JP2003007596A - Method and device of electron beam proximity exposure - Google Patents

Method and device of electron beam proximity exposure

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To correct transfer magnification easily and accurately when the magnification of a mask and a wafer is varied due to expansion/contraction of a wafer. SOLUTION: In the electron beam proximity exposure method, a mask 32 is disposed in proximity to a wafer 44 and a mask pattern formed on the mask 32 is transferred to a resist layer on the wafer 44 by scanning the mask 32 with an electron beam. The mask 32 is aligned with a specified chip on the wafer 44 utilizing three microscope imaging units AX1, AY1 and AX2, distances Lx and Ly between specified chips are determined from the moving amount of a θXY stage 70 at the time of alignment and then current expansion/ contraction rate of the wafer 44 is measured in the x direction and y direction. Based on the expansion/contraction rate measured at the time of alignment, incident angle of an electron beam to the mask pattern is controlled thus correcting the transfer magnification.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電子ビーム近接露光
方法及び装置に係り、特に電子ビームを用いて半導体ウ
エハに近接配置されたマスクのマスクパターンをウエハ
上のレジスト層に等倍転写する電子ビーム近接露光方法
及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam proximity exposure method and apparatus, and more particularly to an electron beam for transferring a mask pattern of a mask arranged in proximity to a semiconductor wafer to a resist layer on the wafer at an equal size by using the electron beam. The present invention relates to a proximity exposure method and apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の電子ビーム近接露光装置
は、米国特許第5,831,272 号(日本特許第2951947 号に
対応)に開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an electron beam proximity exposure apparatus of this type has been disclosed in US Pat. No. 5,831,272 (corresponding to Japanese Patent No. 2951947).

【0003】図17は上記電子ビーム近接露光装置の基
本構成を示す図である。この電子ビーム近接露光装置1
0は、主として電子ビーム15を発生する電子ビーム源
14、電子ビーム15を平行ビームにするレンズ16及
び整形アパーチャ18を含む電子銃12と、主偏向器2
2、24及び副偏向器26、28を含み、電子ビームを
光軸に平行に走査する走査手段20と、マスク30とか
ら構成されている。前記マスク30は、表面にレジスト
層42が形成されたウエハ40に近接するように(隙間
が50μmとなるように)配置される。この状態で、マ
スク30に垂直に電子ビームを照射すると、マスク30
のマスクパターンを通過した電子ビームがウエハ40上
のレジスト層42に照射される。
FIG. 17 is a diagram showing the basic construction of the electron beam proximity exposure apparatus. This electron beam proximity exposure apparatus 1
0 is an electron beam source 14 that mainly generates an electron beam 15, an electron gun 12 that includes a lens 16 that makes the electron beam 15 a parallel beam, and a shaping aperture 18, and a main deflector 2.
2, 24 and sub-deflectors 26, 28, and is composed of a scanning means 20 for scanning an electron beam in parallel with the optical axis, and a mask 30. The mask 30 is arranged so as to be close to the wafer 40 having a resist layer 42 formed on the surface thereof (with a gap of 50 μm). In this state, when the mask 30 is vertically irradiated with an electron beam, the mask 30
The resist layer 42 on the wafer 40 is irradiated with the electron beam that has passed through the mask pattern.

【0004】また、走査手段20は、図18に示すよう
に電子ビーム15がマスク30の全面を走査するように
電子ビームを偏向制御する。これにより、マスク30の
マスクパターンがウエハ40上のレジスト層42に等倍
転写される。
The scanning means 20 also controls the deflection of the electron beam 15 so that the electron beam 15 scans the entire surface of the mask 30, as shown in FIG. As a result, the mask pattern of the mask 30 is transferred to the resist layer 42 on the wafer 40 at the same size.

【0005】この電子ビーム近接露光装置10は、図1
9に示すように真空チャンバ50内に設けられている。
また、真空チャンバ50内には、ウエハ40を吸着する
ために静電チャック60と、この静電チャック60に吸
着されたウエハ40を水平の直交2軸方向に移動させる
とともに、水平面内で回転させるためのθXYステージ
70が設けられている。θXYステージ70は、マスク
パターンの等倍転写が終了するごとにウエハ40を所定
量移動させ、これにより1枚のウエハ40に複数のマス
クパターンが転写できるようにしている。尚、図19上
で、80はウエハ40の導通をとるためにウエハ40の
上面に押し当てられた導通ピンである。
This electron beam proximity exposure apparatus 10 is shown in FIG.
As shown in FIG. 9, it is provided in the vacuum chamber 50.
Further, in the vacuum chamber 50, the electrostatic chuck 60 for adsorbing the wafer 40, and the wafer 40 adsorbed by the electrostatic chuck 60 are moved in the horizontal two-axis directions and rotated in the horizontal plane. A θXY stage 70 is provided for this purpose. The θXY stage 70 moves the wafer 40 by a predetermined amount each time the mask pattern transfer at the same size is completed, and thereby a plurality of mask patterns can be transferred onto one wafer 40. In FIG. 19, reference numeral 80 is a conduction pin that is pressed against the upper surface of the wafer 40 to keep the wafer 40 conductive.

