JP2000124114A - 荷電粒子線投影露光方法、荷電粒子線投影露光装置及びそれに用いるレチクル - Google Patents

荷電粒子線投影露光方法、荷電粒子線投影露光装置及びそれに用いるレチクル

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JP2000124114A JP30639798A JP30639798A JP2000124114A JP 2000124114 A JP2000124114 A JP 2000124114A JP 30639798 A JP30639798 A JP 30639798A JP 30639798 A JP30639798 A JP 30639798A JP 2000124114 A JP2000124114 A JP 2000124114A
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distortion
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charged particle
particle beam
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Takehisa Yahiro
威久 八尋
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 様々な要因に起因するレチクルの歪を、効率
的かつ正確に計測して補正できる荷電粒子線投影露光方
法を提供する。 【解決手段】 レチクルを露光装置にローディングする
際に生じる歪を計測するための第2のアライメントマー
ク51を、ストライプ49の外周部のサブフィールド4
1aに配置する。レチクルの製作時の誤差等に起因する
歪を計測するための第1のアライメントマーク53を、
グリレージ部45′に配置する。予め露光装置外で上記
第1のアライメントマーク53の位置を測定し、サブフ
ィールド毎の歪データを得ておく。レチクルを露光装置
にローディング後に、上記第2のアライメントマーク5
1の位置を測定してレチクルのローディング歪データを
求める。上記両歪データを重ね合わせることにより露光
装置内での実際の各サブフィールドの歪(実歪)を求
め、この実歪に基づいて投影のパラメータを調節して該
歪を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レチクル上に形成
したパターンを荷電粒子線を用いて感応基板(ウエハ
等)上に投影転写する荷電粒子線投影露光方法及び荷電
粒子線投影露光装置に関する。また、それらに用いるレ
チクルに関する。特には、様々な要因に起因するレチク
ルの歪を短時間にかつ高精度に補正することのできる荷
電粒子線投影露光方法等に関する。
【0002】
【従来の技術】電子線露光を例にとって従来技術を説明
する。電子線露光は、紫外光を用いる露光よりも高解像
度が得られるが、スループットが低いのが欠点とされて
おり、その欠点を解消すべく様々な技術開発がなされて
きた。現在では、セルプロジェクション等と呼ばれる、
デバイスパターン中の限られた種類の図形部分を繰り返
し転写露光する方式(図形部分一括露光方式と呼ぶ)が
実用化されている。しかしこの方式も、本格的な半導体
チップの量産工程におけるウエハ露光に応用するにはス
ループットが1桁程度低い。
【0003】上記の図形部分一括露光方式よりも飛躍的
に高スループットをねらう電子線露光方式として、一個
の半導体チップ全体の回路パターン(チップパターン)
を備えたレチクルに電子線を照射し、その照射範囲のパ
ターンの像を投影レンズにより縮小転写する電子線縮小
転写装置が提案されている。この種の装置の光学系で
は、レチクル上のチップパターンの全範囲に一括して電
子線を照射して一度にチップパターン全体を転写できる
ほどに広い低収差の視野は通常得られない。そこで、チ
ップパターン全体領域を多数の小領域(サブフィール
ド)に分割してレチクル上に形成し、各サブフィールド
毎にパターンを順次転写し、ウエハ上では各サブフィー
ルドの像(イメージフィールド)をつなげて配列するこ
とにより全回路パターンを転写する、との提案もなされ
ている(分割投影方式、例えば米国特許第5,260,151
号、特開平8−186070号参照)。
【0004】この分割投影方式に用いるレチクルとして
は、ステンシル式とメンブレイン式の2方式が検討され
