(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビーム照射位置を調整可能な荷電粒子ビーム描画装置のビーム照射位置誤差を検出する方法であって、
前記荷電粒子ビーム描画装置に配置された試料のレジスト層に対して、予め調整されたビーム照射位置に基づいて、矩形の像で構成される複数の第１ラインパターンと、三角形の像で構成される複数の第２ラインパターンとを描画する描画工程と、
前記第１及び第２ラインパターンが描画されたレジスト層を現像する現像工程と、
現像後に、隣接する第１ラインパターン間の寸法である第１寸法と、隣接する第１ラインパターンと第２ラインパターンの間の寸法である第２寸法とを寸法測定器を用いて測定する測定工程と、
前記第１寸法と前記第２寸法との差分を前記荷電粒子ビーム描画装置のビーム照射位置誤差として検出する検出工程とを含むことを特徴とするビーム照射位置誤差の検出方法。
【請求項２】
請求項１に記載のビーム照射位置誤差を検出する方法であって、
前記測定工程で測定される前記第１寸法は、隣接する第１ラインパターンの一方のエッジ間の寸法であり、前記第２寸法は、第１ラインパターンの一方のエッジと、該第１ラインパターンに隣接する第２ラインパターンの一方のエッジの間の寸法であることを特徴とするビーム照射位置誤差検出方法。
【請求項３】
ビーム照射位置を調整可能な荷電粒子ビーム描画装置のビーム照射位置誤差を補正する方法であって、
請求項１又は２に記載のビーム照射位置誤差の検出方法を用いて検出されたビーム照射位置誤差に基づいて、前記荷電粒子ビーム描画装置のビーム照射位置を補正する補正工程を含むことを特徴とするビーム照射位置誤差の補正方法。
【請求項４】
請求項３に記載のビーム照射位置誤差の補正方法において、
前記描画工程では、第１ラインパターンと該第１ラインパターンに対してエッジ位置を変化させた複数の第２ラインパターンを有する描画データに基づいて、前記レジスト層に対して複数の第１及び第２ラインパターンを描画し、
前記補正工程では、前記描画データにおける第２ラインパターンのエッジ位置と、前記測定工程で測定された前記第２寸法との相関関係を求め、前記第２寸法が前記第１寸法と等しくなるときの前記エッジ位置を算出し、算出された前記エッジ位置に基づいて前記荷電粒子ビーム描画装置のビーム照射位置を補正することを特徴とするビーム照射位置誤差の補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変成形ビーム方式の荷電粒子ビーム描画装置、並びに、荷電粒子ビーム描画装置において調整されるビーム照射位置の誤差を検出する方法及び該誤差を補正する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷電粒子ビームの断面を矩形もしくは三角形に成形して試料に照射する可変成形ビーム方式の荷電粒子ビーム描画装置が知られている。かかる可変成形ビーム方式の荷電粒子ビーム描画装置によれば、矩形もしくは三角形の像を試料面で接続することで、大きな回路パターンを描画することができる。
荷電粒子ビーム描画装置のアパーチャ（Ｓ２アパーチャ）上では、矩形の像を発生させる開口部と、三角形の像を発生させる開口部とが離間している。よって、Ｓ２アパーチャにより成形された三角形の像をそのまま試料に照射すると、試料上において三角形の像が位置ずれを起こしてしまう。このため、対物偏向器を用いて三角形の描画開始位置を戻す処理、いわゆる振り戻し処理が行われている。
しかし、このような振り戻し処理を行っているにも関わらず、実際の描画結果では、三角形の像の位置がずれてしまう問題がある。そうすると、複数の三角形の像の間で重なりや隙間が発生してしまい、現像後のレジストパターンのラフネスが大きくなってしまう。
【０００３】
この問題を解決するため、描画結果からビーム照射位置の誤差を求め、求めた誤差を偏向器にフィードバックする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この方法によれば、レジスト現像ムラに基づいて振り戻し量の誤差が求められ、求められた誤差が振り戻し量の設定値にフィードバックされている。
【０００４】
