JP2015128132A - 描画データの作成方法、描画装置、描画方法、及び物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】同一のアライメントマークを複数回計測して基板に対するビームの照射位置を補正する場合であっても、アライメントマークの位置計測精度の低下を低減することが可能な描画装置を提供する。
【解決手段】基板にビームを照射するタイミングを示す描画データの作成方法に関する。基板上の所定領域内において、ビームを照射予定のマークが有るか無いかを判断するステップＳ１０１を有する。さらに、所定領域内にマークが有る場合に、そのマークを含むマーク領域を除いた領域にビームを照射した後の所定のタイミングでマーク領域にビームを照射する描画データを作成するステップＳ１０２、Ｓ１０６を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、描画データの作成方法、描画装置、描画方法、及び物品の製造方法に関する。

半導体デバイスを製造するためのリソグラフィ工程では、ｎ層目のパターンに対して、（ｎ＋１）層目のパターンを精度良く重ね合わせる必要がある。そこで、新しい層のパターンを形成する前にグローバルアライメント方式による位置合わせを行っている。グローバルアライメント方式とは、基板上に形成されている複数の位置合わせ用のアライメントマークを検出し、アライメントマークの位置に基づいて新しい層のパターンの位置を決定する方式である。

ところが、パターンを形成する際に基板に対する入熱量が大きく、パターンを形成している最中にも基板の熱変形が進行する場合には重ね合わせ精度が低下しやすい。特許文献１は、重ね合わせ精度の低下を低減するために、１層のパターンを描画する最中もアライメントマークの位置を計測し、その計測結果に基づいて基板に対する電子線の照射位置を補正する技術を開示している。

米国特許第７８９７９４２号

基板に塗布するレジストとしてネガレジストを使用しており、かつアライメントマークを残したい場合、あるいはポジレジストを使用しており、かつアライメントマークを除去したい場合には、アライメントマーク上にビームを照射することがある。しかし、アライメントマークに対してビームを照射し、かつビームの照射後に再び同じアライメントマークの位置計測をする場合には、その位置計測の精度が低下する恐れがある。

例えば、ビームの照射前は図１４（Ａ）に示すような信号強度が得られたとしても、ビームの照射でレジストの光学特性が変化すると、図１４（Ｂ）に示すように信号強度が低下する可能性がある。これによりアライメントマークの計測精度が低下する恐れがある。

そこで、本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、同一のアライメントマークを複数回計測して基板に対するビームの照射位置を補正する場合でも、アライメントマークの位置計測精度の低下を低減することが可能とする。

本発明に係る描画データの作成方法は、基板にビームを照射するタイミングを示す描画データの作成方法であって、前記基板上の所定領域内において、前記ビームを照射予定のマークが有るか無いかを判断するステップと、前記所定領域内に前記マークが有る場合に、前記マークを含むマーク領域を除いた領域にビームを照射した後の所定のタイミングで前記マーク領域に前記ビームを照射する描画データを作成するステップと、を有することを特徴とする。

本発明の描画データの作成方法、描画装置、及び描画方法によれば、複数回アライメントマークを計測して基板に対するビームの照射位置を補正する場合でも、アライメントマークの位置計測精度の低下を低減することが可能となる。

第１の実施形態に係る描画装置の構成図。 描画方式の説明図。 アライメントマークに関する説明をする図。 第１の実施形態に係る描画装置による描画方法を説明する図。 第１の実施形態に係るパターンデータの作成方法を示すフローチャート。 第１の実施形態のマーク領域を説明する図。 第１の実施形態の描画方法を説明するフローチャート。 第２の実施形態に係る描画装置による描画方法を説明する図。 第２の実施形態の描画方法を説明するフローチャート。 第３の実施形態のマーク領域を説明する図。 第４の実施形態の描画方法を説明する図。 カラムとアライメント検出系の配置に応じた描画方法を説明する図。 本発明の適用工程例を示す図。 本発明の課題を説明する図。

まず、各実施形態に共通する描画装置の装置構成、描画方法、及びグローバルアライメント計測について説明する。各実施形態では電子線（ビーム）を用いてウエハ上（基板上）にパターンを描画する描画装置を例に説明をするが、本発明は、集束したレーザビームやイオンビームをビームとして用いてパターン形成を行う描画装置にも適用可能である。特に、本発明はビームの照射によってウエハへの入熱が大きくなる場合に好適である。

（装置構成）
図１に各実施形態に共通する描画装置１の構成図を示す。電子銃２から発散し出てくる電子線を、電子光学系３を介してウエハ４の表面に照射する。電子光学系３は、電子線を結像するための電子レンズ系３ａ及び電子線を偏向する偏向器３ｂを有している。制御部２１は、電子銃２のＯＮ／ＯＦＦの制御をし、かつ電子光学系３を制御して電子線の集束位置や偏向量を調整する。