【0006】ところで、ウエハはそれぞれマスクパター
ンの異なる複数のマスクを用いて複数露光され、これに
より集積回路が形成される。そして、各マスクパターン
の露光時には、露光するマスクパターンが、既に露光済
みのマスクパターンと所定の位置関係になるようにマス
クとウエハとを相対的に位置決めする必要がある。
By the way, the wafer is exposed a plurality of times by using a plurality of masks having different mask patterns, thereby forming an integrated circuit. Then, at the time of exposing each mask pattern, it is necessary to relatively position the mask and the wafer so that the mask pattern to be exposed has a predetermined positional relationship with the already exposed mask pattern.

【0007】しかしながら、マスクとウエハとの位置決
めを精度よく行っても、例えばウエハが露光工程等を経
て設計値に対して伸縮している場合には、露光されるマ
スクパターン同士がずれるという問題がある。
However, even if the mask and the wafer are accurately positioned, there is a problem that the mask patterns to be exposed are misaligned when the wafer expands and contracts with respect to a design value through an exposure process or the like. is there.

【0008】この問題を解決するために、マスクとウエ
ハの倍率補正量を求める倍率補正量検出方法が提案され
ている(特開2000−353647号公報)。この特
開2000−353647号公報には、マスクをウエハ
に近接配置し、マスクパターンをウエハ上にX線露光す
る方法が開示され、また、前記倍率補正は、マスクを局
所的に加熱して熱変形させたり、マスクに外部から応力
を加えてマスクを変形させることによって行うことが開
示されている。
In order to solve this problem, a magnification correction amount detection method for obtaining the magnification correction amount between the mask and the wafer has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-353647). This Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-353647 discloses a method of arranging a mask in the vicinity of a wafer and exposing a mask pattern on the wafer by X-ray exposure. Further, in the magnification correction, the mask is locally heated to heat the mask. It is disclosed that the mask is deformed or a stress is applied to the mask from the outside to deform the mask.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開2
000−353647号公報に記載のようにマスクを熱
や外力によって変形させてマスクとウエハとの倍率を補
正する場合、マスクをx軸方向及びy軸方向にそれぞれ
独立して精度よく変形させることが難しく、またマスク
の変形の度合いを確認する必要があり、簡単に倍率補正
を行うことができないという問題がある。
[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
When the mask is deformed by heat or an external force to correct the magnification between the mask and the wafer as described in JP-A-000-353647, the mask can be accurately deformed independently in the x-axis direction and the y-axis direction. It is difficult, and it is necessary to confirm the degree of deformation of the mask, and there is a problem that magnification correction cannot be performed easily.

【0010】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、ウエハの伸縮等によりマスクとウエハの倍率が
変化してもウエハに露光される各マスクパターン同士が
ずれないように転写倍率を補正することができ、特に簡
単にかつ精度よく転写倍率を補正することができる電子
ビーム近接露光方法及び装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the transfer magnification is set so that the mask patterns exposed on the wafer do not shift even if the magnification of the mask and the wafer change due to expansion and contraction of the wafer. It is an object of the present invention to provide an electron beam proximity exposure method and apparatus that can perform correction, and particularly can easily and accurately correct the transfer magnification.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本願請求項1に係る発明は、ウエハにマスクを近接配
置し、電子ビームによって前記マスクを走査することに
より該マスクに形成されたマスクパターンを前記ウエハ
上のレジスト層に転写する電子ビーム近接露光方法にお
いて、所定の工程時のウエハを基準にした現在のウエハ
のx方向及びy方向の伸縮率を測定するステップと、前
記電子ビームによる前記ウエハへの露光時に、前記ウエ
ハのx方向及びy方向の伸縮率に比例してx方向及びy
方向の転写倍率を変更すべく、前記ウエハのx方向及び
y方向の伸縮率と前記ウエハとマスクとの間隔値と前記
電子ビームのマスク上の走査位置とに基づいて前記マス
クパターンへの前記電子ビームの入射角度を制御するス
テップと、を含むことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present application is a mask formed on a mask by arranging the mask close to a wafer and scanning the mask with an electron beam. In an electron beam proximity exposure method for transferring a pattern to a resist layer on the wafer, a step of measuring expansion / contraction ratios of a current wafer in the x direction and the y direction based on the wafer at a predetermined step; During exposure of the wafer, the x-direction and the y-direction are proportional to the expansion and contraction rates of the wafer in the x-direction and the y-direction.
The electron to the mask pattern based on the expansion and contraction rates of the wafer in the x and y directions, the distance value between the wafer and the mask, and the scanning position of the electron beam on the mask in order to change the transfer magnification in the direction. Controlling the angle of incidence of the beam.