しかしながら、近年のパターンの微細化に伴い、照射の最小単位となる三角形の像も小さくなっているため、像の重なりや隙間も小さくなってしまう。このため、レジスト現像ムラを高精度に測定することができないという問題がある。
また、近年主流となっているポジ型の化学増幅型レジストを用いる場合、低照射量でもレジストが完全に溶けてしまうため、低照射量部分のレジスト残膜が残らない。よって、上記特許文献１の方法を、化学増幅型レジストに適用することはできない。この場合、使用するレジストを変更したり、ドーズを低くする必要があるが、実際のプロセスとは条件が異なってしまう。
【特許文献１】特開２００１−３５８０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、化学増幅型レジストを用いて微細パターンを形成する場合にも適用可能なビーム照射位置誤差の検出方法及びビーム照射位置誤差の補正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、ビーム照射位置を調整可能な荷電粒子ビーム描画装置のビーム照射位置誤差を検出する方法であって、前記荷電粒子ビーム描画装置に配置された試料のレジスト層に対して、予め調整されたビーム照射位置に基づいて、矩形の像で構成される複数の第１ラインパターンと、三角形の像で構成される複数の第２ラインパターンとを描画する描画工程と、前記第１及び第２ラインパターンが描画されたレジスト層を現像する現像工程と、現像後に、隣接する第１ラインパターン間の寸法である第１寸法と、隣接する第１ラインパターンと第２ラインパターンの間の寸法である第２寸法とを寸法測定器を用いて測定する測定工程と、前記第１寸法と前記第２寸法との差分を前記荷電粒子ビーム描画装置のビーム照射位置誤差として検出する検出工程とを含むことを特徴とする。
この第１の態様では、隣接する第１ラインパターン間の寸法である第１寸法と、隣接する第１ラインパターンと第２ラインパターンの間の寸法である第２寸法とが寸法測定器を用いて測定され、測定された第１寸法と第２寸法との差分がビーム照射位置誤差として検出される。ここで、ビーム照射位置誤差が微少であっても、測定される第１寸法及び第２寸法は比較的大きいため、寸法測定器を用いて精度良く測定することができる。また、既述した特許文献１の方法とは異なり、レジスト残膜量は測定せず、パターン間の寸法が測定される。従って、化学増幅型レジストを用いて微細パターンを形成する場合にも適用可能なビーム照射位置誤差の検出方法を実現することができる。
【０００７】
この第１の態様において、前記測定工程で測定される前記第１寸法を隣接する第１ラインパターンの一方のエッジ間の寸法とし、前記第２寸法を第１ラインパターンの一方のエッジと、該第１ラインパターンに隣接する第２ラインパターンの一方のエッジの間の寸法としてもよい。
【０００８】
本発明の第２の態様は、ビーム照射位置を調整可能な荷電粒子ビーム描画装置のビーム照射位置誤差を補正する方法であって、上記第１の態様のビーム照射位置誤差の検出方法を用いて検出されたビーム照射位置誤差に基づいて、前記荷電粒子ビーム描画装置のビーム照射位置を補正する補正工程を含むことを特徴とする。
この第２の態様では、第１の態様により検出されたビーム照射位置誤差に基づいて、前記荷電粒子ビーム描画装置のビーム照射位置が補正される。従って、化学増幅型レジストを用いて微細パターンを形成する場合にも適用可能なビーム照射位置誤差の補正方法を実現することができる。
【０００９】
本発明の第２の態様においては、前記描画工程では、第１ラインパターンと該第１ラインパターンに対してエッジ位置を変化させた複数の第２ラインパターンを有する描画データに基づいて、前記レジスト層に対して複数の第１及び第２ラインパターンを描画し、前記補正工程では、前記描画データにおける第２ラインパターンのエッジ位置と、前記測定工程で測定された前記第２寸法との相関関係を求め、前記第２寸法が前記第１寸法と等しくなるときの前記エッジ位置を算出し、算出された前記エッジ位置に基づいて前記荷電粒子ビーム描画装置のビーム照射位置を補正することが好ましい。
【００１０】
さらに、この第２の態様における前記補正工程では、前記描画データにおける第２ラインパターンのエッジ位置に対して、前記測定工程で測定された前記第２寸法を１次回帰し、前記第２寸法が前記第１寸法と等しくなるときの前記エッジ位置を１次回帰式から算出することが好ましい。
