JP2013140846A

JP2013140846A - 描画装置及び物品の製造方法

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Publication number: JP2013140846A
Application number: JP2011289888A
Authority: JP
Inventors: Koichi Chitoku; 孝一千徳; Hideki Ine; 秀樹稲; Wataru Yamaguchi; 渉山口; Nobushige Korenaga; 伸茂是永
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2013-07-18
Also published as: US20130171570A1

Abstract

【課題】アライメントマークを計測する計測手段のベースライン計測に有利な荷電粒子線描画装置を提供する。
【解決手段】荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、基準マークを有し、前記基板を保持して移動するステージと、前記荷電粒子線を前記基板に対して射出する荷電粒子光学系と、前記荷電粒子光学系の軸から第１距離だけ離れた光軸を有し、前記基板に形成されたアライメントマークの位置を計測する第１計測部と、前記荷電粒子光学系の軸から前記第１距離より短い第２距離だけ離れた光軸を有し、前記基準マークの位置を計測する第２計測部と、前記ステージの移動を介在させて前記第１計測部及び前記第２計測部それぞれにより計測された前記基準マークの位置と前記第２計測部のベースラインとに基づいて、前記第１計測部のベースラインを求める処理部と、を有することを特徴とする描画装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、描画装置及び物品の製造方法に関する。

半導体デバイスなどを製造するためのリソグラフィ装置として、レチクルのパターンを基板（ウエハ）に投影する露光装置や荷電粒子線で基板に描画を行う荷電粒子線描画装置が使用されている。リソグラフィ装置では、重ね合わせ精度を高精度に維持するために、基板の位置合わせ（基板アライメント）が行われる。

露光装置における基板アライメントは、図１０に示すように、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ_ＰＬから離れて配置されたオフアクシスのアライメントスコープＯＡＳを用いて行われる。アライメントスコープＯＡＳの光軸ＡＸ_ＯＡＳと投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ_ＰＬとの間の基板上の距離は、ベースラインＢＬと呼ばれる。ベースラインＢＬは、定期的に計測され、かかる計測結果を反映させることで高精度な基板アライメントを可能としている。

ベースラインＢＬの計測において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ_ＰＬの位置は、ＴＴＲ（ＴｈｒｏｕｇｈＴｈｅＲｅｔｉｃｌｅ）及びＴＴＬ（ＴｈｒｏｕｇｈＴｈｅＬｅｎｓ）を実現する検出系ＤＳを用いて検出する。具体的には、検出系ＤＳは、レチクルＲの上の基準マークＲＭ１及びＲＭ２と、投影光学系ＰＬを介して結像される基板ステージＳＴの上の基準マークＭ１との相対的な位置を観察することで投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ_ＰＬの位置を検出している。検出系ＤＳは、投影光学系ＰＬを通過しても収差を発生しない波長の光を使用する必要があり、例えば、露光光と同じ波長の光を使用している。

ベースラインＢＬを計測する際には、まず、基板ステージＳＴの上の基準マークＭ０をアライメントスコープＯＡＳで検出する。そして、基準マークＭ１が投影光学系ＰＬの下に位置するように基板ステージＳＴを駆動して検出系ＤＳで投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ_ＰＬの位置を検出し、ベースラインＢＬを求める。

荷電粒子線描画装置においては、基板アライメント用の光学系として、アライメントスコープＯＡＳを用いることはできるが、ＴＴＲ及びＴＴＬを実現する検出系ＤＳを用いること（即ち、それに同等な検出系を構成すること）ができない。これは、荷電粒子線描画装置がレチクルやマスクを使用しない（即ち、マスクレスリソグラフィである）からである。

そこで、荷電粒子線描画装置における基板アライメント（特に、ベースラインの計測）を実現するための技術が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１には、荷電粒子線を用いた計測系によるベースラインの計測に関する技術が開示されている。

