JP5744601B2

JP5744601B2 - 電子線描画装置及びデバイス製造方法

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Description

本発明は、電子線描画装置及びデバイス製造方法に関する。

近年、半導体集積回路の高集積化、微細化により、ウエハ等の基板上に形成されるパターンの線幅は非常に小さいものとなってきている。これに伴って、ウエハ上にパターンを形成するリソグラフィ工程ではさらに微細なパターンの転写が要求されている。このようなパターンの微細化の要求を満たす方法の一つとして、電子線描画方式が知られている。一般に、電子線描画装置では、電子銃から放出された電子線を、電子光学系を介してウエハ上の所望の位置に収束させて、ウエハを載置したステージと電子線とを相対移動させることにより、ウエハ上にパターンを描画する。このため、微細なパターンを作製する上では、電子線とウエハとの相対位置をいかに精度良く位置合わせできるかが重要なポイントとなる。

電子線とウエハの位置合わせの精度を低下させる要因の一つに、チャージアップに起因した電子線のドリフトが挙げられる。電子線描画においては、電子光学系における温度の上昇や遮蔽された電子の散乱による電子光学系のチャージアップや、電子線の照射に伴うウエハのチャージアップが生じる。これにより、電子光学系からウエハに向けて射出された電子線の照射方向のずれや、ウエハ上のグローバルな帯電分布に伴う電子線の軌道の変化により、電子線のドリフトが発生する。このため、電子線描画における位置合わせの精度が低下して、パターンの加工精度が劣化するという問題があった。

チャージアップに起因した電子線のドリフトに関する問題を解決するために、以下のような技術が提案されている。特許文献１には、ウエハからの二次電子を検出する電子検出器によりウエハ上に形成されたアライメントマークの位置を計測して、電子線のドリフトを補正する電子線描画装置が記載されている。特許文献１に記載の電子線描画装置は、描画を開始した後に所定のタイミングでウエハ上のアライメントマークに電子線を照射し、ウエハからの二次電子を電子検出器で検出して、アライメントマークの位置を計測している。そして、以前の計測結果との差から電子線のドリフト量を算出して、算出結果を電子線の偏向量に重畳させることで、電子線のドリフトを補正している。また、特許文献２には、電子線と光を用いたアライメントマークの位置計測結果に基づいて、電子線のドリフトを補正する電子線描画装置が記載されている。特許文献２に記載の電子線描画装置は、アライメントマークを電子線で走査した際にウエハからの二次電子を検出する電子検出器と、アライメントマークに光を照射して反射した光を受光するアライメント検出系とを備える。そして、特許文献２に記載の電子線描画装置は、描画開始前に一度だけ光を用いて計測したアライメントマークの位置と、描画開始後に電子線を用いて計測したアライメントマークの位置に基づいて、電子線のドリフト量を算出する。その後、算出したドリフト量に基づいて、電子線の偏向位置やステージ位置を補正することで、電子線の描画位置の補正を行っている。

特開２００１−１６８０１３号公報特開２０００−０４９０６９号公報

しかし、描画開始前と描画開始後に行ったアライメントマークの位置計測結果の比較から電子線のドリフトを算出する方法では、算出に用いる２回の位置計測の間に描画が介在し、かつそれに伴う時間差が存在する。その結果、算出された電子線のドリフト量には、間に介在する描画、温度変化などに起因した基板の変形や伸縮による誤差が生じる。このため、特許文献１、２のように光や電子線を用いて以前の位置計測結果との差に基づいて電子線のドリフト量を算出する方法では、電子線のドリフト量を正確に求めることが難しい。

そこで、本発明は、基板の上に電子線をずれなく照射して基板にパターンを正確に描画しうる電子線描画装置を提供することを目的とする。

本発明の１つの側面は、電子線で基板にパターンを描画する電子線描画装置であって、基板を保持するステージと、電子線を放出する電子源と、前記電子線を前記基板の表面に結像する電子光学系と、前記基板に形成されたマークに光を照射し、照射された光の反射光を検出して前記マークの位置を計測する第１計測器と、前記電子源から前記電子光学系を介して前記マークに照射された電子線から発生する二次電子を検出して前記マークの位置を計測する第２計測器と、制御器と、を備え、前記制御器は、前記マークの前記第１計測器による計測と前記第２計測器による計測とを電子線による前記基板へのパターンの描画を介在させることなく行い、前記マークについての前記第１計測器による計測結果と前記第２計測器による計測結果との差分に基づいて、前記基板の座標位置に応じて異なる電子線の照射位置のずれを算出し、前記算出された電子線の照射位置のずれを補正するように前記ステージおよび前記電子光学系の少なくともいずれかを制御する、ことを特徴とする。

本発明によれば、基板の上に電子線をずれなく照射して基板にパターンを正確に描画しうる電子線描画装置を提供することが可能となる。

本発明の電子線描画装置の構成を示す図である。電子線のドリフトについて説明するための図である。パターン領域の配列座標系とステージ座標系の関係を説明するための図である。第１実施形態における電子線描画方法のフローチャートである。電子線を用いてストライプ毎にパターンを描画する電子線描画方式を説明するための図である。第２実施形態における電子線描画方法のフローチャートである。第３実施形態における電子線描画方法のフローチャートである。

以下に、本発明の実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。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。また、以下の実施形態では、１本の電子線を用いてパターンを描画する電子線描画装置についてのみ説明するが、電子線の本数は必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、複数の電子線を用いてパターンを描画するマルチビーム方式の電子線描画装置にも本発明を適用できることは言うまでもない。

［第１実施形態］
図１は、本発明の電子線で基板にパターンを描画する電子線描画装置１００の構成を示す図である。電子線描画装置１００は、大別して、電子源（電子銃）２１、電子光学系１、電子検出器２４、基板(ウエハ)６を保持するステージ（ウエハステージ）２、干渉計３、アライメント光学系４、真空チャンバ５０から構成されている。電子源２１は、基板６に電子線を放出する。電子光学系１は、電子線を基板６の表面に結像する。アライメント光学系４は、ウエハ６上のマークやウエハステージ２に形成された基準マークに光を照射し、照射された光の反射光を検出して光軸（第１基準）を基準として前記マークの位置を計測する第１計測器を構成する。電子検出器２４は、電子源２１から電子光学系１を介してウエハ６上のマーク、基準マークに照射された電子線から発生する二次電子を検出して基準軸（第２基準）を基準として前記マークの位置を計測する第２計測器を構成する。真空チャンバ５０は不図示の真空ポンプによって真空排気されている。真空チャンバ５０内に電子銃２１、電子光学系１、電子検出器２４、ウエハステージ２、干渉計３、アライメント光学系４が配置されている。