【００１１】
本発明の第３の態様は、可変成形ビーム方式の荷電粒子ビーム描画装置であって、上記第１の態様のビーム照射位置誤差の検出方法を用いて検出されたビーム照射位置誤差を入力する位置誤差入力部と、前記位置誤差入力部により入力された前記ビーム照射位置誤差に基づいて、対物偏向器を制御することにより、前記ビーム照射位置を補正するビーム照射位置補正手段とを備えたことを特徴とする。
この第３の態様では、第１の態様により検出されたビーム照射位置誤差を入力として、荷電粒子ビーム描画装置のビーム照射位置が補正される。従って、化学増幅型レジストを用いて微細パターンを形成する場合にも、荷電粒子ビーム描画装置のビーム照射位置をフィードバック補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本実施の形態で用いられる電子ビーム描画装置１の概略構成を示す図である。図１に示す電子ビーム描画装置１は、可変成形ビーム描画方式を採用し、試料２であるマスク等を保持するステージ３を備えている。ステージ３は、ステージ駆動回路４によって、Ｘ方向及びＹ方向に駆動される。そして、ステージ３の位置は、レーザ干渉計５等の出力に基づいてステージ位置検出回路６によって測定される。
【００１３】
ステージ３の上方には、電子ビーム８を発生する電子銃７が配置されている。電子銃７とステージ３の間には、Ｓ１アパーチャ９と、成形偏向器１０と、投影レンズ１１と、Ｓ２アパーチャ１２と、対物偏向器１３と、対物レンズ１４とが配置されている。
【００１４】
図２は、図１に示すアパーチャ９，１２を示す平面図である。詳細には、図２（Ａ）はＳ１アパーチャ９を示す図であり、図２（Ｂ）はＳ２アパーチャ１２を示す図である。図２（Ａ）に示すようにＳ１アパーチャ９は矩形の開口部９ａを有し、図２（Ｂ）に示すようにＳ２アパーチャ１２は鍵型の開口部１２ａを有している。
【００１５】
Ｓ１アパーチャ９、成形偏向器１０、投影レンズ１１及びＳ２アパーチャ１２により、試料２に照射される電子ビーム８の断面形状が矩形もしくは三角形（直角二等辺三角形）に成形される。詳細には、先ず、例えば５０ｋＶに加速された電子ビーム８は、Ｓ１アパーチャ９により矩形に成形される。Ｓ１アパーチャ９により成形された電子ビーム８は、投影レンズ１１によりＳ２アパーチャ１２上に投影される。このとき、Ｓ２アパーチャ１２上のＳ１アパーチャ像Ｉｓ１の位置は、成形偏向器１０により調整される。成形偏向器１０は、成形偏向器制御回路１５に接続されている。成形偏向器制御回路１５により成形偏向器１０を制御することで、図２（Ｂ）に示すように、Ｓ１アパーチャ像Ｉｓ１と開口部１２ａとの重なり具合が制御される。これにより、電子ビーム８の断面形状が、所望の形状に、すなわち、タイプ１の矩形３１又はタイプ２〜５の三角形３２〜３５に成形される。
【００１６】
Ｓ２アパーチャ１２により成形された電子ビームは、対物レンズ１４により縮小されて試料２に照射される。この電子ビーム８は、対物偏向器１３により偏向され、連続的に移動するステージ３上の試料２に照射される。対物偏向器１３は、対物偏向器制御回路１６に接続されている。対物偏向器制御回路１６により対物偏向器１３を制御することにより、試料２上の電子ビーム８の照射位置が決められる。図示しないが、対物偏向器１３は、試料２上のサブフィールド内での電子ビームの偏向を行う副偏向器と、フレーム内でサブフィールドの位置を制御する主偏向器とによって構成することができる。
【００１７】
図１に示す電子ビーム描画装置１は、当該電子ビーム描画装置１の動作全体を制御する制御部２０を備えている。制御部２０には、上述したステージ駆動回路４、ステージ位置検出回路６、成形偏向器制御回路１５、対物偏向器制御回路１６のほか、記憶装置１７及び振り戻し量誤差入力部１８が接続されている。
【００１８】
記憶装置１７は、例えば、磁気ディスク装置、磁気テープ装置、ＦＤもしくは半導体メモリ等である。この記憶装置１７には、ＬＳＩの描画データのほか、後述する位置ずれ誤差検出用パターンの描画データ（図９及び図１０）等が格納されている。制御部２０は、記憶装置１８から読み出した描画データを成形偏向器制御回路１５及び対物偏向器制御回路１６に出力する。成形偏向器制御回路１５は、入力された描画データを、２つのアパーチャ９，１２により形成可能なタイプ１〜タイプ５の図形に分割し、所望のビーム寸法データを作成し、成形偏向器１０に偏向信号を出力するものである。対物偏向器制御回路１６は、入力された描画データからサブフィールド位置決め用のデータを作成し、該データを対物偏向器１３の主偏向器に出力すると共に、所定の副偏向信号を副偏向器に出力するものである。また、位置ずれ量入力部としての振り戻し量入力部１８は、外部から入力された位置ずれ量（すなわち、振り戻し量の誤差）を対物偏向器制御回路１６に出力するものである。
