JP5301312B2 - 荷電粒子ビーム描画装置の較正用基板及び描画方法 - Google Patents

Description

本発明は、荷電粒子ビーム描画装置の較正用基板及び描画方法に係り、例えば、電子ビームを用いて試料にパターンを描画する描画装置のステージ位置を補正する較正用基板及び描画方法に関する。

半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、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。これらの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、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。ここで、電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、高精度の原画パターンの生産に用いられる。

図１２は、従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
可変成形型電子線（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画装置の動作を以下に説明する。第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形例えば長方形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向され、第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１の一部を通過して、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０に照射される。すなわち、第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、Ｘ方向に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０の描画領域に描画される。第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式という（例えば、特許文献１参照）。

ここで、電子ビーム描画装置では、マスク基板等の試料を載置するステージの位置を例えばレーザ干渉計を用いた測長装置で測定して、ビーム照射位置を判断している。その際、ステージ上にはかかるレーザを反射するミラーが配置される。時間の経過と共にかかるミラーの歪等が変化し、グローバルな描画位置に誤差が生じる場合がある。そのため、電子ビーム描画装置では、規則的にパターンを配置した較正用基板を使ってミラーの歪等から生じる位置誤差を補正する処理が行なわれる。従来、較正用基板として、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）で形成されたガラス基板上に金属膜を蒸着し、グローバル位置誤差補正用のパターン部分について金属膜を完全に剥ぎ取ったものを使用していた。そのため、金属膜が剥ぎ取られたパターン部分ではガラス面が露出した状態となっていた。この較正用基板に電子ビームを照射して、その反射電子を検出することで、パターン位置を測定して誤差を補正する処理が行なわれていた。しかしながら、かかる較正用基板を使って電子線スキャンを行なうと、露出したガラス基板に電子の帯電が起こるため、予期せぬ測定誤差が生じてしまうといった問題があった。

また、較正用基板として、上述したパターン部分について金属膜を完全に剥ぎ取らずに金属膜がやや残るように剥ぎ取ったものも使用されている。このように金属膜がやや残るように形成された較正用基板を使って電子線スキャンを行なうと電子の帯電は回避することができる。しかしながら、パターン部分とその他の部分とで電子線の反射率が同じ金属のままであるため、パターンの段差のみでコントラストが決定される。そのため、位置分解能が良好とならず高精度な測定が困難となってしまう。

さらに、どちらの較正用基板においても、電子線照射によるガラス基板の発熱により基板自体が熱膨張し、それによる誤差も生じさせていた。

特開２００７−２９４５６２号公報

以上のように、電子の帯電やコントラストの低下といった問題が生じていた。さらに、ガラス基板の熱膨張による位置誤差も問題となっていた。昨今のパターンの微細化に伴い、これらの問題を解決して、高精度な位置補正を行なうための較正用基板の開発が求められている。

本発明は、かかる問題を克服し、高精度な位置補正を行なうことが可能な較正用基板及び描画方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置の較正用基板は、
酸化シリコン（ＳｉＯ_２）材よりも低熱膨張材を用いた、露光用マスクサイズの基板本体と、
前記基板上に配置された第１の導電膜と、
前記第１の導電膜上に選択的に配置され、前記第１の導電膜よりも反射率の大きい第２の導電膜と、
を備えた荷電粒子ビーム描画装置の較正用基板であって、
前記第２の導電膜には、規則的に配置された、前記第１の導電膜まで貫通する複数の開口部が形成され、
前記複数の開口部は、露光用のマスクサイズの基板表面に偏在しないように全体に略均一に配置され、
前記較正用基板の裏面は、前記低熱膨張材が露出していることを特徴とする。

また、本発明の一態様の描画方法は、
荷電粒子ビームを用いて、露光用マスクサイズの基板裏面に酸化シリコン（ＳｉＯ _２ ）材よりも低熱膨張材が露出し、露光用マスクサイズの基板表面に偏在しないように全体に略均一に、反射率の異なる２層の膜が露出するように形成された較正用基板上を走査して、前記較正用基板から反射された反射電子を検出し、
検出された結果を用いて、前記荷電粒子ビームの照射位置の誤差を較正し、
照射位置が較正された前記荷電粒子ビームを用いて、試料にパターンを描画し、
描画を行なう描画装置の立ち上げの際に、前記反射電子を検出することと前記荷電粒子ビームの照射位置の誤差を較正することが行なわれ、
ダミー基板の描画に基づいて前記荷電粒子ビームの照射位置の誤差を較正することなく、実描画が行なわれる。