電子光学系１は、電子銃２１からの電子線を収束させる電子レンズ系２２、電子線を偏向させる偏向器２３を含む。電子銃２１、電子光学系１、検出器２４は、電子光学系制御部７によって制御される。電子光学系制御部７は、電子線により基板（ウエハ）６にパターンを描画する際に、電子線を偏向器２３により走査するとともに、描画するパターンに応じて電子線の照射を制御する。電子光学系制御部７は、電子線によりウエハ６の位置を計測する際には、偏向器２３によりウエハ６に対して電子線を走査させるとともに、電子検出器２４によってウエハ６からの二次電子を検出してウエハ６の位置を求める。

ウエハステージ２は、Ｙステージ４１にＸステージ４２が載置された構成で、Ｘステージ４２上に感光材が塗布されたウエハ６が保持されている。Ｘステージ４２上のウエハ６とは異なる位置には、基準マークＳＭが形成された基準板５が設けられ、Ｘステージ４２上のＸ方向の一端にはＸ軸用移動鏡１３が設けられている。Ｙステージ４１は、電子レンズ系２２の第２基準ＡＸ１に垂直な平面内の図１の紙面に垂直なＹ方向にウエハ６の位置決めを行う。Ｘステージ４２は、電子レンズ系２２の第２基準ＡＸ１に垂直な平面内でＹ軸に垂直なＸ方向にウエハ６の位置決めを行う。Ｘステージ４２上には、電子レンズ系２２の第２基準ＡＸ１に平行なＺ方向にウエハの位置決めを行うＺステージ等（不図示）も載置されている。Ｙステージ４１、Ｘステージ４２は、ウエハステージ制御部１０によって制御される。

干渉計３は、内部に設けられたレーザ光源から射出されたレーザビームを測定光と参照光に分割する。干渉計３は、測定光をウエハステージ２上に設置されたＸ軸用移動鏡１３に、参照光を測長用干渉計３の内部に設けられた参照鏡にそれぞれ入射させて、反射した測定光と参照光を重ね合わせて干渉させ、検出器を用いて干渉光の強度を検出する。射出段階で測定光と参照光とは互いに周波数が微小量Δｆだけ異なる為、検出器からは、Ｘ軸用移動鏡１３のＸ方向の移動速度に応じて周波数がΔｆから変化しているビート信号が出力される。このビート信号をステージ位置検出部９が処理することにより、参照光の光路長を基準とした測定光の光路長の変化量、すなわち参照鏡を基準にした場合のＸ軸用移動鏡１３のＸ座標が高い分解能でかつ高精度に計測される。同様に、ウエハステージ２のＹ方向の位置を検出する干渉計（不図示）によって、ウエハステージ２に設置された移動鏡のＹ方向の座標が、参照鏡を基準にして、高分解能かつ高精度に計測される。アライメント光学系４は、非露光光をウエハ６やウエハステージ２に形成されたアライメントマークに導き、反射光をセンサに結像させることで、アライメントマークの像を検出する。そして、アライメント光学系制御部８により、アライメント光学系４の光軸ＡＸ２に対するアライメントマークの位置が求められる。主制御部１１は、電子光学系制御部７、アライメント光学系制御部８、ステージ位置検出部９、ウエハステージ制御部１０からのデータを処理し、各制御部への指令等を行う。また、メモリ１２は主制御部１１にとって必要な情報を記憶する。主制御部１１、電子光学系制御部７、アライメント光学系制御部８、ウエハステージ制御部１０は制御器を構成している。

電子線描画装置１００は、基本的にステップアンドリピート動作により、ウエハ６上の複数のショット位置にパターンを並べて描画するが、ウエハ６のスキャンと電子線の偏向によりパターンを描画しても良い。電子線を偏向してウエハステージ２に搭載されたウエハ６にパターンを描画する際、ウエハステージ２の移動に応じて、電子線を偏向する偏向器２３の制御やウエハステージ２の位置制御によってウエハ６に対する電子線の基準位置が補正される。第１実施形態の電子線描画装置１００は、アライメント光学系４と電子検出器２４を用いて、間に電子線による描画を介在させることなく、設定されたアライメントマークの位置を順次計測する。そして、電子線描画装置１００は、アライメント光学系４および電子検出器２４それぞれの計測結果に基づいて、ウエハ６上の座標位置に応じた電子線のドリフト量を算出する。これにより、ウエハ６の変形や伸縮に起因した計測値のずれを低減させることができる。この理由について、後で詳細に説明する。

図２を用いて、電子線描画装置１００における電子光学系１とウエハ６のチャージアップに起因した電子線のドリフトについて説明する。電子線描画装置１００における電子光学系１のチャージアップおよびウエハ６のチャージアップに起因した電子線の描画位置の変化を図２Ａ及び図２Ｂにそれぞれ示す。図２Ａに示されるように、電子光学系１のチャージアップが生じる場合には、電子線とＺ軸との間に傾き角θが生じ、ＸＹ平面上で描画位置のシフトが発生する。電子光学系１のチャージアップに起因して生じる描画位置のシフトは、電子線のずれの照射位置に依存しないドリフトの第２成分を構成する。一方、図２Ｂに示されるように、ウエハ６のチャージアップが生じる場合には、Ｚ軸と等電位面６０は、ウエハ６の中心部では垂直となり、ウエハ６の外縁部では傾きが生じる。この理由として、通常はウエハの周辺部が金属で接地されることが挙げられる。これにより、図２Ｂに示すように、ウエハ６のチャージアップに起因した電子線のドリフト量はウエハ６の外縁部で大きくなる。ウエハ６のチャージアップに起因して生じる描画位置のずれは、電子線のずれの照射位置に依存するドリフトの第１成分を構成する。電子光学系１のチャージアップとウエハ６のチャージアップは描画開始からの時間の経過に伴って大きくなるため、図２Ａ、図２Ｂに示す電子線のドリフト量も時間の経過とともに大きくなる。このため、仮に電子線のドリフトを無視して描画を行えば、ドリフト量の分だけ電子線の照射位置（描画位置）にずれが生じ、電子線とウエハ６との位置合わせ精度が低下する。

また、電子線とウエハ６との位置合わせ精度を低下させる別の要因として、温度変化などに起因したウエハ６の変形や伸縮が挙げられる。一般に、電子線描画装置においては、描画動作の際の温度変化などの影響でウエハ６の変形や伸縮が生じる。このため、描画動作に伴って時間経過が生じると、電子線とウエハ６との相対位置が変化する。描画動作を挟んでアライメントマークのアライメント光学系４および電子検出器２４による位置計測を行い、２つの計測結果の比較から電子線のドリフト量を算出する従来の方法では、算出に用いる２回の位置計測の間に描画動作に伴う時間経過が生じる。従って、算出された電子線のドリフト量には、温度変化などに起因したウエハの変形や伸縮による計測値のずれが含まれるため、電子線のドリフト補正における精度の低下に伴って、電子線とウエハとの位置合わせ精度が低下する。

