JP2009218248A - 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法 - Google Patents

Abstract

【目的】レーザの波長変動に起因する位置測定誤差を補正する描画装置を提供することを目的とする。
【構成】描画装置１００は、ＸＹステージ１０５上に配置された反射ミラー３０と、反射ミラー３０，３２により反射された反射光を用いてＸＹステージ１０５の位置を測長するレーザ測長装置１３０と、ヨウ素安定化レーザ光を照射するヨウ素安定化レーザ光源１３６と、２つのレーザ光の合成光を検出して、ビート信号を出力する光検出器１４０と、ビート信号を用いて、測長用レーザ光の周波数変動量を測定する周波数カウンタ１４２と、周波数変動量を用いてＸＹステージ１０５の位置を補正する補正係数を演算する制御計算機１２４と、補正係数を用いて補正した描画位置に電子ビーム２００を照射する描画部１５０と、を備えたことを特徴とする。本発明によれば、レーザの波長変動に起因する位置測定誤差を補正することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法に係り、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及びその装置内のステージの位置を補正する方法に関する。

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５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。

ここで、上述したステージは、例えばレーザ干渉計によってその位置が測定される。そして、得られた位置をビーム照射位置に対してフィードバックを行なうことで高精度なビーム照射位置を設定することができる。そのため、高精度なマスクを描画することができる。ステージの位置を測定する際には、通常、レーザ干渉計に用いるレーザの波長変動の変動分が位置測定誤差として現れないように、２つの反射ミラーを配置する。そして、一方を可動するステージ上に、他方をステージ近傍の固定位置に配置する。レーザ干渉計としては、このような差動２光束（または多重束）干渉計が用いられる。

しかしながら、レーザの波長変動を完全に無くすことができるのは、干渉計からステージ位置間距離および干渉計から固定ミラー間の距離が完全に一致する場合のみである。これに対して、描画装置ではステージを描画中に移動させる必要があるので、上述した距離を全ての場合で完全に一致させることは原理上不可能となる。ここで、一般に干渉計で用いられるレーザは、±０．０２ｐｐｍ（１Ｈｚ以上）の安定度を持っているとされる。例えば、６インチ程度のマスクを描画する場合に、ステージの可動範囲が、例えば、±７５ｍｍのとき、±７５ｍｍ×０．０２ｐｐｍ×２＝±３．７５ｎｍの位置測定誤差が生じ得ることになる。したがって、マスク内の描画位置によっては３ｎｍ程度の変動が描画中に発生しているかもしれないことになる。従来、この程度の誤差は無視できるものであった。しかし、近年のパターンの微細化に伴って、この誤差が無視できないものとなってきている。

ここで、ヨウ素安定化ヘリウムネオンレーザを用いてレーザ波長の校正を行なう技術の一例が文献に開示されている（例えば、非特許文献１参照）。
石川純"６３３ｎｍレーザ波長校正と不確かさ"，産総研計量標準報告ｖｏｌ．４，Ｎｏ．１，２００５年７月

回路線幅の微細化に伴い、レーザ干渉計に用いるレーザの波長変動に起因する位置測定誤差が無視できないレベルとなってきている。しかしながら、従来、この誤差を解消するための手法が確立されていなかった。

そこで、本発明は、かかる問題点を克服し、レーザの波長変動に起因する位置測定誤差を補正する描画装置および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は、
試料を載置する、移動可能に配置されたステージと、
ステージ上に配置された反射ミラーと、
第１のレーザ光を照射し、反射ミラーにより反射された反射光を用いてステージの位置を測長するレーザ測長装置と、
ヨウ素安定化された第２のレーザ光を照射するヨウ素安定化レーザ光源と、
第１と第２のレーザ光を同軸光軸上に合成した合成光を検出して、ビート信号を出力する検出器と、
ビート信号を用いて、第１のレーザ光の周波数変動量を測定する周波数変動量測定部と、
周波数変動量を用いてステージの位置を補正する補正係数を演算する補正係数演算部と、
補正係数を用いて補正した描画位置に荷電粒子ビームを照射して、試料に所定のパターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。

ヨウ素安定化された第２のレーザ光と第１のレーザ光を同軸光軸上に合成することで、ビート信号を得ることができる。そのビート信号を用いれば第１のレーザ光の周波数変動量を測定することができる。そして、周波数変動量を用いて波長変動分の補正係数を演算することができる。これを用いてステージの位置の誤差分を補正することで高精度な描画位置に荷電粒子ビームを照射することができる。

