(57)【要約】【課題】本発明は荷電粒子ビーム描画装置のフィールド接合精度測定方法に関し、測定可能範囲を維持したまま占有領域の小さいバーニアパターンでフィールド重ね量を少なくできる荷電粒子ビーム描画装置のフィールド接合精度測定方法を提供することを目的としている。【解決手段】バーニアパターンの主尺及び当該主尺と間隔が異なりかつ当該主尺と一致する方向が正反対の２つの副尺を各々描画フィールド端近傍に配置し、当該主尺の上下又は左右に当該２つの副尺が接触するように当該描画フィールドの端を一定量重ねて描画することで当該フィールドの伸縮量及び回転量を算出するように構成する。【選択図】図２
2009004601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線を用いた描画装置の描画フィールドの伸縮及び回転を測定するフィールド接合精度測定方法であり、当該荷電粒子線描画装置により描画されたフィールド上のバーニアパターンを光学顕微鏡を用いた観察装置により観察し、当該バーニアパターンの主尺と副尺が一致する位置から、当該フィールドの伸縮量及び回転量を算出するフィールド接合精度測定方法において、
バーニアパターンの主尺及び当該主尺と間隔が異なりかつ当該主尺と一致する方向が正反対の２つの副尺を各々描画フィールド端近傍に配置し、当該主尺の上下又は左右に当該２つの副尺が接触するように当該描画フィールドの端を一定量重ねて描画することで当該フィールドの伸縮量及び回転量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フィールド接合精度測定方法。
【請求項２】
前記伸縮量及び回転量の算出は、主尺と副尺のバーニアの端から、主尺と副尺とが一直線になるバーニアまでの本数を測定するものであることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置のフィールド接合精度測定方法。
【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フィールド接合精度測定方法に関し、更に詳しくは電子ビーム描画装置等の荷電粒子線描画装置において、描画フィールドの伸縮及び回転を測定するようにした荷電粒子ビーム描画装置のフィールド接合精度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷電粒子線描画装置において、描画フィールド間をつなぐ時のつなぎ精度を測定するためにバーニアを用いたフィールド接合精度測定方法が用いられる。図４はバーニアパターンによるフィールド接合精度測定例を示す図である。（ａ）は１フィールドの大きさを示しており、該フィールド内に主尺１と副尺２が図に示すようなレイアウトで配置されている。即ち、主尺１と副尺２は描画フィールド端近傍に配置されている。主尺１と副尺２はそれぞれ２つ設けられており、縦バーニアパターンと横バーニアパターンから構成されている。このバーニアパターンは、荷電粒子線描画装置を用いて作成されるものである。
【０００３】
ここで、（ａ）に示すようなバーニアパターンを、当該描画フィールドを一定量だけ重ねることにより、主尺と副尺とが接触するように描画を行なう。（ｂ）はこの時の描画のようすを示す図である。３は描画フィールドの重なり領域を示している。重なり領域３内に主尺１と副尺１のバーニアパターンの重なりが形成される。ここで、Ａは描画フィールドの伸縮を測定するためのパターン、ＢとＣは描画フィールドの回転を測定するためのパターンである。
【０００４】
（ｃ）は描画フィールド間の伸縮を測定するパターンＡを拡大表示したものである。１１は主尺パターンを、１２は副尺パターンをそれぞれ示している。描画フィールド間の伸縮がない場合には、（ｃ）に示すように主尺と副尺の真ん中のバーニア１１ａと１２ａとが一直線に重なり合う。ここで、描画フィールド間に伸縮がある場合は、真ん中のバーニア１１ａと１２ａは重なり合わず、真ん中のバーニアから離れたバーニアが一直線に重なり合う。
【０００５】
