(57)【要約】【課題】設計寸法の違いやプロセス変動等の影響を抑制した、信頼性の高いコーナＲ値を決定する。【解決手段】本実施形態による荷電粒子ビーム描画装置の描画精度評価方法は、基板上のレジスト膜に、荷電粒子ビームを照射して矩形の第１パターンを描画し、現像処理を行ってレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとしてエッチング処理を行い、下層膜に第２パターンを形成し、該第２パターンのコーナＲ値を算出する。前記レジスト膜に、荷電粒子ビームの照射量及び設計寸法の異なる複数の第１パターンを描画し、照射量毎に、エッジ位置が周囲のパターンのエッジ位置と一致する第２パターンを検出し、検出した第２パターンから第１コーナＲ値を算出し、算出した複数の第１コーナＲ値から第２コーナＲ値を算出する。【選択図】図２
2016111090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上のレジスト膜に、荷電粒子ビームを照射して矩形の第１パターンを描画し、現像処理を行ってレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとしてエッチング処理を行い、下層膜に第２パターンを形成し、該第２パターンのコーナＲ値を算出する荷電粒子ビーム描画装置の描画精度評価方法であって、
前記レジスト膜に、荷電粒子ビームの照射量及び設計寸法の異なる複数の第１パターンを描画し、
照射量毎に、エッジ位置が周囲のパターンのエッジ位置と一致する第２パターンを検出し、
検出した第２パターンから第１コーナＲ値を算出し、
算出した複数の第１コーナＲ値から第２コーナＲ値を算出することを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置の描画精度評価方法。
【請求項２】
前記第１コーナＲ値は、検出した第２パターンの面積に基づいて算出することを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画装置の描画精度評価方法。
【請求項３】
前記第２コーナＲ値は、算出した複数の第１コーナＲ値を設計寸法に基づいてプロットし、プロット点に対する近似直線に基づいて算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の荷電粒子ビーム描画装置の描画精度評価方法。
【請求項４】
第１領域におけるプロット点に対する第１近似直線、及び該第１領域よりも設計寸法の大きい第２領域におけるプロット点に対する第２近似直線を求め、
前記第１近似直線及び前記第２近似直線の交点から前記第２コーナＲ値を算出することを特徴とする請求項３に記載の荷電粒子ビーム描画装置の描画精度評価方法。
【請求項５】
前記第１パターンは、寸法毎にマトリクス状に配置された複数の種パターンを有し、
前記種パターンは、中心パターンと、該中心パターンの周囲に配置された第１周囲パターン及び第２周囲パターンとを含み、
前記第１周囲パターンは、右エッジが前記中心パターンの左エッジと同一直線上に位置するか、又は左エッジが前記中心パターンの右エッジと同一直線上に位置しており、
前記第２周囲パターンは、上エッジが前記中心パターンの下エッジと同一直線上に位置するか、又は下エッジが前記中心パターンの上エッジと同一直線上に位置していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の荷電粒子ビーム描画装置の描画精度評価方法。
【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描画精度評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。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、縮小投影型露光装置を用いて、石英上に形成された高精度の原画パターン（マスク、或いは特にステッパやスキャナで用いられるものはレチクルともいう。）をウェーハ上に縮小転写する手法が採用されている。高精度の原画パターンは、電子ビーム描画装置によって描画され、所謂、電子ビームリソグラフィ技術が用いられている。
【０００３】