次に、第１実施形態における電子線描画装置１００の描画動作について説明する。温度変化などに起因したウエハ６の変形や伸縮により、電子線のドリフト量の算出において計測値にずれが生じ、電子線とウエハ６の位置合わせ精度が低下することは、これまでに説明した通りである。第１実施形態の電子線描画装置１００は、描画開始後に所定のタイミングでアライメント光学系４と電子検出器２４とにより、複数のアライメントマークの位置計測を行い、計測結果に基づいてウエハ６上の座標位置に応じた電子線のドリフト量を算出する。詳細な説明の前に、図３を用いて第１実施形態の座標系について述べる。Ｘステージ４２上に載置されるウエハ６上には、図３Ａに示すように複数の矩形のパターン領域ＣＰが配列座標系αβに沿ってマトリックス状に形成されている。各パターン領域ＣＰのそれぞれは、電子線により描画されるパターンと重なり合うように定められ、各パターン領域ＣＰにはＸ方向及びＹ方向の位置合わせに用いるアライメントマークＡＭが付随して形成されている。ここで、配列座標系αβの原点を、ウエハ６上の中央付近に位置するパターン領域ＣＰ０の中心点と一致するように定める。配列座標系αβにおける各パターン領域ＣＰの設計上の座標値は、図１のメモリ１２内に予め記憶されている。図３Ｂは、ウエハ６上のアライメントマークＡＭの配列例を示す図である。アライメントマークＡＭ１〜ＡＭ８は、パターン領域ＣＰの配列の規則性を決定するために用いられるアライメントマークである。アライメントマークＡＭ１１、ＡＭ１２は、電子線のドリフト量を決定するために用いられる複数のアライメントマークである。アライメントマークＡＭ１１は、基板の周辺部に形成された第１マークを、アライメントマークＡＭ１２は、基板の中央部に形成された第２マークをそれぞれ構成する。

電子線描画装置１００は、描画処理の開始により、図４に示す描画処理フローチャートに従って、以下のステップを実行する。Ｓ１０１で、ウエハステージ制御部１０は、ステージ座標系における基準マークＳＭの設計上の座標位置に基づいて、基準マークＳＭがアライメント光学系４の光軸ＡＸ２上に位置するようにウエハステージ２を移動させる。そして、アライメント光学系制御部８は、光軸ＡＸ２に対する基準マークＳＭの位置ずれを検出する。その位置ずれに基づいて、主制御部１１は、ステージ座標系ＸＹの原点が光軸ＡＸ２と一致するように、ステージ位置検出部９が定めるステージ座標系を再設定する。次いで、ウエハステージ制御部１０は、電子レンズ系２２の計測の基準軸（第２基準）ＡＸ１とアライメント光学系４の光軸ＡＸ２との設計上の位置関係に基づいて、基準マークＳＭが電子レンズ系２２の基準軸ＡＸ１上に位置するようにウエハステージ２を移動させる。そして、電子光学系制御部７は、電子線で基準マークＳＭを走査して、基準軸ＡＸ１に対する基準マークＳＭの位置ずれを検出し、主制御部１１は、基準軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２とのベースラインを決定する。

Ｓ１０２で、ウエハ６上のアライメントマークＡＭの中から選択されたアライメントマークＡＭ１〜ＡＭ８が、設計上の座標位置に基づいて、アライメント光学系４の光軸ＡＸ２上に位置するように、ウエハステージ制御部１０はウエハステージ２を移動させる。アライメント光学系制御部８は、光軸ＡＸ２に対するアライメントマークＡＭ１〜ＡＭ８の位置ずれを検出し、位置ずれ量と設計上の座標位置から、アライメントマークＡＭ１〜ＡＭ８の実測値が得られる。Ｓ１０３で、主制御部１１は、Ｓ１０２の計測結果を用いて、グローバルアライメント法によりウエハ６内のパターン領域ＣＰの配列に関して、シフト、倍率、回転を計算して、パターン領域ＣＰの配列の規則性を決定する。主制御部１１は、その後、ベースラインと決定された配列の規則性から補正係数を求め、その結果に基づいて位置合わせを行う。ここで求めた補正係数は、主制御部１１によってメモリ１２に保存される。Ｓ１０４で、主制御部１１は、ウエハ６上のアライメントマークＡＭの中から、電子線のドリフト補正を行う為に計測する複数のアライメントマークＡＭ１１，ＡＭ１２を選択し、設定する。

Ｓ１０５で、主制御部１１は、各パターン領域ＣＰ内の位置に電子線を位置合わせさせるように偏向器２３及びウエハステージ２の少なくとも一方を動作させて、パターン領域ＣＰの設計値に対応したパターンの描画を開始する。Ｓ１０６で、主制御部１１は、所定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過するまでパターンの描画を継続して行う。Ｓ１０７で、主制御部１１は、描画動作を開始してから所定時間が経過後に、描画を停止する。Ｓ１０８で、ウエハ６の全ての描画領域への描画が完了した場合には、主制御部１１は、ウエハ６の描画を終了する。一方、ウエハ６の全ての描画領域への描画が完了していない場合には、Ｓ１０９へ進む。Ｓ１０９で、ウエハステージ制御部１０は、Ｓ１０４で設定されたアライメントマークＡＭ１１，ＡＭ１２が、Ｓ１０３で決定した配列の規則性に基づいて、アライメント光学系４の光軸ＡＸ２上に位置するようにウエハステージ２を移動させる。そして、アライメント光学系制御部８は、光軸ＡＸ２に対するアライメントマークＡＭ１１、ＡＭ１２の位置ずれを検出する。Ｓ１１０で、Ｓ１０１で算出したベースラインに基づいて、アライメントマークＡＭ１１、ＡＭ１２が電子レンズ系２２の基準軸ＡＸ１上に位置するように、ウエハステージ制御部１０はウエハステージ２を移動させる。そして、電子検出器２４は、電子線を用いてアライメントマークＡＭ１１、ＡＭ１２の位置を計測し、電子光学系制御部７は、基準軸ＡＸ１に対するアライメントマークＡＭ１１、ＡＭ１２の位置ずれを検出する。Ｓ１１１で、主制御部１１は、電子光学系制御部７とアライメント光学系制御部８の計測結果の差分から、アライメントマークＡＭ１１、ＡＭ１２について電子線のドリフト量をそれぞれ算出する。そして、主制御部１１は、アライメントマークＡＭ１１、ＡＭ１２の座標位置とドリフト量に基づき、ウエハ６上の座標系の関数を用いてウエハ６の座標位置に応じた電子線のドリフト量を求める。その後、主制御部１１は、電子光学系制御部７やウエハステージ制御部１０に指令を出し、算出したドリフト量に基づいて電子線の偏向位置またはウエハステージ２の位置を調整することにより、電子線のドリフトを補正する。Ｓ１１１で電子線のドリフト量の算出および補正を終了した後に、Ｓ１０５に戻り、パターンの描画を再開する。また、これらの描画処理は、Ｓ１０８でウエハ６の全てのチップに対する描画が完了するまで続けられ、Ｓ１０８で描画が完了した場合に、全ての処理が終了する。

