(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビーム露光装置において、電子ビームを試料に照射する時の前記電子ビームの前記試料への入射角を測定する電子ビーム入射角測定方法であって、
表面に凹凸を有し、位置検出用マークが高さの異なる位置に設けられ、該位置検出用マークの精密な配置位置が判明している測定用試料を準備する工程と、
該測定用試料を当該電子ビーム露光装置内に導入し、前記測定用試料の表面の高さ分布を測定する工程と、
前記電子ビームにより、前記位置検出用マークの位置を検出する工程と、
判明している前記位置検出用マークの精密な配置精度と検出した前記位置検出用マークの位置との差である検出位置のずれと、前記高さ分布から得られる前記位置検出用マークの高さとの相関関係から、前記電子ビームの高さ依存性を求める工程とを備え、
前記電子ビームの高さ依存性から前記試料への入射角の分布を算出し、
前記測定用試料は、前記位置検出用マークが十分に精度よく配置されるか、又は前記位置検出用マークの配置精度が十分に精度よく測定された前記測定用試料に、薄膜を堆積して当該測定用試料を湾曲させ、前記位置検出用マークの高さを異ならせることにより作成されることを特徴とする電子ビーム露光装置における電子ビーム入射角測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電子ビーム露光装置における電子ビーム入射角測定方法であって、
測定した前記測定用試料の表面の高さ分布の少なくとも３点以上の前記高さ測定値から、一次の傾き成分を算出し、該傾き成分を前記高さ分布から差し引いて補正高さ分布を算出する工程と、
少なくとも３点以上の前記位置検出用マークの前記検出位置のずれから一次の傾き成分を算出し、該傾き成分を前記検出位置のずれから差し引いて補正検出位置のずれを算出する工程とを備え、
前記電子ビームの高さ依存性を求める工程では、前記補正高さ分布と前記補正検出位置との相関関係から、前記電子ビームの高さ依存性を算出する電子ビーム露光装置における電子ビーム入射角測定方法。
【請求項３】
電子ビームを発生する電子ビーム発生器と、該電子ビームを成形する電子ビーム成形手段と、前記電子ビームを試料面上に収束する電子ビーム収束手段と、前記電子ビームを偏向する電子ビーム偏向手段とを含む電子光学コラムと、
前記試料を前記電子ビームに垂直な面内で移動する試料移動手段と、
前記電子光学コラム及び前記試料移動手段を制御する制御手段とを備える電子ビーム露光装置を使用して、高さ分布を有するウエハ上にパターンを露光する露光方法であって、
請求項１に記載の方法で、前記電子ビームの前記試料への入射角の分布を測定する工程と、
前記試料の高さ分布を測定する工程と、
前記試料上のチップから数チップを選択し、前記電子ビームにより選択したチップの位置合わせマークの位置を検出する工程と、
前記入射角の分布と前記高さ分布から、当該位置合わせマークにおける前記入射角と高さを算出し、入射角と高さによる位置ずれを算出し、検出した前記位置合わせマークの位置から前記位置ずれを差し引いて高さ補正マーク位置を算出する工程と、
前記高さ補正マーク位置を基に前記試料上のチップ配列格子を求める工程とを備え、
前記チップ配列格子に従って、前記入射角の分布と前記高さ分布から露光位置における位置ずれを補正しながらウエハ上にパターンを露光することを特徴とする電子ビーム露光装置における露光方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ビーム露光装置における電子ビーム入射角測定方法及びそれを利用した露光方法に関し、特に試料（ウエハ）に凹凸がある場合の補正に関する。