電子ビーム描画装置では、矩形ビームの形状忠実性を評価する指標として、四隅の丸み度を示すコーナＲ値が用いられている。例えば、ガラス基板上にクロム膜などの遮光膜とレジスト膜とが積層されたマスク基板に電子ビームを照射して、矩形パターンを描画する。次に、矩形パターンが描画された基板を現像し、レジストパターンを形成する。そして、レジストパターンをマスクにして露出した遮光膜をエッチングして、遮光膜パターンを形成する。走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて遮光膜パターンを撮像し、撮像した像からコーナＲ値を求めていた。
【０００４】
しかし、コーナＲ値は、設計寸法の違い、プロセス変動、パターン形状のバラツキ等により変化するため、信頼性が高くないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４８７５５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされたものであり、設計寸法の違いやプロセス変動等の影響を抑制した、信頼性の高いコーナＲ値を決定できる荷電粒子ビーム描画装置の描画精度評価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】
【０００７】
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置の描画精度評価方法は、基板上のレジスト膜に、荷電粒子ビームを照射して矩形の第１パターンを描画し、現像処理を行ってレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとしてエッチング処理を行い、下層膜に第２パターンを形成し、該第２パターンのコーナＲ値を算出する荷電粒子ビーム描画装置の描画精度評価方法であって、前記レジスト膜に、荷電粒子ビームの照射量及び設計寸法の異なる複数の第１パターンを描画し、照射量毎に、エッジ位置が周囲のパターンのエッジ位置と一致する第２パターンを検出し、検出した第２パターンから第１コーナＲ値を算出し、算出した複数の第１コーナＲ値から第２コーナＲ値を算出することを特徴とする。
【０００８】
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置の描画精度評価方法において、前記第１コーナＲ値は、検出した第２パターンの面積に基づいて算出してもよい。
【０００９】
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置の描画精度評価方法において、前記第２コーナＲ値は、算出した複数の第１コーナＲ値を設計寸法に基づいてプロットし、プロット点に対する近似直線に基づいて算出してもよい。
【００１０】
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置の描画精度評価方法において、第１領域におけるプロット点に対する第１近似直線、及び該第１領域よりも設計寸法の大きい第２領域におけるプロット点に対する第２近似直線を求め、前記第１近似直線及び前記第２近似直線の交点から前記第２コーナＲ値を算出してもよい。
【００１１】
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置の描画精度評価方法において、前記第１パターンは、寸法毎にマトリクス状に配置された複数の種パターンを有し、前記種パターンは、中心パターンと、該中心パターンの周囲に配置された第１周囲パターン及び第２周囲パターンとを含み、前記第１周囲パターンは、右エッジが前記中心パターンの左エッジと同一直線上に位置するか、又は左エッジが前記中心パターンの右エッジと同一直線上に位置しており、前記第２周囲パターンは、上エッジが前記中心パターンの下エッジと同一直線上に位置するか、又は下エッジが前記中心パターンの上エッジと同一直線上に位置していてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、設計寸法の違いやプロセス変動等の影響を抑制した、信頼性の高いコーナＲ値を決定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】設計パターンと、形成される遮光膜パターンの例を示す図である。
【図２】設計寸法とコーナＲ値との関係を示すグラフである。