そこで、主尺のバーニア間の距離を例えばｎ、副尺のバーニア間の距離をｎ´とし、真ん中のバーニアから３番目のバーニアが一直線に重なり合った場合には、この時の描画フィールド間の伸縮量は（ｎ−ｎ´）×３と測定する。このようにして描画フィールド間の接合精度を求める。以上、伸縮量を求める場合について説明したが、回転量を求める場合にも同様にして求める。
【０００６】
従来のこの種の装置としては、フィールド間に形成された主尺目盛，副尺目盛と同一形状の主尺目盛と副尺目盛を形成し、これら両者の接触状態を認識することで、フィールド間のパターンのズレを測定する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。また、転写用のパターン及び位置合わせ用のマークが形成された第１マスクを用いて、前記転写用のパターン及び位置合わせ用のマークの像を前記感光基板上の第１領域に転写し、前記感光基板上の第１領域に隣接する第２領域に前記転写用パターンの像につなぎ合わせて第１マスク又は該第１マスクとは異なる第２マスクのパターンの像を転写する際に、前記位置合わせ用のマークの像を検出し、該検出結果に基づいて前記第２領域に転写すべきパターンが形成されたマスクと前記感光基板との位置合わせを行なう技術が知られている。
【特許文献１】特開平２−５４０７号公報（第３頁左上欄第１６行〜同頁左下欄第１０行、第１図）
【特許文献２】特開平６−２０４１０５号公報（段落００１５〜００３０、図１、図２）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述した従来の技術では、バーニアパターンの測定可能範囲を決定する主尺及び副尺の本数に比例して描画フィールドに対する占有領域及びフィールドの重ね量が大きくなるため、小さなフィールドの接合精度測定には適用できないという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、測定可能範囲を維持したまま占有領域の小さいバーニアパターンでフィールド重ね量を少なくできる荷電粒子ビーム描画装置のフィールド接合精度測定方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）請求項１記載の発明は、荷電粒子線を用いた描画装置の描画フィールドの伸縮及び回転を測定するフィールド接合精度測定方法であり、当該荷電粒子線描画装置により描画されたフィールド上のバーニアパターンを光学顕微鏡を用いた観察装置により観察し、当該バーニアパターンの主尺と副尺が一致する位置から、当該フィールドの伸縮量及び回転量を算出するフィールド接合精度測定方法において、バーニアパターンの主尺及び当該主尺と間隔が異なりかつ当該主尺と一致する方向が正反対の２つの副尺を各々描画フィールド端近傍に配置し、当該主尺の上下又は左右に当該２つの副尺が接触するように当該描画フィールドの端を一定量重ねて描画することで当該フィールドの伸縮量及び回転量を算出することを特徴とする。
（２）請求項２記載の発明は、前記伸縮量及び回転量の算出は、主尺と副尺のバーニアの端から、主尺と副尺とが一直線になるバーニアまでの本数を測定するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
（１）請求項１記載の発明によれば、バーニアパターンの主尺及び当該主尺と間隔が異なりかつ当該主尺と一致する方向が正反対の２つの副尺を各々描画フィールド端近傍に配置し、当該主尺の上下又は左右に当該２つの副尺が接触するように当該描画フィールドの端を一定量重ねて描画することで、測定可能範囲を維持したまま占有領域の小さいバーニアパターンでフィールド重ね量を少なくすることができる。
（２）請求項２記載の発明によれば、フィールド間の伸縮量及び回転量を数値で表現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明を実施するためのシステム構成例を示す図であり、電子ビーム描画装置の構成例を示している。図において、１１は電子を出射する電子源、１２は該電子源１１から出射される電子ビーム、１３は電子ビーム１２を集束する集束レンズ、１４は電子ビーム１２を波形整形する第１アパーチャ、１５，１６は集束レンズ１３を通過した電子ビーム１２を集束する中間レンズである。
