレンを熱的及び強度的に保護している。
【０００６】
各サブフィールド１００ａは、感応基板１１０の１ダイ分の領域１１０ａに転写すべきパターンを分割した部分パターンをそれぞれ備えており、分割した部分パターン毎に感応基板１１０に転写される。
【０００７】
感応基板１１０の外観形状は図１２（ｂ）に示したとおりであり、図１２（ａ）においては、感応基板１１０の一部（図１２（ｂ）のＶａ部）を拡大して示してある。
【０００８】
図１２において、荷電粒子線光学系の光軸ＡＸと平行にｚ軸をとり、サブフィールド１００ａの並び方向と平行にｘ軸、ｙ軸をとる。そして、矢印Ｆｍ、Ｆｗで示すように、レチクル１００及び感応基板１１０をｘ軸方向へ互いに逆向きに連続移動させながら、荷電粒子線をｙ軸方向にステップ的に走査して一列のサブフィールド１００ａのパターンを順次転写し、その列のパターン転写が終了した後に、ｘ軸方向に隣接する次のサブフィールド１００ａの列を荷電粒子線で走査し、以降同様にしてサブフィールド１００ａ毎に転写（分割転写）を繰り返して１ダイ（１チップ）分のパターンを転写する。
【０００９】
このときのサブフィールド１００ａの走査順序及び感応基板１１０への転写順序は、それぞれ矢印Ａｍ、Ａｗで示すとおりである。なお、レチクル１００と感応基板１１０の連続移動方向が逆なのは、一対の投影レンズによりレチクル１００と感応基板１１０とでｘ軸、ｙ軸がそれぞれ反転するためである。
【００１０】
このような手順で転写（分割転写）を行う場合、ｙ軸方向の一列のサブフィールド１００ａのパターンを一対の投影レンズで感応基板１１０にそのまま投影するだけでは、サブフィールド１００ａそれぞれに対応した感応基板１１０の被転写領域１１０ｂそれぞれの間に、境界領域１００ｂに対応する隙間が生じる。これに対する対策として、各サブフィールド１００ａを通過した荷電粒子線ＥＢを境界領域１００ｂの幅Ｌｙに相当する分だけｙ軸方向に偏向してパターン転写位置を補正している。
【００１１】
ｘ軸方向に関しても、パターン縮小比に応じた一定速度でレチクル（散乱透過レチクル）１００と感応基板１１０を移動させるだけでなく、一列のサブフィールド１００ａの転写が終わって次の列のサブフィールド１００ａの転写に移る際に、境界領域１００ｂの幅Ｌｘだけ荷電粒子線ＥＢをｘ軸方向に偏向して、被転写領域１１０ｂ同士の間にｘ軸方向の隙間が生じないように、パターン転写位置を補正している。
【００１２】
以上説明したように、分割転写方式においては、レチクル１００上の１ダイ（１チップ）に対応するパターンが多数のサブフィールド１００ａに分割され、各サブフィールド１００ａ間に形成された境界領域１００ｂに格子状の支柱が設けられているので、荷電粒子線照射によるレチクル基板のたわみや熱歪みを抑制することができ、精度のよい露光転写を行うことができる。
【００１３】
分割転写方式の荷電粒子線露光装置に使用される露光光学系の一例を図１３に示す。図１３において、２１は荷電粒子線源、２２は照明用レンズ、２３は成形開口、２４は開口絞り、２５はレチクル、２６は投影用レンズ、２７は散乱アパーチャ、２８はウエハ、２９、３０は偏向器である。
【００１４】
荷電粒子線源２１から放出された荷電粒子線は、照明用レンズ２２によりレチクル１５上を均一に照明する。レチクル２５上に形成されたパターンの像は、投影用レンズ２６によりウエハ２８上に結像し、ウエハ２８上のレジストを感光させる。照明荷電粒子線の開口角を制限するために開口絞り２４が、ウエハ２８に結像する荷電粒子線の開き角を制限すると共に散乱線をカットするために、散乱アパーチャ２７が設けられている。
【００１５】
成形開口２３は、投影光学系においてレチクル２５と共役な位置に設けられ、成形開口２３の像をレチクル２５上に形成することにより、レチクル２５上の照明領域を決定するためのものである。偏向器２９は、荷電粒子線を偏向させることにより、レチクル２５上に形成される成形開口２３の像の位置を可変し、照明領域を変更するためのものである。偏向器３０は、レチクル２５上の照明領域を通過した電子線を偏向させることにより、所定のレチクル２５上の照明領域のパターンの像を、ウエハ２８の所定位置に結像させるためのものである。
【００１６】
図１３においては、偏向器２９として１個、偏向器３０として２個を表示しているが、実際には多数の偏向器が使用される。又、これら偏向器は、磁場により荷電粒子線を偏向させる電磁コイル型のものと、静電場により荷電粒子線を偏向させる電極型のものがあるが、どちらも、光軸をｚ軸とする３次元直交座標系において、ｘ軸方向に荷電粒子線を偏向させる作用を持つｘ軸方向コイル（ｘ軸方向電極）と、ｙ軸方向に荷電粒子線を偏向させる作用を持つｙ軸方向コイル（ｙ軸方向電極）とを有する。
【００１７】
これら、ｘ軸方向コイル（ｘ軸方向電極）とｙ軸方向コイル（ｙ軸方向電極）との間には、干渉があるのが普通である。これは偏向器の製造誤差や取り付け誤差等により、例えばｘ軸方向コイル（ｘ軸方向電極）によるウエハ上でのビームの偏向方向がウエハ座標のｘ軸方向と一致しない等の理由による。すなわち、ｘ軸方向に荷電粒子線を偏向させるためにｘ軸方向コイル（ｘ軸方向電極）を駆動すると、荷電粒子線はｙ軸方向にも偏向し、ｙ軸方向に荷電粒子線を偏向させるためにｙ軸方向コイル（ｙ軸方向電極）を駆動すると、荷電粒子線はｘ軸方向にも偏向する。よって、これらの干渉を補償するために、各コイル又は電極の駆動回路は図１４で示されるようになっている。なお、電磁コイル型偏向器と電極型偏向器は、本発明においては等価なので、以下の説明においては、電磁コイル型偏向器を例として説明する。
【００１８】
図１４は、偏向器のゲイン調整装置の概要を示す図である。ゲイン調整装置４１には、４つのゲイン設定器４２〜４５が設けられている。今、荷電粒子線ビームをｘ軸方向にＸ、ｙ軸方向にＹだけ偏向させたいとすると、これらの入力Ｘがゲイン設定器４２と４４に、入力Ｙがゲイン設定器４３と４５に入力される。各ゲイン設定器４２〜４５のゲインはそれぞれ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄである。
【００１９】
ゲイン設定器４２と４３の出力は加算器４６に入力され、その加算された値がｘ軸方向コイル４８に電流指令値Ｉｘとして与えられる。又、ゲイン設定器４４と４５の出力は加算器４７に入力され、その加算された値がｙ軸方向コイル４８に電流指令値Ｉｙとして与えられる。すなわち、Ｘ、Ｙ、Ｉｘ、Ｉｙの間には、
【００２０】
【数１】
2005109328.tif 000003
【００２１】
の関係が成り立つようになっている。ゲイン調整装置４１の一部をマイクロプロセッサにより構成してもよいこと、加算器４６、４７の後段に電流増幅器を別に設けてもよいことは言うまでもない。
【００２２】
ｘ軸方向コイル、ｙ軸方向コイルの各々によって生じるビームの偏向を各々偏向ベクトルＤｘ、Ｄｙで表すと、図１５に示すような関係になる。一般にはｘ軸方向コイルによる偏向ベクトルＤｘはｘ軸方向と同じ方向に一致させ、同様に偏向ベクトルＤｙはｙ軸方向と同じ方向に一致させる。
【００２３】
Ｄｘ、Ｄｙの大きさは各々電流指令値Ｉｘ，Ｉｙに比例して
Ｄｘ＝αＩｘ
Ｄｙ＝βＩｙ
と表すことができる。
【００２４】
つまり、ｘ軸方向の偏向ｄｘとｙ軸方向の偏向ｄｙは、
【００２５】
【数２】
2005109328.tif 000004
【００２６】
と表すことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
このようなゲイン調整装置の調整に当たっては、前記ゲインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを決定する必要がある。しかし、この調整は、前述のように偏向器においてｘ軸方向コイルとｙ軸方向コイルの干渉があるため、容易ではなく、ｘ軸方向ゲインの調整とｙ軸方向ゲインの調整を交互に繰り返し行うことにより収束を図っていく方法が採用されていた。そのため、調整作業に非常に長時間を有するという問題点があった。
【００２８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、荷電粒子線源から発生する荷電粒子線を、成形開口を通過させ、前記成形開口の像をレチクル面上に形成して前記レチクル面を照明し、照明された前記レチクル面に形成されたパターンを、投影光学系を介して感応基板上に露光転写する荷電粒子線露光装置に用いられる偏向器のゲイン調整装置を、効率的に調整する方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
前記課題を解決するための第１の手段は、荷電粒子線源から発生する荷電粒子線を、成形開口を通過させ、前記成形開口の像をレチクル面上に形成して前記レチクル面を照明し、照明された前記レチクル面に形成されたパターンを、投影光学系を介して感応基板上に露光転写する荷電粒子線露光装置であって、前記レチクル面から見て前記感応基板側に設けられた偏向器により、前記感応基板面に形成される前記パターンの位置を調整するものにおける、前記偏向器のゲイン調整装置を調整する方法であって、当該荷電粒子線露光装置の光軸方向をｚ軸方向とし、前記偏向器の偏向方向をｘ軸方向、ｙ軸方向とする直交３次元空間を考えたとき、以下の（１）〜（１３）の工程により前記偏向器のゲイン調整装置を調整することを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法（請求項１）である。