第１実施形態においては、描画を開始する前に、主制御部１１が複数のアライメントマークＡＭの中からドリフト量を決定するために使用する複数のアライメントマークＡＭ１１とＡＭ１２を選択し設定する（Ｓ１０４）。そして、描画の開始から所定時間が経過した後に描画動作を停止し、アライメント光学系４と電子検出器２４とは、描画動作を介在させることなく、設定されたアライメントマークＡＭ１１，ＡＭ１２の位置を順次計測する。その後、主制御部１１は、電子光学系制御部７とアライメント光学系制御部８の計測結果に基づいて電子線のドリフト量を算出する。すなわち、主制御部１１は、電子光学系１やウエハ６のチャージアップによりドリフトが生じた電子線による位置計測結果と、チャージアップの影響を受けない光による位置計測結果との差分から、電子線のドリフト量を求める。これにより、第１実施形態の電子線描画装置１００においては、従来の電子線描画装置に比べて、アライメント光学系４と電子検出器２４を用いた位置計測の間の描画動作に伴う時間経過が極めて短い。例えば、算出に用いる２回の位置計測の時間間隔は、従来の電子線描画装置は１０分程度であったのに対し、本実施形態においては１０秒以下に短縮させることが出来る。このため、従来の電子線描画装置に比べて、ウエハ６の変形や伸縮に起因した計測値のずれを低減させることができる。これにより、電子光学系１やウエハ６のチャージアップに起因した電子線のドリフト量を精度良く決定して補正することにより、電子線とウエハ６を高精度に位置合わせすることができる。

図４のＳ１０４で設定すべきアライメントマークの設定方法について説明する。電子線描画装置１００においては、電子線の照射に伴ってウエハ６の表面に塗布されたレジストの屈折率が変化するため、電子線の照射の前後でのアライメント光学系制御部８の計測結果に違いが生じる場合がある。このため、一度でも電子線が照射されたアライメントマークを用いて電子線のドリフトを補正する場合には、アライメント光学系４の位置計測結果のずれにより、電子線のドリフト補正における精度が低下する可能性がある。電子線の照射には、パターンを描画するときの照射と電子検出器２４によってアライメントマークの位置計測を行うときの照射が含まれる。従って、Ｓ１０４においてドリフト量を決定するためのアライメントマークを設定するとき、主制御部１１は、ウエハステージにウエハ６が置かれた後に電子線が照射されていないアライメントマークを選んでいる。そこで本実施形態においては、Ｓ１０５〜Ｓ１１０の動作に伴って電子線が照射される領域や順序などを考慮して、主制御部１１は、パターンの描画を開始する前にアライメントマークの設定を行う。電子線が照射されていないアライメントマークを用いて、Ｓ１０９とＳ１１０で位置計測を行うことより、主制御部１１が電子線のドリフト量を求める。電子線が照射されていないアライメントマークを選んで設定する別の方法として、ストライプ毎にパターンを描画する電子線描画方式がある。図５に示すように、ウエハ６上には矩形のパターン領域ＣＰが形成されており、ストライプ領域７０を矢印の向きに沿って、電子線を用いたパターンの描画を行う。このため、例えば、アライメントマークを含まないストライプを描画した後にアライメントマークを含むストライプを描画することで、描画時のアライメントマークへの電子線の照射を回避することができる。これにより、アライメントマークの設定における制約を緩め、電子検出器２４とアライメント光学系４の位置計測結果に基づいて電子線のドリフト量を精度良く求めることが出来る。

Ｓ１０９、Ｓ１１０における設定された複数のアライメントマークの計測について説明する。Ｓ１０９とＳ１１０では、アライメント光学系４と電子検出器２４を用いて複数のアライメントマークＡＭ１，ＡＭ２の位置計測を行う。本実施形態において、アライメントマークＡＭ１，ＡＭ２の位置を計測する際には、アライメント光学系４を用いた位置計測の後に、電子検出器２４を用いた位置計測を行う。仮に、電子検出器２４を用いた位置計測を先に行うと、先述のように電子線の照射に伴ってウエハ６の表面に塗布されたレジストの屈折率が変化し、アライメント光学系制御部８の計測結果にずれが生じて、電子線のドリフトの測定精度が劣化する場合がある。従って、設定されたアライメントマークＡＭ１，ＡＭ２の位置計測に際しては、電子検出器２４を用いた位置計測の前に、アライメント光学系４を用いて位置計測を行い、電子線のドリフト量を高精度に測定することができる。本実施形態においては、設定された複数のアライメントマークの位置を、アライメント光学系４を用いて計測した後で電子検出器２４を用いて計測する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、１つのアライメントマークに対してアライメント光学系４と電子検出器２４を用いて位置計測を行う。次いで、他の１つのアライメントマークに対してアライメント光学系４と電子検出器２４を用いて位置計測を行うことにより、複数のアライメントマークの位置計測を行ってもよい。

Ｓ１１１における電子線のドリフト量の算出について説明する。Ｓ１１１においては、電子光学系制御部７とアライメント光学系制御部８とのＳ１０９及びＳ１１０での計測結果に基づき、主制御部１１は、電子光学系１のチャージアップとウエハ６のチャージアップとに起因した電子線のドリフトをそれぞれ算出して決定する。本実施形態においては、Ｓ１０４で設定した複数のアライメントマークのうち、一方のアライメントマークＡＭ１２は、ウエハ６の中央部に位置するため、図２Ｂに示すようにウエハ６のチャージアップによる影響が小さい。このため、アライメントマークＡＭ１２における電子光学系制御部７とアライメント光学系制御部８の計測結果の差分から、電子光学系１のチャージアップに起因した電子線のドリフト量を算出し、決定することができる。この電子光学系１のチャージアップに起因した電子線のドリフト量は、電子線の照射位置のずれの照射位置に依存しない第２成分である。一方、ウエハ６の周辺に位置するアライメントマークＡＭ１１における電子光学系制御部７とアライメント光学系制御部８の計測結果の差分には、電子光学系１とウエハ６の両方のチャージアップによる影響が含まれる。このため、アライメントマークＡＭ１１において算出した電子線のドリフト量から、先に求めた電子光学系１のチャージアップに起因した電子線のドリフト量を減じた値は、ウエハ６のチャージアップに起因した電子線のドリフト量を表す。このウエハ６のチャージアップに起因した電子線のドリフト量は、電子線の照射位置のずれの照射位置に依存する第１成分である。ウエハ６のチャージアップはウエハ平面上の位置に依存するため、アライメントマークＡＭ１１の座標位置を基に、ウエハ６上の座標系の関数を用いてウエハ６の座標位置に応じた電子線のドリフト量を算出する。その後、算出したドリフト量に基づいて、電子線のドリフト補正を実施する。主制御部１１は、電子光学系制御部７やウエハステージ制御部１０に指令を出し、算出したドリフト量に基づいて電子線の偏向位置またはウエハステージ２の位置を調整する。このとき、電子光学系１とウエハ６のチャージアップに起因した電子線のドリフトをそれぞれ区別して、電子線の偏向位置またはウエハステージ２の位置の調整を行うことにより、電子線のドリフトを補正しても良い。