本発明によれば、電子の帯電やコントラストの低下を回避することができる。その結果、かかる較正用基板を用いて高精度な位置補正を行なうことができる。

実施の形態１における電子ビーム描画装置の較正用基板の構成を示す概念図である。 図１の電子ビーム描画装置の較正用基板の断面を示す概念図である。 実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。 実施の形態１における位置補正の仕方を説明するための図である。 実施の形態１における位置誤差の変化の一例を示す図である。 ３つのテストパターンの各位置誤差の様子の一例を示す図である。 図６に示す３例のうちの２例について差分した場合の各マップを示す図である。 図６に示す３例のマップの平均値を示す図である。 図６に示す３例の各マップから図８に示す平均化マップを差分した結果を示す図である。 実施の形態１における３つの較正用基板１０を描画装置１００でそれぞれスキャンした場合に得られた位置誤差の各マップの一例を示す図である。 図１０に示す３例のうちの２例について差分した場合の各マップを示す図である。 従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。

以下、実施の形態では、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する。但し、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を用いたビームでも構わない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における電子ビーム描画装置の較正用基板の構成を示す概念図である。図２は、図１の電子ビーム描画装置の較正用基板の断面を示す概念図である。電子ビーム描画装置の較正用基板１０は、基板本体１２と導電膜１４，１６を備えている。基板本体１２上に導電膜１４（第１の導電膜）が配置されている。そして、導電膜１４上に導電膜１６（第２の導電膜）が選択的に配置される。導電膜１６には、規則的に配置された導電膜１４まで貫通する複数の開口部２０が形成される。複数の開口部２０は、基板表面に偏在しないように全体に略均一に配置されると好適である。かかる複数の開口部２０がパターンとなって各位置を測定することで電子ビーム描画装置のステージ位置の補正を行なうことができる。各開口部２０の底面は、導電膜１４となるため、電子線を照射しても電子の帯電を回避することができる。そのため、電子の帯電による予期せぬ誤差が生じることがない。例えば、地絡させたピンを較正用基板１０の上面側から導電膜１４或いは導電膜１６に接触させることで、較正用基板１０とアース部材とを接続すればよい。

導電膜１６は、導電膜１４よりも反射率が大きい材料を用いると好適である。導電膜１６の材料として、例えば、原子番号７３以上の原子を用いると好適である。原子番号７３以上の原子を用いることで電子線の反射率を導電膜１４よりも大きくすることができる。また、導電膜１６の材料として、基板本体１２と同程度に融点が高い材料を用いると好適である。融点が高い材料を用いることで、電子線を照射した際に溶けないようにすることができる。例えば、１０００℃以上の材料が好適である。また、導電膜１６の材料として、より硬く腐食しにくい材料が好適である。上述しように、較正用基板は、何度も使用され、また表面は薬液洗浄に晒されるため、硬く腐食しにくい材料を用いることで膜の磨耗や変形を抑制することができる。これらの条件を満たす材料として、例えば、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、プラチナ（Ｐｔ）及びそれらの化合物を用いることができる。

導電膜１４は、導電膜１６よりも電子線の反射率が小さい材料を用いると好適である。導電膜１４の材料として、例えば、原子番号７３より小さい原子を用いると好適である。原子番号７３より小さい原子を用いることで電子線の反射率を導電膜１６よりも小さくすることができる。また、導電膜１４の材料として、基板本体１２と同程度に融点が高い材料を用いると好適である。融点が高い材料を用いることで、電子線を照射した際に溶けないようにすることができる。例えば、１０００℃以上の材料が好適である。また、導電膜１４の材料として、より硬く腐食しにくい材料が好適である。較正用基板は、何度も使用され、また表面は薬液洗浄に晒されるため、硬く腐食しにくい材料を用いることで膜の磨耗や変形を抑制することができる。これらの条件を満たす材料として、例えば、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）及びそれらの化合物を用いることができる。