半導体集積回路は微細加工技術の進歩に伴って一層高集積化される傾向にあり、微細加工技術に要求される性能は益々厳しいものになってきている。とりわけ露光技術においては、従来使用されているステッパなどに用いられる光露光技術の限界が予想されている。電子ビーム露光技術は、光露光技術に代わって微細加工の次世代を担う可能性の高い技術であるが、光露光技術に比べた処理速度の不足が技術的な問題になっている。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、電子ビーム露光装置におけるビーム照射系の構成を示す図である。図１において、参照番号１１は電子ビームを発生する電子銃を、１２は電子銃１１からの電子ビームを平行ビームにする第１の収束レンズを、１３は通過する平行ビームを所定の形状に成形するアパーチャを、１４は成形されたビームを絞る第２の収束レンズを、１５は成形用の偏向器を、１６は第１のマスク偏向器を、１７はマスクによる非点収差を動的に補正する偏向器を、１８は第２のマスク偏向器を、１９はマスク用収束コイルを、２０は第１の成形用レンズを、２１はステージ２１Ａで移動されるブロック露光用のマスクを、２２は第２の成形用レンズを、２３は第３のマスク偏向器を、２４はビームをオン・オフ制御するためのブランキング偏向器を、２５は第４のマクス偏向器を、２６は第３のレンズを、２７は円形アパーチャを、２８は縮小レンズを、２９はフォーカスコイルを、３０は投影レンズを、３１は電磁的な主偏向器を、３２は静電的な副偏向器を示し、上記の構成から出力された電子ビーム１０が試料（ウエハ）１に照射される。ウエハ１は図示していないステージに吸着されて保持され、ステージはウエハ１を電子ビーム１０に垂直な平面内で２次元的に移動させる。
【０００３】
所望のパターンを露光するには、パターンデータに従って、偏向器１５〜１８及び２２、２４を制御して露光するマスクを選択し、選択したマスクの形状の電子ビームが所望の位置に照射されるように主偏向器３１及び副偏向器３２を制御し、所望の位置に来た時点で照射されるようにブランキング偏向器２４を制御する。主偏向器３１及び副偏向器３２の偏向量はリニアに変化しないため、パターンデータに応じた偏向量はパターン補正回路３５で補正された後、ＤＡＣ／ＡＭＰ３３及びＤＡＣ／ＡＭＰ３４を介して主偏向器３１及び副偏向器３２にそれぞれ印加される。電子ビーム露光装置は、広く知られているので、ここでは電子ビーム露光装置に関するこれ以上の説明は省略する。
【０００４】
ウエハ１には、露光位置を規定するため、チップ毎にあらかじめ位置合わせマーク（アライメントマーク）が設けられており、電子ビームで露光する場合には、電子ビームでアライメントマークを走査してアライメントマークの位置を検出し、それを基点として露光位置を決定していた。ウエハ１は、ステージに静電吸着された上で露光されるが、湾曲などのために露光面が平面ではなく理想的な露光面に対して凹凸を有し、露光面の高さが位置により異なる。露光面の高さが変化した場合には、電子ビームの収束（フォーカス）状態が変化するので、それに応じてフォーカスコイル２９に流す電流を制御してフォーカスを変化させる必要がある。
【０００５】
一方、電子ビーム露光装置の電子ビームの光軸は、ウエハステージの移動面に対して数ｍｒａｄ程度の傾きを持っているのが一般的である。そのため、フォーカス位置を変化させることによりフォーカスコイル２９の軸ずれに起因する位置ずれが発生する。フォーカスコイル２９の軸ずれに起因する位置ずれは測定できるので、フォーカスコイル２９の軸ずれに起因する位置ずれは容易に補正できる。更に、光軸が傾いているため、ウエハの高さが変化すると照射位置にずれが生じる。図２は、ウエハ１の露光面の高さが異なる場合のビーム照射位置のずれの発生を説明する図である。電子ビームは、偏向量がゼロの場合の電子ビーム、すなわち装置の光軸は、ウエハステージの移動面に対して傾いており、偏向された場合の電子ビームの入射角は、光軸の傾きに偏向による電子ビームの角度の振れを加算した量になる。図示のように、光軸の傾きによる誤差は露光範囲を同じようにずれ（シフト）させるオフセットの形で影響し、偏向による電子ビームの角度の振れは露光フィールドサイズの変化となって現れる。
【０００６】