【００３０】
ただし、前記パターンの像をｘ軸方向にｘ０、ｙ軸方向にｙ０だけ移動させるのに必要な、前記偏向器のｘ軸方向コイルに流す電流（又はｘ軸方向電極にかける電圧）をＩｘ０、ｙ軸方向コイルに流す電流（又はｙ軸方向電極にかける電圧）をＩｙ０とするとき、前記偏向器のゲイン調整装置は、ｘ０、ｙ０を入力として、以下の（１）式で与えられるＩｘ０、Ｉｙ０を前記偏向器のコイル又は電極に与えるような指令を出すものであるとする。（１）式においてＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄはゲインであり、前記偏向器のゲイン調整装置が有する値として調整可能とする。
【００３１】
【数３】
2005109328.tif 000005
【００３２】
（１）ｙ軸方向に平行なｘ軸方向位置基準と、ｘ軸方向に平行なｙ軸方向位置基準を有し、前記感応基板と光学的に共役な位置に位置するパターン（以下「基準パターン」という）の前記感応基板位置での像のｘ方向位置基準が前記感応基板位置に置かれた面の基準点Ｐを通るように調整する。
（２）続いて、前記基準点Ｐの位置をｘ軸方向に基準量ｘ１だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を、（ｘ１，０）だけ変化させる。
（３）その状態で、Ａの値を調整し、再び前記基準パターンの前記感応基板位置での像のｘ方向位置基準が前記基準点Ｐを通るように調整する。このときのＡをＡ’とする。
（４）前記基準パターンの前記感応基板位置での像のｙ方向位置基準が前記感応基板位置に置かれた面の前記基準点Ｐを通るように調整する。
（５）続いて、前記基準点Ｐの位置をｘ軸方向に基準量ｘ２だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を、（ｘ２，０）だけ変化させる。
（６）その状態で、Ｃの値を調整し、再び前記基準パターンの前記感応基板位置での像のｙ方向位置基準が前記基準点Ｐを通るように調整する。このときのＣをＣ’とする。
（７）前記基準パターンの前記感応基板位置での像のｙ方向位置基準が前記感応基板位置に置かれた面の前記基準点Ｐを通るように調整する。
（８）続いて、前記基準点Ｐの位置をｙ軸方向に基準量ｙ１だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を、（０，ｙ１）だけ変化させる。
（９）その状態で、Ｄの値を調整し、再び前記基準パターンの前記感応基板位置での像のｙ方向位置基準が前記基準点Ｐを通るように調整する。このときのＤをＤ’とする。
（１０）前記基準パターンの前記感応基板位置での像のｘ方向位置基準が前記感応基板位置に置かれた面の前記基準点Ｐを通るように調整する。
（１１）続いて、前記基準点Ｐの位置をｙ軸方向に基準量ｙ２だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を、（０，ｙ２）だけ変化させる。
（１２）その状態で、Ｂの値を調整し、再び前記基準パターンの前記感応基板位置での像のｙ方向位置基準が前記基準点Ｐを通るように調整する。このときのＢをＢ’とする。
（１３）Ａ＝Ａ’、Ｂ＝Ｂ’、Ｃ＝Ｃ’、Ｄ＝Ｄ’と定める。
【００３３】
ただし、前記（１）〜（３）、（４）〜（６）、（７）〜（９）、（１０）〜（１２）の４つの工程は、そのまとまり単位毎に、どの順序で行ってもよいものとする。又、（１３）の工程は、それぞれＡ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’が求められた後で、順次行うようにしてもよいものとする。
【００３４】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段における、前記（１）〜（３）の工程と（４）〜（６）の工程のうち先に行われた工程で求められたゲインを用いて後の工程のゲインを求めることを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法（請求項２）である。
【００３５】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第２の手段における、前記（１）〜（３）の工程と（４）〜（６）の工程を、交互に繰り返すことにより調整値の収束を図ることを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法（請求項３）である。
【００３６】
前記課題を解決するための第４の手段は、前記第１の手段から第３の手段のいずれかにおける、前記（７）〜（９）の工程と（１０）〜（１２）の工程のうち先に行われた工程で求められたゲインを用いて後の工程のゲインを求めることを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法（請求項４）である。
【００３７】
前記課題を解決するための第５の手段は、前記第４の手段における、前記（７）〜（９）の工程と（１０）〜（１２）の工程を、交互に繰り返すことにより調整値の収束を図ることを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法（請求項５）である。
【００３８】
前記課題を解決するための第６の手段は、前記第１の手段から第５手段のいずれかであって、前記基準パターンが成形開口であることを特徴とするもの（請求項６）である。
【００３９】
前記課題を解決するための第７の手段は、前記第１の手段から第５手段のいずれかであって、前記基準パターンが、レチクル上に形成された矩形パターンであることを特徴とするもの（請求項７）である。
【００４０】
前記課題を解決するための第８の手段は、前記第１の手段から第５手段のいずれかであって、前記基準パターンが、レチクル上に形成されたｘ軸方向位置合わせ用パターン及びｙ軸方向位置合わせ用パターンであり、前記基準点Ｐのｘ軸方向位置基準がｘ軸方向位置合わせ用マークであり、前記基準点Ｐのｙ軸方向位置基準がｙ軸方向位置合わせ用マークであり、前記ゲインＡ、Ｂの調整はｘ軸方向位置合わせ用パターンと、ｘ軸方向位置合わせ用マークを用い、前記ゲインＣ，Ｄの調整はｙ軸方向位置合わせ用パターンと、ｙ軸方向位置合わせ用マークを用いることを特徴とするもの（請求項８）である。
【００４１】
前記課題を解決するための第９の手段は、荷電粒子線源から発生する荷電粒子線を、成形開口を通過させ、前記成形開口の像をレチクル面上に形成して前記レチクル面を照明し、照明された前記レチクル面に形成されたパターンを、投影光学系を介して感応基板上に露光転写する荷電粒子線露光装置であって、前記レチクル面から見て前記荷電粒子線側に設けられた偏向器により、前記レチクル面に形成される前記成形開口の位置を調整するものにおける、前記偏向器のゲイン調整装置を調整する方法であって、当該荷電粒子線露光装置の光軸方向をｚ軸方向とし、前記偏向器の偏向方向をｘ軸方向、ｙ軸方向とする直交３次元空間を考えたとき、以下の（１）〜（７）の工程により前記偏向器のゲイン調整装置を調整することを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法（請求項９）である。
【００４２】
ただし、前記成形開口の像をｘ軸方向にｘ０、ｙ軸方向にｙ０だけ移動させるのに必要な、前記偏向器のｘ軸方向コイルに流す電流（又はｘ軸方向電極にかける電圧）をＩｘ０、ｙ軸方向コイルに流す電流（又はｙ軸方向電極にかける電圧）をＩｙ０とするとき、前記偏向器のゲイン調整装置は、ｘ０、ｙ０を入力として、以下の（１）式で与えられるＩｘ０、Ｉｙ０を前記偏向器のコイル又は電極に与えるような指令を出すものであるとする。（１）式においてＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄはゲインであり、前記偏向器のゲイン調整装置が有する値として調整可能とする。
【００４３】
【数４】
2005109328.tif 000006
【００４４】
（１）ｙ軸方向に平行な辺と、ｘ軸方向に平行な辺を有し、前記レチクルと光学的に共役な位置に位置する矩形パターン（以下「基準矩形パターン」という）の像のｘ側のエッジ部分から、前記ｘ側のエッジ部分から所定距離離れた部分までが、レチクルに設けられたｙ軸に平行でｘ軸方向に所定の幅を有する第１の開口内に入り、前記基準矩形パターンの像のｙ側のエッジ部分から、前記ｙ側のエッジ部分から所定距離離れた部分までが、レチクルに設けられたｘ軸に平行でｙ軸方向に所定の幅を有する第２の開口内に入るようにする。この状態を初期状態とする。
（２）その状態で、ウエハ面上において、前記第１の開口を通過した荷電粒子線の２次元分布像と、前記第２の開口を通過した荷電粒子線の２次元分布像とを求める。
（３）前記レチクル位置を初期状態からｘ軸方向に基準量ｘ３だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を、（ｘ３，０）だけ変化させる。
（４）その状態で、ウエハ面上において、前記第１の開口を通過した荷電粒子線の２次元分布像と、前記第２の開口を通過した荷電粒子線の２次元分布像とを求め、Ａの値とＣの値を調整し、これら２つの荷電粒子線の２次元分布像が、（２）で求めた２次元分布像と一致するようにする。そのときのＡの値をＡ’、Ｃの値をＣ’とする。