【００１２】
１７は電子ビーム１２をブランキングするブランキング電極、１８は電子ビーム１２を波形整形する第２アパーチャである。１９は電子ビーム１２を偏向する偏向電極、２０は電子ビーム１２を細かく絞る対物レンズ、２１は電子ビーム１２により所定の描画がなされる材料、２２は該材料２１を載置するステージ、２３は該ステージ２２を所定方向に移動させるステージ駆動制御装置である。該ステージ駆動制御装置２３としては、例えばゴニオメータが用いられる。
【００１３】
２４は前記偏向電極１９を駆動して材料２１上に所定の描画を行なうビーム走査制御装置、２５はブランキング電極１７にブランキング制御信号を与えるブランキング制御装置である。２６は装置全体の動作を制御する制御装置である。該制御装置２６としては、例えばコンピュータが用いられる。該制御装置２６は、前記ステージ駆動制御装置２３，ビーム走査制御装置２４及びブランキング制御装置２５の動作を制御する。
【００１４】
２７は電子光学レンズ系を制御する電子光学レンズ系制御装置、２８は電子源１１を制御する電子源制御装置である。前記制御装置２６は、電子光学レンズ系制御装置２７及び電子源制御装置２８の動作を制御する。なお、電子ビームの代わりに他の荷電粒子ビームを用いることができる。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
【００１５】
制御装置２６は、偏向電極１９を制御して材料２１上に主尺と副尺からなるバーニアパターンを描画する。このバーニアパターンを描画するにあたっては、前記電子光学レンズ系制御装置２７で各種の電子レンズを制御する。同時に、ブランキング電極１７のブランキングも制御する。この結果、材料上には、所定のバーニアパターンが形成される。この場合において、バーニアパターンは、フィールドの境界領域が重ね描画される。バーニアパターンが描画された材料は、取り出されて光学顕微鏡等の観察装置により観察される。以下、本発明のフィールド接合精度測定方法について詳細に説明する。
【００１６】
本発明は荷電粒子ビームを用いた描画装置の描画フィールドの伸縮及び回転を測定するフィールド接合精度測定方法であり、前述した荷電粒子ビーム描画装置により描画されたフィールド上のバーニアパターンを光学顕微鏡等の観察装置により観察する。そして、当該バーニアパターンの主尺と副尺とが一致する位置から、当該フィールドの伸縮量及び回転量を算出するフィールド接合精度測定方法である。
【００１７】
この目的のために、バーニアパターンの主尺及び当該主尺と間隔が異なりかつ当該主尺と一致する方向が正反対の２つの副尺をそれぞれ描画フィールド端近傍に配置し、当該主尺の上下又は左右に当該２つの副尺が接触するように当該描画フィールドの端を一定量重ねて描画することで、当該フィールドの伸縮量及び回転量を算出するものである。
【００１８】
図２は本発明で用いるバーニアパターン例を示す図である。（ａ）は１フィールド当たりに描画されるバーニアパターンを示している。図において、３０は描画フィールドである。該描画フィールド３０は、ステージ２２（図１参照）を移動させないで、描画できる材料２１の範囲として定義される。
【００１９】
３１，３２は主尺である。主尺３１は描画フィールド３０の上端部に形成され、主尺３２は描画フィールド３０の左端部に形成される。これら主尺３１，３２は、それぞれ縦方向のパターンと横方向のパターンとの組み合わせである。３５，３６は副尺Ａ、３７，３８は副尺Ｂである。副尺Ａ３５，３６と、副尺Ｂ３７，３８は縦方向のパターンと横方向のパターンとの組み合わせである。
【００２０】
副尺Ａ３５は、描画フィールド３０の右端に形成され、副尺Ｂ３７もほぼ描画フィールド３０の右端部に副尺Ａ３５と近接して形成されている。副尺Ａ３６は描画フィールド３０の下端に形成され、副尺Ｂ３８もほぼ描画フィールド３０の下端部に副尺Ａ３６と近接して形成されている。図に示すように、バーニアパターンの主尺３１，３２と間隔が異なりかつ当該主尺３１，３２と一致する方向が正反対の２つの副尺Ａ３５，副尺Ｂ３７と、副尺Ａ３６，副尺Ｂ３８が形成されている。