従来は、上記のような露光面の高さによるずれを次のように補正していた。すなわち、偏向器の偏向効率の高さ依存性を測定し、フォーカスコイルの軸ずれによる位置ずれを測定し、ウエハ面の複数の点においてウエハ面の高さ分布を測定してこの高さ分布を関数近似し、そしてウエハ面上の位置の高さを近似された関数より求め、高さに応じてフォーカスとフォーカスコイルによる位置ずれと偏向器の偏向効率とを、上記の測定結果に基づいて補正して、アライメントマークの位置を検出する。このようにして検出されたアライメントマークに基づいてパターンの露光を行う。従って、このような方法で、高さ分布を有するウエハのアライメントマークの位置を検出した時には、高さ分布に比例した位置ずれ分布が、実際のウエハの位置精度に加算されて求められることになる。
【０００７】
図３は、上記の従来の手法による露光面の高さによるずれ補正を説明する図であり、露光面の高さに応じて偏向効率が変化され、高さにかかわらずほぼ同じ位置に露光される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、偏向効率を変化させて補正できるのは、偏向によるビームの振れによる分だけで、光軸の傾きによるオフセットは補正できない。これまでは光軸の傾きを簡単に高精度で測定する方法は知られておらず、光軸の傾きによるオフセットの補正は行われていなかった。
【０００９】
更に、上記の露光面の高さによるずれを補正する従来の方法は、ウエハ上のチップ毎に設けられたアライメントマークを検出することにより行われていた。これはウエハ全体に渡るアライメントマークの配置精度を十分なレベルに確保するのが難しいと考えられてきたことと、上記のようにウエハの高さ分布がアライメントマークの位置ずれに加算されて求められるため、チップの高さが異なるとチップ毎にアライメントマークの配置精度が変化するためである。しかし、チップ毎にアライメントマークを検出するのは、ウエハ全体としてアライメントマークの検出に要する時間が長くなり、処理効率を低下させるという問題を生じる。
【００１０】
一方、チップ毎にアライメントマークの検出を行わず、ウエハ全体で数チップのアライメントマークの検出のみを行う、グローバルアライメントと呼ばれるアライメント方法がある。このグローバルアライメント方法は、フォトステッパなどで一般的に用いられる方法で、ウエハ上に配列されたチップのうち数チップのアライメントマークを検出することにより、チップ配列の座標情報を得て、これに基づいて露光する方法である。この方法の利点は、（１）一点一点のランダムな誤差を平均化することにより、より高精度なアライメントが可能になること、（２）測定点数が減少するために処理時間が減少することである。現状のウエハに直接描画する電子ビーム露光装置における最大の問題は、処理時間の長さであり、（２）の利点からグローバルアライメントを行うことが望ましい。
【００１１】
しかしながら、グローバルアライメントで露光位置精度が保証できる前提条件は、下地のウエハにおけるチップ配列が高精度であること、すなわち、チップのアライメントマークがウエハ全体に渡って高精度であることと、露光装置のステージ精度が高精度であることである。このような前提条件下で、露光装置により検出されるチップ配列座標は高精度の格子点となり、非常に少ないチップを検出するだけで、全体の座標系を精度よく求めることができるのである。
【００１２】
上記のように、ウエハはステージに静電吸着されるが、近年のアライメントマークの形成技術の進歩などにより、吸着されて平面に矯正された時のアライメントマークの配置精度はかなり良く、十分にグローバルアライメントが適用できるレベルになってきた。ところが、露光面の高さによるずれを補正する従来の方法では、上記のように、高さ分布がアライメントマークの検出に影響し、検出されるアライメントマークの位置がその分ずれるため、少数のチップのアライメントマークを検出してウエハ上の座標系を計算すると、ずれの分重ね精度の劣化が生じる。そのため、露光面の高さによるずれを補正する従来の方法では、グローバルアライメントではなく、チップ毎にアライメントマークを検出してアライメントを行っており、アライメントに要する処理時間が長いという問題があった。