【0012】即ち、所定の工程時(前工程や設計時)の
ウエハを基準にした現在のウエハのx方向及びy方向の
伸縮率を測定し、この伸縮率に応じてマスクパターンの
転写時の転写倍率をx方向及びy方向別に変更する。そ
して、転写倍率の変更は、電子ビームのマスクパターン
への入射角度を制御することによって行う。即ち、ウエ
ハに転写されるマスクパターンの位置は、電子ビームの
マスクパターンへの入射角度によって変動するため、電
子ビームのマスク上の走査位置に応じて入射角度を変化
させることにより微小な倍率補正ができる。
That is, the expansion and contraction rates of the current wafer in the x and y directions are measured with reference to the wafer in a predetermined process (pre-process and design), and the mask pattern is transferred according to the expansion / contraction ratio. The transfer magnification is changed for each of the x direction and the y direction. Then, the transfer magnification is changed by controlling the incident angle of the electron beam to the mask pattern. That is, since the position of the mask pattern transferred onto the wafer varies depending on the incident angle of the electron beam on the mask pattern, minute magnification correction can be performed by changing the incident angle according to the scanning position of the electron beam on the mask. it can.

【0013】本願請求項2に示すように前記マスクのマ
スク歪みを測定し、前記電子ビームの入射角度を制御す
るステップは、前記転写倍率を変更するとともに前記測
定したマスク歪みを補正すべく、前記ウエハのx方向及
びy方向の伸縮率と前記マスク歪みと前記ウエハとマス
クとの間隔値と前記電子ビームのマスク上の走査位置と
に基づいて前記マスクパターンへの前記電子ビームの入
射角度を制御することを特徴としている。即ち、電子ビ
ームの入射角度の制御により、ウエハとマスクの倍率補
正と同時にマスク歪みも補正するようにしている。
The step of measuring the mask distortion of the mask and controlling the incident angle of the electron beam as described in claim 2 of the present application is to change the transfer magnification and to correct the measured mask distortion. The incident angle of the electron beam to the mask pattern is controlled based on the expansion and contraction rates of the wafer in the x and y directions, the mask distortion, the distance value between the wafer and the mask, and the scanning position of the electron beam on the mask. It is characterized by doing. That is, by controlling the incident angle of the electron beam, the mask distortion is corrected simultaneously with the magnification correction of the wafer and the mask.

【0014】本願請求項3に示すように、前記マスクに
位置合わせ用のマスクマークを設けるとともに、前記ウ
エハに形成される第1のチップと、該第1のチップに対
してx方向に離間した第2のチップと、y方向に離間し
た第3のチップとにそれぞれ前記マスクマークに対応す
る位置合わせ用のウエハマークを設け、前記伸縮率を測
定するステップは、前記マスクのマスクマークと前記ウ
エハ上の第1のチップのウエハマークとが所定の位置関
係になるように前記ウエハとマスクとを相対的にx方向
及びy方向に移動させるとともにxy平面内で相対的に
回転させる第1の位置合わせステップと、前記マスクの
マスクマークと前記ウエハ上の第2のチップのウエハマ
ークとが所定の位置関係になるように前記ウエハとマス
クとを相対的にx方向及びy方向に移動させる第2の位
置合わせステップと、前記第1の位置合わせステップで
の位置合わせが終了した後、前記第2の位置合わせステ
ップでの位置合わせが終了するまでの前記ウエハとマス
クとの相対的な第1の移動距離を測定するステップと、
前記測定した第1の移動距離と前記第1のチップと第2
のチップとの前記所定の工程時の距離とに基づいて前記
ウエハのx方向の伸縮率を求めるステップと、前記マス
クのマスクマークと前記ウエハ上の第3のチップのウエ
ハマークとが所定の位置関係になるように前記ウエハと
マスクとを相対的にx方向及びy方向に移動させる第3
の位置合わせステップと、前記第1の位置合わせステッ
プでの位置合わせが終了した後、前記第3の位置合わせ
ステップでの位置合わせが終了するまでの前記ウエハと
マスクとの相対的な第2の移動距離を測定するステップ
と、前記測定した第2の移動距離と前記第1のチップと
第3のチップとの前記所定の工程時の距離とに基づいて
前記ウエハのy方向の伸縮率を求めるステップと、から
なることを特徴としている。
As described in claim 3 of the present application, a mask mark for alignment is provided on the mask, and the first chip formed on the wafer is separated from the first chip in the x direction. The step of measuring the expansion / contraction rate by providing a wafer mark for alignment corresponding to the mask mark on each of the second chip and the third chip spaced in the y-direction, and measuring the expansion / contraction ratio A first position in which the wafer and the mask are relatively moved in the x and y directions so that the wafer mark of the upper first chip has a predetermined positional relationship, and are relatively rotated in the xy plane. In the aligning step, the wafer and the mask are relatively x-positioned so that the mask mark of the mask and the wafer mark of the second chip on the wafer have a predetermined positional relationship. A second alignment step of moving in the direction and the y direction, and the wafer after the alignment in the first alignment step is completed and before the alignment in the second alignment step is completed. Measuring a first distance traveled relative to the mask,
The measured first movement distance, the first tip and the second
The step of obtaining the expansion / contraction ratio of the wafer in the x direction based on the distance to the chip in the predetermined process, and the mask mark of the mask and the wafer mark of the third chip on the wafer have predetermined positions. A third step of moving the wafer and the mask relative to each other in the x-direction and the y-direction so that they have a relationship with each other.
Second alignment step and the second alignment step of the first alignment step, and then the second relative alignment of the wafer and the mask until the alignment step of the third alignment step is completed. The step of measuring the moving distance, and the expansion / contraction ratio of the wafer in the y direction are obtained based on the measured second moving distance and the distance between the first chip and the third chip during the predetermined process. It is characterized by comprising steps and.