ている。このうちステンシル式のレチクルとして有力と
考えられているものは、厚さ1〜5μm 程度のSi膜に
孔明きパターンが微細加工されたいわゆる散乱ステンシ
ルレチクルである。散乱ステンシル・レチクルにおいて
は、孔明き部に照射されたビームは散乱されることなく
通過する。一方、非孔明き部に当ったビームもほとんど
吸収されることなくレチクルを透過するが、透過の際に
散乱される。この散乱されたビームをウエハ手前で除去
するため、投影光学系中におけるマスク面のフーリエ面
となる投影レンズのビーム収束面又はその近傍にコント
ラスト開口が設けられている。このコントラスト開口に
より、レチクルの非孔明き部で散乱されて広がったビー
ムを吸収し、ウエハ上にはコントラスト開口を通過した
ビームを結像させて投影パターンのコントラストを得
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記レチク
ルは、電子ビーム描画→エッチング等のプロセスで製作
するが、製作時に歪が生じることがある。また、レチク
ルを露光装置内のレチクルステージ上の静電チャック等
にローディングするときにも歪が生じることがある。こ
のまま露光を行うと感応基板上には歪んだパターンが投
影されることになり、パターンの重ね合わせ精度やつな
ぎ合わせ精度の低下を招くという問題がある。
【0006】そこで、レチクルの歪を計測し、その結果
に基づいて投影光学系の倍率・回転・位置等のパラメー
タを調節して歪を補正しながら露光することが提案され
ている。しかし、短時間に、かつ正確にレチクル歪を計
測・補正できる具体的な方法はなかった。本発明は、こ
のような問題点に鑑みてなされたもので、様々な要因に
起因するレチクルの歪を短時間にかつ高精度に補正する
ことのできる荷電粒子線投影露光方法等を提供すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】上
記課題を解決するため、本発明の荷電粒子線投影露光方
法は、 感応基板上に転写すべきパターン(全体パター
ン)を小領域(サブフィールド)に分割してレチクル上
に形成し、 このレチクルをサブフィールド毎に荷電粒
子線で照明し、 レチクルを通過した荷電粒子線を感応
基板上のしかるべき位置に投影結像させ、 感応基板上
ではサブフィールド像を互いにつなぎ合わせることによ
り上記全体パターンを感応基板上に転写露光し、 露光
の際に、上記レチクルの歪を、投影のパラメータを調節
することにより補正する荷電粒子線投影露光方法であっ
て; 上記レチクルの製作時の誤差に主に起因する歪を
計測するための第1のアライメントマークを、レチクル
上に分布させて配置するとともに、 上記レチクルを露
光装置にローディングする際に生じる歪を計測するため
の第2のアライメントマークを、レチクル上に分布させ
て配置しておき、 予め露光装置外で上記第1のアライ
メントマークの位置を測定し、上記レチクルのサブフィ
ールド毎の歪データを得ておき、 該レチクルを用いて
の露光開始前に上記レチクル歪データを露光装置に与
え、 該レチクルを露光装置にローディング後に、上記
第2のアライメントマークの位置を測定してレチクルの
ローディング歪データを求め、該データを露光装置に与
え、 上記両歪データを重ね合わせることにより露光装
置内での実際の各サブフィールドの歪(実歪)を求め、
この実歪に基づいて投影のパラメータを調節して該歪
を補正することを特徴とする。
【0008】また、本発明の荷電粒子線投影露光装置
は、 感応基板上に転写すべきパターン(全体パター
ン)が小領域(サブフィールド)に分割して形成されて
いるレチクルを該サブフィールド毎に荷電粒子線で照明
する照明光学系と、 レチクルを通過した荷電粒子線を
感応基板上のしかるべき位置に投影結像させ、感応基板
上ではサブフィールド像を互いにつなぎ合わせる投影光
学系と、 を備え、 露光の際に、上記投影光学系のパ
ラメータを調節して上記レチクルの歪を補正しながら上
記全体パターンを感応基板上に転写露光する荷電粒子線
投影露光装置であって; 上記レチクルの製作時の誤差
に主に起因する歪を計測することのできる第1のアライ
メントマークが分布して配置されているとともに、該レ
チクルを露光装置にローディングする際に生じる歪を計
測するための第2のアライメントマークが分布して配置
されているレチクルを用い、予め露光装置外で上記第1
のアライメントマークの位置を測定し、上記レチクルの
サブフィールド毎の歪データを得ておき、該レチクルを