特開２０００−１３３５６６号公報特開２００５−１１６７３１号公報特開２０００−４９０６９号公報

しかしながら、荷電粒子線描画装置における従来の基板アライメント計測、特に、ベースラインの計測では、近年の荷電粒子線描画装置に要求されている計測精度を満足することが困難になってきている。これは、荷電粒子線を用いて計測される信号のＳＮ比が高くないことが一因である。計測精度を向上させるために、計測を複数回行うことも考えられるが、計測時間が長くなり、スループットの低下を招いてしまう。

本発明は、アライメントマークを計測する計測手段のベースライン計測に有利な荷電粒子線描画装置を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての描画装置は、荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、基準マークを有し、前記基板を保持して移動するステージと、前記荷電粒子線を前記基板に対して射出する荷電粒子光学系と、前記荷電粒子光学系の軸から第１距離だけ離れた光軸を有し、前記基板に形成されたアライメントマークの位置を計測する第１計測部と、前記荷電粒子光学系の軸から前記第１距離より短い第２距離だけ離れた光軸を有し、前記基準マークの位置を計測する第２計測部と、前記ステージの移動を介在させて前記第１計測部及び前記第２計測部それぞれにより計測された前記基準マークの位置と前記第２計測部のベースラインとに基づいて、前記第１計測部のベースラインを求める処理部と、を有することを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、例えば、アライメントマークを計測する計測手段のベースライン計測に有利な荷電粒子線描画装置を提供することができる。

本発明の一側面としての描画装置の構成を示す図である。荷電粒子光学系の光軸の位置を取得する取得部の一例（２次電子検出器）を説明するための図である。荷電粒子光学系の光軸の位置を取得する取得部の一例（ファラデーカップ）を説明するための図である。ファラデーカップで得られる信号の一例を示す図である。本発明の一側面としての描画装置の構成を示す図である。図５に示す描画装置において、第１計測部と第２計測部との配置関係を示す図である。第１計測部と第２計測部との配置関係の一例を示す図である。第１計測部と第２計測部との配置関係の一例を示す図である。マルチ荷電粒子線方式の描画装置における荷電粒子光学系の光軸の位置の検出を説明するための図である。露光装置における基板アライメントを説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明の一側面としての描画装置１００の構成を示す図である。描画装置１００は、荷電粒子線（電子線）を用いて基板にパターンを描画するリソグラフィ装置である。描画装置１００は、シングル荷電粒子線方式の描画装置（１つの荷電粒子線で描画を行う描画装置）であってもよいし、マルチ荷電粒子線方式の描画装置（複数の荷電粒子線で描画が行う描画装置）であってもよい。但し、以下では、描画装置１００がシングル荷電粒子線方式の描画装置であるものとして説明する。

描画装置１００は、基板ＳＢを保持して移動する基板ステージ１１０と、荷電粒子光学系１２０と、第１計測部１３０と、第２計測部１４０と、取得部１５０と、制御部１６０とを有する。

基板ステージ１１０には、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、基準マークＦＭが形成された基準マーク台ＳＭが設置されている。基準マークＦＭは、基板ＳＢを位置決めする（基板アライメントを行う）際に使用されるマークである。また、基板ステージ１１０の位置は、基板ステージ１１０の上に配置されたミラー１１２を含む測長用干渉計１１４によって計測される。

荷電粒子光学系１２０は、例えば、荷電粒子レンズ、コリメーターレンズ、アパーチャアレイ、ブランカーアレイ、ストッピングアパーチャアレイ、ディフレクターなどを含む。荷電粒子光学系１２０は、筐体に収容され、図示しない電子源からの荷電粒子線を基板ＳＢに対して射出する。

第１計測部１３０は、荷電粒子光学系１２０の光軸（軸）ＡＸ１とは異なる位置に配置されるオフアクシスアライメントスコープである。第１計測部１３０は、本実施形態では、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１から第１距離だけ離れた光軸ＡＸ２を有し、基板ＳＢに形成されたアライメントマークの位置を計測する。また、第１計測部１３０は、基板ステージ１１０の上の基準マークＦＭの位置も計測する。