【００１９】
上記電子ビーム描画装置１によって大きな回路パターンを描画するためには、上述したタイプ１の矩形もしくはタイプ２〜５の三角形の像を試料面で高精度に接続する必要がある。例えば、タイプ４の三角形の像Ｉ４とタイプ２の三角形の像Ｉ２とを試料面で交互に接続すると、図３に示すような斜線パターンを描画することができる。
【００２０】
ここで、図２（Ｂ）に示すＳ２アパーチャ１２では、タイプ１の矩形の像を形成するための開口部と、タイプ２〜５の三角形の像を形成するための開口部とが離間している。このため、Ｓ２アパーチャ１２により成形されたタイプ１〜５の像をそのまま照射すると、
矩形の像と三角形の像とが離間してしまう。そこで、上記対物偏向器１３及び対物偏向器制御回路１６により、三角形の像の描画開始位置を戻す処理、すなわち、振り戻し処理が行われる。振り戻し量は、パターン描画に先立ち、振り戻し量設定手段１６Ａにより予め設定されている。すなわち、タイプ２〜５の三角形の像を試料面に照射する際、振り戻し量を考慮して、ビーム照射位置が決定され、対物偏向器１３が制御される。
【００２１】
しかしながら、上記振り戻し量が予め設定されているにも関わらず、実際の描画結果ではビーム照射位置がずれてしまい、複数の像がずれてしまう。その結果、図４に示すような隙間Ｇや重なりＯが生じてしまい、斜線パターンのラフネスが大きくなってしまう。かかるビーム照射位置誤差が発生する主たる原因として、偏向誤差が考えられる。
【００２２】
既述の特許文献１には、実際のレジスト現像ムラを測定し、その測定結果から振り戻し量の誤差を求め、求めた誤差を振り戻し量の設定値にフィードバックする方法が記載されている。
しかしながら、パターンの微細化が進むと、照射の最小単位となる三角形の像も小さくなり、像の重なりや隙間も小さくなってしまう。このため、レジスト現像ムラを高精度に測定することができなくなってしまう。すなわち、レジスト膜厚測定精度が、パターンの微細化に対応できなくなってしまう。
また、近年主流のポジ型の化学増幅型レジストを用いる場合、低照射量であってもレジストが完全に溶けてしまうため、低照射量部分のレジスト残膜が残らない。よって、上記特許文献１の方法を、化学増幅型レジストに適用することはできない。この場合、使用するレジストを旧型レジストに変更する必要がある。旧型レジストでは、描画後の処理工程が異なる。このため、旧型レジスト処理装置を有しているところでしか、旧型レジストを使用することができない。また、旧型レジストに合わせたドーズ設定が必要になる。また、化学増幅型レジストを用いる場合にも、通常時に比してドーズを低く設定する必要がある。そうすると、実際の描画条件とは異なってしまうため好ましくない。
【００２３】
そこで、本発明者は、寸法測定器を用いて電子ビームの照射位置誤差を検出する方法を見出した。つまり、寸法測定器を用いて三角形パターンの位置ずれ量を測定することで、振り戻し量の誤差を検出する方法を見出した。電子ビームの照射位置ずれ、すなわち、三角形パターンの位置ずれは、Ｘ方向とＹ方向の両方で起こる。このため、以下に説明するように、Ｘ方向とＹ方向の両方に対して振り戻し量の誤差を検出する。
【００２４】
先ず、図５を参照して、三角形パターンのＸ方向の振り戻し量誤差の検出方法を説明する。図５は、三角形パターンＰ２，Ｐ４のＸ方向の振り戻し量誤差を検出する方法を説明するための図である。
【００２５】
図５に示すように、複数のタイプ１の矩形パターンＰ１がＹ方向に連続することにより構成されるラインパターンＬ１を少なくとも２つ形成する。すなわち、上記電子ビーム描画装置１のステージ３上に配置された試料２のレジスト層に対して、矩形の像を複数回照射した後、該試料２を現像処理する。ここで、少なくとも２つのラインパターンが形成されていれば、後述する基準寸法となる寸法ＣＤ１ｘが測定可能である。