用いての露光開始前に上記レチクル歪データを露光装置
に与え、 該レチクルを露光装置にローディング後に、
上記第2のアライメントマークの位置を測定してレチク
ルのローディング歪データを求め、該データを露光装置
に与え、上記両歪データを重ね合わせることにより露光
装置内での実際の各サブフィールドの歪(実歪)を求
め、この実歪に基づいて投影のパラメータを調節して該
歪を補正することができることを特徴とする。
【0009】本発明のレチクルは、 感応基板上に転写
すべきパターン(全体パターン)が小領域(サブフィー
ルド)に分割されて形成されているレチクルであって;
該レチクルの製作時の誤差に主に起因する歪を計測す
るのに用いることのできる第1のアライメントマークが
レチクル上に分布して配置されているとともに、 該レ
チクルを露光装置にローディングする際に生じる歪を計
測するのに用いることのできる第2のアライメントマー
クがレチクル上に分布して配置されていることを特徴と
する。
【0010】上記構成によれば、露光装置内のレチクル
ステージにチャッキングされた状態でのレチクルの歪み
をサブフィールド毎に補正できるため、レチクルに歪み
が発生しても非常に高精度の投影露光が行える。
【0011】露光時には、露光装置外でのレチクル歪み
計測と、露光装置内での歪み計測により得た結果からサ
ブフィールド毎の位置誤差、回転ずれ、倍率ずれを計算
し、その計算結果を偏向器、回転補正レンズ、倍率補正
レンズなどにフィードバックすることにより補正露光を
行う。
【0012】つまり、レチクル製作時の歪等、露光装置
へのローディング前に生じている歪(設計値からの誤
差)を、例えば座標測定装置を用いて上記第1のアライ
メントマークの位置を測定することにより、比較的細か
いメッシュでレチクルの全面にわたって計測しておく。
そして、レチクルを露光装置内にローディングした後
に、レチクルの要所要所に配置した上記第2のアライメ
ントマークを、例えば実際に露光する荷電粒子線光源を
用いるThrough The Reticle (TTR)式で計測する。
ここで計測される歪みはレチクルの全体的な歪みであ
る。そして、両方の計測結果を重ね合わせて各サブフィ
ールドの位置や倍率、回転等の補正量を決定する。な
お、アライメントマーク間の点については内挿計算等に
より補正値を決めることもできる。
【0013】このように、レチクル各部の細かい歪は露
光装置外で事前に測定しておき、露光装置内では大まか
なレチクルの変形を計測すれば、装置内での歪の計測、
補正計算にかかる時間を短くできる。
【0014】本発明においては、上記レチクルが、上記
サブフィールドの各々1個又は複数個を有する小メンブ
レイン部と、各小メンブレイン部の周囲のグリレージ
(桟)部と、を有し、上記第1のアライメントマークを
グリレージ部に形成することができる。グリレージは荷
電粒子線露光されないところであり、また各サブフィー
ルドのすぐ近くに存在するので、上記第1のアライメン
トマークの設置場所として好適である。
【0015】本発明においては、上記第1のアライメン
トマークを各サブフィールド毎に形成することができ
る。露光及び光学系パラメータ補正の単位となるサブフ
ィールド毎に歪を把握しておくことが露光精度を確保す
る上で好ましい。
【0016】本発明においては、上記第1のアライメン
トマークが光検出する光アライメントマークマークであ
ることが好ましい。光アライメントマークの位置測定を
行う光学式の座標測定装置はポプュラーで取扱が簡単で
ある。
【0017】本発明においては、 上記レチクルが、上
記サブフィールドの各々1個又は複数個を有する小メン
ブレイン部と、各小メンブレイン部の周囲のグリレージ
(桟)部と、を有し、 上記第2のアライメントマーク
をサブフィールド内にパターン形成し、 感応基板ステ
ージ又は検査用感応基板上に基準マークを設置してお
き、 上記アライメントマークを荷電粒子線照明し、
該マークを通過して感応基板上に投影結像した荷電粒子
線ビームで上記基準マークをスキャンして上記アライメ
ントマークの位置を測定することにより上記レチクルの
ローディング歪を測定することが好ましい。この場合、
露光装置内にレチクル歪み検出用の特別な検出器を設置
する必要がないので、装置構成が単純である。また、投
影光学系や感応基板ステージ系の誤差を含めて補正する
こともできる。
【0018】本発明においては、上記第2のアライメン
トマークがメンブレインに孔の明いたいわゆるステンシ