但し、導電膜１４，１６の材料は、上述した金属含有材料に限定されるわけではなく、反射率の異なる導電膜であれば構わない。

以上のように、開口部２０の外側表面と開口部２０の底面とに、反射率の異なる複数の導電膜１４，１６を配置することで電子線スキャンを行なう際に検出される信号のコントラストを大きくすることができる。よって、パターンの位置を高精度に測定することができる。

基板本体１２は、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）材よりも低熱膨張材を用いると好適である。従来の較正用基板は、ＳｉＯ_２材のガラス基板を用いていた。このガラス基板は、熱膨張係数が、およそ１ｐｐｍ／℃であり、後述する電子線スキャンを行なうと電子線照射による発熱により基板自体が熱膨張し、それによる誤差も生じさせていた。これに対し、実施の形態１における基板本体１２は、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）材よりも低熱膨張材を用いる。例えば、ＳｉＯ_２材にＴｉをドーピングすることで低熱膨張基板を形成するとよい。これにより、基板本体１２の熱膨張係数は、例えば、０±３０ｐｐｂ／℃に抑えることができる。このように熱膨張係数の小さい材料を用いることで、電子線スキャンを行なった際の熱膨張による位置誤差を抑制することができる。

ここで、較正用基板１０の裏面は、例えば、導電材料等の膜でコーティングせずに、基板本体１２の材料である低熱膨張材自体を露出させている。実描画を行なう際に、描画装置内では３点支持により描画対象となるマスク基板等の試料を支持する。このように試料は３つのピン状の支持部材上に置かれている。よって、描画装置で試料にパターンを描画する際、試料を配置するステージの移動によって試料がすべって位置がずれてしまうこともあり得る。かかるすべりに起因する位置ずれも生じ得る。試料の裏面は、別の材料でコーティングされていないガラス基板自体なので、較正用基板１０も実描画に用いる試料とできるだけ同じ条件にすることが望ましい。よって、実施の形態１では、較正用基板１０の裏面は、別の材料でコーティングせずに、基板本体１２の材料である低熱膨張材自体を露出させることで、試料のすべりによる位置ずれをも同時に観測できる。

以上のように、実施の形態１によれば、較正用基板１０の熱膨張による位置誤差を抑制すると共に、電子の帯電やコントラストの低下を回避することができる。その結果、かかる較正用基板１０を用いて高精度な位置補正を行なうことができる。

図３は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。図３において、描画装置１００は、荷電粒子ビーム描画装置の一例である。描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画部１５０は、描画室１０３と描画室１０３の上部に配置された電子鏡筒１０２を備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、偏向器２０８、及び検出器２０９を有している。そして、描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、レーザ測長用のミラー２１０が配置される。また、ＸＹステージ１０５上には、較正用基板１０が載置される。ここで、描画対象となる基板として、例えば、半導体装置が形成されるウェハやウェハにパターンを転写する露光用のマスクが含まれる。また、このマスクは、例えば、まだ何もパターンが形成されていないマスクブランクスが含まれる。制御部１６０は、描画データ処理部１１０、偏向制御回路１２０、デジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）１２２、アンプ１２４、制御計算機１３０、レーザ測長装置１３２、及び検出器２０９用のアンプ１４０を有している。図３では、実施の形態１を説明するために必要な構成が記載されているだけであり、その他の構成が配置されても構わないことは言うまでもない。

描画対象基板にパターンを描画する際には、まず、描画データ処理部１１０により入力した描画データを複数段の変換処理を行なって、ショットデータを作成する。そして、ショットデータは、偏向制御回路１２０に出力される。偏向制御回路１２０からは、偏向器２０８を所望する位置に偏向するためのデジタル信号が出力される。デジタル信号は、ＤＡＣ１２２でアナログ電圧に変換され、アンプ１２４で増幅された後、偏向器２０８に印加される。

描画対象基板にパターンを描画する際には、描画部１５０は、以下のように動作する。電子銃２０１から出た電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の穴を持つ第１のアパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１のアパーチャ２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ２０６上に投影される。かかる第２のアパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像の位置は、偏向器２０５によって偏向制御され、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のアパーチャ２０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、偏向制御回路１２０によって制御された偏向器２０８により偏向され、連続移動するＸＹステージ１０５上の描画対象基板の所望する位置に照射される。ＸＹステージ１０５の位置は、レーザ測長装置１３２から照射されるレーザ光をミラー２１０が反射し、その反射光をレーザ測長装置１３２が受光することで測定することができる。このように、描画装置１００は、電子ビーム２００を用いて描画対象基板にパターンを描画する。この描画位置を高精度に補正するために、較正用基板１０を用いて各開口部２０の位置を測定する。