ステージ５はＹステージ５ａと、Ｙステージ上に載置されているＸステージ５ｂ、及び不図示のＺステージにより構成されている。ウエハ４はステージ５上の不図示のウエハチャックにより保持されている。ステージ５を制御する制御部２３からの指示を受けて、Ｘステージ５ｂはＸ軸方向に、Ｙステージ５ａはＹ軸方向に、ＺステージはＺ軸方向に移動する。Ｘステージ５ｂ上にはウエハ４の他に、基準マークが形成されている基準板６とＸ軸用の移動鏡７とが設けられている。基準マークは、後述のアライメント検出系９と電子光学系３との光軸間距離を計測するためのマークである。

干渉計８はレーザビームを測定光と参照光とに分割し、測定光をＸ軸用の移動鏡７に参照光を干渉計８の内部に設けられている参照鏡（不図示）にそれぞれ入射する。
各々の鏡から反射された光を干渉させ、検出部２４がその干渉光の強度を検出することにより、参照鏡を基準としたＸ軸用の移動鏡７の位置、すなわちステージ５のＸ軸方向の位置を検出する。Ｙステージ５ａ上に設けられている不図示のＹ軸用の移動鏡を用いて、同様の手法でステージ５のＹ軸方向の位置を検出する。検出系２４は主制御部２０に計測値を送り、主制御部２０と接続されている制御部２３がその計測値に基づいてステージ５の位置を制御する。

ウエハ４には不図示のレジストが塗布されている。ウエハ４上に形成されているアライメントマーク（マーク）１０（以下、マーク１０と称す）の位置を、位置計測器である、アライメント検出系９及び制御部２２を用いて計測する。

アライメント検出系９は、ウエハ４上に形成されている複数のマーク１０に対してレジストが感光しない波長帯域の光を照射して、基準板６上の基準マークやマーク１０を検出する。制御部２２がアライメント検出系９のセンサ上に結像されたマークの画像信号を処理することでマーク１０の位置を求める。あるいは、マーク１０からの回折光の強度を検出し、検出信号の強度変化からマーク１０の位置を求める。

フォーカスセンサ１１は、ウエハ４のＺ軸方向の高さ計測を行う。フォーカスセンサ１１は、光学式のセンサや静電容量センサ等、真空中で使用可能なセンサであることが好ましい。真空チャンバ１２内には、電子銃２、電子光学系３、ステージ５、干渉計８、フォーカス計測系１１等の照射に関わる部材や計測機器が配置されている。不図示の真空ポンプが真空チャンバ１２内を真空に排気している。

主制御部（制御部）２０は、電子銃２や電子光学系３を制御する制御部２１、アライメント検出系９を制御する制御部２２、ステージ５の駆動を制御する制御部２３、干渉計８の計測結果を検出する検出部２４、及びメモリ２５と接続されている。

主制御部２０が有するＣＰＵは、メモリ２５に記憶されている図５や図７のフローチャートに示す処理内容のプログラムを実行する。すなわち、描画に先立ち、ウエハ４に電子線を照射するタイミングを示すパターンデータ（描画データ）を作成する工程と、作成したパターンデータを用いてウエハ４に電子線を照射してパターンを描画する工程とを実行する。

これらのプログラムの実行とともに、主制御部２０は制御部２１〜２３、及び検出部２４を制御する。ウエハ４に対する電子線の照射位置やステージ５の位置を制御することによってウエハ４上に潜像パターンを形成する。また、主制御部２０は、メモリ２５に各種計測値を記憶させ、これらの計測値に基づく演算を実行する。

本発明における制御部は、少なくとも、マーク１０の位置計測値に基づいて、ウエハ４に対するビームの照射位置と当該ビームを照射するタイミングとを制御する（照射を制御する）機能を有する。よって本実施形態では、主制御部２０、制御部２１〜２３及び検出部２４が該当する。メモリ２５は後述の図５、図７のフローチャートに示す処理内容のプログラムや、描画パターンのデータ、作成されたパターンデータを記憶している。さらに、アライメント検出系９が検出したマーク１０の位置計測値を記憶していく。

描画パターンのデータとはユーザがウエハ４上に描画したいと所望するパターンを示すデータを示す。描画パターンのデータは、ＣＡＤデータやビットマップ形式のデータである。パターンデータとは、描画パターンのデータに基づいて作成される、電子線をウエハ４に照射するタイミングを示すデータである。例えば、時間軸に対して照射又は被照射の指令を示す制御データである。

図１では、１本の電子線をウエハ４に照射する様子を示しているが、電子銃２や電子光学系３を内包している１つのカラム１３から、複数本の電子線が照射されても構わない。複数の電子線で描画することでスループットを向上させることが可能となる。カラム１３の本数や、アライメント検出系９の個数は各実施形態で異なる。