【００１３】
以上のように、これまで電子ビームの入射角を高精度に簡易に測定する方法は知られていなかった。また、従来の方法では、電子ビーム露光装置の光軸の傾き、すなわち電子ビームの入射角を測定できなくてもアライメントマークの位置さえ精密に検出すれば露光精度の点ではほとんど問題を生じなかった。しかし、そのためにチップ毎にアライメントマークを検出しており、装置のスループットを向上させるのが難しかった。このように、このような問題は、精度とスループットを極限まで追求した結果浮かび上がってきた問題と言える。
【００１４】
本発明は、このような問題を解決するためのもので、表面の高さが異なる試料（ウエハ）に対して高さによるずれを補正する露光方法において、グローバルアライメントが適用できるようすることで、電子ビーム露光装置のスループットを向上させることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を実現するため、本発明では、まず電子ビームの試料（ウエハ）面に対する入射角（光軸の傾き）を簡易に測定できるようにする。そのため、本発明の第１の態様である電子ビーム露光装置における電子ビームの入射角測定方法では、配置位置の判明している高さの異なる位置検出用マークの高さを測定すると共にその位置を電子ビームで検出して、位置のずれと高さの関係から入射角を測定する。
【００１６】
すなわち、本発明の第１の態様である電子ビーム露光装置における電子ビームの入射角測定方法は、電子ビームを試料に照射する時の電子ビームの試料への入射角を測定する電子ビーム入射角測定方法であって、表面に凹凸を有し、位置検出用マークが高さの異なる位置に設けられ、位置検出用マークの精密な配置位置が判明している測定用試料を準備する工程と、測定用試料を電子ビーム露光装置内に導入し、測定用試料の表面の高さ分布を測定する工程と、電子ビームにより、位置検出用マークの位置を検出する工程と、判明している位置検出用マークの精密な配置精度と検出した位置検出用マークの位置との差である検出位置のずれと、高さ分布から得られる位置検出用マークの高さとの相関関係から、電子ビームの高さ依存性を求める工程とを備え、電子ビームの高さ依存性、すなわち、試料への入射角の分布を算出することを特徴とする。
【００１７】
図４は、本発明の第１の態様の電子ビーム露光装置における電子ビーム入射角測定方法の検出原理を説明する図である。図４の（１）に示すように、基準面４１と一致した表面を有するウエハ上にマーク２ａがあるとする。ウエハの表面が４２で示すように湾曲したとすると、マークは２ｂで示す高さ位置になる。このマークを傾いた電子ビーム１０で検出すると、基準面４１では２ｃの位置にあるように検出され、２ａとの間に位置ずれを生じる。この位置ずれは、電子ビーム１０の傾きに高さを乗じた量であり、逆に高さと位置ずれが分かれば電子ビーム１０のその部分における傾きが検出できる。図４の（２）は、一定の傾きの電子ビームで、同心円状に湾曲したウエハ上の格子点を検出した場合の位置ずれの様子を示す図である。
【００１８】
いずれにしろ、本発明の第１の態様の方法により、電子ビームの入射角の分布が求まる。従来、電子ビームの入射角については測定されていなかったが、本発明の方法により簡易に測定することが可能になる。
本発明の第１の態様の方法で使用する、表面に凹凸を有し、位置検出用マークが高さの異なる位置に設けられ、位置検出用マークの精密な配置位置が判明している測定用試料は、例えば、位置検出用マークが十分に精度よく配置された試料を使用するか、又は位置検出用マークの配置精度が十分に精度よく測定された試料を使用し、その上に薄膜を堆積することにより湾曲させ、位置検出用マークの高さを異ならせることにより作成される。
【００１９】