（５）前記レチクル位置を初期状態からｙ軸方向に基準量ｙ３だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を、（０，ｙ３）だけ変化させる。
（６）その状態で、ウエハ面上において、前記第１の開口を通過した荷電粒子線の２次元分布像と、前記第２の開口を通過した荷電粒子線の２次元分布像とを求め、Ｂの値とＤの値を調整し、これら２つの荷電粒子線の２次元分布像が、（２）で求めた２次元分布像と一致するようにする。そのときのＢの値をＢ’、Ｄの値をＤ’とする。
（７）Ａ＝Ａ’、Ｂ＝Ｂ’、Ｃ＝Ｃ’、Ｄ＝Ｄ’と定める。
【００４５】
ただし、前記（３）〜（４）、（５）〜（６）の２つの工程は、そのまとまり単位毎に、どの順序で行ってもよいものとする。又、（７）の工程は、それぞれＡ'、Ｂ'、Ｃ'、Ｄ'が求められた後で、順次行うようにしてもよいものとする。
【００４６】
前記課題を解決するための第１０の手段は、前記第９の手段であって、前記基準矩形パターンが、成形開口であることを特徴とするもの（請求項１０）である。
【００４７】
前記課題を解決するための第１１の手段は、荷電粒子線源から発生する荷電粒子線を、成形開口を通過させ、前記成形開口の像をレチクル面上に形成して前記レチクル面を照明し、照明された前記レチクル面に形成されたパターンを、投影光学系を介して感応基板上に露光転写する荷電粒子線露光装置であって、前記レチクル面から見て前記荷電粒子線側に設けられた偏向器により、前記レチクル面に形成される前記成形開口の位置を調整するものにおける、前記偏向器のゲイン調整装置を調整する方法であって、当該荷電粒子線露光装置の光軸方向をｚ軸方向とし、前記偏向器の偏向方向をｘ軸方向、ｙ軸方向とする直交３次元空間を考えたとき、以下の（１）〜（１１）の工程により前記偏向器のゲイン調整装置を調整することを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法（請求項１１）である。
【００４８】
ただし、前記成形開口の像をｘ軸方向にｘ０、ｙ軸方向にｙ０だけ移動させるのに必要な、前記偏向器のｘ軸方向コイルに流す電流（又はｘ軸方向電極にかける電圧）をＩｘ０、ｙ軸方向コイルに流す電流（又はｙ軸方向電極にかける電圧）をＩｙ０とするとき、前記偏向器のゲイン調整装置は、ｘ０、ｙ０を入力として、以下の（１）式で与えられるＩｘ０、Ｉｙ０を前記偏向器のコイル又は電極に与えるような指令を出すものであるとする。（１）式においてＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄはゲインであり、前記偏向器のゲイン調整装置が有する値として調整可能とする。
【００４９】
【数５】
2005109328.tif 000007
【００５０】
（１）ｙ軸方向に平行な辺と、ｘ軸方向に平行な辺を有し、前記レチクルと光学的に共役な位置に位置する矩形パターン（以下「基準矩形パターン」という）の像のｘ側のエッジ部分から、前記ｘ側のエッジ部分から所定距離離れた部分までが、レチクルに設けられたｙ軸に平行でｘ軸方向に所定の幅を有する第１の開口内に入り、前記基準矩形パターンの像のｙ側のエッジ部分から、前記ｙ側のエッジ部分から所定距離離れた部分までが、レチクルに設けられたｘ軸に平行でｙ軸方向に所定の幅を有する第２の開口内に入るようにする。この状態を初期状態とする。
（２）その状態で、ウエハ面上において、前記第１の開口を通過した荷電粒子線を、前記ウエハ又はウエハステージ上に形成されたｘ軸方向位置合わせ用マーク上に投影しながらｘ軸方向に走査し、前記第１の開口を通過した荷電粒子線のｘ軸方向の幅を測定する。また、前記第２の開口を通過した荷電粒子線を、前記ウエハ又はウエハステージ上に形成されたｙ軸方向位置合わせ用マーク上に投影しながらｙ軸方向に走査し、前記第２の開口を通過した荷電粒子線のｘ軸方向の幅を測定する。
（３）続いて、前記レチクル位置をｘ軸方向に基準量ｘ４だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を（ｘ４，０）だけ変化させる。
（４）その状態で前記第１の開口を通過した荷電粒子線を、前記ｘ軸方向位置合わせ用マーク上に投影しながらｘ軸方向に走査し、前記第１の開口を通過した荷電粒子線の幅を測定し、測定幅が（２）で測定された測定幅と一致するように、Ａの値を調整する。このときのＡの値をＡ’とする。
（５）続いて、前記レチクル位置をｘ軸方向に基準量ｘ５だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を（ｘ５，０）だけ変化させる。
（６）その状態で前記第２の開口を通過した荷電粒子線を、前記ｘ軸方向位置合わせ用マーク上に投影しながらｙ軸方向に走査し、前記第２の開口を通過した荷電粒子線の幅を測定し、測定幅が（２）で測定された測定幅と一致するように、Ｃの値を調整する。このときのＣの値をＣ’とする。
（７）続いて、前記レチクル位置をｙ軸方向に基準量ｙ４だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を（０，ｙ４）だけ変化させる。
（８）その状態で前記第２の開口を通過した荷電粒子線を、前記ｙ軸方向位置合わせ用マーク上に投影しながらｙ軸方向に走査し、前記第２の開口を通過した荷電粒子線のｙ軸方向の幅を測定し、測定幅が（２）で測定された測定幅と一致するように、Ｄの値を調整する。このときのＤの値をＤ’とする。
（９）続いて、前記レチクル位置をｙ軸方向に基準量ｙ５だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を（０，ｙ５）だけ変化させる。
（１０）その状態で前記第１の開口を通過した荷電粒子線を、前記ｘ軸方向位置合わせ用マーク上に投影しながらｘ軸方向に走査し、前記第１の開口を通過した荷電粒子線の幅を測定し、測定幅が（２）で測定された測定幅と一致するように、Ｂの値を調整しする。このときのＢの値をＢ’とする。
（１１）Ａ＝Ａ’、Ｂ＝Ｂ’、Ｃ＝Ｃ’、Ｄ＝Ｄ’と定める。
【００５１】
ただし、前記（３）〜（６）の工程と、（７）〜（１０）の工程はどちらを先に行ってもよいとする。かつ、（３）〜（６）の工程中において、（３）〜（４）の工程と（５）〜（６）の工程はどちらを先に行ってもよく、（７）〜（１０）の工程中において、（７）〜（８）の工程と、（９）〜（１０）の工程は、どちらを先に行ってもよいものとする。又、（１２）の工程は、それぞれＡ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’が求められた後で、順次行うようにしてもよいものとする。
【００５２】
前記課題を解決するための第１２の手段は、前記第１１の手段における、前記（３）〜（４）の工程と（５）〜（６）の工程のうち先に行われた工程で求められたゲインを用いて後の工程のゲインを求めることを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法（請求項１２）である。
【００５３】
前記課題を解決するための第１３の手段は、前記第１２の手段における、前記（３）〜（４）の工程と（５）〜（６）の工程を、交互に繰り返すことにより調整値の収束を図ることを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法（請求項１３）である。
【００５４】
前記課題を解決するための第１４の手段は、前記第１の手段から第３の手段のいずれかにおける、前記（７）〜（８）の工程と（９）〜（１０）の工程のうち先に行われた工程で求められたゲインを用いて後の工程のゲインを求めることを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法（請求項１４）である。
【００５５】
前記課題を解決するための第１５の手段は、前記第１４の手段における、前記（７）〜（８）の工程と（９）〜（１０）の工程を、交互に繰り返すことにより調整値の収束を図ることを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法（請求項１５）である。
【００５６】
前記課題を解決するための第１６の手段は、前記第１１の手段から第１５の手段のいずれかであって、前記基準矩形パターンが、成形開口であることを特徴とするもの（請求項１６）である。
【００５７】
前記課題を解決するための第１７の手段は、荷電粒子線源から発生する荷電粒子線を、成形開口を通過させ、前記成形開口の像をレチクル面上に形成して前記レチクル面を照明し、照明された前記レチクル面に形成されたパターンを、投影光学系を介して感応基板上に露光転写する荷電粒子線露光装置であって、前記レチクル面から見て前記感応基板側に設けられた偏向器により、前記感応基板面に形成される前記パターンの位置を調整するものにおける、前記偏向器のゲイン調整装置を調整する方法であって、当該荷電粒子線露光装置の光軸方向をｚ軸方向とし、前記偏向器の偏向方向をｘ軸方向、ｙ軸方向とする直交３次元空間を考えたとき、以下の（１）〜（１３）の工程により前記偏向器のゲイン調整装置を調整することを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法（請求項１７）である。
【００５８】