（基本的な描画方法）
図２は１つのカラム１３でウエハ４に対して電子線を照射している様子を示している。カラム１３の中央部はスリット形状の照射領域（単位照射領域）３０を表している。描画装置１は、一度に最大で、照射領域３０を通過した複数の電子線をウエハ４上に照射する。照射領域３０のＹ軸方向の幅は、例えば、５０〜１００μｍである。ウエハ４をＸ軸方向及びＹ軸方向に往復移動することで、ウエハ４上にパターンを描画していく。

実線の矢印は照射領域３０が基板上を走査しながら電子線を照射するスキャン描画の、破線は電子線が照射されずにウエハ４が移動するステップ移動の様子を示している。これらを組み合わせたステップアンドスキャン動作を繰り返し行う。また、主制御部２０が、必要に応じて偏向器３ｂに電子線を偏向させてウエハ４に対する電子線の照射位置を制御することで、ウエハ４上に所望のパターンを描画する。

（グローバルアライメント計測について）
グローバルアライメント計測のためのマーク１０は、各ショット領域３１の付近に形成されている。各ショット領域３１のうちの、ユーザの選択により設定されたサンプルショット領域３２（以下、ショット領域３２と称す）付近のマーク１０の位置に基づいて、制御部２２は新しく形成する層の位置を決定する。

ショット領域３２は、プロセスに起因する位置計測誤差が生じにくい位置であることが望ましいため、露光工程以外の工程で歪みが生じやすいウエハ４の最外周を避けて設定される。倍率変形を精度良く検出するためにショット領域３２同士の位置がなるべく離れるように設定されることが好ましい。また、計測点が多いほうが位置合わせの精度は高まるが、多すぎるマーク１０の位置計測によるスループットの低下を抑制することも鑑みる必要がある。図２は、好ましいショット領域３２の配置形態を示している。

図３はグローバルアライメント計測について説明するための図である。図３（Ａ）は図２に示すショット領域３２周囲の拡大図を示している。描画対象であるショット領域３１同士の間には、約８０〜１００μｍの幅のスクライブライン３３がある。図３（Ａ）に示す通り、スクライブライン３３に収まるように、Ｘ軸方向の幅が約４０〜６０μｍのマーク１０が形成されている。

マーク１０には図３（Ｂ）〜（Ｅ）に示すような種類があり、計測方法に応じて使用するマーク形状が異なる。

ステージ５が静止している状態で、アライメント検出系９がマーク１０からの反射光をセンサに結像させる方式の場合は、図３（Ｂ）と（Ｃ）のマークが適している。特に図３（Ｃ）のマーク形状は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の位置を一度に計測することができ、かつステージ５の駆動も不要であるという利点がある。

一方、マーク１０からの回折光の強度を検出して検出信号の強度変化から位置を計測する方法もある。この方法はステージ５が走査している状態でも計測可能である。例えば、アライメント検出系９がＴＤＩ（Ｔｉｍｅ Ｄｅｌａｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）センサを備えていることが好ましい。

この場合、図３（Ｄ）や（Ｅ）のマーク形状が適用される。マーク１０を構成している直線がアライメント検出系９が走査する方向に対して角度α傾いている形状であるため、スキャン描画の最中にＸ軸方向、Ｙ軸方向の位置を同時に取得することができる。ステージ５を静止させずにマーク１０の位置計測が可能であることから、スループットの低下を抑制できるという利点がある。

続いて、マーク１０の位置計測結果に基づく重ね合わせ位置の決定方法について説明する。主制御部２０が、干渉計８を用いて計測したステージ５の位置情報と、ショット領域３２のマーク１０の位置計測結果とに基づいて統計演算処理を行い、ウエハ４に形成するパターンの格子配列を決定する。

補正後のショット領域３１の位置座標（ｘ’、ｙ’）は補正前のショット領域３１の位置座標（ｘ、ｙ）を用いて式（１）で表され、主制御部２０は式（１）で得られる補正後位置（ｘ’、ｙ’）にパターンを描画する。なお、複数のアライメントマークの計測値から求まる、格子配列のシフト成分をＳ_ｘ、Ｓ_ｙ、倍率成分をｍ_ｘ、ｍ_ｙ、回転成分をθｘ、θｙとしている。

（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る描画装置１は、図４に示すように６つのカラム１３と１つのアライメント検出系９が一体となった構成である。