図５に示すように、上記ラインパターンＬ１と共に、複数のタイプ４の三角形パターンＰ４がＹ方向に連続することにより構成されるラインパターンＬ４と、複数のタイプ２の三角形パターンＰ２がＹ方向に連続することにより構成されるラインパターンＬ２とを用いてラインパターンを形成する。ここで、三角形パターンＰ２，Ｐ４の描画は、予め設定された振り戻し量をそれぞれ考慮して行われる。
【００２６】
次に、Ｘ方向に隣接するラインパターンＬ１間の寸法ＣＤ１ｘを寸法測定器によって測定する。寸法ＣＤ１ｘは、矩形パターンＰ１同士によって定まる寸法であるため、三角形パターンＰ２，Ｐ４のような振り戻し量の影響を含まない。すなわち、偏向誤差に起因したビーム位置ずれ誤差の影響を含まないため、正確な寸法であると考えることができる。よって、この寸法ＣＤ１ｘが、後述する寸法ＣＤ４ｘ，ＣＤ２ｘを考慮する際の基準寸法ＣＤｒｅｆｘとして用いられる。基準寸法ＣＤｒｅｆｘとしては、寸法測定器が高精度に測定可能な寸法（例えば、４００ｎｍ）を用いることができる。
ここで、寸法測定器としては、測長ＳＥＭ（ＣＤ−ＳＥＭ）や、光学式の寸法測定器（例えば、（独）Vistec社製のＬＷＭ）等を用いることができる（以下同様）。
【００２７】
また、上記寸法ＣＤ１ｘと同様に、図５に示すように、Ｘ方向に隣接するラインパターンＬ１とラインパターンＬ４との間の寸法ＣＤ４ｘと、Ｘ方向に隣接するラインパターンＬ１とラインパターンＬ２との間の寸法ＣＤ２ｘとを、寸法測定器によって測定する。
【００２８】
そして、測定された寸法ＣＤ４ｘと基準寸法ＣＤｒｅｆｘの差分を算出する。ここで、ラインパターンＬ４を構成するタイプ４の三角形パターンＰ４のＸ方向の位置ずれがないと（すなわち、予め設定された三角形パターンＰ４のＸ方向の振り戻し量に誤差がないと）、寸法ＣＤ４ｘと基準寸法ＣＤｒｅｆｘとが等しくなる。一方、三角形パターンＰ４のＸ方向の位置ずれがあると（すなわち、三角形パターンＰ４のＸ方向の振り戻し量に誤差があると）、寸法ＣＤ４ｘと基準寸法ＣＤｒｅｆｘとの間に差分が発生する。この差分が、三角形パターンＰ４のＸ方向の位置ずれ量、すなわち、三角形パターンＰ４のＸ方向の振り戻し量の誤差に対応する。
【００２９】
同様に、測定された寸法ＣＤ２ｘと基準寸法ＣＤｒｅｆｘの差分を算出する。上記寸法ＣＤ４ｘと同様に、ラインパターンＬ２を構成するタイプ２の三角形パターンＰ２の位置ずれがないと、寸法ＣＤ２ｘと基準寸法ＣＤｒｅｆｘとが等しくなる。一方、三角形パターンＰ２のＸ方向の位置ずれがあると（すなわち、三角形パターンＰ２のＸ方向の振り戻し量に誤差があると）、寸法ＣＤ４ｘと基準寸法ＣＤｒｅｆｘとの間に差分が発生する。この差分が、三角形パターンＰ２のＸ方向の位置ずれ量、すなわち三角形パターンＰ２のＸ方向の振り戻し量の誤差に対応する。
【００３０】
次に、図６を参照して、三角形パターンのＹ方向の位置ずれの検出方法を説明する。図６は、三角形パターンＰ２，Ｐ４のＹ方向の振り戻し量誤差を検出する方法を説明するための図である。
【００３１】
図６に示すように、複数の矩形パターンＰ１がＸ方向に連続することにより構成されるラインパターンＬ１を少なくとも２つ形成する。これと共に、複数の三角形パターンＰ４がＹ方向に連続することにより構成されるラインパターンＬ４と、複数の三角形パターンＰ２がＸ方向に連続することにより構成されるラインパターンＬ２とを同時に形成する。ここで、三角形パターンＰ２，Ｐ４の描画は、予め設定された振り戻し量に基づいて行われる。
【００３２】
次に、Ｙ方向に隣接するラインパターンＬ１間の寸法ＣＤ１ｙを寸法測定器によって測定する。この寸法ＤＣ１ｙも、上記寸法ＣＤ１ｘと同様の理由により、後述する寸法ＣＤ４ｙ，ＣＤ２ｙを考慮する際の基準寸法ＣＤｒｅｆｙとして用いられる。基準寸法ＣＤｒｅｆｙとしては、寸法測定器が高精度に測定可能な寸法（例えば、４００ｎｍ）を用いることができる。
また、上記寸法ＣＤ１ｙと同様に、図６に示すように、Ｙ方向に隣接するラインパターンＬ１とラインパターンＬ４との間の寸法ＣＤ４ｙと、Ｙ方向に隣接するラインパターンＬ１とラインパターンＬ２との間の寸法ＣＤ２ｙとを、寸法測定器によって測定する。
【００３３】