ただし、前記パターンの像をｘ軸方向にｘ０、ｙ軸方向にｙ０だけ移動させるのに必要な、前記偏向器のｘ軸方向コイルに流す電流（又はｘ軸方向電極にかける電圧）をＩｘ０、ｙ軸方向コイルに流す電流（又はｙ軸方向電極にかける電圧）をＩｙ０とするとき、前記偏向器のゲイン調整装置は、ｘ０、ｙ０を入力として、以下の（１）式で与えられるＩｘ０、Ｉｙ０を前記偏向器のコイル又は電極に与えるような指令を出すものであるとする。（１）式においてＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄはゲインであり、前記偏向器のゲイン調整装置が有する値として調整可能とする。
【００５９】
【数６】
2005109328.tif 000008
【００６０】
（１）ｙ軸方向に平行なｘ軸方向位置基準と、ｘ軸方向に平行なｙ軸方向位置基準を有し、前記レチクルに設けられたパターンの感応基板位置での像のｘ方向位置基準が前記感応基板位置に置かれた面の基準点Ｐを通るように調整する。
（２）続いて、前記レチクルの位置をｘ軸方向に基準量−ｘ６だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を、（ｍｘ６，０）だけ変化させる。但し、ｍは露光転写光学系の縮小倍率である。
（３）その状態で、Ａの値を調整し、再び前記パターンの感応基板位置での像のｘ方向位置基準が前記基準点Ｐを通るように調整する。このときのＡをＡ’とする。
（４）前記パターンの感応基板位置での像のｙ方向位置基準が前記感応基板位置に置かれた面の前記基準点Ｐを通るように調整する。
（５）続いて、前記レチクルの位置をｘ軸方向に基準量−ｘ７だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を、（ｍｘ７，０）だけ変化させる。
（６）その状態で、Ｃの値を調整し、再び前記パターンの感応基板位置での像のｙ方向位置基準が前記基準点Ｐを通るように調整する。このときのＣをＣ’とする。
（７）前記パターンの感応基板位置での像のｙ方向位置基準が前記感応基板位置に置かれた面の前記基準点Ｐを通るように調整する。
（８）続いて、前記レチクルの位置をｙ軸方向に基準量−ｙ６だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を、（０，ｍｙ６）だけ変化させる。
（９）その状態で、Ｄの値を調整し、再び前記パターンの感応基板位置での像のｙ方向位置基準が前記基準点Ｐを通るように調整する。このときのＤをＤ’とする。
（１０）前記パターンの感応基板位置での像のｘ方向位置基準が前記感応基板位置に置かれた面の前記基準点Ｐを通るように調整する。
（１１）続いて、前記レチクルの位置をｙ軸方向に基準量ｙ７だけ移動させる。そして、前記偏向器のゲイン調整装置への入力（ｘ０，ｙ０）を、（０，ｍｙ７）だけ変化させる。
（１２）その状態で、Ｂの値を調整し、再び前記パターンの感応基板位置での像のｙ方向位置基準が前記基準点Ｐを通るように調整する。このときのＢをＢ’とする。
（１３）Ａ＝Ａ’、Ｂ＝Ｂ’、Ｃ＝Ｃ’、Ｄ＝Ｄ’と定める。
【００６１】
ただし、前記（１）〜（３）、（４）〜（６）、（７）〜（９）、（１０）〜（１２）の４つの工程は、そのまとまり単位毎に、どの順序で行ってもよいものとする。又、（１３）の工程は、それぞれＡ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’が求められた後で、順次行うようにしてもよいものとする。
【００６２】
前記課題を解決するための第１８の手段は、前記第１７の手段における、前記（１）〜（３）の工程と（４）〜（６）の工程のうち先に行われた工程で求められたゲインを用いて後の工程のゲインを求めることを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法（請求項１７）である。
【００６３】
前記課題を解決するための第１９の手段は、前記第１８の手段における、前記（１）〜（３）の工程と（４）〜（６）の工程を、交互に繰り返すことにより調整値の収束を図ることを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法（請求項１９）である。
【００６４】
前記課題を解決するための第２０の手段は、前記第１７の手段から第１９の手段のいずれかにおける、前記（７）〜（９）の工程と（１０）〜（１２）の工程のうち先に行われた工程で求められたゲインを用いて後の工程のゲインを求めることを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法（請求項２０）である。
【００６５】
前記課題を解決するための第２１の手段は、前記第２０の手段における前記（７）〜（９）の工程と（１０）〜（１２）の工程を、交互に繰り返すことにより調整値の収束を図ることを特徴とする荷電粒子線露光装置における偏向器のゲイン制御装置の調整方法（請求項２１）である。
【００６６】
前記課題を解決するための第２２の手段は、前記第１７の手段から第２１の手段のいずれかであって、前記基準パターンが成形開口であることを特徴とするもの（請求項２２）である。
【００６７】
前記課題を解決するための第２３の手段は、前記第１７の手段から第２１の手段のいずれかであって、前記基準パターンが、レチクル上に形成された矩形パターンであることを特徴とするもの（請求項２３）である。
【００６８】
前記課題を解決するための第２４の手段は、前記第１７の手段から第２１の手段のいずれかであって、前記基準パターンが、レチクル上に形成されたｘ軸方向位置合わせ用パターン及びｙ軸方向位置合わせ用パターンであり、前記基準点Ｐのｘ軸方向位置基準がｘ軸方向位置合わせ用マークであり、前記基準点Ｐのｙ軸方向位置基準がｙ軸方向位置合わせ用マークであり、前記ゲインＡ、Ｂの調整はｘ軸方向位置合わせ用パターンと、ｘ軸方向位置合わせ用マークを用い、前記ゲインＣ，Ｄの調整はｙ軸方向位置合わせ用パターンと、ｙ軸方向位置合わせ用マークを用いることを特徴とするもの（請求項２４）である。
【発明の効果】
【００６９】
以上説明し、かつ、以下の発明を実施するための最良の形態の欄で述べるように、本発明によれば、荷電粒子線源から発生する荷電粒子線を、成形開口を通過させ、前記成形開口の像をレチクル面上に形成して前記レチクル面を照明し、照明された前記レチクル面に形成されたパターンを、投影光学系を介して感応基板上に露光転写する荷電粒子線露光装置に用いられる偏向器のゲイン調整装置を、効率的に調整する方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７０】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。なお、以下の図において、特に断らない限り紙面の右方向をｘ軸正方向、紙面の上側をｙ軸正方向とする。以下の実施の形態において、前提となる荷電粒子線露光装置は、図１３に示されたような構成を有するものとし、ゲイン調整装置は図１４に示されたようなものであるとする。図１３の装置ではレチクルステージ、ウエハステージを互いに逆方向に投影光学系の縮小比とほぼ同じ速度で移動させながら露光を行う。従って、レチクル上の照明領域が変更しないように、偏向器２９により照明ビームは偏向されレチクルステージを追従する。同様に、レチクルステージ、ウエハステージの移動に伴ってウエハ上の投影像位置が変化しないように偏向器３０により投影ビームは偏向される。本実施の形態では各偏向器がこのような追従動作を正確に行うことができるようにゲイン調整を行うが、本発明はこのような追従動作を行うための偏向器だけではなく他の目的の偏向器のゲイン調整にも適用可能である。
【００７１】
図１３においてＩＦ１はレチクル２５を搭載するレチクルステージのｘ軸、ｙ軸方向の位置を各々測定する干渉計システムである。また、ＩＦ２は同様にウエハ２８を搭載するウエハステージのｘ軸、ｙ軸方向の位置を各々測定する干渉計システムである。４１Ａ〜４１Ｅは図１４に示すゲイン調整装置である。尚、本来は干渉計システムとゲイン調整装置との間に制御装置を介在させて、干渉計システムによって測定された位置データ等を取り込み、各々のゲイン調整装置に目標偏向量データＸ，Ｙを入力するが、位置データの取り込み等の詳細については、公知のものであるので、ここでは説明を省略する。ゲイン調整装置４１Ａ〜４１Ｅは、ｘ軸方向の目標偏向量Ｘ、ｙ軸方向の目標偏向量Ｙを入力として与えられ、
【００７２】
【数７】
2005109328.tif 000009
【００７３】
で決定されるｘ軸方向コイルの励磁電流値Ｉx、ｙ軸方向コイルの励磁電流値Ｉｙを出力するものとし、以下の実施の形態では、この式のうち、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを決定するものとする。
【００７４】
まず、ウエハの照明領域を偏向するための偏向器３０のゲインを調整する第１の実施の形態について図１、図２を参照して説明する。なお、図１３では、偏向器３０として２つの偏向器が示されているが、ゲインの調整は一つずつ、別々に行っていけばよく、また作業としては同様な作業となる。又、従って、本実施の形態では図１３におけるゲイン調整装置４１Ｃの調整方法について説明することとする（すなわち、前記第１の実施の形態も含め、各実施の形態は１個の偏向器の調整方法を示したものであり、複数の偏向器が同じ目的で使用されているときは、同じ方法で別々に調整を行う）。
【００７５】
図中で２は成形開口２３のウエハ面上における像であり、１はウエハ面と同位置に設けられたピンホールである。このピンホールを通過する電子線の量を電流測定器で測定するものとする。