カラム１３ａ〜１３ｆの有する照射領域３０に対して、ウエハ４が、図４におけるＸ軸方向（一方向）に一度走査することで短冊状のパターンが描画される。この１回のスキャン描画分の領域を、以下スリット（所定領域）と称す。カラム１３ａによって最初に描画するスリットをスリットＬ１ａ、次に描画するスリットをスリットＬ２ａとする。同様にして、カラム１３ｂ〜１３ｆが最初に描画するスリットをスリットＬ１ｂ〜Ｌ１ｆとする。また、カラム１３ａ〜１３ｆが最初に描画するスリットを第１スリット群（Ｌ１ａ〜Ｌ１ｆ）と示す。

以下同様に、ｍ回目に描画するスリットを第ｍスリット群と称す。仮に、ウエハ４の直径を３００ｍｍ、照射領域３０の幅を１００μｍ、カラム間隔を５０ｍｍとすると、描画装置１はｍ＝５００の時にウエハ４上の描画対象の領域を描画し終える。

メモリ２５に記憶されている所望の描画パターンのデータを元に、主制御部２０はパターンデータを作成する。本実施形態の場合は、主制御部２０はスリット群単位でパターンデータを作成する。図５に示すフローチャートを用いて、パターンデータの作成手順について説明する。これらの処理は、主制御部２０がメモリ２５に記憶されているプログラムを実行することにより行われる。

図５に示すフローチャートの開始前に、主制御部２０は、描画パターンのデータ、ショット領域３１の配列、形成済みのマーク１０の位置、及び少なくともそのマーク１０を含む領域（以下、マーク領域３５と称す）のサイズに関する情報を取得しているとする。すなわち、ウエハ４に形成するパターンの配置が決まっている状態である。

Ｓ１００では、主制御部２０は第１スリット群をパターンデータ作成の対象スリットとして設定する。Ｓ１０１では、主制御部２０は対象スリットとして設定したスリット群の中にマーク１０が有るか無いか（ビームを照射予定のマークが有るか無いか）を判断する。

Ｓ１０１において主制御部２０がマーク１０を含むスリットがある（ＹＥＳ）と判断した場合は、マーク領域３５を除いた領域を描画対象としてパターンデータを作成する。図６はマーク領域３５の例である。マーク領域３５はマーク１０を囲む矩形形状をしている。Ｓ１０１において主制御部２０が、マーク１０が無い（ＮＯ）と判断した場合は、対象スリット群の全てのスリットで描画すべき領域を描画対象としてパターンデータを作成する（Ｓ１０３）。

対象スリット群のパターンデータを作成し終えたら、Ｓ１０４では、全てのスリット群（本実施形態の場合はｍ＝１〜５００）分のパターンデータを作成したかどうかを判断する。まだ作成していないパターンデータがある（ＮＯ）と判断した場合には、次に描画対象となるスリット群を対象スリットとして設定し（Ｓ１０５）、再びＳ１０１〜Ｓ１０４の動作を繰り返す。

Ｓ１０４において、全てのスリット群のパターンデータを作成した（ＹＥＳ）と判断した場合には、最後に照射すべきパターンデータを設定する（Ｓ１０６）。すなわちＳ１０６において作成されるパターンは、Ｓ１０２の処理において対象外とされた、全てのマーク領域３５に対して照射をするパターンとなる。このようにして、マーク領域を除いた領域に電子線を照射した後の所定のタイミングでマーク領域に対して電子線を照射をするように照射のタイミングが設定されたパターンデータを作成する。

次に、図６に示すフローチャートを用いて、作成したパターンデータに基づいてパターンを描画する工程について説明する。Ｓ２００では、主制御部２０が不図示のウエハ搬送機構に指示をしてウエハ４をカラム１３まで搬入する。Ｓ２０１では、グローバルアライメント計測を実行する。すなわち、ショット領域３２付近に形成されているマーク１０をアライメント検出系９が検出して、計測結果と前述の式（１）を用いて描画すべきパターンの格子配列を決定する。

Ｓ２０２では、図５に示す工程で作成したパターンデータに基づいて、第１スリット群から順にスキャン描画を行う。すなわち、描画対象のスリット内にマーク１０が含まれている場合には、第１スリット群のうちマーク領域３５上を除いた領域に電子線を照射する。

Ｓ２０３では、主制御部２０がアライメント検出系９にマーク１０を検出させる所定の計測のタイミングかどうかを判断する。所定の計測タイミングとは予め設定したタイミングであり、全ショット領域３１を通じて描画すべきパターン密度が比較的均一である場合にはｎスリット毎、一定の時間毎等と設定すれば良い。一方、描画すべきパターンの密度差が大きい場合は、総照射量がある値に達した時を所定の計測タイミングとして定めると良い。

Ｓ２０３において計測のタイミングではない（ＮＯ）と主制御部２０が判断した場合には、引き続きスキャン描画を続ける。所定の計測タイミングとなった（ＹＥＳ）と主制御部２０が判断した場合には、一度描画を中断する。そして、ウエハ４を移動させてから、アライメント検出系９がマーク１０を計測する（Ｓ２０４）。