上述したように、時間の経過と共に、ミラーの歪等から生じる描画位置の誤差を補正するために、較正用基板１０を用いて各開口部２０の位置を測定する。測定の仕方を以下に説明する。ＸＹステージ１０５上に較正用基板１０が載置された状態で、電子銃２０１から電子ビーム２００を照射する。ここでは、電子ビームを成形する必要がないので、第１のアパーチャ２０３と第２のアパーチャ２０６は、光軸の中心に開口がくるように配置すればよい。そして、第１のアパーチャ２０３と第２のアパーチャ２０６を通過した電子ビームは、偏向制御回路１２０によって制御された偏向器２０８により偏向され、較正用基板１０上をスキャンする。そして、較正用基板１０の表面から反射した反射電子は、検出器２０９によって検出され、アンプ１４０を介して制御計算機１３０に出力される。偏向器２０８の偏向領域を超える開口部をスキャンする際には、ＸＹステージ１０５を移動させることで位置を調整すればよい。

図４は、実施の形態１における位置補正の仕方を説明するための図である。図４（ａ）には、測定点を基板の座標グリッド上に示した状態が示されている。実施の形態１では、反射率の異なる導電膜１４，１６から反射された電子を検出しているので、コントラストが大きく、高精度に位置を測定することができる。また、導電膜１４，１６が較正用基板の表面を占めているので電子の帯電による測定誤差も回避できている。さらに、低熱膨張材を用いているので基板本体１２の熱膨張による測定誤差も無視することができる。このようにして得られた測定点を多項式で近似（フィッティング）することで、図４Ｂに示す位置誤差マップを得ることができる。基板表面の各位置におけるＸ方向の位置誤差ΔＸ_ｉｊとＹ方向の位置誤差ΔＹ_ｉｊは、例えば、以下に示す２変数３次多項式（１）と式（２）で近似することができる。
（１） ΔＸ_ｉｊ＝Ａ_０＋Ａ_１・Ｘ_ｉｊ＋Ａ_２・Ｙ_ｉｊ＋Ａ_３・Ｘ_ｉｊ ^２
＋Ａ_４・Ｘ_ｉｊ・Ｙ_ｉｊ＋Ａ_５・Ｙ_ｉｊ ^２＋Ａ_６・Ｘ_ｉｊ ^３
＋Ａ_７・Ｘ_ｉｊ ^２・Ｙ_ｉｊ＋Ａ_７・Ｘ_ｉｊ・Ｙ_ｉｊ ^２＋Ａ_９・Ｙ_ｉｊ ^３
（２） ΔＹ_ｉｊ＝Ｂ_０＋Ｂ_１・Ｘ_ｉｊ＋Ｂ_２・Ｙ_ｉｊ＋Ｂ_３・Ｘ_ｉｊ ^２
＋Ｂ_４・Ｘ_ｉｊ・Ｙ_ｉｊ＋Ｂ_５・Ｙ_ｉｊ ^２＋Ｂ_６・Ｘ_ｉｊ ^３
＋Ｂ_７・Ｘ_ｉｊ ^２・Ｙ_ｉｊ＋Ｂ_７・Ｘ_ｉｊ・Ｙ_ｉｊ ^２＋Ｂ_９・Ｙ_ｉｊ ^３

制御計算機１３０は、演算によって得られた係数Ａ_０〜Ａ_９とＢ_０〜Ｂ_９を偏向制御回路１２０に設定する。そして、偏向制御回路１２０は、描画対象基板に描画する際に、描画位置の各座標について式（１）と式（２）で求まるＸ方向の位置誤差ΔＸ_ｉｊとＹ方向の位置誤差ΔＹ_ｉｊを補正した位置に電子ビーム２００を偏向するように制御する。これにより、ミラー２１０の歪等によるグローバルな位置誤差を補正することができる。なお、導電膜１６上に規則的に配置された開口部２０が有する開口部座標の製作誤差分はあらかじめ測定し、係数Ａ_０〜Ａ_９とＢ_０〜Ｂ_９への寄与を除外しておくことはいうまでもない。