本実施形態では、図３Ｂに示されるように、Ｘ軸方向に沿った２つのアライメントマークＡＭ１１、ＡＭ１２を設定した場合について説明したが、設定されるアライメントマークの数や位置、ドリフト量の算出方法はこれに限定されるものではない。このため、例えば、３以上のアライメントマークを設定して、計測されたそれぞれのドリフト量に基づいて、多項式近似により電子線のドリフト量を算出しても良い。また、Ｓ１０２で配列の規則性を決定するために位置計測を行ったアライメントマークＡＭ１〜ＡＭ８の中からアライメントマークを選んで設定しても構わない。ただし、この場合、電子線の照射に伴うレジストの屈折率変化によって光計測の精度が低下する恐れがあるため、再度描画を行う際には、設定されたアライメントマークを除いた残りのアライメントマークを用いて配列の規則性を決定することが望ましい。

続いて、アライメント光学系４と電子検出器２４によるアライメントマークの計測点数の関係について述べる。本実施形態においては、アライメント光学系４を用いたアライメントマークの位置計測結果からチップ配列の規則性を決定するとともに、アライメント光学系４と電子検出器２４のアライメントマークの位置計測結果から、電子線のドリフト量を求めている。すなわち、アライメント光学系４によるアライメントマークの位置計測結果を電子線とウエハの位置合わせの基準としている。このため、アライメント光学系４によるアライメントマークの計測点数は、電子検出器２４によるアライメントマークの計測点数に比べて多い。仮に電子検出器２４によるアライメントマークの位置計測結果を位置合わせの際の基準とした場合には、電子検出器２４によるアライメントマークの計測点数が、アライメント光学系４によるアライメントマークの計測点数よりも多くなる。

一般に、電子線を用いたウエハ上のアライメントマークの位置計測においては、現像後に電子線が照射された部分がパターニングされて、次の行程の描画を行う際に同じアライメントマークを用いて位置合わせを行うと十分な精度が得られないという課題がある。このため、高精度な位置合わせを行うためには、各行程毎に異なるアライメントマークを用いて位置計測を行う必要がある。従って、ウエハ上に形成されるアライメントマークの数が増える。しかし、ウエハのスクライブラインにおけるスペースの制約上、ウエハ上に形成できるアライメントマークの数には限りがあるため、これを超える数のアライメントマークを形成する場合には、ウエハ上のチップの集積度が低下する。以上より、電子線を用いて位置計測を行うアライメントマークの数が増えると、アライメントマークを形成する手間が増えるとともに、チップの集積度の低下を招く恐れがある。このため、本実施形態の電子線描画装置１００においては、アライメント光学系４によるアライメントマークの位置計測結果を電子線とウエハ６の位置合わせの基準とすることにより、ウエハ６上に形成するアライメントマークの数の増加を抑制している。

本実施形態によれば、描画動作を開始した後に、ウエハ６上に形成されたアライメントマークＡＭの中から設定された複数のアライメントマークの位置を、アライメント光学系４と電子検出器２４を用いて、順次計測する。そして、主制御部１１は、アライメント光学系制御部８と電子光学系制御部７の計測結果の差に基づいて電子線のドリフト量を算出し、電子線の偏向位置またはウエハステージ２の位置を補正する。これにより、本実施形態の電子線描画装置は、特許文献１、２に記載の従来の電子線描画装置に比べて、ドリフト量の算出に用いる２回の位置計測の間の時間経過を短縮することができる。このため、温度変化などに起因したウエハ６の変形や伸縮による影響を低減させることにより、時間経過とともに変化する電子線のドリフト量を高い精度で測定し、補正することが可能となる。従って、本実施形態によれば、電子線とウエハ６を高精度に位置合わせ可能な電子線描画装置を提供することができる。本実施形態では、電子線のドリフト量を測定するタイミングを一定時間毎としたが、これに限定されるものではなく、チップ単位の描画終了のタイミング、列毎の描画終了のタイミング、ストライプ毎の描画終了のタイミングなどにしても良い。また、電子線のドリフト量を測定するタイミングを検出に応じて変更しても良い。

［第２実施形態］
図６に基づいて第２実施形態の電子線描画方法について説明する。図６は、第２実施形態の電子線描画方法のフローチャートである。図１に示す電子線描画装置１００は、描画処理の開始により、図６に示す描画処理フローチャートに従って、以下のステップを実行する。なお、Ｓ２０１〜Ｓ２０８については、図４のＳ１０１〜Ｓ１０８と内容が重複するため、ここでは説明を省略する。

Ｓ２０９で、２回目以降のアライメントマークの位置計測に際して、主制御部１１は、Ｓ２０４で設定した複数のアライメントマークに基づいた電子線の照射位置のずれの算出結果を評価する。そして、主制御部１１は、前記算出結果が適正でない判断した場合にはアライメントマークＡＭの中からドリフト量を算出するための別のアライメントマークを新たに選択して再設定する。Ｓ２１０で、ウエハステージ制御部１０は、別の複数のアライメントマークが、Ｓ２０３で決定した配列の規則性に基づいてアライメント光学系４の光軸ＡＸ２上に位置するように、ウエハステージ２を移動させる。そして、アライメント光学系制御部８は、光軸ＡＸ２に対する再設定された別のアライメントマークの位置ずれを検出する。Ｓ２１１で、Ｓ２０１で算出したベースラインに基づいて、再設定された別のアライメントマークが電子レンズ系２２の基準軸ＡＸ１上に位置するように、ウエハステージ制御部１０はウエハステージ２を移動させる。そして、電子光学系制御部７は、再設定された別のアライメントマークの位置を、電子線を用いて計測して、基準軸ＡＸ１に対する設定されたアライメントマークの位置ずれを検出する。Ｓ２１２で、主制御部１１は、電子光学系制御部７とアライメント光学系制御部８の計測結果の差分から、再設定された別のアライメントマークについて電子線のドリフト量をそれぞれ算出する。そして、主制御部１１は、アライメントマークの座標位置とドリフト量に基づき、ウエハ６上の座標系の関数を用いてウエハ６の座標位置に応じた電子線のドリフト量を求める。その後、主制御部１１は、電子光学系制御部７やウエハステージ制御部１０に指令を出し、算出したドリフト量に基づいて電子線の偏向位置またはウエハステージ２の位置を調整することで、電子線のドリフトを補正する。電子線のドリフト量の算出および補正を終了した後に、Ｓ２０５に戻り、パターンの描画が再開される。これらの描画処理は、Ｓ２０８でウエハ６の全てのチップに対する描画が完了するまで続けられ、Ｓ２０８で描画が完了した場合に、全ての処理が終了する。