第２計測部１４０は、荷電粒子光学系１２０の基板側の下部、例えば、荷電粒子光学系１２０を収容する筐体の下に配置される。第２計測部１４０は、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１から第１距離より短い第２距離だけ離れた光軸ＡＸ３を有し、基板ステージ１１０の上の基準マークＦＭの位置を計測する。第２計測部１４０は、本実施形態では、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１と第１計測部１３０の光軸ＡＸ２との間の距離、即ち、第１計測部１３０のベースラインを求める際に使用されるベースライン専用スコープである。

第１計測部１３０及び第２計測部１４０は、本実施形態では、基板ＳＢに形成されたアライメントマークや基準マークＦＭを撮像するための撮像素子を含み、かかる撮像素子から得られる画像（画像信号）を処理（画像処理）することでマークの位置を計測する。但し、第１計測部１３０及び第２計測部１４０によるマークＦＭの位置の計測方法は限定されるものではなく、当業界で周知のいかなる計測方法をも適用することが可能である。例えば、第１計測部１３０及び第２計測部１４０は、基板ステージ１１０を走査させることで得られる位置計測信号を用いてマークの位置を計測してもよい。

取得部１５０は、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１の位置を取得する。取得部１５０は、本実施形態では、後述するように、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１の位置を実際に検出する検出部として具現化されるが、ユーザによって入力される荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１の位置を記憶する記憶部として具現化されてもよい。また、ユーザは、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１の位置を入力するのではなく、例えば、荷電粒子光学系１２０の光学設計値を入力してもよい。この場合、取得部１５０は、荷電粒子光学系１２０の光学設計値に基づいて荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１の位置を求めるシミュレータとして具現化される。

制御部１６０は、ＣＰＵやメモリなどを含み、描画装置１００の全体（動作）を制御する。具体的には、制御部１６０は、荷電粒子線で基板ＳＢに描画を行う描画処理を制御する描画処理部として機能する。また、制御部１６０は、第１計測部１３０のベースライン（荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１と第１計測部１３０の光軸ＡＸ２との間の距離）を計測するベースライン計測処理を制御する計測処理部として機能する。例えば、制御部１６０は、基板ステージ１１０の移動を介在させて第１計測部１３０及び第２計測部１４０のそれぞれにより計測された基準マークＦＭの位置と第２計測部１４０のベースラインとに基づいて、第１計測部１３０のベースラインを求める。ここで、第２計測部１４０のベースラインとは、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１と第２計測部１４０の光軸ＡＸ３との間の距離である。

描画装置１００におけるベースライン計測処理について説明する。ここでは、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１と第２計測部１４０の光軸ＡＸ３との間の距離、即ち、第２計測部１４０のベースラインはＢＬ０とする。また、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１と第１計測部１３０の光軸ＡＸ２との間の距離、即ち、第１計測部１３０のベースラインはＢＬとする。

まず、図１（ａ）に示すように、第１計測部１３０の計測領域に基準マークＦＭが位置するように基板ステージ１１０を移動させる。第１計測部１３０は、基準マークＦＭを撮像し、かかる画像を処理することで第１計測部１３０に対する基準マークＦＭの位置を計測する。この際、制御部１６０は、測長用干渉計１１４によって計測された基板ステージ１１０の位置Ｐ１を取得し、Ｐ１＝（Ｘ１、Ｙ１）として、メモリなどに記憶する。なお、基準マークＦＭの位置は、実際には、第１計測部１３０の計測結果及び測長用干渉計１１４の計測結果に基づいて特定されるものである。但し、本実施形態では、基板ステージ１１０の位置Ｐ１は、第１計測部１３０によって計測される基準マークＦＭの位置と等価であるものとする。