しかし、この誤差は、時間経過に伴って変化するため、周期的に較正用基板１０を用いてパターン位置を測定してこの誤差を補正するための係数を求める必要がある。例えば、一週間に一回の周期で行なうと好適である。

図５は、実施の形態１における位置誤差の変化の一例を示す図である。図５（ｂ）には、較正用基板１０を用いて、前回測定した際に得られた誤差マップを示している。他方、図５（ａ）には、較正用基板１０を用いて、その次に測定した際に得られた誤差マップを示している。図５Ａと図５Ｂに示すように、時間の経過と共に誤差が変化している様子がわかる。制御計算機１３０は、演算によって得られた今回の係数Ａ_０〜Ａ_９とＢ_０〜Ｂ_９と、前回得られた係数Ａ’_０〜Ａ’_９とＢ’_０〜Ｂ’
_９とのそれぞれの差分を演算する。そして、演算された係数の差分ｄＡ_０〜ｄＡ_９とｄＢ_０〜ｄＢ_９を偏向制御回路１２０に送信する。そして、偏向制御回路１２０は、描画対象基板に描画する際に、描画位置の各座標について式（１）と式（２）の各係数に対応する差分ｄＡ_０〜ｄＡ_９とｄＢ_０〜ｄＢ_９を加算することで補正した係数を式（１）と式（２）に適用する。このように係数が補正された式（１）と式（２）で求まるＸ方向の位置誤差ΔＸ_ｉｊとＹ方向の位置誤差ΔＹ_ｉｊを補正した位置に電子ビーム２００を偏向するように制御する。これにより、時間経過により変化したミラー２１０の歪等によるグローバルな位置誤差を補正することができる。このように、前回と今回の「差分」をとることで、仮に、製作した較正用基板１０上のパターン位置が、デザイン座標グリッドどおりに整然と配置されていない場合や、基板本体１２の種類が通常の描画対象基板と異なることによる支持たわみなどの差異が、パターンの位置誤差に異なる影響を及ぼす場合でも、これらの系統誤差分をキャンセルすることができる。よって、時間が経った変化分の較正には特に好適である。

ここで、上述した例では、描画装置１００の立ち上げ後に生じたビーム照射位置の誤差を較正する場合について説明したが、較正用基板１０の利用の仕方はこれに限るものではない。例えば、描画装置１００の立ち上げの際に、描画位置精度の歪みを較正する場合にも用いることができる。従来の較正用基板は反射率の差が小さくコントラストを十分に得られなかったため高精度に誤差を測定することが困難であった。そのため、描画装置の立ち上げ時の歪みは、一般に、複数のマスクブランクスを描画装置で実際にテストパターンを描画して、得られたテストパターンの位置を別の測定器で測定することでビーム照射位置の誤差を測定していた。そして、複数の結果を平均した誤差を補正するようにビーム照射位置の誤差を較正していた。そのため、位置補正パラメータの決定までに、複数のマスク描画とそれぞれの位置測定を行なう必要があるため、時間とコストが大幅に必要であった。

図６は、３つのテストパターンの各位置誤差の様子の一例を示す図である。図６に示す３例のいずれのテストパターンにおいても局所的に誤差が大きくなる箇所が例えば３箇所に発生していることがわかる。

図７は、図６に示す３例のうちの２例について差分した場合の各マップを示す図である。図７（ａ）では、図６（ａ）に示す誤差データから図６（ｃ）に示す誤差データを差分した場合のマップを示している。図７（ｂ）では、図６（ｂ）に示す誤差データから図６（ａ）に示す誤差データを差分した場合のマップを示している。図７（ｃ）では、図６（ｃ）に示す誤差データから図６（ｂ）に示す誤差データを差分した場合のマップを示している。図７（ａ）から（ｃ）に示すマップではいずれも上述した局所的な大きな誤差については改善される。描画装置１００において位置補正はかかる局所的な大きな誤差が改善されるように補正量が設定される。

しかしながら、複数のマスクブランクスを描画装置１００で実際にテストパターンを描画して、得られたテストパターンの位置データには例えば４ｎｍ〜５ｎｍ程度の不確定さ（ばらつき）が含まれている。そのため、従来、かかる４ｎｍ〜５ｎｍ程度の不確定さを改善するために得られた例えば３つのテストパターンの位置データの平均値を演算する。