本実施形態においては、主制御部１１は、描画を開始する前に、アライメントマークＡＭの中から複数のアライメントマークを選んで設定する（Ｓ２０４）。そして、主制御部１１は、描画の開始から所定時間が経過後に描画動作を停止し、２回目以降のアライメントマークの位置計測を行う場合に、Ｓ２０４で行ったアライメントマークの設定の妥当性について判断する。主制御部１１は、Ｓ２０４で設定したアライメントマークを用いたドリフト補正結果の妥当性を判断し、電子線のドリフト補正が不十分な場合にはアライメントマークＡＭの中から別のアライメントマークを選び直して再設定する。その後、主制御部１１は、アライメント光学系４と電子検出器２４を用いて再設定されたアライメントマークの位置を順次計測し、電子光学系制御部７とアライメント光学系制御部８の計測結果に基づいて電子線のドリフト量を算出する。従って、第１実施形態との違いは、描画開始後に所定のタイミングでアライメントマークの設定の妥当性についての判断を実施し、電子線のドリフト補正が不十分な場合には使用するアライメントマークを選び直して再設定する点である。以下では、この効果について説明する。

電子線描画装置１００における電子光学系１やウエハ６のチャージアップに起因した電子線のドリフトには、ウエハ６上の座標位置に応じた高次成分が生じる場合がある。このため、電子線のドリフトを高精度に補正するためには、高次成分のドリフトをいかに正確に求められるかがポイントとなる。ここで、高次成分のドリフトを求めるためには、位置計測に用いるアライメントマークの数を増やすことや、設定するアライメントマークの位置を調整することが必要となる。第１実施形態においては、図４に示すＳ１０４において、主制御部１１は、パターンの描画を開始する前に、電子線のドリフトを補正するために位置計測に用いるアライメントマークの設定を実施する。このため、描画開始後にアライメントマークの数や位置を変更することは出来ない。従って、描画開始後に高次成分のドリフトが生じた際に、位置計測に用いるアライメントマークの数や位置が不適当な場合には、電子線のドリフトを精度良く補正できない可能性がある。一方で、本実施形態においては、描画開始後に所定のタイミングでアライメントマークの設定の妥当性の判断を行う。このため、高次成分のドリフトの発生により電子線のドリフト補正が不十分な場合においても、位置計測の行程毎にアライメントマークの数や位置を見直すことにより、電子線のドリフトを高精度に補正することができる。アライメントマークの設定方法や計測方法、電子線のドリフト量の算出方法や補正方法については、第１実施形態に記載の内容をそのまま適用できるので、説明は省略する。

本実施形態のドリフト補正方法においても、特許文献１、２に記載の従来の方法に比べて、ドリフト量の算出に用いる２回の位置計測の間の時間経過を短縮させることができる。このため、温度変化などに起因したウエハ６の変形や伸縮による影響を低減させることにより、時間経過とともに変化する電子線のドリフト量を高い精度で測定し、補正することが可能となる。従って、本実施形態によれば、電子線とウエハ６を高精度に位置合わせ可能な電子線描画装置を提供することができる。

［第３実施形態］
図７に基づいて第３実施形態の電子線描画方法について説明する。図１に示す電子線描画装置１００は、描画処理動作の開始により、図７に示す描画処理フローチャートに従って、以下のステップを実行する。Ｓ３０１〜Ｓ３０３とＳ３０５〜３０８については、図４のＳ１０１〜Ｓ１０３とＳ１０５〜Ｓ１０８に記載の内容と重複するため、ここでは説明を省略する。

Ｓ３０４で、主制御部１１は、ウエハ６上のアライメントマークＡＭの中からウエハ６の周辺部に位置するアライメントマークＡＭ１１（第１マーク）を選んで設定する（図３Ｂ）。アライメントマークの設定方法については、後で詳細に説明する。Ｓ３０９で、ステージ座標系における基準マークＳＭの座標位置に基づいて、基準マークＳＭがアライメント光学系４の光軸ＡＸ２上に位置するように、ウエハステージ制御部１０はウエハステージ２を移動させる。そして、アライメント光学系制御部８が、光軸ＡＸ２に対する基準マークＳＭの位置ずれを検出する。その後、Ｓ３０１で決定したベースラインに基づいて基準マークＳＭが電子レンズ系２２の基準軸ＡＸ１上に位置するように、ウエハステージ制御部１０はウエハステージ２を移動させる。次いで、電子光学系制御部７は、基準マークＳＭを電子線で走査して、基準軸ＡＸ１に対する基準マークＳＭの位置ずれを検出し、基準軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２とのベースラインを再度計測する。Ｓ３１０で、アライメントマークＡＭ１１が、Ｓ３０３で決定した配列の規則性に基づいて、アライメント光学系４の光軸ＡＸ２上に位置するようにウエハステージ制御部１０はウエハステージ２を移動させる。そして、アライメント光学系制御部８は、光軸ＡＸ２に対するアライメントマークＡＭ１１の位置ずれを検出する。Ｓ３１１で、Ｓ３０９で再度計測したベースラインに基づいて、アライメントマークＡＭ１１が電子光学系１の基準軸ＡＸ１上に位置するように、ウエハステージ制御部１０はウエハステージ２を移動させる。そして、電子光学系制御部７は、再度計測されたベースラインを用いて電子光学系１の基準軸ＡＸ１に位置合わせされた状態でアライメントマークＡＭ１１の位置を電子線で計測して、基準軸ＡＸ１に対するアライメントマークＡＭ１１の位置ずれを検出する。