ルマークとすることが好ましい。光でもEBステンシル
でもよいが、EBステンシルの方が、レチクル顕微鏡を
載せる必要がないので好ましい。からである。
【0019】本発明においては、 上記レチクル上に、
荷電粒子線照明光学系の視野内の幅及び/又は長さを有
し、上記サブフィールドの行列からなるストライプを設
け、このストライプの外周部のサブフィールドに上記第
2のアライメントマークを形成することが好ましい。つ
まり、荷電粒子線を偏向走査しながら、あるいはさらに
ステージを連続同期移動させながら一連の動作で露光す
るストライプの中央部には、アライメント専用のサブフ
ィールドのようなものは置かないようにすることが好ま
しい。これにより、光学系やステージ系のスキャンや調
整をスムーズに行え、スループットを損なわない、など
の利点がある。
【0020】以下、図面を参照しつつ説明する。まず、
電子線露光の概要(例)について説明する。図3は、分
割転写方式の電子線投影露光装置の光学系全体における
結像関係及び制御系の概要を示す図である。光学系の最
上流に配置されている電子銃1は、下方に向けて電子線
を放射する。電子銃1の下方には2段のコンデンサレン
ズ3、5が備えられており、電子線は、これらのコンデ
ンサレンズ3、5を通ってブランキング開口7にクロス
オーバーC.O.を結像する。
【0021】コンデンサレンズ5の下には、矩形開口6
が備えられている。この矩形開口(照明ビーム成形開
口)6は、レチクルの一つのサブフィールド(単位露光
領域)を照明する照明ビームのみを通過させる。具体的
には、開口6は、照明ビームをレチクルサイズ換算で1
mm角強の寸法の正方形に成形する。この開口6の像は、
レンズ9によってレチクル10に結像される。
【0022】ビーム成形開口6の下方には、クロスオー
バC.O.の形成されている位置に、ブランキング開口7が
設置されている。ブランキング開口7の下には、照明ビ
ーム偏向器8が配置されている。この偏向器8は、主に
照明ビームを図3のX方向に順次走査して、照明光学系
の視野内にあるレチクルの各サブフィールドの照明を行
う。偏向器8の下方には、コンデンサレンズ9が配置さ
れている。コンデンサレンズ9は、電子線を平行ビーム
化してレチクル10に当て、レチクル10上にビーム成
形開口6を結像させる。
【0023】レチクル10は、図3では、光軸上の1サ
ブフィールドのみが示されているが、実際には光軸垂直
面内(X−Y面)に広がっており多数のサブフィールド
を有する。レチクル10上には、全体として一個の半導
体デバイスチップをなすパターン(チップパターン、大
領域パターン)が形成されている。
【0024】照明光学系の視野内で各サブフィールドを
照明する際には、上述のとおり、偏向器8で電子線を偏
向させる。同時に、レチクル10とウエハ15を機械的
に同期移動させる。すなわち、、レチクル10は、XY
方向に移動可能なレチクルステージ11上に載置されて
いる。そして、ウエハ15もXY方向に移動可能なウエ
ハステージ16上に載置されている。これらのレチクル
ステージ11とウエハステージ16とを、互いに逆のY
方向に同期走査することにより、チップパターン内でY
方向に多数配列されたサブフィールドを順次露光する。
なお、両ステージ11、16には、レーザ干渉計を用い
た正確な位置測定システムが装備されており、ウエハ1
5上でレチクル10上のサブフィールドの縮小像が正確
に繋ぎ合わされる。
【0025】レチクル10の下方には投影レンズ12及
び14及び偏向器13が設けられている。そして、レチ
クル10のあるサブフィールドに照明ビームが当てら
れ、レチクル10の白パターン部(ステンシルレチクル
であれば孔開き部、散乱メンブレインレチクルであれば
高散乱体膜のないメンブレイン部)を通過した電子線
は、投影レンズ12、14によって縮小されるととも
に、偏向器13により偏向されてウエハ15上の所定の
位置に結像される。ウエハ15上には、適当なレジスト
が塗布されており、レジストに電子ビームのドーズが与
えられてレチクル上のパターンが縮小されてウエハ15
上に転写される。投影レンズ12、14の周辺には、図
示せぬ倍率補正レンズや回転補正レンズ、非点補正レン
ズ等が配置されている。各補正レンズは、投影光学系の
倍率や回転、非点収差歪等の修正を行う。
【0026】なお、レチクル10とウエハ15の間を縮
小率比で内分する点にクロスオーバーC.O.が形成され、
同クロスオーバー位置にはコントラスト開口17が設け
られている。同開口17は、レチクル10での黒パター