【図３】現像時間を変えた場合の設計寸法とコーナＲ値との関係を示すグラフである。
【図４】現実プロセスで形成されるパターンの例を示す図である。
【図５】現実プロセスで形成されるパターンの例を示す図である。
【図６】本実施形態によるコーナＲ値の算出方法を説明するフローチャートである。
【図７】描画パターンを示す図である。
【図８】種パターンを示す図である。
【図９】電子ビーム描画装置の概略図である。
【図１０】中心パターンと周囲パターンのエッジ位置を示す図である。
【図１１】中心パターンの周囲パターンのエッジ位置座標を示す図である。
【図１２】照射量とエッジ位置との関係を示すグラフである。
【図１３】エッジ位置が一致する矩形パターン形成領域を示す図である。
【図１４】エッジ位置の比較方法を示す図である。
【図１５】面積に基づくコーナＲ値の算出方法を説明する図である。
【図１６】設計寸法とコーナＲ値との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態の説明に先立ち、発明者らが本発明をなすに至った経緯について説明する。ガラス基板上にクロム膜などの遮光膜とレジスト膜とが積層されたマスク基板に電子ビームを照射し、現像、エッチングを行って遮光膜パターンを形成する場合を考える。図１（ａ）は３つの異なる設計寸法を有するコンタクトホールの設計パターンの例を示し、図１（ｂ）は各設計パターンに対し理想的なプロセスで形成される遮光膜パターンの例を示し、図１（ｃ）は現実のプロセスで形成される遮光膜パターンの例を示す。図２は、理想プロセスで形成される遮光膜パターン及び現実プロセスで形成される遮光膜パターンの設計寸法とコーナＲ値との関係を示すグラフである。
【００１５】
図２に示すように、理想プロセスでは、設計寸法がｄ０以上の領域Ａ２において、コーナＲ値は一定値Ｒ１となる。また、設計寸法がｄ０未満の領域Ａ１では、遮光膜パターンが設計パターンの内接円となるため、コーナＲ値は設計寸法の１／２となる。
【００１６】
しかし、現実プロセスでは、設計寸法が小さくなると、現像液やエッチングガスが浸透し難くなり、図１（ｃ）に示すように、仕上がり寸法は小さくなる。図２に示すように、現実プロセスでは、コーナＲ値が設計寸法に応じて変化する。このように、コーナＲ値は設計寸法に対する依存性を持っていた。
【００１７】
図３は、現像時間を変えた場合の設計寸法とコーナＲ値の関係を示すグラフである。図３から、現像時間が長い程、コーナＲ値が増加することがわかる。このように、コーナＲ値はプロセス変動の影響を受けるものであった。
【００１８】
図４（ａ）（ｂ）は、現実プロセスで形成される遮光膜パターンの例を示す。図４（ａ）に示すようにパターンに直線部分がある程度残っており、矩形性を維持している場合、設計寸法と仕上がり寸法とが一致しているか否か容易に判断できる。しかし、図４（ｂ）に示すように、設計寸法が小さく、パターンの形状が崩れている場合、設計寸法と仕上がり寸法とが一致しているか否かの判断が困難であった。
【００１９】
また、図５に示すように、同じ設計寸法でもパターン形状にバラツキがある場合、どのコーナ部分を測定対象とするかで、コーナＲ値は変わっていた。
【００２０】
このように、コーナＲ値は、設計寸法の違い、プロセス変動、パターン形状のバラツキ等の影響を受けるものであり、信頼性の高いコーナＲ値を算出することが求められていた。
【００２１】
以下の実施形態では、上記のような課題を解決する。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図６は、本実施形態によるコーナＲ値の算出方法を説明するフローチャートである。図６に示すように、コーナＲ値算出方法は、基板上のレジスト膜に照射量を変えながら電子ビームを照射し、寸法の異なる矩形パターンを描画する工程（ステップＳ１０１）と、現像処理を行ってレジストパターンを形成する工程（ステップＳ１０２）と、レジストパターンをマスクにしてエッチング処理を行い、遮光膜に評価パターンを形成する工程（ステップＳ１０３）と、照射量毎に、仕上がり寸法と設計寸法とが一致する評価パターンを検出する工程（ステップＳ１０４）と、照射量毎に検出した評価パターンからコーナＲ値を算出する工程（ステップＳ１０５）と、照射量毎のコーナＲ値から、描画装置が作成する矩形ビームの形状忠実性を評価する指標となる一意的なコーナＲ値を算出する工程（ステップＳ１０６）とを備える。