【００７６】
まずゲインＡとＣを求める方法を説明する。ウエハステージを移動させて、成形開口像２の＋ｘ側のエッジをピンホール１の中心に位置させる（図１（ａ））。この状態からウエハステージを駆動し、ピンホール１の位置を図１（ｂ）に示すようにｘ軸方向にＸ１だけ移動させる。次に、（２）式の入力値をＸ＝Ｘ１、Ｙ＝０だけ変化させると（通常、図１３に示すような制御系となっているので、この動作は、ウエハステージをｘ軸方向にＸ１だけ移動させたときに自然に行われる。干渉計システムからの入力を停止させた状態で行うときは、手動により入力を行う必要がある。）。図１（ｃ）の破線で示す位置に成形開口像２が偏向される。ここで、（２）式、（３）式からｘ軸方向の偏向幅ｄｘ、ｙ軸方向の偏向幅ｄｙは各々
【００７７】
【数８】
2005109328.tif 000010
【００７８】
Ｙ＝０であるため、（４）式、（５）式は、
【００７９】
【数９】
2005109328.tif 000011
【００８０】
となる。
【００８１】
ｄｘ＝Ｘ１となるようにＡのゲインを調整する。つまり、図１（ｃ）の破線で示した成形開口像の＋ｘ側の端部がピンホールの中心に位置するようにゲインＡを調整する（図１（ｄ））。このＡの値をＡ’とする。
【００８２】
次に図１（ｅ）に示すように、成形開口の像の＋ｙ側の端部がピンホールの中心に位置するようにウエハステージを動かす。この状態からステージを移動させることにより、ｘ軸方向にＸ２だけピンホールの位置を移動させる（図１（ｆ））。そして、前述の入力値Ｘ，Ｙの値をＸ＝Ｘ２、Ｙ＝０だけ変化させる（通常、図１３に示すような制御系となっているので、この動作は、ウエハステージをｘ軸方向にＸ２だけ移動させたときに自然に行われる）。ビームのｘ軸方向の偏向幅ｄｘは上述の調整によりＸ２となるが、ｙ軸方向の偏向幅ｄｙは
【００８３】
【数１０】
2005109328.tif 000012
【００８４】
となるので（図１（ｇ））、今度はゲインＣの値を変化させて再び成形開口像の＋ｙ側の端部をピンホールの中心に位置させる（図１（ｈ））。この時のゲインＣの値をＣ’とする。これで、ＡとＣのゲイン値の調整を行うことができた。
【００８５】
なお、（６）式から分かるように、ＣがＣからＣ’だけ変化すると、ｘ軸方向の偏向位置が
dx’＝β(C-C')Xcosφ  …(９)
だけずれることになる。前述のように、一般的にはｙ軸方向コイルによる偏向方向はほぼｙ軸方向に一致させるように設計されているため、この値ｄｘ'は小さくなり問題とはなりにくい。しかし、このｄｘ'の値が問題となる場合には、上述したゲインＡ、Ｃの調整を交互に繰り返すことによってｄｘ’の値が所望の値となるようにすればよい。また、本例ではゲインＡを調整した後にゲインＣを調整したが、逆にゲインＣを調整した後にゲインＡを調整するようにしてもよい。
【００８６】
次に、ゲインＤとＢを求める方法を説明する。ウエハステージを移動させて、成形開口像２の＋ｙ側のエッジをピンホール１の中心に位置させる（図２（ａ））。この状態からウエハステージを駆動し、ピンホール１の位置をｙ軸方向にＹ１だけ移動させる（図２（ｂ））。次に、（２）式の入力値をＸ＝０、Ｙ＝Ｙ１だけ変化させると（通常、図１３に示すような制御系となっているので、この動作は、ウエハステージをｙ軸方向にＹ１だけ移動させたときに自然に行われる）。図２（ｃ）の破線で示す位置に成形開口像が偏向される。ここで、（２）式、（３）式からｘ軸方向の偏向幅ｄｘ、ｙ軸方向の偏向幅ｄｙについては、
（４）式、（５）式においてＸ＝０であるため、（４）式、（５）式は、
【００８７】
【数１１】
2005109328.tif 000013
【００８８】
となる。
【００８９】
ｄｙ＝Ｙ１となるようにＤのゲインを調整する。つまり、図２（ｄ）の破線で示した成形開口像の＋ｙ側の端部がピンホールの中心に位置するようにゲインＤを調整する。このＤの値をＤ’とする。
【００９０】
次に図２（ｅ）に示すように、成形開口の像の＋ｘ側の端部がピンホールの中心に位置するようにウエハステージを動かす。この状態からステージを移動させることにより、ｙ軸方向にＹ２だけピンホールの位置を移動させる（図２（ｆ））。そして、前述の入力値Ｘ，Ｙの値をＸ＝０、Ｙ＝Ｙ２だけさらに変化させる（通常、図１３に示すような制御系となっているので、この動作は、ウエハステージをｙ軸方向にＹ２だけ移動させたときに自然に行われる）。ビームのｙ軸方向の偏向幅ｄｙは上述の調整によりＹ２となるが、ｘ軸方向の偏向幅ｄｘは
【００９１】
【数１２】
2005109328.tif 000014
【００９２】
となるので（図２（ｇ））、今度はゲインＢの値を変化させて再び成形開口像の＋ｙ側の端部をピンホールの中心に位置させる（図２（ｈ））。この時のゲインＢの値をＢ’とする。これで、ＤとＢのゲイン値の調整を行うことができた。
【００９３】
なお、（１１）式から分かるように、ＢがＢからＢ’だけ変化すると、ｙ軸方向の偏向位置が
dy’＝α(B-B')Ysinθ  …(13)
だけずれることになる。前述のように、一般的にはｙ軸方向コイルによる偏向方向はほぼｙ軸方向に一致させるように設計されているため、この値ｄｙ'は小さくなり問題とはなりにくい。しかし、このｄｙ'の値が問題となる場合には、上述したゲインＤ、Ｂの調整を交互に繰り返すことによってｄｙ’の値が所望の値となるようにすればよい。また、本例ではゲインＤを調整した後にゲインＢを調整したが、逆にゲインＢを調整した後にゲインＣを調整するようにしてもよい。
【００９４】
なお、上記の例において、成形開口像２の＋ｘ側、＋ｙ側のエッジをピンホール１の位置に合わせるようにしているが、−ｘ側、−ｙ側のエッジをピンホール１の位置に合わせるようにしてもよいことは言うまでもない。又、図１、図２では、レチクルステージは＋ｘ側、＋ｙ側に駆動しているが、−ｘ軸側、−ｙ軸側に駆動するようにしてもよいことも言うまでもない。
【００９５】
以上の説明においては、ピンホール１に照射する荷電粒子線の基準位置を与える基準パターンとして成形開口を使用したが、ウエハ位置と共役な位置に置かれたｙ軸方向に平行なｘ軸方向位置基準（例えばエッジ）と、ｘ軸方向に平行なｙ軸方向位置基準（例えばエッジ）を有する基準パターンであればどのようなものでも使用することができる。例えば、成形開口の位置に矩形パターンやライン・アンドスペースパターンを置いて、それを基準パターンとして使用してもよい。又、レチクルの代わりに、基準パターンとなる矩形パターンやライン・アンドスペースパターンを形成した調整用のレチクルを使用してもよい。また、ピンホールセンサに限らずに他のセンサや手段を用いてもよく、像の位置が所望の精度で測定可能で有ればよい。
【００９６】
以上の説明は、はじめに説明したように、図１３におけるゲイン調整装置４１Ｃの調整方法を例とする説明であった。ゲイン調整装置４１Ｃは、ウエハ２８の移動に対して荷電粒子線を正確に追従させるためのものであった。
【００９７】
以下、レチクル２５の移動に対して荷電粒子線を正確に追随させるための調整装置４１Ｂの調整方法である本発明の第２の実施の形態について、図３、図４を用いて説明する。
【００９８】
図３において、２’はレチクルに形成された矩形パターンのウエハ面における投影像であり、１は上述と同様にウエハ面上に配置されたピンホールセンサである。矩形パターンとしては、例えば、レチクル上で１ｍｍ角、ウエハ上で２５０μｍ角の開口パターンを使用できる。
【００９９】
最初に、ウエハステージを移動させて投影像２’の＋ｘ側のエッジをピンホール１の真ん中に位置させる（図３（ａ））。次にレチクルステージをｘ軸方向に−Ｘ１’移動させる。すると、投影光学系の縮小倍率ｍに応じて投影像２’は＋ｍＸ１’移動する（図３（ｂ））。この状態でゲイン調整装置に目標偏向量データＸ，Ｙの入力値としてＸ＝−Ｘ１’、Ｙ＝０を入力すると（通常、図１３に示すような制御系となっているので、この動作は、レチクルステージをｘ軸方向に−Ｘ１’だけ移動させたときに自然に行われる）、投影像２’は破線で示した元の位置に近づくがゲイン調整が行われていないのでｘ、ｙ方向にずれている（図３（ｃ））。なお、本例では縮小倍率ｍに応じた偏向量の縮小はゲイン調整装置によって行われているが、ゲイン調整装置にこのような機能が無い場合は、入力値に予め縮小倍率をかけて入力する。このことは、本実施の形態における、以下の調整において同じである。この状態から（２）式のゲインＡを調整して投影像の＋ｘ側のエッジをピンホールの中心に位置させる（図３（ｄ））。この時のゲインＡの値をＡ’とする。
【０１００】
次に、ウエハステージを移動させてピンホール１の中心を投影像２’の＋ｙ側のエッジに位置させる（図３（ｅ））。次にレチクルステージをｘ軸方向に−Ｘ２’移動させる。すると、投影光学系の縮小倍率ｍに応じて投影像２’は破線で示すように＋ｍＸ２’移動する（図３（ｆ））。次にＸ，Ｙに入力値Ｘ＝−Ｘ２’、Ｙ＝０を入力すると（通常、図１３に示すような制御系となっているので、この動作は、レチクルステージをｘ軸方向に−Ｘ２’だけ移動させたときに自然に行われる）ゲインＡの値をＡ’としているため、ｘ軸方向は＋ｍＸ２’だけ偏向されるが、ｙ軸方向にずれる（図３（ｇ））。この状態からゲインＣの調整を行うことによって投影像２’のｙ軸方向がピンホール１の位置に一致する（図３（ｈ））。このときのゲインＣの値をＣ’とする。そして、Ａ’とＣ’をＡとＣの調整値とする。
【０１０１】