図８は、図６に示す３例のマップの平均値を示す図である。図８に示すように、平均化することでメッシュの各格子上のランダムな位置誤差のばらつきを抑制して３例のマップに共通する系統的な位置誤差を取得する。描画するテストパターンの数が多いほどばらつきを平均化させ、より系統的な位置誤差が求められることは言うまでもない。

図９は、図６に示す３例の各マップから図８に示す平均化マップを差分した結果を示す図である。図９では３例分の結果を重ねて表示している。図９に示す結果ではばらつきが２ｎｍ〜３ｎｍとなっており、各格子上の補正量の不確定さが改善されている。以上のように、従来の複数のマスクブランクスを描画する場合には、平均化することで補正量の不確定さを改善していた。

これに対し、実施の形態１の較正用基板１０を描画装置１００でスキャンした場合について以下に説明する。スキャンした照射位置の誤差が例えば５ｎｍ程度であれば、例えば、較正用基板１０自体の誤差が２ｎｍ以下程度で製作されると好適である。

図１０は、実施の形態１における３つの較正用基板１０を描画装置１００でそれぞれスキャンした場合に得られた位置誤差の各マップの一例を示す図である。図１０（ａ）から図１０（ｃ）に示す３例でも、図６（ａ）から図６（ｃ）に示した３例のテストパターンと同じように局所的に誤差が大きくなる箇所が例えば３箇所に発生していることがわかる。

図１１は、図１０に示す３例のうちの２例について差分した場合の各マップを示す図である。図１１（ａ）では、図１０（ａ）に示す誤差データから図１０（ｃ）に示す誤差データを差分した場合のマップを示している。図１１（ｂ）では、図１０（ｂ）に示す誤差データから図１０（ａ）に示す誤差データを差分した場合のマップを示している。図１１（ｃ）では、図１０（ｃ）に示す誤差データから図１０（ｂ）に示す誤差データを差分した場合のマップを示している。図１１（ａ）から図１１（ｃ）に示すマップではいずれも上述した局所的な大きな誤差については改善される。描画装置１００において位置補正はかかる局所的な大きな誤差が改善されるように補正量が設定される。さらに、図１１（ａ）から図１１（ｃ）に示す各マップでは既にばらつきが２ｎｍ〜３ｎｍとなっており、従来のように平均化する必要がない。

以上のように、実施の形態１の較正用基板１０では、反射率の差が大きくコントラストが十分に得られるので、高精度に誤差を測定することができる。さらに、従来は、精度を上げるため、上述したように複数のマスクブランクスを用いて複数回の描画を行なっていたが、実施の形態１では較正用基板１０自体の精度が高いため１回の測定で十分な精度で誤差を測定することができる。すなわち、複数回測定した結果を平均化するという誤差の平均化が不要となる。そして、別の位置測定器で予め較正用基板１０自体の誤差（歪み）を測定しておけば、描画装置１００で較正用基板１０をスキャンした結果の誤差と較正用基板１０自体の誤差との差が描画装置１００の固有の歪みと言える。スキャンした照射位置の誤差が例えば５ｎｍ程度であれば、例えば、較正用基板１０自体の誤差が２ｎｍ以下程度で製作されると好適である。このような高精度な較正用基板１０を利用して、以下のように試料となる描画対象基板を描画すればよい。

まず、描画を行なう描画装置の立ち上げの際に、電子ビーム２００を用いて、反射率の異なる２層の膜が形成された較正用基板１０上を走査して、較正用基板１０から反射された反射電子を検出する。

そして、検出された結果を用いて、電子ビーム２００の照射位置の誤差を較正する。較正の仕方は、上述したように位置誤差マップを作成すればよい。基板表面の各位置におけるＸ方向の位置誤差ΔＸ_ｉｊとＹ方向の位置誤差ΔＹ_ｉｊは、上述したように、例えば、式（１）と式（２）で近似することができる。そして、制御計算機１３０は、演算によって得られた係数Ａ_０〜Ａ_９とＢ_０〜Ｂ_９を偏向制御回路１２０に設定する。そして、偏向制御回路１２０は、描画対象基板に描画する際に、描画位置の各座標について式（１）と式（２）で求まるＸ方向の位置誤差ΔＸ_ｉｊとＹ方向の位置誤差ΔＹ_ｉｊを補正した位置に電子ビーム２００を偏向するように制御すればよい。