ン部(ステンシルレチクルであれば非孔開き部、散乱メ
ンブレインレチクルであれば高散乱体膜部)で散乱され
た電子線がウエハ15に到達しないよう遮断する。
【0027】上記各レンズ3、5、9、12、14及び
各偏向器8、13は、各々のコイル電源3a、5a、9
a、12a、14a及び8a、13aを介して、制御部
21によりコントロールされる。また、レチクルステー
ジ11及びウエハステージ16も、ステージ駆動モータ
制御部11a、16aを介して、制御部21によりコン
トロールされる。結局、上述のレチクル10上の各サブ
フィールドが順次照明されるとともに、該サブフィール
ドの像がウエハ15上のしかるべき位置に投影され、サ
ブフィールドの縮小像がウエハ上で正確に繋ぎ合わされ
てチップパターン全体の縮小像がウエハ上に転写され
る。
【0028】次に、分割転写方式の電子線投影露光に用
いられるレチクルの詳細例について、図2を用いて説明
する。図2は、本発明の1実施例に係る電子線露光用の
レチクルの構成を模式的に示す図である。(A)は斜視
図であり、(B)は平面図である。
【0029】図2中、多数の正方形41で示されている
領域が、一つのサブフィールドに対応したパターン領域
を含む小メンブレイン領域(厚さ0.1μm 〜数μm )
である。一つのサブフィールドは、現在検討されている
ところでは、レチクル上で0.5〜5mm角程度の大きさ
を有する。このサブフィールドがウエハ上に縮小投影さ
れた投影像の領域(イメージフィールド)の大きさは、
縮小率1/5で0.1〜1mm角である。小メンブレイン
領域41の周囲の直交する格子状のグリレージと呼ばれ
る部分45は、メンブレインの機械強度を保つための、
厚さ0.5〜1mm程度の梁である。グリレージ45の幅
は100μm 程度である。
【0030】図のX方向には多数の小メンブレイン領域
41が並んで一つのグループ(走査帯)をなし、そのよ
うな列がY方向に多数並んで1つのストライプ49を形
成している。ストライプ49の幅は電子線光学系の偏向
可能視野の広さに対応している。ストライプ49は、X
方向に並列に複数存在する。隣り合うストライプ49の
間にストラット47として示されている幅の太い梁は、
レチクル全体のたわみを小さく保つためのものである。
ストラット47はグリレージと一体で、厚さ0.5〜1
mm程度であり、幅は数mmである。
【0031】現在有力と考えられている方式によれば、
投影露光の際に1つのストライプ49内のX方向の列は
電子線偏向により順次露光される。一方、ストライプ4
9内のY方向の列は、連続ステージ走査により順次露光
される。隣のストライプ49に進む際はステージを間欠
的に送る。
【0032】投影露光の際、ウエハ上では、スカート
(サブフィールドの回りの額縁状の非パターン領域)や
グリレージ等の非パターン領域はキャンセルされ、各サ
ブフィールドのパターンがチップ全体で繋ぎ合わせされ
る。なお、転写の縮小率は1/4あるいは1/5が検討
されており、ウエハ上における1チップのサイズは、4
GDRAMで27mm×44mmが想定されているので、レ
チクルのチップパターンの非パターン部を含む全体のサ
イズは、120〜230mm×150〜350mm程度とな
る。
【0033】次に、本発明の1実施例に係るレチクルに
おけるアライメントマーク配置について説明する。図1
は、本発明の1実施例に係るレチクルの1つのストライ
プにおけるアライメントマーク配置を模式的に示す平面
図(ウエハ側すなわち電子線下流側から見た図)であ
る。この例のレチクルのストライプ49には、縦横にサ
ブフィールドを含む小メンブレイン領域41が配列され
ている。なお以下の説明では、小メンブレイン領域のこ
とをサブフィールドという。
【0034】これらのサブフィールド41のうち最外周
の1列41aは、第1のアライメントマーク(荷電粒子
線アライメントマーク)の専用領域である。これらのサ
ブフィールド41aは、デバイス形成用のパターンを有
せず、荷電粒子線アライメントマーク(パターン)51
のみが形成されている。荷電粒子線アライメントマーク
51は、複数の帯状の開孔を有するステンシル型のライ
ンアンドスペースパターンである。アラインメントマー
ク51は、X方向に延びるものとY方向に延びるものが
ペアとなっている。一方、最外周部のサブフィールド4
1aを除く内側のサブフィールド41bは、通常のデバ
イス形成用のパターンを有する。
【0035】隣り合うサブフィールド41の間のグリレ