【００２３】
まず、ガラス基板上にクロム膜などの遮光膜とレジスト膜とが積層されたマスク基板を準備する。ステップＳ１０１の描画工程では、電子ビーム描画装置を用いて、マスク基板のレジスト膜に矩形ビームを照射する。照射量を変えながら、レジスト膜に寸法の異なる矩形パターンを描画する。
【００２４】
例えば、図７に示すように、評価用のマスク基板１０表面のレジスト膜１１のＭ個（Ｍは２以上の整数）の領域Ｒ１〜ＲＭの各々に、設計寸法の異なる複数の矩形パターンを描画する。例えば、領域Ｒ１〜ＲＭの各々に、設計寸法４０ｎｍ、５０ｎｍ、６０ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍ、１２０ｎｍ、１６０ｎｍ、２００ｎｍ、２５０ｎｍ、３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍの矩形パターン形成領域１が設けられる。
【００２５】
各寸法の矩形パターン形成領域１には、種パターン２がマトリクス状の仮想領域に複数配置される。この種パターン２は、図８に示すように、中心に位置する矩形パターンである中心パターンＰ１と、中心パターンＰ１の周囲に配置された矩形パターンであるパターンＰ２〜Ｐ５の各々を指す。中心パターンＰ１及びパターンＰ２〜Ｐ５は、図中破線で示す格子に合わせて配置される。格子１マスの寸法が設計寸法に対応する。
【００２６】
パターンＰ２は、中心パターンＰ１からみて＋ｘ方向に１マス、＋ｙ方向に２マス離れた位置（図中右上）に配置される。パターンＰ３は、中心パターンＰ１からみて＋ｘ方向に２マス、−ｙ方向に１マス離れた位置（図中右下）に配置される。パターンＰ４は、中心パターンＰ１からみて−ｘ方向に１マス、−ｙ方向に２マス離れた位置（図中左下）に配置される。パターンＰ５は、中心パターンＰ１からみて−ｘ方向に２マス、＋ｙ方向に１マス離れた位置（図中左上）に配置される。
【００２７】
従って、中心パターンＰ１の右エッジとパターンＰ２の左エッジとが同一直線上に位置し、エッジ位置が一致する。中心パターンＰ１の左エッジとパターンＰ４の右エッジとが同一直線上に位置し、エッジ位置が一致する。中心パターンＰ１の上エッジとパターンＰ５の下エッジとが同一直線上に位置し、エッジ位置が一致する。中心パターンＰ１の下エッジとパターンＰ３の上エッジとが同一直線上に位置し、エッジ位置が一致する。つまり、中心パターンＰ１の左右のエッジと上下のエッジが同一のＸ座標とＹ座標とでモニタできるように中心パターンＰ１の周辺に他の４つの種パターンＰ２〜Ｐ５を配置する。
【００２８】
例えば、各寸法の矩形パターン形成領域１に、このような種パターン２がｘ方向に５つ、ｙ方向に５つ配置される。この場合、１つの矩形パターン形成領域１には、１２５個（＝５×５×５）の矩形パターンが描画されることになる。
【００２９】
領域Ｒ１〜ＲＭはそれぞれ異なる照射量とする。例えば、異なる設計寸法パターンに対し、領域Ｒ１は照射量Ｄ１、領域Ｒ２は照射量Ｄ２、領域Ｒ３は照射量Ｄ３、・・・、領域ＲＭは照射量ＤＭとし、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３＜・・・＜ＤＭとする。
【００３０】
このように、レジスト膜１１に、寸法の異なる矩形パターンを、照射量を変えて描画する。
【００３１】
図９は電子ビーム描画装置の概略図である。電子ビーム描画装置は、電子ビーム鏡筒４０及び描画室５０を有している。電子ビーム鏡筒４０内には、電子銃４１、ブランキングアパーチャ４２、第１アパーチャ４３、第２アパーチャ４４、ブランキング偏向器４５、成形偏向器４６、対物偏向器４７、レンズ４８（照明レンズ（ＣＬ）、投影レンズ（ＰＬ）、対物レンズ（ＯＬ））が配置されている。
【００３２】
描画室５０内には、ＸＹステージ５２が配置される。ＸＹステージ５２上には、描画対象となるマスク基板１０が載置されている。
【００３３】