また、第１と第２のレーザ光として、ヘリウムネオン（ＨｅＮｅ）レーザを用いると好適である。

また、補正係数演算部は、描画中に前記ステージの移動に応じてリアルタイムで補正係数を演算し、
描画部は、リアルタイムで演算された補正係数を用いて補正した描画位置に荷電粒子ビームを照射すると好適である。

また、補正係数は、周波数変動量と第１のレーザ光の波長とを用いて演算されると好適である。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
試料を載置する、移動可能に配置されたステージ上に配置された反射ミラーに第１のレーザ光を照射し、反射ミラーにより反射された反射光を用いてステージの位置を測長する工程と、
ヨウ素安定化された第２のレーザ光を照射する工程と、
第１と第２のレーザ光を同軸光軸上に合成した合成光を検出して、ビート信号を出力する工程と、
ビート信号を用いて、第１のレーザ光の周波数変動量を測定する工程と、
周波数変動量を用いてステージの位置を補正する補正係数を演算する工程と、
補正係数を用いて補正した描画位置に荷電粒子ビームを照射して、試料に所定のパターンを描画する工程と、
を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、レーザの波長変動に起因する位置測定誤差を補正することができる。よって、位置測定誤差を補正した位置にパターンを描画することができる。

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における描画装置の構成を示す概念図である。
図１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、及び偏向器２０８を有している。そして、描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５とＸＹステージ１０５を駆動するモータ２２２が配置される。ＸＹステージ１０５上には、描画対象となる試料１０１とレーザ干渉を利用した測長装置に用いる反射ミラー３０とが配置される。また、描画室１０３内には、基準位置となる反射ミラー３２が固定されている。また、描画室１０３外には、レーザ測長装置１３０、ヨウ素安定化レーザ光源１３６、光学系１３８、及び光検出器（ＡＰＤ）１４０が配置されている。試料１０１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、磁気ディスク装置１０９、描画制御回路１１０、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）１１２、アンプ１１４、偏向制御回路１２０、ステージ制御部１２２、制御計算機１２４、及び周波数カウンタ１４２を有している。磁気ディスク装置１０９、描画制御回路１１０、偏向制御回路１２０、ステージ制御部１２２、制御計算機１２４、及び周波数カウンタ１４２は、図示しないバスを介して互いに接続されている。磁気ディスク装置１０９内には、描画データが格納されている。図１では、本実施の形態１を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれても構わないことは言うまでもない。

また、反射ミラー３０，３２、レーザ測長装置１３０、ヨウ素安定化レーザ光源１３６、光学系１３８、光検出器１４０、及び周波数カウンタ１４２について、図１では、説明を理解しやすくするためにＸＹステージ１０５の移動方向のうちの一方向（例えば、ｘ方向）分についてだけ記載しているが、ｙ方向分についても同様に構成されることは言うまでもない。

図２は、図１のレーザ測長装置の内部構成およびレーザ光の波長変動に起因する測定位置誤差の補正とビーム偏向に関与する構成を示す概念図である。
図２において、レーザ測長装置１３０は、測長用ヘリウムネオン（ＨｅＮｅ）レーザ光源１０、ハーフミラー１２，１４、反射ミラー１６、インターフェロメータ（ＩＦＭ）２０，２２、受光器２４，２６、及び測長部２８を有している。また、光学系１３８は、検光子５０，５２、ハーフミラー５１、エクスパンダ５４，５６、及びＮＤフィルタ５８，５９を有している。図２でも、図１と同様、説明を理解しやすくするためにＸＹステージ１０５の移動方向のうちの一方向（例えば、ｘ方向）分についてだけ記載しているが、ｙ方向分についても同様に構成されることは言うまでもない。

図３は、実施の形態１におけるレーザ光の波長変動に起因する測定位置誤差の補正方法の要部工程を示すフローチャート図である。
ステップ（Ｓ）１０２において、測長用レーザ光照射工程として、測長用ＨｅＮｅレーザ光源１０から測長用レーザ光を照射する。測長用ＨｅＮｅレーザ光源１０は、直交する２つの偏向面（直線偏向）で２周波同時発振する。測長用レーザ光（第１のレーザ光）としては、ヨウ素安定化レーザ光源１３６から照射されるレーザに合わせて、ＨｅＮｅレーザを用いる。そして、照射された測長用レーザ光は、ハーフミラー１２によって分岐される。一方は、ＸＹステージ１０５の位置を測定するために用いられる。他方は、レーザ波長変動の補正用に用いられる。