以上の説明から明らかなように、以上の方法は、ウエハステージを動かしているかレチクルステージを動かしているかが異なるだけで、本質的な調整原理としては、前記第１の実施の形態と同じである。従って、厳密に言うとＡとＣとの間に干渉があることも同じであり、必要な場合には繰り返しにより調整値の調整を図ることも同じである。その他調整順等についても、前記第１の実施の形態と本質的に同じであるので、詳しい説明を省略する。
【０１０２】
次に、ＤとＢを調整する方法について説明する。最初に、ウエハステージを移動させて投影像２’の＋ｙ側のエッジをピンホール１の真ん中に位置させる（図４（ａ））。次にレチクルステージをｙ軸方向に−Ｙ１'移動させる。すると、投影光学系の縮小倍率ｍに応じて投影像２’は＋ｍＹ１’移動する（図４（ｂ））。この状態でゲイン調整装置に目標偏向量データＸ，Ｙの入力値としてＸ＝０、Ｙ＝−Ｙ１’を入力すると（通常、図１３に示すような制御系となっているので、この動作は、レチクルステージをｙ軸方向に−Ｙ１’だけ移動させたときに自然に行われる）、投影像２’は破線で示した元の位置に近づくがゲイン調整が行われていないのでｘ、ｙ方向にずれている（図４（ｃ））。この状態から（２）式のゲインＤを調整して投影像の＋ｙ側のエッジをピンホールの中心に位置させる（図４（ｄ））。この時のゲインＤの値をＤ’とする。
【０１０３】
次に、ウエハステージを移動させてピンホール１の中心を投影像２’の＋ｘ側のエッジに位置させる（図４（ｅ））。次にレチクルステージをｙ軸方向に−Ｙ２’移動させる。すると、投影光学系の縮小倍率ｍに応じて投影像２’は破線で示すように＋ｍＹ２’移動する（図４（ｆ））。次にＸ，Ｙに入力値Ｘ＝０、Ｙ＝−Ｙ２’を入力すると（通常、図１３に示すような制御系となっているので、この動作は、レチクルステージをｙ軸方向に−Ｙ２’だけ移動させたときに自然に行われる）ゲインＤの値をＤ’としているため、ｙ軸方向は＋Ｙ２’だけ偏向が、ｘ軸方向にずれる（図４（ｇ））。この状態からゲインＢの調整を行うことによって投影像２’のｙ軸方向がピンホール１の位置に一致する（図４Ｂ（ｈ））。このときのゲインＤの値をＤ’とする。そして、Ｄ’とＢ’をＤとＢの調整値とする。
【０１０４】
以上の説明から明らかなように、以上の方法は、ウエハステージを動かしているかレチクルステージを動かしているかが異なるだけで、本質的な調整原理としては、前記第１の実施の形態と同じである。従って、厳密に言うとＤとＢとの間に干渉があることも同じであり、必要な場合には繰り返しにより調整値の調整を図ることも同じである。その他調整順等についても、前記第１の実施の形態と本質的に同じであるので、詳しい説明を省略する。
【０１０５】
以上の説明においては、成形開口像２や投影像２’のエッジをピンホール１の中心に合わせている。この方法を図５を用いて説明する。図５において、（ａ）は、ピンホール１と成形開口像２を示すが、説明の都合上ピンホール１を拡大して示している。
【０１０６】
この状態で、成形開口像２を矢印の方向に走査させると、ピンホール１を透過する荷電粒子線の電流と成形開口像２の位置の関係は、図５（ｂ）に示すようなものとなる。この電流変化幅の５０％の電流変化量に対応する成形開口像２の位置が、成形開口像２がピンホール１の中心にある位置に対応する。
【０１０７】
上述の矩形パターン像のエッジとピンホール或いは成形開口像のエッジとピンホールとの重なりを利用してゲインを調整する方法は、矩形パターンや成形開口が相対的に大きいので、ゲインが大きくずれている場合でも調整が可能であるが、投影像のボケが大きい場合や、ピンホールの中心位置を求める精度が悪い場合には高精度な調整を行うことが困難である。このような場合は、図６に示すようなラインアンドスペースマークからなる位置合わせ用パターンと位置合わせ用マークを用いることにより、より高精度な調整を行うことが可能となる。この位置合わせ用パターンと位置合わせ用マークは、従来からレチクルとウエハの位置合わせのために使用されているものである。
【０１０８】
図６（ａ）はｘ軸方向位置合わせ用パターン３の例を示すものであり、レチクル上に、図に示すようにｙ軸方向に長いスリット状の矩形パターン４が、ｙ軸に平行に４本、ｘ軸方向に等間隔に形成されたものである。
【０１０９】
（ｂ）はｘ軸方向位置合わせ用マーク５の例を示すものであり、ウエハ上に、図に示すようにｙ軸方向に長いスリット状の矩形マーク６が、ｙ軸に平行に４本、ｘ軸方向に等間隔に形成されたものである。矩形マーク６は、通常荷電粒子線を反射したり、荷電粒子線を受けて２次電子等を放出する重金属で構成されたり、荷電粒子線を透過させるスリットであったりする。
【０１１０】
図ではｘ軸方向位置合わせ用パターン３とｘ軸方向位置合わせ用マーク５とを同じ大きさに描いているが、荷電粒子線露光装置の投影光学系が倍率を有する場合は、ｘ軸方向位置合わせ用パターン３のウエハ上での像が、ｘ軸方向位置合わせ用マーク５に重なるように、投影光学系の倍率に合わせて大きさが調整される。
【０１１１】
（ｃ）はｙ軸方向位置合わせ用パターン７、（ｄ）はｙ軸方向位置合わせ用マーク８の例を示すものであるが、これらは、ｘ軸方向位置合わせ用パターン３、ｘ軸方向位置合わせ用マーク５とは、それぞれ、ｘ軸方向とｙ軸方向が逆転しているだけで、その他は同じものである。
【０１１２】
これらの位置合わせパターンと位置合わせマークを使用してレチクルとウエハの、ｘ軸方向位置合わせを行う方法を、図７を用いて説明する。図７（ａ）において、９はｘ軸方向位置合わせ用パターン３のウエハ面における像である。偏向器を使用してｘ軸方向位置合わせ用パターン像９を、（ａ）に示す矢印のようにｘ軸方向に走査すると、ｘ軸方向位置合わせ用パターン像９とｘ軸方向位置合わせ用マーク５との重なり具合に応じて、ｘ軸方向位置合わせ用マーク５が重金属でできている場合は、発生する反射荷電粒子や２次電子等の数が変動し、これらを検出する検出器の出力が（ｂ）に示すように変化する。ｘ軸方向位置合わせ用マーク５がスリットである場合は、このスリットを透過する荷電粒子の数が変動し、これらを検出する検出器の出力が（ｂ）に示すように変化する。よって、これら検出器の出力値が最大となる走査位置が、ｘ軸方向位置合わせ用パターン像９とｘ軸方向位置合わせ用マーク５のｘ軸方向の位置が一致した位置である。
【０１１３】
そのときの偏向器の駆動電流より、レチクルとマスクのｘ軸方向のずれが分かり、これを利用してレチクルとマスクのｘ軸方向の位置合わせが可能となる。なお、ｘ軸方向位置合わせ用パターン像９のスキャンはレチクルステージを駆動して行ってもよく、又、ウエハステージを駆動してｘ軸方向位置合わせ用マーク５を駆動するようにしてもよい。
【０１１４】
同様にして、ｙ軸方向位置合わせ用パターン７とｙ軸方向位置合わせ用マーク８を用いることにより、レチクルとウエハのｙ軸方向位置を合わせることができる。
【０１１５】
このような位置合わせ用パターンとｙ軸方向位置合わせ用マークを用いた本発明の第３の実施の形態について、図８、図９を用いて説明する。この実施の形態は、第１の実施の形態と同じように、ウエハの照明領域を偏向するための偏向器３０用の、ゲイン調整装置４１Ｃを調整する方法を示すものである。
【０１１６】
まずゲインＡとＣを求める方法を説明する。ウエハステージを移動させて、ｘ軸方向位置合わせ用パターン像９のｘ軸方向位置をｘ軸方向位置合わせ用マーク５に一致させる（図８（ａ））。この状態からウエハステージを駆動し、ｘ軸方向位置合わせ用マーク５の位置をｘ軸方向にＸ３だけ移動させる（図８（ｂ））。次に、（２）式の入力値をＸ＝Ｘ３、Ｙ＝０だけ変化させると（通常、図１３に示すような制御系となっているので、この動作は、ウエハステージをｘ軸方向にＸ３だけ移動させたときに自然に行われる）。図８（ｃ）に示す位置にｘ軸方向位置合わせ用パターン像９が偏向される。
【０１１７】
ｄｘ＝Ｘ３となるようにＡのゲインを調整する。つまり、ｘ軸方向位置合わせ用パターン像９のｘ軸方向位置がｘ軸方向位置合わせ用マーク５に位置するようにゲインＡを調整する（図８（ｄ））。このＡの値をＡ’とする。
【０１１８】
次に図８（ｅ）に示すように、ｙ軸方向位置合わせ用パターン像１０のｙ軸方向位置をｙ軸方向位置合わせ用マーク８に一致させる。この状態からウエハステージを移動させることにより、ｘ軸方向にＸ４だけｙ軸方向位置合わせ用マーク８の位置を移動させる（図８（ｆ））。そして、前述の入力値Ｘ，Ｙの値をＸ＝Ｘ４、Ｙ＝０だけ変化させる（通常、図１３に示すような制御系となっているので、この動作は、ウエハステージをｘ軸方向にＸ４だけ移動させたときに自然に行われる）。ビームのｘ軸方向の偏向幅ｄｘは上述の調整によりＸ４となるが、ｙ軸方向の偏向幅ｄｙは
【０１１９】
【数１３】
2005109328.tif 000015
【０１２０】
となるので（図８（ｇ））、今度はゲインＣの値を変化させて再びｙ軸方向位置合わせ用パターン像１０をｙ軸方向位置合わせ用マーク８に位置させる（図８（ｈ））。この時のゲインＣの値をＣ’とする。これで、ＡとＣのゲイン値の調整を行うことができた。
【０１２１】
なお、（６）式から分かるように、ＣがＣからＣ’だけ変化すると、ｘ軸方向の偏向位置が
dx’＝β(C-C')Xcosφ  …(９)
だけずれることになる。前述のように、一般的にはｙ軸方向コイルによる偏向方向はほぼｙ軸方向に一致させるように設計されているため、この値ｄｘ'は小さくなり問題とはなりにくい。しかし、このｄｘ'の値が問題となる場合には、上述したゲインＡ、Ｃの調整を交互に繰り返すことによってｄｘ’の値が所望の値となるようにすればよい。また、本例ではゲインＡを調整した後にゲインＣを調整したが、逆にゲインＣを調整した後にゲインＡを調整するようにしてもよい。