【００２１】
（ｂ）は（ａ）に示す描画フィールドが２個重ね合わせ描画された場合を示している。図において、４０が重ね合わせ領域を示している。該重ね合わせ領域４０に、３つの重ね合わせパターンＤ，Ｅ，Ｆが形成されている。図に示す重ね合わせ領域４０は、（ａ）に示す描画フィールド３０の副尺Ａ３５，副尺Ｂ３７と、次の画像フィールド３０Ａの主尺３２とが重ね合わせ描画された例を示している。ここで、重ね合わせパターンＤとＦは描画フィールドの回転量を算出するためのものであり、重ね合わせパターンＥは描画フィールドの伸縮量を算出するためのものである。
【００２２】
描画フィールド端近傍には、フィールドの伸縮量測定用バーニアパターンの主尺、副尺Ａ，副尺Ｂ及びフィールドの回転量測定用バーニアパターンの主尺、副尺Ａ、副尺Ｂを描画フィールドを一定量重ねることで、主尺の上下あるいは左右に副尺Ａ，副尺Ｂが接触するように配置する。
【００２３】
図３は本発明によるバーニアパターンの読み取りの説明図である。図に示すパターンは、図２のＥに示すパターンを拡大表示したものである。３つのパターンが上下方向に並んでいる。一番上は副尺Ｂのパターンを、真ん中は主尺パターンを、一番下は副尺Ａのパターンをそれぞれ示している。前記主尺と副尺Ａ、及び前記主尺と副尺Ｂは、フィールドの伸縮量あるいは回転量が理想値の場合に、主尺と副尺とが一致し、当該フィールドの伸縮量あるいは回転量が理想値に対して正又は負となった場合に、前記主尺と副尺Ａ、あるいは前記主尺と副尺Ｂの何れかの主尺と副尺が一致する。
【００２４】
例えば（ａ）に示す負の場合、主尺と副尺Ａとの間で伸縮量を求める。例えば左端のバーニアｖ１から右方向に主尺と副尺Ａとが一直線になっているバーニアを見つける。この時、左端のバーニアｖ１から第４番目のバーニアが一直線になっていた場合、主尺のバーニア間の距離をＬ、副尺Ａのバーニア間の距離をＬ´として３×（Ｌ−Ｌ´）がこの時の伸縮量である。（ｃ）の示す正の場合、例えば右端のバーニアｖ７から左方向に写真と副尺Ｂとが一直線になっているバーニアを見つける。この時、右端のバーニアｖ７から第３番目のバーニアが一直線になっていた場合、主尺のバーニア間の距離をＬ、副尺Ｂのバーニア間の距離をＬ´´として２×（Ｌ−Ｌ´´）がこの時の伸縮量である。
【００２５】
以上、伸縮量を求める場合について説明したが、フィールド間の回転量の算出方法も同様にして求めることができる。この場合、回転量も距離として算出する。
上述の実施の形態では、荷電粒子ビーム描画装置として電子ビーム描画装置の場合を例にとったが、本発明はこれに限るものではなく、その他の荷電粒子ビームについても同様に適用することができる。
【００２６】
このように、本発明によれば、測定可能範囲を維持したまま占有領域の小さいバーニアパターンでフィールド重ね量を少なくできる荷電粒子ビーム描画装置のフィールド接合精度測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明を実施するためのシステム構成例を示す図である。
【図２】本発明で用いるバーニアパターン例を示す図である。
【図３】本発明によるバーニアパターンの読み取りの説明図である。
【図４】バーニアパターンによるフィールド接合精度測定例を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１１  電子源
１２  電子ビーム
１３  集束レンズ
１４  第１アパーチャ
１５  中間レンズ
１６  中間レンズ
１７  ブランキング電極
１８  第２アパーチャ
１９  偏向電極
２０  対物レンズ
２１  材料
２２  ステージ
２３  ステージ駆動制御装置
２４  ビーム走査制御装置
２５  ブランキング制御装置
２６  制御装置
２７  電子光学レンズ系制御装置
２８  電子源制御装置
【図１】
2009004601.tif 000003
【図２】
2009004601.tif 000004
【図３】
2009004601.tif 000005
【図４】
2009004601.tif 000006