Ｓ１０４において、ステージ位置測長工程として、レーザ測長装置１３０は、ＸＹステージ１０５の位置を測長する。具体的には以下のようにしてＸＹステージ１０５の位置が測長される。ハーフミラー１２を通過した一方の測長用レーザ光は、ハーフミラー１４によって分岐される。一方は、ＩＦＭ２０に、他方は、反射ミラー１６で反射されてＩＦＭ２２に照射される。ＩＦＭ２０を通過した一方の測長用レーザ光は、基準位置を示す反射ミラー３２に照射され、その反射光がＩＦＭ２０を介して受光器２４で受光される。ＩＦＭ２２を通過した他方の測長用レーザ光は、可動するＸＹステージ１０５上の反射ミラー３０に照射され、その反射光がＩＦＭ２２を介して受光器２６で受光される。受光器２４，２６で受光された各反射光の信号は、測長部２８に送信される。ここで、ハーフミラー１４からＩＦＭ２０までの光路長とハーフミラー１４からＩＦＭ２２までの光路長とが同じであるとする。その場合に、測長用レーザ光の波長をλ、ＩＦＭ２０から反射ミラー３２までの往復距離をＬｒ、ＩＦＭ２２から反射ミラー３０までの往復距離をＬｍとすると、ＸＹステージ１０５が移動量ΔＬだけ移動した場合に、受光器２４で受光される反射光の位相と受光器２６で受光される反射光の位相との差（位相変化量Δφ）は、以下の式（１）で示すことができる。
（１） Δφ＝（Ｌｍ−Ｌｒ）・２π／λ＝ΔＬ・２π／λ

よって、ＸＹステージ１０５の移動量ΔＬは、測長部２８によって、位相変化量Δφを２π／λで割ることで求めることができる。この移動量ΔＬを基の位置に加算することでＸＹステージ１０５の位置座標を測長することができる。

ここで、測長用レーザ光の波長λがΔλだけ変動した場合に、観測される位相変化量Δφ’は、以下の式（２）で定義される。
（２） Δφ’＝（Ｌｍ−Ｌｒ）・２π／（λ＋Δλ）

よって、ＸＹステージ１０５の移動量ΔＬ’は、測長部２８によって、この観測された位相変化量Δφ’から変化前の波長λで距離を算出すると、以下の式（３）で定義することができる。
（３） ΔＬ’＝（Ｌｍ−Ｌｒ）・λ／（λ＋Δλ）
＝（Ｌｍ−Ｌｒ）−（Ｌｍ−Ｌｒ）・Δλ／（λ＋Δλ）

ここで、Δλは非常に小さいのでλ＋Δλ≒λと近似すると、式（３）は、以下の式（４）に変形することができる。
（４） ΔＬ’≒（Ｌｍ−Ｌｒ）−（Ｌｍ−Ｌｒ）・Δλ／λ

このように、波長λがΔλだけ変動するとＸＹステージ１０５の移動量について（Ｌｍ−Ｌｒ）・Δλ／λだけの位置測定誤差が生じることになる。ＸＹステージ１０５の移動量が例えば上述した±７５ｍｍ、Δλ／λが例えば上述した±０．０２ｐｐｍとすると、３ｎｍ程度の誤差となる。そこで、実施の形態１では、以下のようにして、この誤差を補正する。