以上のように、描画を行なう描画装置の立ち上げの際に、反射電子を検出することと電子ビーム２００の照射位置の誤差を較正することが行なわれる。

そして、照射位置が較正された電子ビーム２００を用いて、描画対象基板にパターンを描画すればよい。このように、複数のマスクブランクスをダミー基板として用いて、ダミー基板の描画に基づいて電子ビーム２００の照射位置の誤差を較正することなく、実描画が行なわれる。

以上のような描画方法で描画を行なうことで、従来のような複数のマスクブランクスで描画して照射位置の誤差を較正する場合よりも装置立ち上げ時の較正時間を大幅に短縮することができる。

以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。

また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、描画装置１００を制御する具体的な制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての荷電粒子ビーム描画装置の較正用基板は、本発明の範囲に包含される。

１０ 較正用基板
１２ 基板
１４，１６ 導電膜
２０ 開口部
１００ 描画装置
３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１０ 描画データ処理部
１２０ 偏向制御回路
１２２ ＤＡＣ
１２４，１４０ アンプ
１３０ 制御計算機
１３２ レーザ測長装置
１５０ 描画部
１６０ 制御部
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３，４１０ 第１のアパーチャ
２０４ 投影レンズ
２０５，２０８ 偏向器
２０６，４２０ 第２のアパーチャ
２０７ 対物レンズ
２０９ 検出器
２１０ ミラー
３３０ 電子線
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース

Claims (8)

1. 酸化シリコン（ＳｉＯ_２）材よりも低熱膨張材を用いた、露光用マスクサイズの基板本体と、
   前記基板上に配置された第１の導電膜と、
   前記第１の導電膜上に選択的に配置され、前記第１の導電膜よりも反射率の大きい第２の導電膜と、
   を備えた荷電粒子ビーム描画装置の較正用基板であって、
   前記第２の導電膜には、規則的に配置された、前記第１の導電膜まで貫通する複数の開口部が形成され、
   前記複数の開口部は、露光用マスクサイズの基板表面に偏在しないように全体に略均一に配置され、
   前記較正用基板の裏面は、前記低熱膨張材が露出していることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置の較正用基板。
2. 前記第１の導電膜は、クロム（Ｃｒ）とチタン（Ｔｉ）とバナジウム（Ｖ）との内の１つを含有することを特徴とする請求項１記載の較正用基板。
3. 前記第２の導電膜は、タンタル（Ｔａ）とタングステン（Ｗ）とプラチナ（Ｐｔ）との内の１つを含有することを特徴とする請求項１記載の較正用基板。
4. 前記反射率は、電子線の反射率であることを特徴とする請求項１記載の較正用基板。
5. 前記第２の導電膜は、前記第１の導電膜よりも原子番号の大きい原子を材料に用いることを特徴とする請求項１記載の較正用基板。
6. 前記基板本体には、チタン（Ｔｉ）がドーピングされていることを特徴とする請求項１記載の較正用基板。
7. 前記第１の導電膜の材料として、クロム（Ｃｒ）が用いられ、前記第２の導電膜の材料として、タンタル（Ｔａ）が用いられたことを特徴とする請求項１記載の較正用基板。
8. 荷電粒子ビームを用いて、露光用マスクサイズの基板裏面に酸化シリコン（ＳｉＯ _２ ）材よりも低熱膨張材が露出し、露光用マスクサイズの基板表面に偏在しないように全体に略均一に、反射率の異なる２層の膜が露出するように形成された較正用基板上を走査して、前記較正用基板から反射された反射電子を検出し、
   検出された結果を用いて、前記荷電粒子ビームの照射位置の誤差を較正し、
   照射位置が較正された前記荷電粒子ビームを用いて、試料にパターンを描画し、
   描画を行なう描画装置の立ち上げの際に、前記反射電子を検出することと前記荷電粒子ビームの照射位置の誤差を較正することが行なわれ、
   ダミー基板の描画に基づいて前記荷電粒子ビームの照射位置の誤差を較正することなく、実描画が行なわれることを特徴とする描画方法。

Images