ージの底の部分45′には、第2のアライメントマーク
(光アライメントマーク)53が形成されている。この
マーク53は、十字形をしており、シリコン基板の表面
にCrやTa等を蒸着することにより形成されている。
光アライメントマーク53は、デバイスパターンを有す
る1つのサブフィールド41bの周囲の4カ所に形成さ
れており、設計上は4つのマーク53の中心位置がその
中のサブフィールド41bの中心位置と合致している。
また、縦・横に並ぶマーク53は、レチクルの座標に沿
って、ある等しい間隔で並んでいる。
【0036】マーク53や51は、レチクルの製作プロ
セス(電子線描画、蒸着、エッチング等)において同時
に形成されるので、その位置精度はレチクルのパターン
精度と同様に高い。
【0037】各マークの役割と検出方法について説明す
る。まずレチクル製作後に、ストライプ49のグリレー
ジ下面45′に配置している光検出マーク位置53を、
露光装置外で座標測定装置を用いて検出する。これによ
りレチクル作成時に発生した歪み(設計値との誤差)を
計測しておく。この計測では位置ずれ、回転ずれ、倍率
ずれなどのレチクル作成時の誤差(一次歪み)をサブフ
ィールド毎に測定することができる。なお、座標測定装
置は、光波干渉式座標測定機6i型(ニコン製)等を用
いることができる。
【0038】次に露光装置内でレチクルをレチクルステ
ージにチャッキングした後、ストライプ周辺のアライメ
ントマーク専用サブフィールド41aに配置したステン
シルマークの位置をTTR(Through The Reticle)方式
で検出することにより、ストライプ周辺の歪みを計測す
る。ここで計測される歪みは露光装置内でレチクルをチ
ャッキングする際に発生する歪みなどである。計測は、
ステンシルマークを透過した荷電粒子線でウエハステー
ジ上の基準マーク又はレチクル歪み計測用ウエハのマー
ク上をスキャンすることにより行う。なお、基準マーク
もX方向及びY方向に延びるラインアンドスペース型で
ある。この歪み計測によりレチクルチャッキングによる
歪みなどを測定する。ここで計測される歪みはストライ
プの全体的な歪みであり、サブフィールド毎の局所的な
歪みは直接的には計測できない。
【0039】光検出による各サブフィールドの歪み計測
結果と、荷電粒子線による装置内でのストライプ周辺の
ローディング歪みの計測結果とを用いて、各サブフィー
ルドの歪みを計算する。ストライプ周辺の歪み測定結果
とサブフィールド毎の歪み測定結果からストライプ周辺
での両者の整合をとり、ストライプ内のサブフィールド
毎の位置ずれ、回転ずれ、倍率ずれなどを計算する。な
お、ストライプ内部のサブフィールドのローディング歪
については、ストライプ周辺のローディング歪の内挿計
算等により求める。計算によって求めた歪みを偏向器、
回転補正レンズ、倍率補正レンズなどを用いて補正する
ことによりサブフィールド毎に補正露光を行う。
【0040】図4は、レチクルのあるストライプにおけ
る製作誤差を概念的に示す平面図である。この図では、
左右方向中央部の各サブフィールド41bがやや上方向
にズレたような誤差が生じている。なお、ズレの形態・
絶対量は仮定の話である。各サブフィールド41bの中
心位置のズレを、各サブフィールド41bの周りのアラ
インメントマーク53の位置を測定してその平均値を求
めることにより測定する。各サブフィールド41bの回
転ズレを、周りのアラインメントマーク53の回転を測
定することにより求める。また、各サブフィールド41
bの倍率誤差を、周りのアラインメントマーク53相互
の間隔を測定することにより求める。以上により、ロー
ディング前のレチクルの誤差を求めることができる。
【0041】図5は、レチクルローディング後における
ストライプ全体の変形の様子を概念的に示す平面図であ
る。この図では、右側に行くほど下にズレる平行四辺形
歪がローディング後のレチクルに生じている。ストライ
プ49の最外周部のサブフィールド41aに形成してあ
るアラインメントマーク51の位置ズレを、TTR式に
ウエハステージ上の基準マークとスキャンすることによ
り平行四辺形歪を測定する。その測定結果に基づき、デ
バイスパターンを有する各サブフィールド41bの位置
と平行四辺形歪を内挿計算により推定する。次に、上述
の方法で露光装置外で測定した一次歪にローディング歪
を重ね合わせて各サブフィールド41bの露光装置内で
の実際の歪を計算する。そして、その歪を修正するよう
に投影光学系の偏向器や倍率補正レンズ、回転補正レン