Ｓ３１２で、主制御部１１は、Ｓ３０９におけるベースライン計測結果と、Ｓ３１０〜Ｓ３１１の計測結果の差分とから、アライメントマークＡＭ１１について電子線のドリフト量をそれぞれ算出する。そして、主制御部１１は、アライメントマークＡＭ１１の座標位置とドリフト量に基づき、ウエハ上の座標系の関数を用いてウエハ６の座標位置に応じた電子線のドリフト量を求める。その後、主制御部１１は、電子光学系制御部７やウエハステージ制御部１０に指令を出し、求めたドリフト量に基づいて電子線の偏向位置またはウエハステージの位置を調整することで、電子線のドリフトを補正する。電子線のドリフト量の算出および補正を終了した後に、Ｓ３０５に戻り、パターンの描画を再開する。これらの描画処理は、Ｓ３０８でウエハ６の全てのチップに対する描画が終了するまで続けられ、Ｓ３０８で描画が終了した場合に、全ての処理が終了する。

本実施形態においては、描画開始前に、複数のアライメントマークＡＭの中からアライメントマークＡＭ１１を選んで設定する。そして、描画開始から所定時間が経過後に描画動作を停止し、アライメント光学系４と電子検出器２４を用いて、基準マークＳＭと設定されたアライメントマークＡＭ１１の位置を順次計測する。その後、基準マークＳＭとアライメントマークＡＭ１１の位置計測結果に基づいて、電子線のドリフト量を算出する。従って、第１実施形態との大きな違いは、描画開始後に所定のタイミングでベースライン計測を再度行い、主制御部１１により、再度行ったベースライン計測結果を考慮して電子線のドリフト量を算出する点である。これにより、電子光学系１とウエハ６のチャージアップに起因した電子線のドリフト量を正確に求め、電子線とウエハ６を高精度に位置合わせすることができる。この理由について、以下で詳細に説明する。

本実施形態においては、Ｓ３１２により、主制御部１１は、アライメント光学系４と電子検出器２４を用いて計測した基準マークＳＭとアライメントマークＡＭ１１の位置計測結果に基づいて、電子線のドリフト量を算出する。Ｘステージ４２上でウエハ６とは異なる位置に形成される基準マークＳＭにおいては、電荷の帯電や温度変化に起因した変形や伸縮などの影響を受けにくい。このため、主制御部１１は、Ｓ３０１とＳ３０９におけるベースラインの計測結果の差を求めることで、電子光学系１のチャージアップに起因した電子線のドリフト量を算出する。一方で、ウエハ６の外縁部に位置するアライメントマークＡＭ１１における電子光学系制御部７とアライメント光学系制御部８の計測結果の差には、電子光学系１とウエハ６の両方のチャージアップによる影響が含まれる。このため、アライメントマークＡＭ１１において算出した電子線のドリフト量と、先に求めた電子光学系１のチャージアップに起因した電子線のドリフト量の差から、ウエハ６のチャージアップに起因した電子線のドリフト量が算出される。ウエハ６のチャージアップはウエハ平面上の位置に依存するため、主制御部１１は、アライメントマークＡＭ１１の座標位置を基に、ウエハ６上の座標系の関数を用いてウエハ６の座標位置に応じた電子線のドリフト量を算出する。

本実施形態の電子線描画装置１００においては、設定したアライメントマークのウエハ６上での位置に応じて、ウエハ６のチャージアップによる影響が異なるため、計測精度が変化する場合がある。例えば、ウエハ６の中心付近のアライメントマークを選んで設定した場合には、ウエハ６のチャージアップによる影響が小さいため、基準マークＳＭとアライメントマークに基づき、ウエハ６のチャージアップによるドリフトを精度良く補正することが出来ない。従って、本実施形態のアライメントマークの設定（Ｓ３０４）においては、第１実施形態や第２実施形態とは異なり、ウエハ外縁部に位置するアライメントマークを選んで設定する必要がある。なお、電子線描画装置１００における電子線のドリフト補正方法については、第１実施形態に記載の内容をそのまま適用できるので、説明は省略する。

本実施形態のドリフト補正方法においても、特許文献１、２に記載の従来の方法に比べて、ドリフト量の算出に用いる２回の位置計測の間の時間経過を短縮することができる。このため、温度変化などに起因したウエハ６の変形や伸縮による影響を低減させることにより、時間経過とともに変化する電子線のドリフト量を高い精度で測定し、補正することが可能となる。従って、本実施形態によれば、電子線とウエハ６を高精度に位置合わせ可能な電子線描画装置を提供することができる。また、本実施形態においては、電荷の帯電や温度変化に起因した変形や伸縮などの影響を受けにくい基準マークＳＭの計測結果から、電子光学系１のチャージアップに起因した電子線のドリフト量を算出する。このため、ウエハ６のチャージアップによる影響が小さいウエハ６の中心付近のアライメントマークを用いる第１実施形態や第２実施形態に比べて、精度良く電子線のドリフトを補正することができる。なお、本実施形態においては、パターンの描画を開始する前にアライメントマークを設定する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、描画開始後に所定のタイミングでアライメントマークの設定判断を行い、電子線のドリフトを補正しても良い。

［デバイス製造方法］
本発明の好適な実施形態のデバイス製造方法は、例えば、半導体デバイス、ＦＰＤのデバイスの製造に好適である。前記方法は、感光剤が塗布された基板を、上記の電子線描画装置を用いて描画する工程と、前記パターンが描画された基板を現像する工程とを含みうる。さらに、前記デバイス製造方法は、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。