主制御部２０は、Ｓ２０４における計測結果に基づいて電子線の照射位置とウエハ４の相対位置を補正する（Ｓ２０５）。具体的には、Ｓ２０１とＳ２０４の、異なるタイミングで計測したマーク１０の位置計測値の差分から得られるウエハ４の変形量を求めて、Ｓ２０４での計測以降の照射領域に対する電子線の照射位置とウエハ４の相対位置の補正をする。主制御部２０の指示により描画中にも電子線の照射位置とウエハ４の相対位置を補正することで、ウエハ４が熱変形する場合であってもパターンの重ね合わせ精度の低下を低減することができる。

位置ずれを補正後、再びマーク領域３５を避けながら描画を行う（Ｓ２０６）。スキャン描画を行いながら、Ｓ２０７ではマーク領域３５を除く領域に対する描画が終了したかどうかを判断する。

主制御部２０が描画が終了していないと判断した（ＮＯ）場合には、Ｓ２０２で引き続き描画を続け、描画が終了するまでＳ２０２〜Ｓ２０７の処理を繰り返す。

Ｓ２０７において主制御部２０が描画が終了した（ＹＥＳ）と判断した場合、Ｓ２０８で、スキャン描画の際に照射を行わなかったマーク領域３５に対して照射を行う。マーク領域３５への照射時には、次の層を形成する際に用いるためのマーク１０のパターンを描画する。マーク領域３５に対する照射終了後、Ｓ２０９ではウエハ４を搬出して本プログラムを終了し、次のウエハ４に対する描画処理を行う。

本実施形態は、１枚のウエハ４の処理中に、複数カラム１３によってスキャン描画を行いつつアライメント検出系９が同一のマーク１０の位置を複数回計測する実施形態である。真空チャンバ１２内は、ウエハ４への入熱量が多く、かつ真空系ゆえに排熱が困難であるが、位置合わせを複数回行うことにより精度良くパターンを描画することができる。さらに前述のように描画することで、複数回マーク１０の位置を計測する場合であっても信号強度の低下や信号位置のずれに起因する計測誤差を低減させて、安定した精度で電子線の照射位置とウエハ４の相対位置を補正することができる。

なお、Ｓ２０１で計測したマーク１０の位置と、Ｓ２０４で計測したマーク１０の位置の差分を求めた結果、変形量が所定量以下であればＳ２０５における相対位置の補正処理を行わずにスキャン描画を続けてしまうほうが好ましい。このようにすることで、スループットの面で有利となる。要求されている重ね合わせ精度の度合いによっては、Ｓ２０８におけるマーク１０のパターンの描画は必須ではなく、単にマーク領域３５に対して全面的に照射しても構わない。

本実施形態のようにマーク領域３５が少なくともマーク１０を囲む大きさの場合は、マーク領域３５の数が少ない場合や、ウエハ４の熱歪みの影響が大きい場合に適している。マーク領域３５とマーク領域３５の周囲の領域とのつなぎ合わせを気にする領域が少ないことにより、マーク領域３５を最後に描画する際に、マーク領域３５と接する他の領域とのパターンのつなぎ合わせ精度の悪化を軽減できる効果がある。

マーク１０の位置を計測するタイミングが決められている場合、マーク領域３５に電子線を照射する所定のタイミングは、マーク領域３５以外の全ての領域に電子線を照射した後でなくても構わない。所定のタイミングを、スリット内の領域のうち照射予定であったマーク領域３５を除いた領域に電子線を照射した後、マーク１０の位置計測を所定回数終えた後、最後の位置計測を終えた後等としてパターンデータを作成しても構わない。

さらに、Ｓ１０１のようにマーク１０を含むスリットが有るかを判断するのではなく、所定領域内、例えば１度マーク１０の位置を計測してから再び同じマーク１０の位置を計測する間に描画される予定の領域内にマーク１０が有るかどうかを判断しても良い。

なお、Ｓ１０１で主制御部２０が、マーク１０を含むスリットが有る（ＹＥＳ）と判断した場合に、前述とは異なるパターンデータを作成することもできる。例えば、マーク領域３５には所定値より低いエネルギーで照射するようにし、スリット内の領域のうちのマーク領域３５を除いた領域には所定値より高いエネルギーを含むように照射をするパターンデータを作成してもよい。所定値は、例えば、ウエハ４上に塗布したフォトレジストの照射による溶解度の変化が現像後の膜厚換算で２０％となるエネルギー量とする。