電子銃４１から放出された電子ビーム４９は、照明レンズ４８（ＣＬ）により矩形、例えば正方形の穴を持つ第１アパーチャ４３全体を照明する。ここで、電子ビーム４９をまず矩形、例えば正方形に成形する。そして、第１アパーチャ４３を通過した第１アパーチャ像の電子ビームは、投影レンズ４８（ＰＬ）により第２アパーチャ４４上に投影される。第２アパーチャ４４上での第１アパーチャ像の位置は、成形偏向器４６によって制御され、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アパーチャ４４を通過した第２アパーチャ像の電子ビームは、対物レンズ４８（ＯＬ）により焦点が合わされ、対物偏向器４７により偏向されて、移動可能に配置されたＸ−Ｙステージ５２上のマスク基板１０の所望する位置に照射される。
【００３４】
電子銃４１から放出された電子ビーム４９は、ブランキング偏向器４５によって、ビームオンの状態では、ブランキングアパーチャ４２を通過するように制御され、ビームオフの状態では、ビーム全体がブランキングアパーチャ４２で遮蔽されるように偏向される。ビームオフの状態からビームオンとなり、その後ビームオフになるまでにブランキングアパーチャ４２を通過した電子ビームが１回の電子ビームのショットとなる。各ショットの照射時間により、マスク基板１０に照射される電子ビームのショットあたりの照射量が調整されることになる。
【００３５】
電子ビーム描画装置の各部は図示しない制御装置により制御される。例えば、制御装置は、対物偏向器４７の偏向量及びＸ−Ｙステージ５２の移動量を制御して、電子ビームの照射位置を変える。また、制御装置は、ブランキング偏向器４５によるビームオン／オフを制御して照射時間を変える。これにより、マスク基板１０上のレジスト膜１１の領域Ｒ１〜ＲＭに対し、照射量を変えて電子ビームを照射することができる。
【００３６】
図６のステップＳ１０２では、公知の現像装置及び現像液を用いて、電子ビームが照射されたレジスト膜１１を現像する。レジスト膜１１のうち、電子ビームが照射された箇所が現像液に対して可溶化し、レジストパターンが形成される。
【００３７】
ステップＳ１０３では、レジストパターンをマスクとして、露出した遮光膜をエッチングする。これにより、遮光膜が加工され、評価パターンが形成される。エッチング処理後、アッシング等によりレジストパターンを除去する。
【００３８】
ステップＳ１０４では、領域Ｒ１〜ＲＭの各々において、設計通りに形成された評価パターンを検出する。照射量が適正であり、仕上がり寸法が設計寸法と一致する場合、図１０（ａ）に示すように、評価パターン内の種パターン２０において、中心パターンＰ１１は周囲のパターンＰ１２〜Ｐ１５とエッジ位置が一致する。なお、種パターン２０、中心パターンＰ１１、パターンＰ１２〜Ｐ１５は、図８の種パターン２、中心パターンＰ１、パターンＰ２〜Ｐ５に対応するものである。
【００３９】
一方、照射量が適正値より小さい場合や大きい場合は、仕上がり寸法が設計寸法と一致せず、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）に示すように、評価パターン内の種パターン２０において、中心パターンＰ１１のエッジ位置と周囲のパターンＰ１２〜Ｐ１５のエッジ位置には矢印で示す差分が生じる。
【００４０】
本ステップでは、仕上がり寸法と設計寸法とが一致しているか否かを、種パターン２０における中心パターンＰ１１と周囲のパターンＰ１２〜Ｐ１５とのエッジ位置が一致するか否かで判定する。
【００４１】
図１１に示すように、パターンＰ１４の右エッジのｘ座標をｘ１、中心パターンＰ１１の左エッジのｘ座標をｘ２とした場合、ｘ１及びｘ２が一致する寸法は照射量によって異なる。これは、設計寸法が小さい程、現像液やエッチングガスが浸透し難く、仕上がり寸法と設計寸法とを一致させるために高い照射量が必要になるためである。
【００４２】
図１２は設計寸法が４０ｎｍ、１００ｎｍ、６００ｎｍの種パターン２０についての、照射量と、パターンＰ１４の右エッジのｘ座標ｘ１、中心パターンＰ１１の左エッジのｘ座標ｘ２との関係を示すグラフである。図１２に示すように、設計寸法が小さい程、高照射量側の種パターン２０においてｘ１とｘ２とが一致する。
【００４３】
従って、領域Ｒ１〜ＲＭの各々において、中心パターンＰ１１と周囲のパターンＰ１２〜Ｐ１５とのエッジ位置が一致する評価パターンを含む矩形パターン形成領域は、図１３のようになる。
【００４４】