【0015】即ち、マスクのマスクマークとウエハ上の
第1、第2及び第3のチップのウエハマークとの位置合
わせを順次行ったときの各チップ間の移動距離を測定
し、この測定した移動距離とチップ間の基準の距離(所
定の工程時の距離)とからウエハのx方向及びy方向の
伸縮率を求めるようにしている。
That is, when the mask mark of the mask and the wafer marks of the first, second and third chips on the wafer are sequentially aligned, the moving distance between the respective chips is measured, and the measured movement is performed. The expansion and contraction rates of the wafer in the x direction and the y direction are calculated from the distance and the reference distance between the chips (distance in a predetermined process).

【0016】前記マスクマークは、本願請求項4に示す
ように前記ウエハとマスクとのx方向の位置ずれ及びy
方向の位置ずれを検出するための第1、第2のマスクマ
ークと、前記第1又は第2のマスクマークと異なる位置
に設けられ、前記ウエハとマスクとのx方向の位置ずれ
又はy方向の位置ずれを検出するための第3のマスクマ
ークとを有し、前記ウエハマークは、前記第1、第2及
び第3のマスクマークとの位置関係に基づいて前記ウエ
ハとマスクとのx方向の位置ずれ及びy方向の位置ずれ
を検出するための第1、第2のウエハマークと、前記第
1又は第2のウエハマークと異なる位置に設けられ、前
記ウエハとマスクとのx方向の位置ずれ又はy方向の位
置ずれを検出するための第3のウエハマークとを有し、
前記第1のマスクマークと第1のウエハマークとを同時
に撮像する第1の撮像手段と、前記第2のマスクマーク
と第2のウエハマークとを同時に撮像する第2の撮像手
段と、前記第3のマスクマークと第3のウエハマークと
を同時に撮像する第3の撮像手段とを設け、前記第1の
位置合わせステップは、前記第1、第2及び第3の撮像
手段から得られる各画像信号に基づいて検出される前記
第1、第2及び第3のマスクマークと第1、第2及び第
3のウエハマークとの位置ずれがそれぞれゼロになるよ
うに前記ウエハとマスクとを相対的にx方向及びy方向
に移動させるとともにxy平面内で相対的に回転させ、
前記第2及び第3の位置合わせステップは、前記第1及
び第2の撮像手段から得られる各画像信号に基づいて検
出される前記第1及び第2のマスクマークと第1及び第
2のウエハマークとの位置ずれがそれぞれゼロになるよ
うに前記ウエハとマスクとを相対的に移動させることを
特徴としている。
The mask mark has a positional deviation in the x direction between the wafer and the mask and a y mark as described in claim 4 of the present application.
The first and second mask marks for detecting the positional deviation in the direction, and the first and second mask marks are provided at different positions, and the positional deviation in the x direction between the wafer and the mask or the y direction A third mask mark for detecting a positional deviation, and the wafer mark is in the x direction between the wafer and the mask based on the positional relationship between the first, second and third mask marks. The first and second wafer marks for detecting the positional deviation and the positional deviation in the y direction are provided at different positions from the first or second wafer mark, and the positional deviation between the wafer and the mask in the x direction. Or a third wafer mark for detecting displacement in the y direction,
First imaging means for simultaneously imaging the first mask mark and the first wafer mark; second imaging means for simultaneously imaging the second mask mark and the second wafer mark; Third masking means for simultaneously picking up the third mask mark and the third wafer mark are provided, and the first alignment step includes each image obtained from the first, second and third image pickup means. The wafer and the mask are relative to each other so that the positional deviations of the first, second and third mask marks and the first, second and third wafer marks detected based on the signals become zero. To the x direction and the y direction, and relatively rotate in the xy plane,
In the second and third alignment steps, the first and second mask marks and the first and second wafers detected based on the respective image signals obtained from the first and second image pickup means. It is characterized in that the wafer and the mask are moved relative to each other so that the positional deviation from the mark becomes zero.