なお、ウエハを湾曲させることによる位置ずれも懸念されるが、これは余弦（ｃｏｓ）誤差となるため非常に小さくすることができる。湾曲によるウエハ表面の傾き角を０．５ｍｒａｄ以下とすると、変形は０．２５ｐｐｍ以下にすることができる。従って、変形が問題にならない範囲で、約１５２ｍｍ（６インチ）ウエハでも２０μｍ以上の高低差を持たせることが可能である。局所的な弾性変形があると位置精度に影響を与えるが、例えば、均一なストレスをもつ薄膜を堆積して緩やかな変形をさせれば、位置精度に影響を与えずに湾曲させて凹凸を与えることができる。
【００２０】
本発明の第１の態様の方法で、いくら位置ずれが既知であっても、電子ビーム露光装置に導入した時のウエハの回転角の変化や、温度変化による膨張があるため、線形な歪が生じることがある。しかし、このような線形な歪は装置のステージ座標の一次の傾き成分として観測されるため、入射角を持つビームによって凹凸のあるウエハ上のマークを検出した時の非線形な歪分布とは分離することができる。
【００２１】
そこで、本発明の第１の態様の方法で、測定した測定用試料の表面の高さ分布の少なくとも３点以上の高さ測定値から、一次の傾き成分を算出し、傾き成分を高さ分布から差し引いて補正高さ分布を算出する工程と、少なくとも３点以上の位置検出用マークの検出位置のずれから一次の傾き成分を算出し、傾き成分を検出位置のずれから差し引いて補正検出位置のずれを算出する工程とを備え、入射角の分布を算出する工程では、補正高さ分布と補正検出位置との相関関係から、入射角の分布を算出するようにする。
【００２２】
試料にパターンを露光する場合には、第１の態様の方法であらかじめ電子ビームの入射角を測定しておく。そして、試料の高さ分布を測定し、電子ビームで数チップの位置合わせマーク（アライメントマーク）の位置を検出し、検出した位置から入射角と高さによるずれを差し引いてマークの位置を補正し、補正したマークの位置に基づいてチップ配列格子を求め、それに従って位置ずれを補正しながら露光を行う。
【００２３】
すなわち、本発明の第２の態様である電子ビーム露光装置における露光方法は、電子ビームを発生する電子ビーム発生器と、電子ビームを成形する電子ビーム成形手段と、電子ビームを試料面上に収束する電子ビーム収束手段と、電子ビームを偏向する電子ビーム偏向手段とを含む電子光学コラムと、試料を電子ビームに垂直な面内で移動する試料移動手段と、電子光学コラム及び試料移動手段を制御する制御手段とを備える電子ビーム露光装置を使用して、高さ分布を有するウエハ上にパターンを露光する露光方法であって、第１の態様の方法で電子ビームの試料への入射角の分布を測定する工程と、試料の高さ分布を測定する工程と、試料上のチップから数チップを選択し、電子ビームにより選択したチップの位置合わせマークの位置を検出する工程と、入射角の分布と高さ分布から、位置合わせマークにおける入射角と高さを算出し、入射角と高さによる位置ずれを算出し、検出した位置合わせマークの位置から位置ずれを差し引いて高さ補正マーク位置を算出する工程と、高さ補正マーク位置を基に試料上のチップ配列格子を求める工程とを備え、チップ配列格子に従って、入射角の分布と高さ分布から露光位置における位置ずれを補正しながらウエハ上にパターンを露光することを特徴とする。
【００２４】
本発明の電子ビーム露光装置における露光方法では、あらかじめ電子ビームの入射角の分布が測定されているため、試料の高さ分布を測定すれば高さによる位置ずれを算出してこの分を除くことが可能である。前述のように、近年の技術ではアライメントマークの配置精度は十分に良好であり、位置ずれを除かれたマークの位置は高精度であり、十分にグローバルアライメント方法を適用できる。そして、露光の時には、測定した入射角の分布と高さ分布から露光位置における位置ずれを補正しながら露光を行う。
【００２５】