Ｓ１０６において、ヨウ素安定化レーザ光照射工程として、ヨウ素安定化レーザ光源１３６は、ヨウ素安定化された単一波長のＨｅＮｅレーザ光（第２のレーザ光）を照射する。

Ｓ１０８において、合成工程として、ヨウ素安定化レーザ光源１３６から照射されたヨウ素安定化ＨｅＮｅレーザ光とハーフミラー１２で分岐された他方の測長用レーザ光を合成する。具体的には、まず、ハーフミラー１２で分岐された他方の測長用レーザ光は、ＮＤフィルタ５９、エクスパンダ５６、検光子５２を通過する。同様に、ヨウ素安定化ＨｅＮｅレーザ光は、ＮＤフィルタ５８、エクスパンダ５４、検光子５０を通過する。測長用レーザ光は、ＮＤフィルタ５９によって減光される。そして、エクスパンダ５６によって、エクスパンダ５４通過後のヨウ素安定化ＨｅＮｅレーザ光と波面を合わせる。そして、検光子５２によって２周波のうちの一方を遮光される。ヨウ素安定化ＨｅＮｅレーザ光は、ＮＤフィルタ５８によって減光される。そして、エクスパンダ５４によって、エクスパンダ５６通過後の測長用レーザ光と波面を合わせる。そして、検光子５０については元々単一周波であるので検光子５０をそのまま通過する。そして、ＮＤフィルタ５９、エクスパンダ５６、及び検光子５２を通過した測長用レーザ光と、ＮＤフィルタ５８、エクスパンダ５４、及び検光子５０を通過したヨウ素安定化ＨｅＮｅレーザ光とをハーフミラー５１で同軸光軸上に合成する。ＮＤフィルタ５９、エクスパンダ５６、及び検光子５２の配置順序はこれに限るものではなく、その他の異なる順序でも構わない。同様に、ＮＤフィルタ５８、エクスパンダ５４、及び検光子５０の配置順序もこれに限るものではなく、その他の異なる順序でも構わない。

Ｓ１１０において、光検出／ビート信号出力工程として、光検出器１４０は、測長用レーザ光とヨウ素安定化ＨｅＮｅレーザ光との合成光を検出して、ビート信号を出力する。測長用レーザ光の電界強度Ｅｍ（ｔ）は、振幅をＥｍ、発振周波数をωｍ、位相をφｍ、及び時間をｔとして、以下の式（５）で定義することができる。
（５） Ｅｍ（ｔ）＝Ｅｍ・ｃｏｓ（ωｍ・ｔ＋φｍ）

また、ヨウ素安定化ＨｅＮｅレーザ光の電界強度Ｅｉ（ｔ）は、振幅をＥｉ、発振周波数をωｉ、位相をφｉ、及び時間をｔとして、以下の式（６）で定義することができる。
（６） Ｅｉ（ｔ）＝Ｅｉ・ｃｏｓ（ωｉ・ｔ＋φｉ）

これら２光波の波面を合わせて、同一光軸上に合成したときの干渉波（合成波）の強度Ｉは、以下の式（７）で定義することができる。
（７） Ｉ＝｜Ｅｍ（ｔ）＋Ｅｉ（ｔ）｜^２
＝（Ｅｍ^２＋Ｅｉ^２）／２＋Ｅｍ・Ｅｉ・ｃｏｓ（Δω・ｔ＋Δφ）

但し、Δω＝ωｍ−ωｉ、Δφ＝φｍ−φｉとする。この干渉波をアバラシェフォトダイオード（ＡＰＤ）等の高速な光検出器１４０に入射した場合、光検出器１４０から式（７）で示す強度Ｉを示す信号が出力される。すなわち、式（７）の第２項で示すΔωで振動するビート信号（ＡＣ信号）がその成分として出力される。

Ｓ１１２において、周波数変動量測定工程として、周波数カウンタ１４２は、光検出器１４０の出力を入力し、上述したビート信号を用いて、測長用レーザ光の周波数変動量を測定する。周波数カウンタ１４２は、周波数変動量測定の一例となる。Δωは、測長用レーザ光の発振周波数ωｍとヨウ素安定化ＨｅＮｅレーザ光の発振周波数ωｉの差分で定義されるため、ヨウ素安定化ＨｅＮｅレーザ光の発振周波数ωｉが十分に安定しているとすると、Δωの変動分が測長用レーザ光の発振周波数ωｍの変動分と定義できる。ここで、一般に、干渉計用のレーザ光は温度コントロール等の手法により周波数の安定化を図っているがその変動は数分から数時間程度である。よって、その時間よりも短い間隔Ｔで周波数差Δω（ｔ＝Ｔ）を観測することで測長用レーザ光の周波数変動量Δｆｒを以下の式（８）で求めることができる。
（８） Δｆｒ（ｔ＝Ｔ）＝Δω（ｔ＝０）−Δω（ｔ＝Ｔ）