次いで、図１（ｂ）に示すように、第２計測部１４０の計測領域に基準マークＦＭが位置するように基板ステージ１１０を移動させる。第２計測部１４０は、基準マークＦＭを撮像し、かかる画像を処理することで第２計測部１４０に対する基準マークＦＭの位置を計測する。この際、制御部１６０は、測長用干渉計１１４によって計測された基板ステージ１１０の位置Ｐ２を取得し、Ｐ２＝（Ｘ２、Ｙ２）として、メモリなどに記憶する。なお、基準マークＦＭの位置は、実際には、第２計測部１４０の計測結果及び測長用干渉計１１４の計測結果に基づいて特定されるものである。但し、本実施形態では、基板ステージ１１０の位置Ｐ２は、第２計測部１４０によって計測される基準マークＦＭの位置と等価であるものとする。

次に、制御部１６０は、第１計測部１３０によって計測された基準マークＦＭの位置に対応する基板ステージ１１０の位置Ｐ１と、第２計測部１４０によって計測された基準マークＦＭの位置に対応する基板ステージ１１０の位置Ｐ２との差分を求める。基板ステージ１１０の位置Ｐ１と位置Ｐ２との差分は、第１計測部１３０の光軸ＡＸ２と第２計測部１４０の光軸ＡＸ３との間の距離ＢＬ１に相当する。また、制御部１６０は、第２計測部１４０によって計測された基準マークＦＭの位置に対応する基板ステージ１１０の位置Ｐ２と、取得部１５０によって取得された荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１の位置との差分を求める。基板ステージ１１０の位置Ｐ２と荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１の位置との差分は、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１と第１計測部１３０の光軸ＡＸ３との間の距離ＢＬ０に対応する。そして、制御部１６０は、距離ＢＬ１に距離ＢＬ０を加えることで第１計測部１３０のベースラインＢＬを求める。

なお、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１と第２計測部１４０の光軸ＡＸ３との間の距離ＢＬ０は、ベースラインＢＬ（荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１と第１計測部１３０の光軸ＡＸ２との間の距離）に比べて十分に小さな距離に設定する。具体的には、荷電粒子光学系１２０からの荷電粒子線の光路に近づけて、且つ、かかる光路を遮らないように第２計測部１４０を配置することで、距離ＢＬ０を小さくする。これにより、熱などの外乱によるベースラインＢＬの変動は、距離の短い距離ＢＬ０では発生しなくなる、或いは、発生しても無視できるほど小さくなる。換言すれば、第２計測部１４０に関しては、距離ＢＬ０の変動がないと考えることができるため、上述したように、距離ＢＬ１に距離ＢＬ０を加えることでベースラインＢＬを求めることが可能となる。

また、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１と第２計測部１４０の光軸ＡＸ３との間の距離ＢＬ０をベースラインＢＬに比べて十分に小さな距離とするためには、以下の条件も必要となる。かかる条件は、第２計測部１４０の機能を基準マークＦＭの位置を計測する機能のみに限定することで、第２計測部１４０を荷電粒子光学系１２０の下部に配置することが可能なサイズにする（即ち、小型化する）ことである。

第１計測部１３０は、多様な半導体プロセスを経たマーク（例えば、アライメントマーク）に対して高精度な計測を可能にするため、種々の光学条件に対応できるように構成されている。具体的には、第１計測部１３０は、マークを照明する照明光の波長の切り替え、照明光のコヒーレンシーσの切り替え、明視野／暗視野の切り替え、位相差干渉計検出への切り替えなどの機能を有し、半導体プロセスに対するロバスト性を高めている。また、第１計測部１３０の光学性能は、全系の透過波面でλ／１０以下であることが要求されており、その製造誤差などを低減するために第１計測部１３０を構成する各光学系、例えば、対物レンズ、プリズムなどの光学部品のサイズは大きくなる傾向にある。このように、第１計測部１３０は、光学条件の切り替えや高い光学性能を実現するために大型化し、ベースラインＢＬを小さくするために小型化することはできない。