複数枚の試料（ウエハ）を連続して露光する場合には、位置合わせマークの高さが異なるものを選択し、その一枚を測定用試料として利用する。その一枚における位置合わせマークの位置を外部で正確に測定し、第１の態様の方法で入射角の分布を測定する。以下、この一枚と残りの試料を、第２の態様の露光方法で露光する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を説明するが、説明を簡略化するために、以下の２点を仮定する。（１）実施例において、電子ビーム露光装置のフォーカスコイルは軸ずれがなく、フォーカスコイルにより焦点位置を変化させても、これに伴う位置ずれはないものとする。実際の電子ビーム露光装置においては、軸ずれが存在するが、これは前述の通り補正可能であるので、見かけ上軸ずれを起こさないようにすることは可能であり、このような仮定をしても一般性を失いことはない。更に、（２）実施例に用いる測定用ウエハは、十分に精度よくマークが配置されているものとする。測定用ウエハの精度が不十分な場合は、全体位置測定装置により、十分に精度よくマークの位置ずれを測定することができ、この測定データを電子ビーム露光装置による測定データから差し引けばよいので、この仮定も特に実施例の一般性を失うものではない。
【００２７】
図５は、本発明の実施例で使用する電子ビーム露光装置の構成を示す図である。参照番号９が電子ビーム露光装置の電子光学コラムであり、図１に示すような構成を有している。図１で示したのと同様に、参照番号１はウエハであり、１０は電子ビームであり、２９はフォーカスコイルであり、３１は主偏向器（メインデフ）であり、３２は副偏向器（サブデフ）である。ウエハ１は、ステージ３６に静電吸着されて保持され、電子ビームの照射方向に垂直な平面内を移動可能である。参照番号３７は、レーザ変位計であり、ステージ３６に保持されたウエハ１の表面の高さ分布を測定する。
【００２８】
図６は、実施例において、電子ビーム露光装置の電子ビームの入射角の分布を測定する処理を示すフローチャートである。これに従って、入射角の分布測定の処理を説明する。
ステップ１０１で、図７に示すような格子点上にマークが高精度に配置された測定用ウエハ１を作成する。ステップ１０２で、測定用ウエハ１の上に１μｍ以下の薄膜を堆積することにより測定用ウエハ１を湾曲させる。例えば、この薄膜の堆積により、測定用ウエハ１が約１５２ｍｍ（６インチ）のウエハであれば約２０μｍ程度の高低差が生じる。堆積する薄膜は、電子ビームによる検出が容易なように、原子量の大きく導電性のある材料がよい。また、同心円状に湾曲させるには、ストレスが均一になるように堆積することが必要である。実際には、半導体の配線材料であるタングステン（Ｗ）をスパッタなどで堆積した。
【００２９】
ステップ１０３では、測定用ウエハ１をステージ３６に吸着し、レーザ変位計３７の部分に移動してマーク位置におけるウエハ面の高さ分布Ｈｉｊを測定する。なお、本実施例ではレーザ変位計３７でウエハの高さを測定したが、電子ビームのフォーカスを変えながらマークの部分を走査して、もっともシャープな像が検出される時のフォーカスから高さを測定することも可能である。
【００３０】
ステップ１０４では、測定用ウエハ１のマークを電子ビームで走査してマークの位置を検出し、分かっているマークの位置と検出したマークの位置の差、すなわち位置ずれ量（δｘｉｊ，δｙｉｊ）（i=1,2,3,…,N, j=1,2,3,…,M）を測定する。この時、電子ビームは角マークにおいて十分にシャープな像を結ぶようにフォーカスコイルによってフォーカス位置が調整されるが、前述の仮定の通り、このフォーカス変化によるビーム位置ずれはないものとする。図８は、ステップ１０４で測定された位置ずれ量の一方δｘｉｊの分布の例である。
【００３１】
ステップ１０５では、測定された高さ分布Ｈｉｊと、位置ずれ量δｘｉｊ及びδｙｉｊの各々に対して、格子点の位置の一次式で表される傾き成分を最小二乗法などにより求めて差し引き、一次の傾き成分が補正されたＨ’ｉｊ、δｘ’ｉｊ、δｙ’ｉｊを求める。このようにして得られたδｘ’ｉｊの分布の例を、図９に示す。図１０に示すように、このようにして得られたＨ’ｉｊとδｘ’ｉｊ及びδｙ’ｉｊの相関を求めることにより、電子ビーム位置の高さ依存性、すなわち電子ビームの入射角が求まる。図１０では、δｘ’ｉｊ及びδｙ’ｉｊがそれぞれ直線上に分布しており、この直線が電子ビームの光軸の傾きのＸＺ平面とＹＺ平面の成分を表す。
【００３２】