【0017】本願請求項5に示すように、前記マスクに
位置合わせ用のマスクマークを設けるとともに、前記ウ
エハに形成される第1のチップと、該第1のチップに対
してx方向に離間した第2のチップと、前記ウエハに形
成される第3のチップと、該第3のチップに対してy方
向に離間した第4のチップとにそれぞれ前記マスクマー
クに対応する位置合わせ用のウエハマークを設け、前記
伸縮率を測定するステップは、前記マスクのマスクマー
クと前記ウエハ上の第1のチップのウエハマークとが所
定の位置関係になるように前記ウエハとマスクとを相対
的にx方向及びy方向に移動させるとともにxy平面内
で相対的に回転させる第1の位置合わせステップと、前
記マスクのマスクマークと前記ウエハ上の第2のチップ
のウエハマークとが所定の位置関係になるように前記ウ
エハとマスクとを相対的にx方向及びy方向に移動させ
る第2の位置合わせステップと、前記第1の位置合わせ
ステップでの位置合わせが終了した後、前記第2の位置
合わせステップでの位置合わせが終了するまでの前記ウ
エハとマスクとの相対的な第1の移動距離を測定するス
テップと、前記測定した第1の移動距離と前記第1のチ
ップと第2のチップとの前記所定の工程時の距離とに基
づいて前記ウエハのx方向の伸縮率を求めるステップ
と、前記マスクのマスクマークと前記ウエハ上の第3の
チップのウエハマークとが所定の位置関係になるように
前記ウエハとマスクとを相対的にx方向及びy方向に移
動させるとともにxy平面内で相対的に回転させる第3
の位置合わせステップと、前記マスクのマスクマークと
前記ウエハ上の第4のチップのウエハマークとが所定の
位置関係になるように前記ウエハとマスクとを相対的に
x方向及びy方向に移動させる第4の位置合わせステッ
プと、前記第3の位置合わせステップでの位置合わせが
終了した後、前記第4の位置合わせステップでの位置合
わせが終了するまでの前記ウエハとマスクとの相対的な
第2の移動距離を測定するステップと、前記測定した第
2の移動距離と前記第3のチップと第4のチップとの前
記所定の工程時の距離とに基づいて前記ウエハのy方向
の伸縮率を求めるステップと、からなることを特徴とし
ている。
According to a fifth aspect of the present invention, a mask mark for alignment is provided on the mask, and the first chip formed on the wafer is separated from the first chip in the x direction. A wafer mark for alignment corresponding to the mask mark on the second chip, the third chip formed on the wafer, and the fourth chip separated in the y direction from the third chip. And in the step of measuring the expansion / contraction rate, the wafer and the mask are relatively moved in the x direction so that the mask mark of the mask and the wafer mark of the first chip on the wafer have a predetermined positional relationship. And a first alignment step of moving in the y direction and relatively rotating in the xy plane, a mask mark of the mask and a wafer mark of the second chip on the wafer. After the second alignment step in which the wafer and the mask are relatively moved in the x direction and the y direction so as to have a predetermined positional relationship and the alignment in the first alignment step are finished, Measuring a relative first movement distance between the wafer and the mask until the alignment in the second alignment step is completed, the measured first movement distance, and the first chip The step of obtaining the expansion / contraction ratio of the wafer in the x direction based on the distance from the second chip in the predetermined process, the mask mark of the mask, and the wafer mark of the third chip on the wafer are predetermined. Third, the wafer and the mask are relatively moved in the x and y directions so as to be in the positional relationship of 3 and relatively rotated in the xy plane.
And the relative movement of the wafer and the mask in the x and y directions so that the mask mark of the mask and the wafer mark of the fourth chip on the wafer have a predetermined positional relationship. After the alignment in the fourth alignment step and the alignment in the third alignment step are completed, the relative alignment between the wafer and the mask is completed until the alignment in the fourth alignment step is completed. The step of measuring the movement distance of 2 and the expansion / contraction ratio of the wafer in the y direction based on the measured second movement distance and the distance between the third chip and the fourth chip during the predetermined process. And the step of obtaining.