一方、第２計測部１４０は、ベースラインＢＬを求める際に、基準マークＦＭ（の位置）のみを計測すればよい。基準マークＦＭは、レチクル（マスク）などと同様に、石英ガラスの上にクロムをパターニングすることで構成されている。従って、基準マークＦＭの光学像は８０％以上の光学コントラストとなるため、第２計測部１４０は、第１計測部１３０（オフアクシスアライメントスコープ）のようなロバスト性を必要としない。また、第２計測部１４０の光学性能に関しては、例えば、全系の透過波面がλ／２程度であったとしても、常に同じ形状及び構造の基準マークＦＭのみを計測するため、計測誤差が発生してもその値は一定となり、ベースラインＢＬを求める際には問題とならない。従って、第２計測部１４０は小型化することが可能であり、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１と第２計測部１４０の光軸ＡＸ３との間の距離ＢＬ０を十分に小さくすることができる。

図２を参照して、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１の位置を取得する取得部１５０について説明する。取得部１５０は、例えば、図２に示すように、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１の位置を実際に検出する検出部として２次電子検出器（第３計測部）１５２を含む。２次電子検出器１５２は、荷電粒子光学系１２０を介して基板ＳＢに導かれる荷電粒子線が荷電粒子光学系１２０の下に配置された基準マークＦＭに入射することで飛来する２次電子（荷電粒子）を検出する。

図２を参照するに、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１の位置を検出する際には、荷電粒子光学系１２０からの荷電粒子線が入射する位置に基準マークＦＭが位置するように基板ステージ１１０を移動させる。荷電粒子線が基準マークＦＭに入射すると、基準マークＦＭから２次電子が飛来する。そこで、２次電子検出器１５２は、基準マークＦＭから飛来する２次電子を検出することで、基準マークＦＭに対する荷電粒子線の入射位置、即ち、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１の位置を検出する。

上述したように、荷電粒子線を用いて計測される信号（位置計測信号）のＳＮ比は低く、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１の位置の計測精度を向上させるためには、計測を複数回行うことが必要となる。但し、２次電子検出器１５２による荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１の位置の計測は、描画装置１００が稼働していないタイミングで（即ち、描画処理を行っていない間に）行えばよいため、スループットの低下を招くことはない。

また、取得部１５０は、図３に示すように、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１の位置を実際に検出する検出部としてファラデーカップ１５４を含んでもよい。ファラデーカップ１５４は、例えば、基準マークＦＭの近傍に配置され、荷電粒子光学系１２０を介して基板ＳＢに導かれる荷電粒子線を検出する。この際、基板ステージ１１０をＸ方向及びＹ方向に移動させる（即ち、ファラデーカップ１５４を移動させる）ことで、ファラデーカップ１５４では、図４に示すような信号が得られ、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１の位置を検出することができる。なお、基板ステージ１１０を移動させるのではなく、荷電粒子線を偏向することで、図４に示すような信号を得てもよい。図４では、縦軸にファラデーカップ１５４で検出される荷電粒子線の電流値を採用し、横軸に基板ステージ１１０の位置を採用している。

また、パターンを有する基板を使用して基板アライメントを行った後、描画処理及び現像処理を行い、重ね合わせ検査装置で重ね合わせ精度を求めてそのオフセットをベースラインに反映させてもよい。

本実施形態の描画装置１００によれば、スループットの低下を抑えながら（即ち、短時間で）、ベースラインＢＬを高精度に計測することができる。従って、描画装置１００は、荷電粒子線を用いて基板ＳＢにパターンを描画する描画処理において、パターンの重ね合わせ精度を向上させることができる。

また、描画装置１００は、第１計測部１３０、第２計測部１４０及び基準マークＦＭをそれぞれ含む複数のセットを有していてもよい。かかる複数のセットは、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１を中心として等角度で配置される。これにより、基板ステージ１１０の移動範囲を小さくすることが可能となる。