ズ等を調整して露光する。
【0042】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、様々な要因に起因するレチクルの歪を、短時
間にかつ高精度に補正することのできる荷電粒子線投影
露光方法等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例に係るレチクルの1つのスト
ライプにおけるアライメントマーク配置を模式的に示す
平面図(ウエハ側、電子線下流側から見た図)である。
【図2】本発明の1実施例に係る電子線露光用のレチク
ルの構成を模式的に示す図である。(A)は斜視図であ
り、(B)は平面図である。
【図3】分割転写方式の電子線投影露光装置の光学系全
体における結像関係及び制御系の概要を示す図である。
【図4】レチクルの一部分における製作誤差を概念的に
示す平面図である。
【図5】ローディング後のストライプ全体の変形の様子
を概念的に示す平面図である。
【符号の説明】
1 電子銃 3,5 コンデンサ
レンズ 6 矩形開口 7 ブランキング開
口 8 偏向器 9 コンデンサレン
ズ 10 レチクル 11 レチクルステ
ージ 12 投影レンズ 13 偏向器 14 投影レンズ 15 ウエハ 16 ウエハステージ 21 制御部 41 サブフィールド 45 グリレージ 47 ストラット 49 ストライプ 51 第2のアライメントマーク(荷電粒子線アライメ
ントマーク) 53 第1のアライメントマーク(光アライメントマー
ク)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/30 541V 541S

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 感応基板上に転写すべきパターン(全体
    パターン)を小領域(サブフィールド)に分割してレチ
    クル上に形成し、 このレチクルをサブフィールド毎に荷電粒子線で照明
    し、 レチクルを通過した荷電粒子線を感応基板上のしかるべ
    き位置に投影結像させ、 感応基板上ではサブフィールド像を互いにつなぎ合わせ
    ることにより上記全体パターンを感応基板上に転写露光
    し、 露光の際に、上記レチクルの歪を、投影のパラメータを
    調節することにより補正する荷電粒子線投影露光方法で
    あって;上記レチクルの製作時の誤差に主に起因する歪
    を計測するための第1のアライメントマークを、レチク
    ル上に分布させて配置するとともに、 上記レチクルを露光装置にローディングする際に生じる
    歪を計測するための第2のアライメントマークを、レチ
    クル上に分布させて配置しておき、 予め露光装置外で上記第1のアライメントマークの位置
    を測定し、上記レチクルのサブフィールド毎の歪データ
    を得ておき、 該レチクルを用いての露光開始前に上記レチクル歪デー
    タを露光装置に与え、 該レチクルを露光装置にローディング後に、上記第2の
    アライメントマークの位置を測定してレチクルのローデ
    ィング歪データを求め、該データを露光装置に与え、 上記両歪データを重ね合わせることにより露光装置内で
    の実際の各サブフィールドの歪(実歪)を求め、 この実歪に基づいて投影のパラメータを調節して該歪を
    補正することを特徴とする荷電粒子線投影露光方法。
  2. 【請求項2】 上記レチクルが、上記サブフィールドの
    各々1個又は複数個を有する小メンブレイン部と、各小
    メンブレイン部の周囲のグリレージ(桟)部と、を有
    し、 上記第1のアライメントマークをグリレージ部に形成し
    たことを特徴とする請求項1記載の荷電粒子線投影露光
    方法。
  3. 【請求項3】 上記第1のアライメントマークを各サブ
    フィールド毎に形成したことを特徴とする請求項1又は
    2記載の荷電粒子線投影露光方法。
  4. 【請求項4】 上記第1のアライメントマークが、光で
    検出する光アライメントマークマークであることを特徴
    とする請求項1、2又は3記載の荷電粒子線投影露光方
    法。
  5. 【請求項5】 上記レチクルが、上記サブフィールドの
    各々1個又は複数個を有する小メンブレイン部と、各小
    メンブレイン部の周囲のグリレージ(桟)部と、を有
    し、 上記第2のアライメントマークをサブフィールド内にパ