これにより、所定値より低いエネルギーで照射した領域を現像しても、レジストの化学特性の変化は電子線を照射しなかった場合とほとんど変わらない。そのため、本手法によっても、アライメントマークの位置計測精度の低下を低減することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る描画装置１は図８に示すように、６つのカラム１３ａ〜１３ｆと６つのアライメント検出系９ａ〜９ｆを備えている。さらに、図９のフローチャートに示すプログラムがメモリ２５に記憶されている点において第１の実施形態とは異なる。

図９のフローチャートを用いて第２の実施形態における描画方法について説明をする。図９のフローチャートに示すプログラムを、主制御部２０が制御部２１〜２３や検出部２４を制御しながら実行する。Ｓ３００及びＳ３０１の処理は図７のフローチャートにおけるＳ２００及びＳ２０１の説明と同様であるため説明を省略する。

マーク領域３５を含む場合（ＹＥＳ）と含まない場合（ＮＯ）とで、パターンデータは場合分けできる（Ｓ３０２）。マーク領域３５を含む場合（ＹＥＳ）、Ｓ３０３においてカラム１３はマーク領域３５を避けてスキャン描画をする。さらに、そのスキャン範囲内にマーク１０が有る場合は、アライメント検出系９が随時マーク１０の位置を計測する。

一方、マーク領域３５を含まない場合（ＮＯ）は、そのスリットの全範囲をスキャン描画する（Ｓ３０４）。さらに、そのスキャン描画の範囲内にマーク１０が有る場合は、アライメント検出系９は随時マーク１０の位置を計測する。そのため、全てのマーク１０が計測されるとも限らないし、全てのマーク１０の計測回数が同一回数になるとも限らない。

同一のマーク１０を複数回計測した位置計測値に基づいて電子線とウエハ４の相対位置の補正処理をする際は、これらの位置計測値は同一の又は異なるアライメント検出系９によって計測されたものである。

Ｓ３０４やＳ３０４において計測したマーク１０の位置はメモリ２５に記憶されていく。Ｓ３０５では、主制御部２０が補正のタイミングか否かを判断する。補正のタイミングとは、Ｓ３０３やＳ３０４における処理中に蓄積されたマーク１０の位置計測値に基づいて、ウエハ４が所定量以上変形したタイミングである。あるいは、前述の所定のタイミングと同様の判断基準で設定しても構わない。

主制御部２０が、Ｓ３０５において補正のタイミングである（ＹＥＳ）と判断した場合は、Ｓ３０６で熱ひずみによる変形量に応じて電子線とウエハ４の相対位置を補正する。補正のタイミングではない（ＮＯ）と判断した場合は、Ｓ３０２〜Ｓ３０５までの処理を繰り返す。

Ｓ３０７でマーク領域３５を除く領域に対する描画が終了したかどうかを主制御部２０は判断し、終了したと判断した場合は、Ｓ３０８でマーク領域３５に対してマーク１０の描画しつつ電子線を照射する。最後に、Ｓ３０９でウエハ４の搬出を行う。

本実施形態に係る描画装置１は複数のアライメント検出系９を有しているため、アライメント検出系９は一度に多くのマーク１０を検出することができる。これにより、マーク１０の計測に要する時間を短縮することが可能となる。また、スキャン描画中に高い頻度でマーク１０の位置計測を実行することができるため、描画位置の補正精度を向上させることもできる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。図６のようにマーク１０の周囲を局所的にマーク領域３５として設定するのではなく、図１０のようにそのマーク１０を含む１スリット（ビームの単位照射領域に対して基板が一方向に走査したときの、単位照射領域の通過領域）を全てマーク領域３５とする点で第１及び第２の実施形態とは異なる。

本実施形態ではそれに伴い、図５及び図７に示すフローチャート中のマーク領域３５も１つのスリットであるとする。すなわち、カラム１３ａ〜１３ｆの描画対象スリット内にマーク１０が含まれている場合には、そのスリットを除いて描画するようなパターンデータを作成する。図７に示すフローチャートにおけるＳ２０８では、マーク領域３５となっているスリットに対して電子線を照射する。

照射領域３０が一方向に一度走査した時の通過領域である１スリットをマーク領域３５として設定する本実施形態は、マーク領域３５のあるスリット上をカラム１３が走査する回数が１度で済むという効果がある。つまり、第１及び第２の実施形態のように、マーク領域３５以外の領域の描画とマーク領域２５の描画との２回に分けて、同一スリット上をカラム１３が走査する必要が無いためスループットが向上する。

本実施形態はショット領域３２の数が多く、それらの位置を示すマーク１０が同一スリット上にある場合に、より効果が高まる。さらに、マーク領域３５となるスリットが同一スリット群となるように設定しておけば、最後にマーク領域３５であるスリットに対して照射をするための時間が、１スリット分のスキャン描画を行う時間だけで済ませることが可能となる。