例えば、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、描画装置１００が第１計測部１３０ａ、第２計測部１４０ａ及び基準マークＦＭａを含む第１セットと、第１計測部１３０ｂ、第２計測部１４０ｂ及び基準マークＦＭｂを含む第２セットとを有する場合を考える。

図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照するに、第１計測部１３０ａ及び１３０ｂのそれぞれは、荷電粒子光学系１２０（の光軸ＡＸ１）の左右に配置され、第２計測部１４０ａ及び１４０ｂのそれぞれは、荷電粒子光学系１２０の下部に配置されている。基板ステージ１１０の上には、基準マークＦＭａ及びＦＭｂが配置されている。

ベースライン計測処理について説明する。まず、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１と第１計測部１３０ａの光軸ＡＸ２ａとの間の距離、即ち、ベースラインＢＬａの計測処理について説明する。図５（ａ）に示すように、第２計測部１４０ａの計測領域に基準マークＦＭａが位置するように基板ステージ１１０を移動させ、第２計測部１４０ａによって基準マークＦＭａの位置を計測する。次いで、第１計測部１３０ａの計測領域に基準マークＦＭａが位置するように基板ステージ１１０を移動させ、第１計測部１３０ａによって基準マークＦＭａの位置を計測する。これにより、第２計測部１４０ａによって計測された基準マークＦＭａの位置と、第１計測部１３０ａによって計測された基準マークＦＭａの位置との差分、即ち、第２計測部１４０ａの光軸ＡＸ３ａと第１計測部１３０ａの光軸ＡＸ２ａとの距離ＢＬ１１が求まる。そして、距離ＢＬ１１に荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１と第２計測部１４０ａの光軸ＡＸ３ａとの間の距離Ｌ１を加えることで、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１と第１計測部１３０ａの光軸ＡＸ２ａとの間の距離、即ち、ベースラインＢＬａを求める。

次に、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１と第１計測部１３０ｂの光軸ＡＸ２ｂとの間の距離、即ち、ベースラインＢＬａの計測処理について説明する。図５（ｂ）に示すように、第２計測部１４０ｂの計測領域に基準マークＦＭｂが位置するように基板ステージ１１０を移動させ、第２計測部１４０ｂによって基準マークＦＭｂの位置を計測する。次いで、第１計測部１３０ｂの計測領域に基準マークＦＭｂが位置するように基板ステージ１１０を移動させ、第１計測部１３０ｂによって基準マークＦＭｂの位置を計測する。これにより、第２計測部１４０ｂによって計測された基準マークＦＭｂの位置と、第１計測部１３０ｂによって計測された基準マークＦＭｂの位置との差分、即ち、第２計測部１４０ｂの光軸ＡＸ３ｂと第１計測部１３０ｂの光軸ＡＸ２ｂとの距離ＢＬ１２が求まる。そして、距離ＢＬ１２に荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１と第２計測部１４０ｂの光軸ＡＸ３ｂとの間の距離Ｌ２を加えることで、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１と第１計測部１３０ｂの光軸ＡＸ２ｂとの間の距離、即ち、ベースラインＢＬｂを求める。

図６は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す描画装置１００において、第１計測部１３０ａ及び１３０ｂと第２計測部１４０ａ及び１４０ｂとの配置関係を示す図である。図６では、第１計測部１３０ａ及び１３０ｂと第２計測部１４０ａ及び１４０ｂとを荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１の方向から見た状態を示している。また、ＡＲ１は第１計測部１３０ａの計測領域を示し、ＡＲ２は第１計測部１３０ｂの計測領域を示している。

このように、描画装置１００が第１計測部１３０、第２計測部１４０及び基準マークＦＭをそれぞれ含む複数のセットを有することで、基板ステージ１１０の移動範囲を小さくすることができ、装置占有面積の縮小化及び装置コストの低下に寄与する。一般的には、基板ステージ１１０の移動範囲が大きいほど、基板ステージ１１０の移動精度（位置精度）は低くなる傾向にあるため、基板ステージ１１０の移動範囲を小さくすることは、基板ステージ１１０の移動精度の高精度化にも寄与する。