そして、測定された寸法ＣＤ４ｙと基準寸法ＣＤｒｅｆｙの差分を算出する。ここで、ラインパターンＬ４を構成するタイプ４の三角形パターンＰ４のＹ方向の位置ずれがないと（すなわち、予め設定された三角形パターンＰ４のＹ方向の振り戻し量に誤差がないと）、寸法ＣＤ４ｙと基準寸法ＣＤｒｅｆｙとが等しくなる。一方、三角形パターンＰ４のＹ方向の位置ずれがあると（すなわち、三角形パターンＰ４のＹ方向の振り戻し量に誤差があると）、寸法ＣＤ４ｙと基準寸法ＣＤｒｅｆｙとの間に差分が発生する。この差分が、三角形パターンＰ４のＹ方向の位置ずれ量、すなわち、三角形パターンＰ４のＹ方向の振り戻し量の誤差に対応する。
【００３４】
同様に、測定された寸法ＣＤ２ｙと基準寸法ＣＤｒｅｆｙの差分を算出する。上記寸法ＣＤ４ｙと同様に、ラインパターンＬ２を構成するタイプ２の三角形パターンＰ２のＹ方向の位置ずれがないと、寸法ＣＤ２ｙと基準寸法ＣＤｒｅｆｙとが等しくなる。一方、三角形パターンＰ２のＹ方向の位置ずれがあると（すなわち、三角形パターンＰ２のＹ方向の振り戻し量に誤差があると）、寸法ＣＤ４ｙと基準寸法ＣＤｒｅｆｙとの間に差分が発生する。この差分が、三角形パターンＰ２のＹ方向の位置ずれ量、すなわち、三角形パターンＰ２のＹ方向の振り戻し量の誤差に対応する。
【００３５】
上記三角形パターンＰ２，Ｐ４と同様の方法を用いて、他の三角形パターンＰ１，Ｐ３についてもＸ方向及びＹ方向の振り戻し量の誤差をそれぞれ求めることができる。
【００３６】
以上のように、隣接する矩形パターンＰ１間の寸法ＣＤ１と、隣接する矩形パターンＰ１と三角形パターンＰ２，Ｐ４の間の寸法ＣＤ２，ＣＤ４とを寸法測定器により検出し、寸法ＣＤ１を基準寸法ＣＤｒｅｆとする。この基準寸法ＣＤｒｅｆと三角形パターンＰ２，Ｐ４の寸法ＣＤ２，ＣＤ４との差分を算出し、算出した差分を振り戻し量の誤差として検出する。算出される差分は微細であっても、測定する寸法ＣＤ１，ＣＤ２，ＣＤ４は、寸法測定器により高精度に測定することができる寸法である。このため、微細なレジストパターンを形成する場合であっても、振り戻し量の誤差を精度良く検出することができる。また、レジスト残膜量とは無関係のパターン間寸法を測定しているため、化学増幅型レジストを用いる場合であっても、振り戻し量の誤差を精度良く検出することができる。
【００３７】
そして、上述した方法により求められた差分（すなわち、振り戻し量の誤差）を図１に示す振り戻し量誤差入力部１８に入力すると、該誤差が振り戻し量誤差入力部１８から対物偏向器制御回路２０に出力される。対物偏向器制御回路２０の振り戻し量補正手段２０Ｂは、入力された誤差に基づいて、振り戻し量設定手段２０Ａにより設定された各振り戻し量を補正する。従って、実際の描画結果から検出された振り戻し量の誤差を、振り戻し量の設定値にフィードバックすることができる。これにより、三角形の像を高精度に接続することができるため、描画精度を向上させることができる。
また、本実施の形態は、全てのレジストに対して適用可能であるが、近年主流の化学増幅型レジストを用いる場合にも適用可能である点で、上記特許文献１の方法よりも利用可能性が高い。
【００３８】
次に、図７から図９を参照して、本実施の形態を更に具体化した実施例について説明する。図７は、本実施の形態において、三角形パターンＰ２，Ｐ４のＸ方向の振り戻し量誤差を検出するために用いられる描画データを示す図である。図８は、本実施の形態において、三角形パターンＰ２，Ｐ４のＹ方向の振り戻し量誤差を検出するために用いられる描画データを示す図である。
【００３９】
図７に示す描画データは、１６個の列に分割されている。最左列には、図５に示すラインパターンＬ１、すなわち、矩形パターンＰ１がＹ方向に連続することにより構成されるラインパターンＬ１がＸ方向に少なくとも２つ配置されている。また、左から２〜８番目の列には、図５に示すラインパターンＬ４，Ｌ２，Ｌ１がこの順番で少なくとも１つずつ配置されている。この左から２〜８番目の列では、三角形パターンＰ４のエッジＥ４の位置を固定し、三角形パターンＰ２のエッジＥ２の位置をＸ方向に変化させることで、２つの三角形パターンＰ２，Ｐ４の重複部分の寸法ΔＣＤを−１５ｎｍ〜＋１５ｎｍの範囲で変化させている。この寸法ΔＣＤは、エッジＥ２位置のＸ方向の変化量に対応する。
【００４０】