以上のようにして、電子ビームの入射角、すなわち光軸の傾きを測定することができる。電子ビーム露光装置の光軸の傾きは、一旦製作した後は大きく変化することはないが、環境条件などによりある程度は変化するため、毎日、あるいは所定時間毎に定期的に測定することが望ましい。
図１１は、本実施例における露光処理を示すフローチャートである。図１１を参照して、本発明の実施例における露光処理について説明する。
【００３３】
電子ビーム露光装置の光軸の傾きは、上記の実施例の方法ですでに測定されているとする。使用するウエハには、チップ毎にアライメントマークが設けられており、アライメントマークは十分に精度よく配置されているものとする。前述のように、近年の技術ではアライメントマークをグローバルアライメントが可能なレベルの配置精度で形成することは十分に可能であり、これが本実施例におけるグローバルアライメントを可能にする条件である。
【００３４】
ステップ１１１では、図６のステップ１０３と同様の方法で、ウエハの高さ分布を測定する。ステップ１１２では、ウエハのチップの内適当な位置のチップ、例えば、周辺の四隅の４チップ、あるいはこれに中心のチップを加えた５チップのアライメントマークの位置を検出して、位置ずれ分布を求める。ステップ１１３では、ステップ１１１で測定した高さ分布と既に測定してある電子ビームの入射角を用いて、標準高さＨ０における位置ずれ分布データに変換する。例えば、高さＨにおいて（δｘ，δｙ）という位置ずれデータを得たならば、これを次式に従ってδ’ｘとδ’ｙに変換する。
【００３５】
δｘ’＝δｘ−（Ｈ−Ｈ０）×αｘ
δｙ’＝δｙ−（Ｈ−Ｈ０）×αｙ
（但し、αｘとαｙは、電子ビームの入射角のＸ軸とＹ軸方向の成分である。）
ステップ１１４では、標準高さにおけるずれに変換された位置ずれ分布データから、ウエハの配列格子の座標系を最小二乗法で求める。
【００３６】
ステップ１１５では、上記の配列格子の座標系に従って、高さに依存する位置ずれを補正しながらパターンを露光する。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電子ビーム露光装置の光軸の傾き、すなわち電子ビームの入射角が高精度に簡易に測定できる。また、高さ分布を有するウエハであっても、測定した電子ビームの入射角と高さにより、電子ビームによる位置検出時のずれが求まるので、検出したアライメントマークの位置を補正して正しい位置を求めることができる。従って、アライメントマークがグローバルアライメントが可能なレベルに高精度に配置されていれば、グローバルアライメント方法が適用でき、装置のスループットが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子ビーム露光装置の電子光学コラムの部分の構成を示す図である。
【図２】露光面の高さ変化による照射位置のずれの発生を説明する図である。
【図３】従来例における高さによる影響の補正方法を説明する図である。
【図４】本発明の電子ビーム入射角の検出原理を説明する図である。
【図５】本発明の実施例で使用する電子ビーム露光装置の構成を示す図である。
【図６】実施例における電子ビームの入射角の測定処理を示すフローチャートである。
【図７】実施例における測定用試料（ウエハ）の例を示す図である。
【図８】実施例における測定データの例を示す図である。
【図９】実施例におけるウエハの傾き補正後のデータの例を示す図である。
【図１０】実施例における電子ビームの入射角の求め方を示す図である。
【図１１】実施例における露光時の高さ補正処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…試料（ウエハ）
９…電子光学コラム
１０…電子ビーム
１１…電子銃
２９…フォーカスコイル
３１…主偏向器（メインデフレクタ）
３２…副偏向器（サブデフレクタ）
３７…レーザ変位計
【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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