    ターン形成し、 感応基板ステージ又は検査用感応基板上に基準マークを
    設置しておき、 上記アライメントマークを荷電粒子線照明し、 該マークを通過して感応基板上に投影結像した荷電粒子
    線ビームで上記基準マークをスキャンして上記アライメ
    ントマークの位置を測定することにより上記レチクルの
    ローディングの際に生じる歪を測定することを特徴とす
    る請求項1〜5いずれか1項記載の荷電粒子線投影露光
    方法。
  6. 【請求項6】 上記レチクル上に、荷電粒子線照明光学
    系の視野内の幅及び/又は長さを有し、上記サブフィー
    ルドの行列からなるストライプを設け、 このストライプの外周部のサブフィールドに上記第2の
    アライメントマークを形成することを特徴とする請求項
    5記載の荷電粒子線投影露光方法。
  7. 【請求項7】 上記第2のアライメントマークがメンブ
    レインに孔の明いたステンシルマークであることを特徴
    とする請求項5又は6記載の荷電粒子線投影露光方法。
  8. 【請求項8】 感応基板上に転写すべきパターン(全体
    パターン)が小領域(サブフィールド)に分割して形成
    されているレチクルを該サブフィールド毎に荷電粒子線
    で照明する照明光学系と、 レチクルを通過した荷電粒子線を感応基板上のしかるべ
    き位置に投影結像させ、感応基板上ではサブフィールド
    像を互いにつなぎ合わせる投影光学系と、を備え、 露光の際に、上記投影光学系のパラメータを調節して上
    記レチクルの歪を補正しながら上記全体パターンを感応
    基板上に転写露光する荷電粒子線投影露光装置であっ
    て;上記レチクルの製作時の誤差に主に起因する歪を計
    測することのできる第1のアライメントマークが分布し
    て配置されているとともに、該レチクルを露光装置にロ
    ーディングする際に生じる歪を計測するための第2のア
    ライメントマークが分布して配置されているレチクルを
    用い、 予め露光装置外で上記第1のアライメントマークの位置
    を測定し、上記レチクルのサブフィールド毎の歪データ
    を得ておき、該レチクルを用いての露光開始前に上記レ
    チクル歪データを露光装置に与え、該レチクルを露光装
    置にローディング後に、上記第2のアライメントマーク
    の位置を測定してレチクルのローディング歪データを求
    め、該データを露光装置に与え、上記両歪データを重ね
    合わせることにより露光装置内での実際の各サブフィー
    ルドの歪(実歪)を求め、この実歪に基づいて投影のパ
    ラメータを調節して該歪を補正することができることを
    特徴とする荷電粒子線投影露光装置。
  9. 【請求項9】 感応基板上に転写すべきパターン(全体
    パターン)が小領域(サブフィールド)に分割されて形
    成されているレチクルであって;該レチクルの製作時の
    誤差に主に起因する歪を計測するのに用いることのでき
    る第1のアライメントマークがレチクル上に分布して配
    置されているとともに、 該レチクルを露光装置にローディングする際に生じる歪
    を計測するのに用いることのできる第2のアライメント
    マークがレチクル上に分布して配置されていることを特
    徴とするレチクル。
  10. 【請求項10】 上記サブフィールドの各々1個又は複
    数個を有する小メンブレイン部と、各小メンブレイン部
    の周囲のグリレージ(桟)部と、を有し、 上記第1のアライメントマークがグリレージ部に形成さ
    れていることを特徴とする請求項9記載のレチクル。
  11. 【請求項11】 上記第1のアライメントマークが、光
    で検出する光アライメントマークであることを特徴とす
    る請求項10記載のレチクル。
  12. 【請求項12】 上記第2のアライメントマークが上記
    サブフィールド内にパターン形成されていることを特徴
    とする請求項9、10又は11記載のレチクル。
  13. 【請求項13】 上記レチクル上に、上記サブフィール
    ドの行列からなるストライプが設けられており、 このストライプの外周部のサブフィールドに上記第2の
    アライメントマークが形成されている特徴とする請求項
    12記載のレチクル。
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