図１４は、エッジ位置の一致／不一致の検出方法の一例を示す。図１４に示すように、パターンＰ１４、及び上側に隣接する種パターン２０のパターンＰ１４の右エッジと、中心パターンＰ１１の左エッジとが一致するか否かを判定する。また、パターンＰ１５、及び右側に隣接する種パターン２０のパターンＰ１５の下エッジと、中心パターンＰ１１の上エッジとが一致するか否かを判定する。これらのエッジ位置が一致している場合、仕上がり寸法と設計寸法とが一致していると判定する。
【００４５】
中心パターンＰ１１の左エッジとの比較対象となる周囲パターンの右エッジを、パターンＰ１４の最右端と、上側に隣接する種パターン２０のパターンＰ１４の最右端とを結んだ直線とする。これにより、設計寸法が小さく、矩形パターンの形状が崩れた場合でも、エッジ位置を精度良く比較し、仕上がり寸法と設計寸法とが一致しているか否か容易に判定できる。
【００４６】
このようにして、ステップＳ１０４では、領域Ｒ１〜ＲＭの各々において、中心パターンＰ１１と周囲のパターンＰ１２〜Ｐ１５とのエッジ位置が一致する評価パターンを検出する。
【００４７】
例えば、照射量Ｄ１の領域Ｒ１では、設計寸法６００ｎｍの矩形パターン形成領域において中心パターンＰ１１と周囲パターンＰ１２〜Ｐ１５とのエッジ位置が一致し、この設計寸法６００ｎｍの中心パターンＰ１１を検出する。照射量Ｄ２の領域Ｒ２では、設計寸法５００ｎｍの矩形パターン形成領域において中心パターンＰ１１と周囲パターンＰ１２〜Ｐ１５とのエッジ位置が一致し、この設計寸法５００ｎｍの中心パターンＰ１１を検出する。照射量ＤＭの領域ＲＭでは、設計寸法４０ｎｍの矩形パターン形成領域において中心パターンＰ１１と周囲パターンＰ１２〜Ｐ１５とのエッジ位置が一致し、この設計寸法４０ｎｍの中心パターンＰ１１を検出する。
【００４８】
ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４において照射量毎に検出した評価パターン（中心パターンＰ１１）から、コーナＲ値を算出する。検出した評価パターンをＳＥＭで撮像し、ＳＥＭ画像から評価パターンの面積を測定し、測定面積に基づいてコーナＲ値を算出する。面積は画素数をカウントすることで容易に求まる。コーナＲ値は以下の数式から算出される。
【００４９】
以下の数式において、Ｎは面積測定した評価パターン（中心パターンＰ１１）の数であり、例えば矩形パターン形成領域に種パターン２０がｘ方向に５つ、ｙ方向に５つ形成される場合、Ｎ＝２５となる。Ｓｋはｋ番目の評価パターンの面積の実測値である。Ｓｍｅａｎは評価パターンの面積の平均値である。ΔＳは、矩形パターンの四隅の丸みにより矩形から欠けた面積であり、図１５の斜線部に相当する。ｄは設計寸法の１／２である。ｒはコーナＲ値である。
【００５０】
【数１】
2016111090.tif 000003
【００５１】
ΔＳを消去してｒについて解く。
【００５２】
【数２】
2016111090.tif 000004
【００５３】
例えば、照射量Ｄ１の領域Ｒ１において、設計寸法６００ｎｍの２５個の中心パターンＰ１１の面積を測定し、設計寸法６００ｎｍに対応するコーナＲ値ｒを算出する。また、照射量Ｄ２の領域Ｒ２において、設計寸法５００ｎｍの２５個の中心パターンＰ１１の面積を測定し、設計寸法５００ｎｍに対応するコーナＲ値ｒを算出する。同様に、照射量ＤＭの領域ＲＭにおいて、設計寸法４０ｎｍの２５個の中心パターンＰ１１の面積を測定し、設計寸法４０ｎｍに対応するコーナＲ値ｒを算出する。このようにして、Ｍ個のコーナＲ値ｒが算出される。
【００５４】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５で算出したＭ個のコーナＲ値ｒをプロットし、プロット点に対する近似直線から一意的なコーナＲ値ｒｏを算出する。このコーナＲ値ｒｏは、電子ビーム描画装置が作成する矩形ビームの形状忠実性を評価する指標となる。
【００５５】
図１６は、ステップＳ１０５で算出したＭ個のコーナＲ値の分布例を示すグラフである。図１６に示すように、コーナＲ値の変化には、傾きが急峻な領域Ａ１１と、傾きが緩やかな領域Ａ１２とがある。領域Ａ１１、Ａ１２は、それぞれ、図２に示す理想プロセスでのコーナＲ値変化の領域Ａ１、Ａ２に対応する。理想プロセスの領域Ａ２ではコーナＲ値が一定であるのに対し、領域Ａ１２では傾きを持っているのは、電子ビームのクーロン反発等によるものである。
【００５６】
領域Ａ１１におけるコーナＲ値変化と、領域Ａ１２におけるコーナＲ値変化の各々に線形フィッティングを行って近似直線Ｌ１、Ｌ２を求め、これらの交点から一意的なコーナＲ値ｒｏを算出する。