また、図７に示すように、描画装置１００が４つの第１計測部１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ及び１４０ｄと、４つの第２計測部１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ及び１４０ｄとを有する場合には、基板ステージ１１０の移動範囲を更に小さくすることができる。なお、図７では、４つの第１計測部１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ及び１３０ｄのそれぞれは、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１を中心として上下左右に配置されている。但し、４つの第１計測部１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ及び１３０ｄのそれぞれは、図８に示すように、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１を中心として４５度の斜め方向に配置されていてもよい。

また、５つ以上の第１計測部１３０を構成する場合には、その数に対応する第２計測部１４０及び基準マークＦＭを構成すればよい。但し、基板ステージ１１０の移動範囲に余裕がある場合には、第１計測部１３０の数と第２計測部１４０の数とを等しくしなくてもよい。例えば、１つの第２計測部１４０を用いて、複数の第１計測部１３０のベースラインの計測を行うことも可能である。

また、描画装置１００がマルチ荷電粒子線方式の描画装置である場合を考える。この場合、図９に示すように、荷電粒子光学系１２０を介して基板ＳＢに導かれる複数の荷電粒子線のうち第２計測部１４０の光軸ＡＸ３に最も近い荷電粒子線を用いて荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１の位置を検出するのが好ましい。これにより、荷電粒子光学系１２０の光軸ＡＸ１と第２計測部１４０の光軸ＡＸ３との間の距離ＢＬ０を小さくすることができるため、発生する誤差を小さくすることができる。また、描画装置１００が複数の第２計測部１４０を有している場合（図５乃至図８）には、複数の第２計測部１４０のそれぞれの光軸に最も近い荷電粒子線を用いるのが好ましい。

本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布された感光剤に描画装置１００を用いて潜像パターンを形成する工程（基板に描画を行う工程）と、かかる工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程（描画を行われた基板を現像する工程）とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含みうる。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

Claims

荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、
基準マークを有し、前記基板を保持して移動するステージと、
前記荷電粒子線を前記基板に対して射出する荷電粒子光学系と、
前記荷電粒子光学系の軸から第１距離だけ離れた光軸を有し、前記基板に形成されたアライメントマークの位置を計測する第１計測部と、
前記荷電粒子光学系の軸から前記第１距離より短い第２距離だけ離れた光軸を有し、前記基準マークの位置を計測する第２計測部と、
前記ステージの移動を介在させて前記第１計測部及び前記第２計測部それぞれにより計測された前記基準マークの位置と前記第２計測部のベースラインとに基づいて、前記第１計測部のベースラインを求める処理部と、
を有することを特徴とする描画装置。
前記基準マークに入射した前記荷電粒子線により飛来する荷電粒子を検出して前記基準マークの位置を計測する第３計測部を有し、
前記処理部は、前記ステージの移動を介在させて前記第２計測部及び前記第３計測部それぞれにより計測された前記基準マークの位置に基づいて、前記第２計測部の前記ベースラインを求める、
ことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
前記荷電粒子光学系を収容する筐体を有し、
前記第２計測部は、前記筐体の下に配置されていて前記基準マークからの光を検出する検出器を含む、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の描画装置。
前記描画装置は、複数の荷電粒子線で前記基板に描画を行い、
前記第３計測部は、前記複数の荷電粒子線のうち前記第１計測部の前記光軸に最も近い荷電粒子線を用いて前記基準マークの位置を検出する、
ことを特徴とする請求項２に記載の描画装置。
前記第１計測部、前記第２計測部及び前記基準マークをそれぞれ含む複数のセットを有する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の描画装置。
請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の描画装置を用いて基板に描画を行うステップと、
前記ステップで描画を行われた前記基板を現像するステップと、
を有することを特徴とする物品の製造方法。