【０１２２】
次に、ゲインＤとＢを求める方法を説明する。ウエハステージを移動させて、ｙ軸方向位置合わせ用パターン像１０をｙ軸方向位置合わせ用マーク８に一致させる（図９（ａ））。この状態からウエハステージを駆動し、ｙ軸方向位置合わせ用パターン像１０をｙ軸方向にＹ３だけ移動させる（図９（ｂ））。次に、（２）式の入力値をＸ＝０、Ｙ＝Ｙ３だけ変化させると（通常、図１３に示すような制御系となっているので、この動作は、ウエハステージをｙ軸方向にＹ３だけ移動させたときに自然に行われる）。図９（ｃ）に示すようにｙ軸方向位置合わせ用パターン像１０が偏向される。
【０１２３】
ｄｙ＝Ｙ３となるようにＤのゲインを調整する。つまり、ｙ軸方向位置合わせ用パターン像１０のｙ軸方向位置がｙ軸方向位置合わせ用マーク８に位置するようにゲインＤを調整する（図９（ｄ））。このＤの値をＤ’とする。
【０１２４】
次に図９（ｅ）に示すように、ｘ軸方向位置合わせ用パターン像９がｘ軸方向位置合わせ用マーク５に一致するようにウエハステージを動かす。この状態からステージを移動させることにより、ｙ軸方向にＹ４だけｘ軸方向位置合わせ用マーク５の位置を移動させる（図９（ｆ））。そして、前述の入力値Ｘ，Ｙの値をＸ＝０、Ｙ＝Ｙ４だけ変化させる（通常、図１３に示すような制御系となっているので、この動作は、ウエハステージをｙ軸方向にＹ４だけ移動させたときに自然に行われる）。ビームのｙ軸方向の偏向幅ｄｙは上述の調整によりＹ４となるが、ｘ軸方向の偏向幅ｄｘは
【０１２５】
【数１４】
2005109328.tif 000016
【０１２６】
となるので（図９（ｇ））、今度はゲインＢの値を変化させて再びｘ軸方向位置合わせ用パターン像９のｘ軸方向位置をｘ軸方向位置合わせ用マーク５に一致させる（図９（ｈ））。この時のゲインＢの値をＢ’とする。これで、ＤとＢのゲイン値の調整を行うことができた。
【０１２７】
なお、（１１）式から分かるように、ＢがＢからＢ’だけ変化すると、ｙ軸方向の偏向位置が
dy’＝α(B-B')Ysinθ  …(13)
だけずれることになる。前述のように、一般的にはｙ軸方向コイルによる偏向方向はほぼｙ軸方向に一致させるように設計されているため、この値ｄｙ'は小さくなり問題とはなりにくい。しかし、このｄｙ'の値が問題となる場合には、上述したゲインＤ、Ｂの調整を交互に繰り返すことによってｄｘ’の値が所望の値となるようにすればよい。また、本例ではゲインＤを調整した後にゲインＢを調整したが、逆にゲインＢを調整した後にゲインＤを調整するようにしてもよい。
【０１２８】
以上の説明から明らかなように、前記第１の実施の形態と、第３の実施の形態とは、位置合わせに使用する像とその位置検出器が異なるだけで、基本的な考え方は同じである。前記第１の実施の形態では、大きな成形開口等を位置合わせに使用できるので、初期のゲインが大きくずれている場合でも、位置合わせが可能であるが、前述のように像のボケ等の影響で位置合わせ精度が、第３の実施の形態に比べて低い。これに対して、第３の実施の形態は、位置合わせ精度は良いが、使用するマークが小さいので、初期のゲインが大きくずれているときに使用できなくなる可能性がある。よって、第１の実施の形態によって粗調整を行った後に、第３の実施の形態によって微調整を行うようにすることが好ましい。
【０１２９】
以上の説明は、図１３におけるゲイン調整装置４１Ｃのゲインを調整することを前提としたものであったが、ゲイン調整装置４１Ｂを調整するような場合には、第２の実施の形態で示したようにレチクル２５を移動させることにより、ｘ軸方向位置合わせ用パターン像９、ｙ軸方向位置合わせ用パターン像１０を移動させ、ゲイン調整により、これらが、ｘ軸方向位置合わせ用マーク５、ｙ軸方向位置合わせ用マーク８に一致するようにしてもよい。その方法については、第２の実施の形態、第３の実施の形態の説明を参照すれば、極めて容易に理解可能と思われるので、説明を省略する。
【０１３０】
次に、レチクルの照明領域を変更するための偏向器（図１３の符号２９）用のゲイン調整装置４１Ａを調整する方法である第４の実施の形態について、図１０を参照して説明する。図１０において、２”は、レチクル上における成形開口像である。この場合、レチクルには、ｙ軸方向に広く、ｘ軸方向に狭い幅を持った開口１１ａと、ｘ軸方向に広くｙ軸方向に狭い幅を持った開口１１ｂが設けられている。開口１１ａの長手方向はｙ軸に、開口１１ｂの長手方向はｘ軸に、それぞれ平行とされている。この際、成形開口像２”のエッジがｘ軸方向、ｙ軸方向と平行となるように回転調整が予め行われていることが好ましい。しかし、後述するように１２ａ、１２ｂの幅が変化しないようにゲイン調整を行うので、厳密に平行ではなくても調整は可能である。
【０１３１】
レチクルステージ位置を調整し、図１０（ａ）に示すように、成形開口像２の＋ｘ側エッジと＋ｙ側エッジが、それぞれ開口１１ａと開口１１ｂのほぼ中間に来るようにする。なお、成形開口像２と開口１１ａ、開口１１ｂが重なれば調整を行うことができるので、重なり具合は任意に選択すればよい。この状態で、開口１１ａ、開口１１ｂを透過した荷電粒子線によって形成されるウエハ上での像は、図１０（ｂ）に示すようなものとなる。すなわち、ウエハ上には、像１２ａ、像１２ｂが形成される。
【０１３２】
ウエハにピンホールを形成し、ウエハステージをｘ軸方向、ｙ軸方向に駆動しながら、このピンホールを通過する荷電粒子線の電流を測定することにより、像１２ａ、１２ｂの平面形状を計測することができる。勿論、偏向器によって投影像１２をピンホールに対して走査することにより電流を測定しても構わない。はじめに、このようにして像１２ａ、１２ｂの平面形状（幅）を求めておく。
【０１３３】
次に、この状態からレチクルステージをｘ軸方向にＸ５だけ移動させる。そして、この状態で、像１２ａ、１２ｂの２次元形状（幅）を計測し、この２次元形状（幅）がレチクルステージを移動させる前の２次元形状に一致するように、ゲインＡとゲインＣとを調整する。（２）式における入力値Ｘ，ＹはＸ＝Ｘ５、Ｙ＝０である（通常、図１３に示すような制御系となっているので、この動作は、レチクルステージをｘ軸方向にＸ５だけ移動させたときに自然に行われる）。このゲイン調整は上述の例と同様であり、ｘ軸方向の調整は主にゲインＡで行い、ｙ軸方向の調整は主にゲインＣで行う。調整された値をそれぞれＡ’、Ｃ’とする。
【０１３４】
続いてレチクルステージを元に戻した後、今度は、ｙ軸方向にＹ５だけ移動させる。そして、この状態で、像１２ａ、１２ｂの幅を計測し、この幅がレチクルステージを移動させる前の２次元形状に一致するように、ゲインＢとゲインＤとを調整する。（２）式における入力値Ｘ，ＹはＸ＝０、Ｙ＝Ｙ５である（通常、図１３に示すような制御系となっているので、この動作は、レチクルステージをｙ軸方向にＹ５だけ移動させたときに自然に行われる）。調整された値をそれぞれＢ’、Ｄ’とする。これらＡ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’が調整されたＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの値となる。
【０１３５】
次に、レチクルの照明領域を変更するための偏向器（図１３の符号２９）用のゲイン調整装置を調整する他の方法である第５の実施の形態について、図１１を参照して説明する。図１０の例ではピンホールを用いて成形開口像と開口１１ａ、１１ｂとの重なり幅の変化を測定したが、以下に述べる方法は、より高精度に重なり幅を測定することが可能な方法である。図１１（ａ）において、１３ａ、１３ｂは、図１０の１２ａ，１２ｂと同じように成形開口像とレチクル上の矩形開口１１ａ，１１ｂとを重ならせ、この重なったパターンをウエハ上に投影した像である。像１３ａは、ｙ軸方向に広く、ｘ軸方向に狭い幅を持っており、像１３ｂは、ｘ軸方向に広くｙ軸方向に狭い幅を持っている。像１３ａの長手方向はｙ軸に、像１３ｂの長手方向はｘ軸に、それぞれほぼ平行とされているが、図１０と同様に厳密に平行である必要はない。
【０１３６】
１４ａ、１４ｂは、ウエハ上に設けられた位置合わせ用マークであり、この場合は、図に示すような矩形からなり、位置合わせ用マーク１４ａの長手方向はｙ軸に平行、位置合わせ用マーク１４ｂの長手方向はｘ軸に平行である。
【０１３７】
位置合わせ用マーク１４ａ、１４ｂは重金属からなり、それらに入射した荷電粒子の反射電子、２次電子等を発生するようになっている。これらの反射荷電粒子や２次電子を検出器により検出することにより、位置合わせ用マーク１４ａ、１４ｂに入射する荷電粒子の線量が分かり、それにより、像１３ａと位置合わせ用マーク１４ａ、像１３ｂと位置合わせ用マーク１４ｂの重なり具合がそれぞれ分かる。なお、位置合わせ用マーク１４ａ、１４ｂを開口とし、それを通過する荷電粒子線を検出器で検出するようにしてもよい。
【０１３８】