測定された測長用レーザ光の周波数変動量Δｆｒは、差周波数信号として、制御計算機１２４に出力される。

Ｓ１１４において、補正係数演算工程として、制御計算機１２４は、差周波数信号を入力し、周波数変動量Δｆｒを用いてＸＹステージ１０５の位置を補正する補正係数を演算する。制御計算機１２４は、補正係数演算部の一例となる。この周波数変動量Δｆｒを用いて、測長用レーザ光の波長をλ、波長変動量をΔλ、光速をＣとすると、Δλ／λは、以下の式（９）で定義される。
（９） Δλ／λ＝Δｆｒ・λ／Ｃ

このΔλ／λを補正係数とする。そして、補正係数Δλ／λを偏向制御回路１２０に衆力する。ここで、偏向制御回路１２０には、ステージ位置測長工程（Ｓ１０４）で得られたＸＹステージ１０５の位置座標（Ｘｌ，Ｙｌ）が入力される。また、描画制御回路１１０では、磁気ディスク装置１０９から描画データを読み出して複数段の変換の後、ショットデータを生成する。そして、偏向制御回路１２０にショットデータが出力される。ショットデータには、ショットするパターンの座標データ（Ｘｐ，Ｙｐ）が含まれる。

Ｓ１１４において、偏向量演算工程として、偏向制御回路１２０は、ＸＹステージ１０５の位置座標（Ｘｌ，Ｙｌ）とパターンの座標データ（Ｘｐ，Ｙｐ）と補正係数Δλ／λとを用いて、波長変動分が補正された描画位置に電子ビーム２００を偏向するための偏向量（Ｘｄ，Ｙｄ）を演算する。ここで、式（４）の位置誤差成分ΔＬ”は、以下の式（１０）で求めることができる。
（１０） ΔＬ”＝（Ｌｍ−Ｌｒ）・Δλ／λ

よって、この位置誤差成分ΔＬ”を補正量として、ΔＬ”だけＸＹステージ１０５のパターンの座標データ（Ｘｐ，Ｙｐ）を補正すればよい。

よって、偏向量（Ｘｄ，Ｙｄ）は、以下の関数式（１１）で求めることができる。但し、ｘ方向の補正量をΔＬｘ”、ｙ方向の補正量をΔＬｙ”とする。
（１１） Ｘｄ＝Ｆｘ（Ｘｌ，Ｘｐ）＋ΔＬｘ”
Ｙｄ＝Ｆｘ（Ｙｌ，Ｙｐ）＋ΔＬｙ”

Ｓ１１８において、描画工程として、描画部１５０は、補正係数を用いて補正した描画位置に電子ビーム２００を照射して、試料１０１に所望するパターンを描画する。

図４は、実施の形態１における偏向位置の一例を示す図である。
図４において、パターン４０は、既に描画されたパターンを示している。所定のパターンを描画する場合、パターンの座標データ（Ｘｐ，Ｙｐ）が、偏向器２０８の偏向可能領域（主偏向領域４２）内にあることが前提となる。そして、偏向可能領域のビーム中心４４から偏向量（Ｘｄ，Ｙｄ）だけ電子ビーム２００を偏向することで座標データ（Ｘｐ，Ｙｐ）にパターンを描画することができる。

偏向制御回路１２０では、偏向器２０８への偏向量（Ｘｄ，Ｙｄ）を示すデジタル信号を出力する。そして、デジタル信号はＤＡＣ１１２でアナログ変換され、アンプ１１４で増幅され、偏向電圧となって偏向器２０８に印加される。描画部１５０での動作は以下のようになる。

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に制御された偏向器２０８により偏向され、ステージ制御部１２２に制御されたモータ２２２により駆動されて連続移動するＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。ここで、制御計算機１２４は、描画中にＸＹステージ１０５の移動に応じてリアルタイムで補正係数を演算する。そして、描画部１５０は、リアルタイムで演算された補正係数を用いて補正した描画位置に電子ビーム２００を照射する。これにより、描画中にリアルタイムでレーザの波長変動に起因する位置測定誤差を補正することができる。例えば、各サブフィールドの描画開始毎にそのときのＸＹステージ１０５の位置及び間隔Ｔで測定した周波数変動量Δｆｒからそのサブフィールドの描画位置に対して位置誤差成分ΔＬ”だけ補正すると好適である。

以上のように実施の形態１によれば、レーザの波長変動に起因する位置測定誤差を補正することができる。よって、位置測定誤差を補正した位置にパターンを描画することができる。その結果、高精度なマスク製造が可能となる。