（第４の実施形態）
図１１（Ａ）に示すように、スリットの幅とマーク１０の大きさによっては、マーク領域３５が複数のスリットにかかってしまう場合がある。

この場合は図１１（Ｂ）に示すように、スリットを全体的にΔ分シフトすることでマーク領域３５を１つのスリット内におさめると良い。具体的には、主制御部２０がウエハ４に対するカラム１３の位置をずらすようにパターンデータ作成しなおす方法や、カラム１３の位置はずらさずに偏向器３ｂを用いて、電子線が照射するスリットの位置を変更する方法などある。

先に描画した領域と後で描画するマーク領域３５では、熱の影響の受け方が異なる。そのため、なるべくマーク領域３５が１つのスリット内に収まるようにすることで、２回に分けて描画した場合に生じる恐れがあるつなぎ合わせ精度の低下を防ぐことができる。

さらに、マーク領域３５を避けて描画するデータを２つのスリット分作成する必要がなくなる。そのため、主制御部２０がパターンデータを作成する際のデータ処理の複雑化を防ぐ効果がある。

（その他の実施形態）
カラム１３とアライメント検出系９の配置として、例えば図１２に示す形態がある。図１２（Ａ）のようにカラム１３とアライメント検出系９が走査方向（Ｘ軸方向）に対して並んで配置されている構成は、熱に起因して生じる変形が戻りにくく、かつ１度の照射による熱歪みの量が大きいことも考慮しながら描画したい場合に適用される。

一方、図１２（Ｂ）のようにカラム１３とアライメント検出系９が走査方向に対して並んでいない構成は、熱に起因して生じるひずみが戻りやすい場合に適している。一時的に、局所的な熱歪みが生じている位置から少し離れた領域にあるマーク１０を計測の位置を計測することで、ウエハ４の平均的な変形量に基づいて描画位置を補正することが可能になるからである。

また図１２（Ａ）（Ｂ）の配置を組み合わせて構成することで、描画時に使用するアライメント検出系９を選択できるようにしても構わない。第１〜第４の実施形態において、同一ロットのウエハを処理する場合には、最初のウエハで計測したマーク１０の計測結果や位置ずれ補正の結果を他のウエハに対して適用しても構わない。このように処理を行うことで、アライメント計測に要する時間の低減や、主制御部２０が実行するデータ処理の負荷を低減させる効果がある。

マーク領域３５は図６や図１０に示した形状に限られるわけではないが、少なくともマーク１０よりも大きく、かつマーク領域３５がスクライブライン３３の領域内（スクライブライン内）にあることが好ましい。マーク領域３５がショット領域３１に含まれていないため、後でマーク領域３５に照射を行う際の、つなぎ合わせ精度の許容値を低くすることができる。

複数の真空チャンバ１２を有しており一度に複数枚のウエハ４に対して描画処理を行うクラスタ型の描画装置の場合、１つの主制御部２０で一括してパターンデータを作成しても良いし、各真空チャンバ１２に対応する複数の主制御部２０で作成しても良い。

また、主制御部２０がパターンデータを作成する機能を有していない場合であっても、他の場所で作成されたパターンデータを用いて制御部２１〜２３や検出部２４を制御しながら描画する描画装置であっても良い。

パターンデータの作成処理が速い場合には、描画に先立ちパターンデータを作成せずに数スリット分の描画をしながら随時作成していっても構わない。これにより、描画によるマーク１０の位置変動も考慮しながらパターンデータを作成することができる。

（各実施形態の適用場面）
ウエハ４に塗布しているレジストがネガレジストであっても、ポジレジストであっても、マーク１０上が描画対象領域となる場合がある。マーク１０上に対して電子線を照射する必要がある場合であり、かつマーク１０を複数回計測する場合に前述の各実施形態が適用される。レジストの種類に応じて本発明を適用する場面が異なるため、図１３を用いて本発明の適用場面例を説明する。

図１３はパターン形成済みの下地層４０の上にパターンを形成対象であるターゲット層４１、レジスト層４２が形成されている状態から、アライメント計測及び描画を行った照射後、現像後、エッチング後、アッシング後の状態を示している。

図１３（Ａ）はターゲット層４１として酸化膜や窒化膜等の絶縁層が、レジスト層４２としてネガ型レジストが成膜されている様子を示す。ネガ型レジストはビームが照射された領域が現像後も残る性質を有している。この性質を利用して、ターゲット層４２の成膜前に形成したマーク１０を残したまま、ターゲット層４２にパターンを形成する場合に適用する。