また、図７に示す描画データの左から９番目の列には、最左列と同様に、図５に示すラインパターンＬ１がＸ方向に少なくとも２つ配置されている。また、左から１０〜１６番目の列には、図５に示すラインパターンＬ１，Ｌ２，Ｌ４がこの順番で少なくとも１つずつ配置されている。この左から１０〜１６番目の列では、三角形パターンＰ２のエッジＥ２の位置を固定し、三角形パターンＰ４のエッジＥ４の位置をＸ方向に変化させることで、２つの三角形パターンＰ２，Ｐ４の重複部分の寸法ΔＣＤを−１５ｎｍ〜＋１５ｎｍの範囲で変化させている。この寸法ΔＣＤは、エッジＥ４位置のＸ方向の変化量に対応する。
【００４１】
図８に示す描画データは、１６個の行に分割されている。最上行には、図６に示すラインパターンＬ１、すなわち、矩形パターンＰ１がＸ方向に連続することにより構成されるラインパターンＬ１がＹ方向に少なくとも２つ配置されている。また、上から２〜８番目の行には、図６に示すラインパターンＬ４，Ｌ２，Ｌ１がこの順番で少なくとも１つずつ配置されている。この上から２〜８番目の行では、三角形パターンＰ４のエッジＥ４の位置を固定し、三角形パターンＰ２のエッジＥ２の位置をＹ方向に変化させることで、２つの三角形パターンＰ２，Ｐ４の重複部分の寸法ΔＣＤを−１５ｎｍ〜＋１５ｎｍの範囲で変化させている。この寸法ΔＣＤは、エッジＥ２位置のＹ方向の変化量に対応する。
【００４２】
また、図８に示す描画データの上から９番目の行には、最上行と同様に、ラインパターンＬ１がＹ方向に少なくとも２つ配置されている。また、上から１０〜１６番目の行には、図６に示すラインパターンＬ１，Ｌ２，Ｌ４がこの順番で少なくとも１つずつ配置されている。この上から１０〜１６番目の行では、三角形パターンＰ２のエッジＥ２の位置を固定し、三角形パターンＰ４のエッジＥ４の位置をＹ方向に変化させることで、２つの三角形パターンＰ２，Ｐ４の重複部分の寸法ΔＣＤを−１５ｎｍ〜＋１５ｎｍの範囲で変化させている。この寸法ΔＣＤは、エッジＥ４位置のＹ方向の変化に対応する。
【００４３】
図７及び図８に示す描画データに基づいて、上記電子ビーム描画装置１のステージ３上に配置された試料２のレジスト層に対して、パターンを描画する。このパターン描画は、振り戻し量設定手段１６Ａにより予め設定されたＸ方向及びＹ方向の振り戻し量に基づいて行われる。パターン描画後に、該試料２を現像処理する。
次に、隣接するラインパターンＬ１間の寸法ＣＤ１と、ラインパターンＬ１とエッジＥ２位置が振られたラインパターンＬ２との間の寸法ＣＤ２と、ラインパターンＬ１とエッジＥ４位置が振られたラインパターンＬ４との間の寸法ＣＤ４とを測定する。
【００４４】
そして、上記ΔＣＤと寸法ＣＤ（ＣＤ２，ＣＤ４）との間の相関関係を求める。すなわち、ΔＣＤに対する寸法ＣＤをプロットすると、図９に示すような相関関係が得られる。図９は、三角形パターンＰ２，Ｐ４の重複部分の寸法ΔＣＤと、パターン間寸法ＣＤとの相関関係を示す図である。すなわち、図９は、描画データにおける三角形パターンＰ２，Ｐ４のエッジ位置Ｅ２，Ｅ４と、測定されたパターン間寸法ＣＤとの相関関係を示す。そして、図９に示した複数のプロットを１次回帰することにより１次回帰式を求めることができる。そうすると、測定寸法ＣＤが基準寸法ＣＤｒｅｆとなるときの寸法ΔＣＤが求められる。上述したように、この寸法ΔＣＤは、パターン間寸法ＣＤに影響するパターンエッジＥ２，Ｅ４の変化に対応する。よって、寸法ΔＣＤに基づいて振り戻し量誤差が求められる。１次回帰式によってプロット間が補完されるため、振り戻し量誤差を精度良く求めることができる。
【００４５】
このようにして求められた振り戻し量の誤差を図１に示す振り戻し量誤差入力部１８に入力すると、該誤差が振り戻し量誤差入力部１８から対物偏向器制御回路２０に出力される。対物偏向器制御回路２０の振り戻し量補正手段２０Ｂは、入力された誤差に基づいて、振り戻し量設定手段２０Ａにより設定された各振り戻し量を補正する。この振り戻し量の誤差の符号を反転させたものが、振り戻し量の補正量となる。従って、実際の描画結果から検出された振り戻し量の誤差を、振り戻し量の設定値にフィードバックすることができる。
【００４６】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。例えば、上記実施の形態では電子ビームを用いたが、本発明はこれに限られるものではなく、イオンビームなどの他の荷電粒子ビームを用いた場合にも適用可能である。
【００４７】