今、図１１（ａ）に示すような状態から、偏向器により開口像１３ａ、１３ｂをｘ軸方向に走査させた場合、像１３ａと位置合わせ用マーク１４ａが重なりを生じ、像１３ａ、１３ｂの移動に伴って図１１（ｂ）に示すような検出器の出力が得られる。この出力が０％から立ち上がる時刻と１００％になる時刻の差を像１３ａのｘ軸方向幅と定義してもよいが、ノイズ等の影響を避けるため、又、立ち上がり開始時刻、飽和する時刻を正確に見つけることが困難なため、ここでは、出力が３０％となる時刻と７０％となる時刻の差を、像１３ａのｘ軸方向の幅としている。同様にして、偏向器により像１３ａ、１３ｂをｙ軸方向に走査させることにより、像１３ｂのｙ軸方向の幅を測定することができる。このようにして、像１３ａのｘ軸方向幅、像１３ｂのｙ軸方向幅を測定しておく（この状態を初期状態と称する）。Ｓ／Ｎを良くするためには、一方の幅を測定している間は他方の像とマークが重ならないようにすることが好ましい。
【０１３９】
なお、以下の説明においては、幅を測定するための偏向器による荷電粒子線の走査速度は、ｘ軸方向、ｙ軸方向について、それぞれ一定とする。もちろん、各測定時において、走査速度が異なる場合は、幅を測定する場合に、時間差と走査速度の両方を考慮すればよい。
【０１４０】
まずゲインＡを求める方法を説明する。初期状態からレチクルステージを駆動し、開口１１ａの位置をｘ軸方向にＸ６だけ移動させる。次にゲイン調整装置４１Ａに入力する入力値Ｘ，ＹをＸ＝Ｘ６，Ｙ＝０とする（通常、図１３に示すような制御系となっているので、この動作は、レチクルステージをｘ軸方向にＸ６だけ移動させたときに自然に行われる）。そして、この状態でゲイン調整装置のゲインＡの値を変えて、上述のような方法で、像１３ａのｘ軸方向幅を求め、この幅が、初期状態における像１３ａのｘ軸方向幅に一致するようなゲインＡを求める。そして、そのときのＡの値をＡ’とする。
【０１４１】
次にゲインＣを求める方法を説明する。初期状態からレチクルステージを駆動し、開口１１ａの位置をｘ軸方向にＸ７だけ移動させる。次にゲイン調整装置４１Ａに入力する入力値Ｘ，ＹをＸ＝Ｘ７，Ｙ＝０とする（通常、図１３に示すような制御系となっているので、この動作は、ウエハステージをｘ軸方向にＸ７だけ移動させたときに自然に行われる）。そして、この状態でゲイン調整装置のゲインＣの値を変えて、上述のような方法で、像１３ｂのｙ軸方向幅を求める。そして、この幅が、初期状態における像１３ｂのｙ軸方向幅に一致するようなゲインＣを求め、そのときのＣの値をＣ’とする。
【０１４２】
次に、ゲインＤを求める方法を説明する。初期状態からレチクルステージを駆動し、開口１１ｂの位置をｙ軸方向にＹ６だけ移動させる。次にゲイン調整装置４１Ａに入力する入力値Ｘ，ＹをＸ＝０，Ｙ＝Ｙ６とする（通常、図１３に示すような制御系となっているので、この動作は、レチクルステージをｙ軸方向にＹ６だけ移動させたときに自然に行われる）。そして、この状態でゲイン調整装置のゲインＤの値を変えて、上述のような方法で、像１３ｂのｙ軸方向幅を求め、この幅が、初期状態における像１３ｂのｙ軸方向幅に一致するようなゲインＤを求める。そして、そのときのＤの値をＤ’とする。
【０１４３】
次にゲインＢを求める方法を説明する。初期状態からレチクルステージを駆動し、開口１１ｂの位置をｙ軸方向にＹ７だけ移動させる。次にゲイン調整装置４１Ａに入力する入力値Ｘ，ＹをＸ＝０，Ｙ＝Ｙ７とする（通常、図１３に示すような制御系となっているので、この動作は、ウエハステージをｙ軸方向にＹ７だけ移動させたときに自然に行われる）。そして、この状態でゲイン調整装置のゲインＢの値を変えて、上述のような方法で、像１３ａのｘ軸方向幅を求める。そして、この幅が、初期状態における像１３ａのｘ軸方向幅に一致するようなゲインＢを求め、そのときのＢの値をＢ’とする。そして、求められたＡ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’の値をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの調整値とする。
【０１４４】
なお、図１１の例ではウエハ位置で成形開口の像とレチクルの開口パターンとの重なりで形成される像１３ａ，１３ｂの幅を測定するようにしている。このような測定は通常の電子線露光装置に備えられている成形開口やマーク、反射電子検出器等を用いて行うことができるので、ゲイン調整のために新たな検出器を配置する等しなくて良いため、簡便にゲイン調整を行うことができる。しかし、レチクルやレチクルステージに図１１に示す位置合わせ用マーク１４ａ，１４ｂと同様なマークを形成し、また、レチクル面上に図１１の像１３ａ、１３ｂと同様な矩形像を形成すれば第５の実施の形態に示したゲイン調整法と同様にしてゲイン調整を行うことができる。なお、レチクル上に矩形像を形成するためには、レチクルと共役な面に所望の矩形開口パターンを設ければよく、例えば成形開口板を所望の開口パターンが形成された開口板に取り替えればよい。また、レチクル上に形成された位置マークで反射した反射電子を検出する必要があるため、レチクル位置に反射電子検出器を設ける。
【０１４５】
なお、以上の説明からも明らかなように、本発明の基本的な原理は、第１の実施の形態と同じである。よって、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄを求める順はどのような順番で行ってもよい。又、ＡとＣ、ＢとＤの間には、第１の実施の形態で述べたような相互干渉がある。従って、必要に応じて、ＡとＣ、ＢとＤとの調整をそれぞれ交互に行って調整値を収束させていくことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】本発明の実施の形態である、所定のレチクル上の照明領域のパターンの像を、ウエハの所定位置に結像させるための偏向器用のゲイン調整装置を調整する第１の方法の手順を説明するための第１の図である。
【図２】本発明の実施の形態である、所定のレチクル上の照明領域のパターンの像を、ウエハの所定位置に結像させるための偏向器用のゲイン調整装置を調整する第１の方法の手順を説明するための第２の図である。
【図３】本発明の実施の形態である、所定のレチクル上の照明領域のパターンの像を、ウエハの所定位置に結像させるための偏向器用のゲイン調整装置を調整する第２の方法の手順を説明するための第１の図である。
【図４】本発明の実施の形態である、所定のレチクル上の照明領域のパターンの像を、ウエハの所定位置に結像させるための偏向器用のゲイン調整装置を調整する第２の方法の手順を説明するための第２の図である。
【図５】成形開口像をピンホールの中心に合わせる方法を説明するための図である。
【図６】位置合わせ用パターンと位置合わせ用マークの例を示す図である。
【図７】位置合わせパターンと位置合わせマークを使用してレチクルとウエハの、ｘ軸方向位置合わせを行う方法を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態である、所定のレチクル上の照明領域のパターンの像を、ウエハの所定位置に結像させるための偏向器用のゲイン調整装置を調整する第３の方法の手順を説明するための第１の図である。
【図９】本発明の実施の形態である、所定のレチクル上の照明領域のパターンの像を、ウエハの所定位置に結像させるための偏向器用のゲイン調整装置を調整する第３の方法の手順を説明するための第２の図である。
【図１０】本発明の実施の形態である、レチクルの照明領域を変更するための偏向器用のゲイン調整装置を調整する第１の方法を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施の形態である、レチクルの照明領域を変更するための偏向器用のゲイン調整装置を調整する第２の方法を説明するための図である。
【図１２】分割転写方式荷電粒子線露光装置の概要を示す図である。
【図１３】分割転写方式の荷電粒子線露光装置に使用される露光光学系の一例を示す図である。
【図１４】偏向器のゲイン調整装置の概要を示す図である。
【図１５】ｘ軸方向コイル、ｙ軸方向コイルの各々によって生じるビームの偏向を偏向ベクトルＤｘ、Ｄｙを使用して説明するための図である。
【符号の説明】
【０１４７】
１…ピンホール、２、２’、２”…成形開口像、３…ｘ軸方向位置合わせ用パターン、４…矩形パターン、５…ｘ軸方向位置合わせ用マーク、６…矩形マーク、７…ｙ軸方向位置合わせ用パターン、８…ｙ軸方向位置合わせ用マーク、９…ｘ軸方向位置合わせ用パターン像、１０…ｙ軸方向位置合わせ用パターン像、１１ａ…開口、１１ｂ…開口、１２ａ…開口１１ａの像、１２ｂ…開口１１ｂの像、１３ａ…開口像、１４ａ…位置合わせ用マーク、１４ｂ…位置合わせ用マーク
【図１】
2005109328.tif 000021
【図２】
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【図３】
2005109328.tif 000023
【図４】
2005109328.tif 000024
【図５】
2005109328.tif 000025
【図６】
2005109328.tif 000026
【図７】
2005109328.tif 000027
【図８】
2005109328.tif 000028
【図９】
2005109328.tif 000029
【図１０】
2005109328.tif 000030
【図１１】
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【図１２】
2005109328.tif 000032
【図１３】
2005109328.tif 000033
【図１４】
2005109328.tif 000034
【図１５】
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