一方、図１３（Ｂ）はターゲット層４１としてアルミやタングステン等の金属層が、レジスト層４２としてポジ型レジストが成膜されている様子を示す。ポジ型レジストはビームが照射された領域が現像によって溶解する性質を有している。この性質を利用して、ターゲット層４２の成膜前に形成したマーク１０除去して、ターゲット層４２にパターンを形成する場合に適用する。これにより、マーク１０を残すことでマーク１０の周囲の金属層がはがれてコンタミが生じ、デバイスの特性に悪影響を及ぼすことを抑制することが可能となる。

（物品の製造方法）
本発明の、物品（半導体集積回路素子、液晶表示素子、撮像素子、磁気ヘッド、ＣＤ−ＲＷ、光学素子、フォトマスク等）の製造方法は、基板（ウエハやガラス板等）上にパターンを描画する工程と、パターンの描画された基板を現像する工程と、現像後の基板に対してエッチング処理及びイオン注入処理の少なくともいずれか一方を施す工程とを含む。さらに、他の周知の処理工程（酸化、成膜、蒸着、平坦化、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）を含んでも良い。

１ 描画装置
４ ウエハ
９ アライメント検出系
１０ マーク
２０ 主制御部
２１ 制御部（電子光学系用）
２２ 制御部（アライメント検出系用）
２３ 制御部（ステージ用）
２４ 検出部（干渉計用）
３０ 照射領域
３３ スクライブライン
３５ マーク領域

Claims (13)

1. 基板にビームを照射するタイミングを示す描画データの作成方法であって、
   前記基板上の所定領域内において、前記ビームを照射予定のマークが有るか無いかを判断するステップと、
   前記所定領域内に前記マークが有る場合に、前記マークを含むマーク領域を除いた領域にビームを照射した後の所定のタイミングで前記マーク領域に前記ビームを照射する描画データを作成するステップと、
   を有することを特徴とする描画データの作成方法。
2. 基板にビームを照射するタイミングを示す描画データの作成方法であって、
   前記基板上の所定領域内において、前記ビームを照射予定のマークが有るか無いかを判断するステップと、
   前記所定領域内に前記マーク領域が有る場合に、前記マークを含むマーク領域に所定値より低いエネルギーで照射し、かつ前記マーク領域を除いた領域に前記所定値より高いエネルギーを含むように照射をした後の所定のタイミングで、前記マーク領域に前記ビームを照射する描画データを作成するステップと、を有することを特徴とする描画データの作成方法。
3. 前記所定のタイミングは、前記マークに対する位置計測を所定回数終えた後であることを特徴とする請求項１又は２に記載の描画データの作成方法。
4. 複数の前記マークがある場合に、前記所定回数は複数の前記マークに応じて異なることを特徴とすることを特徴とする請求項３に記載の描画データの作成方法。
5. 前記所定のタイミングは前記マークに対する最後の前記位置計測を終えた後であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の描画データの作成方法。
6. 前記マーク領域がスクライブライン内にあることを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の描画データの作成方法。
7. 前記マーク領域は、前記ビームの単位照射領域に対して前記基板が一方向に走査したときの、前記単位照射領域の通過領域であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の描画データの作成方法。
8. 基板にビームを照射しパターンを描画する描画装置であって、
   前記基板上に形成されているマークの位置を計測する位置計測器と、
   前記基板に対する前記ビームの照射を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、所定領域内に前記マークが有る場合に、前記マークを含むマーク領域を除いてビームを照射した後の所定のタイミングで前記マーク領域に前記ビームを照射するように、前記ビームの照射を制御することを特徴とする描画装置。
9. 基板にビームを照射しパターンを描画する描画装置であって、
   前記基板上に形成されているマークの位置を計測する位置計測器と、
   前記基板に対する前記ビームの照射を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、所定領域内に前記マーク領域が有る場合に、前記マークを含むマーク領域に所定値より低いエネルギーで照射し、かつ前記マーク領域を除いた領域に前記所定値より高いエネルギーを含むように照射をした後の所定のタイミングで、前記マーク領域に前記ビームを照射するように、前記ビームの照射を制御することを特徴とする描画装置。
10. 前記位置計測器は前記マークの位置を複数回計測し、
    前記制御部は、前記位置計測器による計測結果を用いて、前記基板と前記ビームの照射位置との相対位置を補正することを特徴とする請求項８又は９に記載の描画装置。
11. 複数の前記位置計測器を有し、同一の又は異なる前記位置計測器によって、前記マークの位置を複数回計測することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の描画装置。
12. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の描画データの作成方法により作成した描画データを用いて、基板にビームを照射して前記基板上にパターンを描画するステップを有することを特徴とする描画方法。
13. 請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の描画装置を用いて基板にビームを照射する工程と、
    前記基板を現像する工程と、
    前記基板に対してエッチング処理及びイオン注入処理の少なくともいずれか一方を施す工程と、を有することを特徴とする物品の製造方法。

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