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。例えば、上述した例では、式（１１）で補正前の偏向量（Ｆｘ（Ｘｌ，Ｘｐ），Ｆｘ（Ｙｌ，Ｙｐ））に誤差（ΔＬｘ”，ΔＬｙ”）を加算するように記載したが、これに限るものではない。座標（Ｘｌ，Ｘｐ）と座標（Ｙｌ，Ｙｐ）と補正係数から得られる周波数変動量（Δｆｒｘ，Δｆｒｙ）を引数として、以下の式（１２）で偏向量（Ｘｄ，Ｙｄ）を求めても構わない。但し、ｘ方向の周波数変動量をΔｆｒｘ、ｙ方向の補正量をΔｆｒｙとする。
（１２） Ｘｄ＝Ｆｘ（Ｘｌ，Ｘｐ）＋Ｆｃｘ（Ｘｌ，Δｆｒｘ）
Ｙｄ＝Ｆｘ（Ｙｌ，Ｙｐ）＋Ｆｃｙ（Ｙｌ，Δｆｒｙ）

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方法及び装置は、本発明の範囲に包含される。

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。 図１のレーザ測長装置の内部構成およびレーザ光の波長変動に起因する測定位置誤差の補正とビーム偏向に関与する構成を示す概念図である。 実施の形態１におけるレーザ光の波長変動に起因する測定位置誤差の補正方法の要部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態１における偏向位置の一例を示す図である。 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。

符号の説明

１０ 測長用ＨｅＮｅレーザ光源
１２，１４，５１ ハーフミラー
１６，３０，３２ 反射ミラー
２０，２２ ＩＦＭ
２４，２６ 受光器
２８ 測長部
４０ パターン
４２ 主偏向領域
４４ 中心
５０，５２ 検光子
５４，５６ エクスパンダ
５８，５９ＮＤフィルタ
１００ 描画装置
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１０９ 磁気ディスク装置
１１０ 描画制御回路
１１２ ＤＡＣ
１１４ アンプ
１２０ 偏向制御回路
１２２ ステージ制御部
１２４ 制御計算機
１３０ レーザ測長装置
１３６ ヨウ素安定化レーザ光源
１３８ 光学系
１４０ 光検出器
１４２ 周波数カウンタ
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
２２２ モータ
３３０ 電子線
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース

Claims (5)

1. 試料を載置する、移動可能に配置されたステージと、
   前記ステージ上に配置された反射ミラーと、
   第１のレーザ光を照射し、前記反射ミラーにより反射された反射光を用いて前記ステージの位置を測長するレーザ測長装置と、
   ヨウ素安定化された第２のレーザ光を照射するヨウ素安定化レーザ光源と、
   前記第１と第２のレーザ光を同軸光軸上に合成した合成光を検出して、ビート信号を出力する検出器と、
   前記ビート信号を用いて、前記第１のレーザ光の周波数変動量を測定する周波数変動量測定部と、
   前記周波数変動量を用いて前記ステージの位置を補正する補正係数を演算する補正係数演算部と、
   前記補正係数を用いて補正した描画位置に荷電粒子ビームを照射して、前記試料に所定のパターンを描画する描画部と、
   を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
2. 前記第１と第２のレーザ光として、ヘリウムネオン（ＨｅＮｅ）レーザを用いることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。
3. 前記補正係数演算部は、描画中に前記ステージの移動に応じてリアルタイムで前記補正係数を演算し、
   前記描画部は、リアルタイムで演算された前記補正係数を用いて補正した描画位置に前記荷電粒子ビームを照射することを特徴とする請求項１又は２記載の荷電粒子ビーム描画装置。
4. 前記補正係数は、前記周波数変動量と前記第１のレーザ光の波長とを用いて演算されることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の荷電粒子ビーム描画装置。
5. 試料を載置する、移動可能に配置されたステージ上に配置された反射ミラーに第１のレーザ光を照射し、前記反射ミラーにより反射された反射光を用いて前記ステージの位置を測長する工程と、
   ヨウ素安定化された第２のレーザ光を照射する工程と、
   前記第１と第２のレーザ光を同軸光軸上に合成した合成光を検出して、ビート信号を出力する工程と、
   前記ビート信号を用いて、前記第１のレーザ光の周波数変動量を測定する工程と、
   前記周波数変動量を用いて前記ステージの位置を補正する補正係数を演算する工程と、
   前記補正係数を用いて補正した描画位置に荷電粒子ビームを照射して、前記試料に所定のパターンを描画する工程と、
   を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。

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