【0018】即ち、請求項3及び4では、3つの第1、
第2及び第3のチップの位置合わせを行ったときの各チ
ップ間の移動距離を測定してウエハのx方向及びy方向
の伸縮率を求めるようにしているが、請求項5では、x
方向に離間した第1、第2のチップの位置合わせしたと
きの各チップ間の移動距離を測定してウエハのx方向の
伸縮率を求め、同様にy方向に離間した第3、第4のチ
ップの位置合わせしたときの各チップ間の移動距離を測
定してウエハのy方向の伸縮率を求める点で相違してい
る。
That is, in claims 3 and 4, the three first,
When the second chip and the third chip are aligned with each other, the moving distance between the chips is measured to obtain the expansion / contraction ratios of the wafer in the x direction and the y direction.
When the first and second chips spaced apart from each other in the direction are aligned, the moving distance between the chips is measured to obtain the expansion / contraction rate of the wafer in the x direction. Similarly, the third and fourth separated chips are separated from each other in the y direction. The difference is that the expansion / contraction ratio in the y direction of the wafer is obtained by measuring the moving distance between the chips when the chips are aligned.

【0019】本願請求項6に示すように、前記マスクマ
ークは、前記ウエハとマスクとのx方向の位置ずれ及び
y方向の位置ずれを検出するための第1、第2のマスク
マークと、前記第1又は第2のマスクマークと異なる位
置に設けられ、前記ウエハとマスクとのx方向の位置ず
れ又はy方向の位置ずれを検出するための第3のマスク
マークとを有し、前記ウエハマークは、前記第1、第2
及び第3のマスクマークとの位置関係に基づいて前記ウ
エハとマスクとのx方向の位置ずれ及びy方向の位置ず
れを検出するための第1、第2のウエハマークと、前記
第1又は第2のウエハマークと異なる位置に設けられ、
前記ウエハとマスクとのx方向の位置ずれ又はy方向の
位置ずれを検出するための第3のウエハマークとを有
し、前記第1のマスクマークと第1のウエハマークとを
同時に撮像する第1の撮像手段と、前記第2のマスクマ
ークと第2のウエハマークとを同時に撮像する第2の撮
像手段と、前記第3のマスクマークと第3のウエハマー
クとを同時に撮像する第3の撮像手段とを設け、前記第
1及び第3の位置合わせステップは、前記第1、第2及
び第3の撮像手段から得られる各画像信号に基づいて検
出される前記第1、第2及び第3のマスクマークと第
1、第2及び第3のウエハマークとの位置ずれがそれぞ
れゼロになるように前記ウエハとマスクとを相対的にx
方向及びy方向に移動させるとともにxy平面内で相対
的に回転させ、前記第2及び第4の位置合わせステップ
は、前記第1及び第2の撮像手段から得られる各画像信
号に基づいて検出される前記第1及び第2のマスクマー
クと第1及び第2のウエハマークとの位置ずれがそれぞ
れゼロになるように前記ウエハとマスクとを相対的にx
方向及びy方向に移動させることを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, the mask mark includes first and second mask marks for detecting a positional deviation between the wafer and the mask in the x direction and a positional deviation in the y direction. A third mask mark which is provided at a position different from that of the first or second mask mark and which detects a positional deviation between the wafer and the mask in the x direction or a positional deviation in the y direction. Is the first and second
And first and second wafer marks for detecting the positional deviation between the wafer and the mask in the x-direction and the positional deviation in the y-direction based on the positional relationship with the third mask mark, and the first or the second wafer mark. It is provided at a position different from the second wafer mark,
A third wafer mark for detecting a positional deviation between the wafer and the mask in the x-direction or a positional deviation in the y-direction, and imaging the first mask mark and the first wafer mark at the same time. No. 1 imaging unit, second imaging unit for simultaneously imaging the second mask mark and second wafer mark, and third imaging unit for simultaneously imaging the third mask mark and third wafer mark. Image pickup means is provided, and the first and third alignment steps are performed on the basis of the image signals obtained from the first, second and third image pickup means, and are detected based on the image signals. The wafer and the mask are moved relative to each other so that the misalignment between the third mask mark and the first, second and third wafer marks becomes zero.
Direction and y direction and relatively rotate in the xy plane, and the second and fourth alignment steps are detected based on each image signal obtained from the first and second image pickup means. The wafer and the mask are moved relative to each other so that the positional deviation between the first and second mask marks and the first and second wafer marks becomes zero.
It is characterized in that it is moved in the y-direction and the y-direction.