Claims

電子線で基板にパターンを描画する電子線描画装置であって、
基板を保持するステージと、
電子線を放出する電子源と、
前記電子線を前記基板の表面に結像する電子光学系と、
前記基板に形成されたマークに光を照射し、照射された光の反射光を検出して前記マークの位置を計測する第１計測器と、
前記電子源から前記電子光学系を介して前記マークに照射された電子線から発生する二次電子を検出して前記マークの位置を計測する第２計測器と、
制御器と、
を備え、
前記制御器は、
前記マークの前記第１計測器による計測と前記第２計測器による計測とを電子線による前記基板へのパターンの描画を介在させることなく行い、
前記マークについての前記第１計測器による計測結果と前記第２計測器による計測結果との差分に基づいて、前記基板の座標位置に応じて異なる電子線の照射位置のずれを算出し、
前記算出された電子線の照射位置のずれを補正するように前記ステージおよび前記電子光学系の少なくともいずれかを制御する、
ことを特徴とする電子線描画装置。
前記マークとして、前記ステージに基板が置かれた後に電子線が照射されていないマークが選択される、ことを特徴とする請求項１に記載の電子線描画装置。
前記制御器は、前記基板の上における電子線の照射位置のずれの算出結果を評価し、該算出結果が適正でないと判断するならば、
前記基板に形成された別のマークを新たに選択し、
前記別のマークについて前記第１計測器による計測および前記第２計測器による計測を行い、
前記別のマークについての前記第１計測器による計測結果と前記第２計測器による計測結果との差分に基づいて電子線の照射位置のずれを新たに算出し、
前記新たに算出された電子線の照射位置のずれを補正するように前記ステージおよび前記電子光学系の少なくともいずれかを制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子線描画装置。
電子線で基板にパターンを描画する電子線描画装置であって、
基板を保持するステージと、
電子線を放出する電子源と、
前記電子線を前記基板の表面に結像する電子光学系と、
前記基板の周辺部に形成された第１マークおよび前記基板の中央部に形成された第２マークとに光を照射し、
照射された光の反射光を検出して前記第１マークおよび前記第２マークの位置を計測する第１計測器と、
前記電子源から前記電子光学系を介して前記第１マークおよび前記第２マークに照射された電子線から発生する二次電子を検出して前記第１マークおよび前記第２マークの位置を計測する第２計測器と、
制御器と、
を備え、
前記制御器は、
前記第１マークおよび前記第２マークのそれぞれについての前記第１計測器による計測と前記第２計測器による計測とを電子線による前記基板へのパターンの描画を介在させることなく行い、
前記第１マークおよび前記第２マークのそれぞれについての前記第１計測器による計測結果と前記第２計測器による計測結果との差分を算出し、
前記算出された差分から電子線の照射位置のずれの前記照射位置に依存する第１成分と前記照射位置に依存しない第２成分とを決定し、
前記決定された第１成分および第２成分に基づいてパターンを描画すべき前記基板の上における電子線の照射位置のずれを算出し、
前記算出された電子線の照射位置のずれを補正するように前記ステージおよび前記電子光学系の少なくともいずれかを制御し、
前記第２成分は、前記電子光学系のチャージアップに起因する電子線の照射位置のずれであって、前記第２マークについての前記第１計測器による計測結果と前記第２計測器による計測結果との差分として表され、
前記第１成分は、前記基板のチャージアップに起因する電子線の照射位置のずれであって、前記第１マークの前記第１計測器による計測結果と前記第２計測器による計測結果との差分から前記第２マークについての前記第１計測器による計測結果と前記第２計測器による計測結果との差分を減じた値として表される、
ことを特徴とする電子線描画装置。
電子線で基板にパターンを描画する電子線描画装置であって、
基板を保持するステージと、
電子線を放出する電子源と、
前記電子線を前記基板の表面に結像する電子光学系と、
前記基板に形成されたマークに光を照射し、照射された光の反射光を検出して前記マークの位置を計測する第１計測器と、
前記電子源から前記電子光学系を介して前記マークに照射された電子線から発生する二次電子を検出して前記マークの位置を計測する第２計測器と、
制御器と、
を備え、
前記制御器は、
前記マークの前記第１計測器による計測と前記第２計測器による計測とを電子線による前記基板へのパターンの描画を介在させることなく行い、
前記マークについての前記第１計測器による計測結果と前記第２計測器による計測結果との差分に基づいて電子線の照射位置のずれを算出し、
前記算出された電子線の照射位置のずれを補正するように前記ステージおよび前記電子光学系の少なくともいずれかを制御し、
前記ステージには、基準マークが形成されており、
前記マークは、前記基板の周辺部に形成されており、
前記第１計測器は、前記マークおよび前記基準マークのそれぞれに照射された光の反射光を検出して第１基準を基準として前記マークおよび前記基準マークの位置をそれぞれ計測し、
前記第２計測器は、前記マークおよび前記基準マークのそれぞれに照射された電子線から発生する二次電子を検出して第２基準を基準として前記第１マークおよび前記基準マークの位置をそれぞれ計測し、
前記制御器は、
前記基準マークについての前記第１計測器による計測と前記第２計測器による計測とを行って前記第１基準と前記第２基準との間のベースラインを計測し、次いで、電子線によるパターンの前記基板への描画を介在させることなく前記マークについての前記第１計測器による計測を行い、前記計測されたベースラインを用いて前記マークを前記第２基準に位置合わせした状態で前記マークについての前記第２計測器による計測を行い、
前記マークの前記第１計測器による計測結果と前記第２計測器による計測結果との差分を算出し、
前記算出された差分と前記計測されたベースラインとから電子線の照射位置のずれの前記照射位置に依存する第１成分と前記照射位置に依存しない第２成分とを決定し、
前記決定された第１成分および第２成分に基づいてパターンの描画を行う前記基板の上における電子線の照射位置のずれを算出し、
前記算出された電子線の照射位置のずれを補正するように前記ステージおよび前記電子光学系の少なくともいずれかを制御し、
前記第２成分は、前記電子光学系のチャージアップに起因する電子線の照射位置のずれであって、前記基準マークについての前記第１計測器による計測結果と前記第２計測器による計測結果との差分として表され、
前記第１成分は、前記基板のチャージアップに起因する電子線の照射位置のずれであって、前記マークについての前記第１計測器による計測結果と前記第２計測器による計測結果との差分から前記基準マークについての前記第１計測器による計測結果と前記第２計測器による計測結果との差分を減じた値として表される、
ことを特徴とする電子線描画装置。
電子線で基板にパターンを描画する電子線描画装置であって、
基板を保持するステージと、
電子線を放出する電子源と、
前記電子線を前記基板の表面に結像する電子光学系と、
前記基板の周辺部に形成された第１マークおよび前記基板の中央部に形成された第２マークとに光を照射し、照射された光の反射光を検出して前記第１マークおよび前記第２マークの位置を計測する第１計測器と、
前記電子源から前記電子光学系を介して前記第１マークおよび前記第２マークに照射された電子線から発生する二次電子を検出して前記第１マークおよび前記第２マークの位置を計測する第２計測器と、
制御器と、
を備え、
前記制御器は、
前記第１マークおよび前記第２マークのそれぞれについての前記第１計測器による計測と前記第２計測器による計測とを電子線による前記基板へのパターンの描画を介在させることなく行い、
前記第１マークおよび前記第２マークのそれぞれについての前記第１計測器による計測結果と前記第２計測器による計測結果との差分を算出し、
前記算出された差分から、電子線の照射位置のずれの前記基板上の座標位置に依存する第１成分と、前記座標位置に依存しない第２成分とを決定し、
前記決定された第１成分と前記基板の座標位置から算出された値と、前記決定された第２成分に応じた値とに基づいてパターンを描画すべき前記基板上の複数の位置における電子線の照射位置のずれを算出し、
前記算出された電子線の照射位置のずれを補正するように前記ステージおよび前記電子光学系の少なくともいずれかを制御する、
ことを特徴とする電子線描画装置。
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電子線描画装置を用いて基板にパターンを描画する工程と、
前記パターンが描画された基板を現像する工程と、
を含む、ことを特徴とするデバイス製造方法。