また、上記実施の形態では、隣接するラインパターンの異なるエッジ間の寸法を測定しているが、図１０及び図１１に示すように、隣接するラインパターンの同一エッジ間の寸法を測定してもよい。図１０は、本実施の形態の変形例において、三角形パターンＰ２，Ｐ４のＸ方向の振り戻し量誤差を検出する方法を説明するための図である。図１１は、本実施の形態の変形例において、三角形パターンＰ２，Ｐ４のＹ方向の振り戻し量誤差を検出する方法を説明するための図である。本変形例では、図１０及び図１１に示すように、隣接するラインパターンＬ１の同一エッジ間の寸法ＣＤ１ｘ，ＣＤ１ｙが、基準寸法ＣＤｒｅｆｘ，ＣＤｒｅｆｙとされる。そして、隣接するラインパターンＬ１とラインパターンＬ２の同一エッジ間の寸法ＣＤ２ｘ，ＣＤ２ｙが測定される。同様に、隣接するラインパターンＬ１とラインパターンＬ４の同一エッジ間の寸法ＣＤ４ｘ，ＣＤ４ｙが測定される。本変形例によれば、同一エッジ間の寸法が測定されるため、成形誤差を排除して振り戻し量誤差を検出することができる。例えば、Ｓ２アパーチャ１２の開口部１２ａにゴミが付着する場合であっても、基準寸法ＣＤｒｅｆｘ，ＣＤｒｅｆｙを精度良く求めることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施の形態で用いられる電子ビーム描画装置１の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示すアパーチャ９，１２を示す平面図である。
【図３】三角形の像を接続して得られた斜線パターンを示す図である。
【図４】ビーム照射位置ずれにより生じた複数の像の隙間や重なりを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態において、三角形パターンＰ２，Ｐ４のＸ方向の振り戻し量誤差を検出する方法を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態において、三角形パターンＰ２，Ｐ４のＹ方向の振り戻し量誤差を検出する方法を説明するための図である。
【図７】本実施の形態において、三角形パターンＰ２，Ｐ４のＸ方向の振り戻し量誤差を検出するために用いられる描画データを示す図である。
【図８】本実施の形態において、三角形パターンＰ２，Ｐ４のＹ方向の振り戻し量誤差を検出するために用いられる描画データを示す図である。
【図９】描画データにおける三角形パターンＰ２，Ｐ４の重複部分の寸法ΔＣＤと、測定されたパターン間寸法ＣＤとの相関関係を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態の変形例において、三角形パターンＰ２，Ｐ４のＸ方向の振り戻し量誤差を検出する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の変形例において、三角形パターンＰ２，Ｐ４のＹ方向の振り戻し量誤差を検出する方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  電子ビーム描画装置
２  試料
１３  対物偏向器
１６  対物偏向器制御回路
１６Ａ  振り戻し量設定手段
１６Ｂ  振り戻し量補正手段
１８  振り戻し量誤差入力部
２０  制御部
Ｐ１  矩形パターン
Ｐ２，Ｐ４  三角形パターン
Ｌ１  矩形パターンＰ１からなるラインパターン
Ｌ２，Ｌ４  三角形パターンＰ２，Ｐ４からなるラインパターン
ＣＤ１，ＣＤ２，ＣＤ４  寸法
ＣＤｒｅｆｘ，ＣＤｒｅｆｙ  基準寸法
ΔＣＤ  重複部分の寸法
【図１】
0005121524.tif 000002
【図２】
0005121524.tif 000003
【図３】
0005121524.tif 000004
【図４】
0005121524.tif 000005
【図５】
0005121524.tif 000006
【図６】
0005121524.tif 000007
【図７】
0005121524.tif 000008
【図８】
0005121524.tif 000009
【図９】
0005121524.tif 000010
【図１０】
0005121524.tif 000011
【図１１】
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