【0020】本願請求項7に示すように、前記マスクと
前記ウエハに形成されるチップとのx方向の2つの位置
ずれをそれぞれ検出するための第1、第2のマスクマー
クと、y方向の2つの位置ずれをそれぞれ検出するため
の第3、第4のマスクマークとを前記マスクに設け、前
記第1、第2、第3及び第4のマスクマークとの位置関
係に基づいて前記ウエハと前記チップとのx方向の2つ
の位置ずれ及びy方向の2つの位置ずれを検出するため
の第1、第2、第3及び第4のウエハマークを前記ウエ
ハに設け、前記第1のマスクマークと第1のウエハマー
クとを同時に撮像する第1の撮像手段と、前記第2のマ
スクマークと第2のウエハマークとを同時に撮像する第
2の撮像手段と、前記第3のマスクマークと第3のウエ
ハマークとを同時に撮像する第3の撮像手段と、前記第
4のマスクマークと第4のウエハマークとを同時に撮像
する第4の撮像手段とを設け、前記伸縮率を測定するス
テップは、前記第1、第2及び第3の撮像手段から得ら
れる各画像信号に基づいて検出される前記第1、第2及
び第3のマスクマークと第1、第2及び第3のウエハマ
ークとの位置ずれがそれぞれゼロになるように前記ウエ
ハとマスクとを相対的にx方向及びy方向に移動させる
とともにxy平面内で相対的に回転させる第1の位置合
わせステップと、前記第1の位置合わせステップでの位
置合わせが終了した後、前記第4の撮像手段から得られ
る画像信号に基づいて検出される前記第4のマスクマー
クと第4のウエハマークとの位置ずれから該チップのy
方向の伸縮率を求めるステップと、前記第1、第3及び
第4の撮像手段から得られる各画像信号に基づいて検出
される前記第1、第3及び第4のマスクマークと第1、
第3及び第4のウエハマークとの位置ずれがそれぞれゼ
ロになるように前記ウエハとマスクとを相対的にx方向
及びy方向に移動させるとともにxy平面内で相対的に
回転させる第2の位置合わせステップと、前記第2の位
置合わせステップでの位置合わせが終了した後、前記第
2の撮像手段から得られる画像信号に基づいて検出され
る前記第2のマスクマークと第2のウエハマークとの位
置ずれから該チップのx方向の伸縮率を求めるステップ
と、を有することを特徴としている。
According to claim 7 of the present application, first and second mask marks for respectively detecting two positional deviations in the x direction between the mask and the chips formed on the wafer, and in the y direction. A third mask mark and a fourth mask mark for respectively detecting two positional deviations are provided on the mask, and the wafer is separated from the wafer based on the positional relationship with the first, second, third, and fourth mask marks. The wafer is provided with first, second, third and fourth wafer marks for detecting two positional deviations in the x direction and two positional deviations in the y direction with respect to the chip, and the first mask mark. And a first wafer mark at the same time, a first image pickup means, a second image pickup means for simultaneously picking up the second mask mark and the second wafer mark, a third mask mark and a third wafer mark Simultaneously with 3 wafer marks Providing a third image pickup means for picking up an image and a fourth image pickup means for picking up the fourth mask mark and the fourth wafer mark at the same time, the step of measuring the expansion / contraction rate includes the first and second steps. And the positional deviation between the first, second and third wafer marks and the first, second and third wafer marks detected based on the respective image signals obtained from the third and third image pickup means becomes zero. So that the wafer and the mask are relatively moved in the x direction and the y direction and relatively rotated in the xy plane, and the alignment in the first alignment step is performed. After the end, the y of the chip is detected from the positional deviation between the fourth mask mark and the fourth wafer mark detected based on the image signal obtained from the fourth image pickup means.
A step of obtaining an expansion / contraction ratio in the direction, and the first, third and fourth mask marks and the first mask mark detected based on the respective image signals obtained from the first, third and fourth image pickup means,
A second position in which the wafer and the mask are relatively moved in the x-direction and the y-direction so that the positional deviations from the third and fourth wafer marks are zero respectively, and are relatively rotated in the xy plane. After the alignment step and the alignment in the second alignment step are completed, the second mask mark and the second wafer mark detected based on the image signal obtained from the second imaging unit And a step of obtaining the expansion / contraction ratio of the chip in the x direction from the positional deviation of.