【００５７】
本実施形態によれば、図１４に示すように、中心パターンＰ１１と周囲パターンＰ１２〜Ｐ１５とのエッジ位置が一致するか否かを検出する。そのため、形状が崩れて寸法測定が困難なパターンであっても、周囲パターンとの相対的位置関係から、設計寸法と仕上がり寸法とが一致するか否かを判定することができる。
【００５８】
また、設計寸法と仕上がり寸法とが一致するパターンからコーナＲ値ｒを算出することで、現像やエッチングのプロセス変動の影響を除去することができる。
【００５９】
図７に示すように、描画する矩形パターンは、照射量及び寸法を変えたものであるため、仕上がり寸法の厳密管理が可能となる。
【００６０】
コーナＲ値ｒは、評価パターンの面積から算出するため、パターン形状のバラツキを平均的に取り込むことができる。また、領域Ｒ１〜ＲＭから複数の設計寸法の評価パターンを抽出し、設計寸法毎にコーナＲ値ｒ（第１のコーナＲ値）を算出し、複数のコーナＲ値ｒから一意的なコーナＲ値ｒｏ（第２のコーナＲ値）を算出することで、設計寸法に依存しないコーナＲ値ｒｏを決定できる。そのため、設計寸法の違いやプロセス変動の影響を抑制した、信頼性の高いコーナＲ値ｒｏを決定できる。
【００６１】
上記実施形態において、コーナＲ値ｒの算出方法は面積に基づくものに限定されず、エッジフィッティング関数の曲率半径、プルバッグ、又は内接円の半径に基づいて算出してもよい。
【００６２】
一意のコーナＲ値ｒｏは、近似直線Ｌ１、Ｌ２の交点の値に限定されず、交点に対応するコーナＲ値を所定倍したものでもよい。また、近似直線Ｌ２のみからコーナＲ値ｒｏを決定してもよい。
【００６３】
種パターン２は、中心パターンＰ１及び周囲パターンＰ２〜Ｐ５の５つの矩形パターンから構成されるものに限定されない。周囲パターンは、中心パターンＰ１のｘ方向のエッジ及びｙ方向のエッジとの一致が比較できるように複数設けられていればよく、２個、３個、又は５個以上としてもよい。
【００６４】
１つの矩形パターン形成領域には、種パターン２がマトリクス状に配置されていればよく、ｘ方向及びｙ方向における配置数は限定されない。種パターン２の配置数は、開口率が、実際に描画する回路パターンの開口率と同程度となるようにすることが好ましい。
【００６５】
図１４では、中心パターンＰ１１の左エッジ及び上エッジが、周囲パターンのエッジと一致するか否か測定する例について説明したが、左エッジの代わりに右エッジとしてもよく、左エッジ及び右エッジの両方としてもよい。また、上エッジの代わりに下エッジとしてもよく、上エッジ及び下エッジの両方としてもよい。
【００６６】
上記実施形態では、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したが、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ビームでもよい。
【００６７】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１０  マスク基板
１１  レジスト膜
４０  電子ビーム鏡筒
４１  電子銃
４２  ブランキングアパーチャ
４３  第１アパーチャ
４４  第２アパーチャ
４５  ブランキング偏向器
４６  成形偏向器
４７  対物偏向器
４８  レンズ
５０  描画室
【図１】
2016111090.tif 000005
【図２】
2016111090.tif 000006
【図３】
2016111090.tif 000007
【図４】
2016111090.tif 000008
【図５】
2016111090.tif 000009
【図６】
2016111090.tif 000010
【図７】
2016111090.tif 000011
【図８】
2016111090.tif 000012
【図９】
2016111090.tif 000013
【図１０】
2016111090.tif 000014
【図１１】
2016111090.tif 000015
【図１２】
2016111090.tif 000016
【図１３】
2016111090.tif 000017
【図１４】
2016111090.tif 000018
【図１５】
2016111090.tif 000019
【図１６】
2016111090.tif 000020