【0021】即ち、請求項3〜6では、ウエハのx方向
及びy方向の伸縮率を求めるようにしているが、請求項
7では、4つの撮像手段を使用することによりマスクパ
ターンが転写されるチップ単位ごとに、そのチップのx
方向及びy方向の伸縮率を求めるようにしている。
That is, in claims 3 to 6, the expansion and contraction ratios of the wafer in the x and y directions are obtained, but in claim 7, the mask pattern is transferred by using four image pickup means. For each chip unit, x of that chip
The expansion and contraction rates in the direction and the y direction are obtained.

【0022】本願請求項8に示すように、前記撮像手段
の前記マスクに対向する光学部材は、その表面に導電性
の薄膜が蒸着され、当該導電性の薄膜が接地されている
ことを特徴としている。また、本願請求項9に示すよう
に、前記撮像手段の光学部材の前面にシャッタ機構を設
け、前記位置合わせ時に前記シャッタ機構を開き、前記
電子ビームによる転写時に散乱する電子又は2次電子が
前記撮像手段の光学部材に帯電しないように前記シャッ
タ機構を閉じることを特徴としている。
As described in claim 8 of the present application, the optical member facing the mask of the imaging means has a conductive thin film deposited on the surface thereof, and the conductive thin film is grounded. There is. Further, as described in claim 9 of the present application, a shutter mechanism is provided on the front surface of the optical member of the image pickup means, the shutter mechanism is opened at the time of alignment, and electrons or secondary electrons scattered at the time of transfer by the electron beam are It is characterized in that the shutter mechanism is closed so that the optical member of the imaging means is not charged.

【0023】本願請求項10に係る発明は、ウエハにマ
スクを近接配置し、電子ビームによって前記マスクを走
査することにより該マスクに形成されたマスクパターン
を前記ウエハ上のレジスト層に転写する電子ビーム近接
露光装置において、前記マスクに設けられた位置合わせ
用のマスクマークと、前記ウエハに設けられた位置合わ
せ用のウエハマークとを同時に撮像する撮像手段と、前
記撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記マス
クマークとウエハマークとの位置ずれを検出する検出手
段と、前記検出手段の検出出力に基づいて前記位置ずれ
がゼロになるように前記マスクとウエハとを相対的に位
置合わせする手段と、を備え、前記撮像手段の光学部材
は、その表面に導電性の薄膜が蒸着され、当該導電性の
薄膜が接地されていることを特徴としている。
The invention according to claim 10 of the present application is an electron beam for transferring a mask pattern formed on a mask to a resist layer on the wafer by disposing the mask close to the wafer and scanning the mask with the electron beam. In the proximity exposure apparatus, an image pickup unit that simultaneously takes an image of a mask mark for alignment provided on the mask and a wafer mark for alignment provided on the wafer, and an image signal output from the image pickup unit. Detection means for detecting a positional deviation between the mask mark and the wafer mark based on the detection means, and means for relatively aligning the mask and the wafer so that the positional deviation becomes zero based on the detection output of the detection means. And a conductive thin film is deposited on the surface of the optical member of the image pickup means, and the conductive thin film is grounded. It is characterized in Rukoto.

【0024】前記導電性の薄膜は、本願請求項11に示
すように錫酸化膜又はインジウム錫酸化膜であることを
特徴としている。
The conductive thin film is a tin oxide film or an indium tin oxide film as set forth in claim 11 of the present application.

【0025】本願請求項12に係る発明は、ウエハにマ
スクを近接配置し、電子ビームによって前記マスクを走
査することにより該マスクに形成されたマスクパターン
を前記ウエハ上のレジスト層に転写する電子ビーム近接
露光装置において、前記マスクに設けられた位置合わせ
用のマスクマークと、前記ウエハに設けられた位置合わ
せ用のウエハマークとを同時に撮像する撮像手段と、前
記撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記マス
クマークとウエハマークとの位置ずれを検出する検出手
段と、前記検出手段の検出出力に基づいて前記位置ずれ
がゼロになるように前記マスクとウエハとを相対的に位
置合わせする手段と、を備え、前記撮像手段は、前記電
子ビームによる転写時に散乱する電子又は2次電子が、
該撮像手段の光学部材に帯電しないように遮蔽するシャ
ッタ機構を有することを特徴としている。
The invention according to claim 12 is an electron beam for transferring a mask pattern formed on a mask to a resist layer on the wafer by arranging the mask close to the wafer and scanning the mask with the electron beam. In the proximity exposure apparatus, an image pickup unit that simultaneously takes an image of a mask mark for alignment provided on the mask and a wafer mark for alignment provided on the wafer, and an image signal output from the image pickup unit. Detection means for detecting a positional deviation between the mask mark and the wafer mark based on the detection means, and means for relatively aligning the mask and the wafer so that the positional deviation becomes zero based on the detection output of the detection means. And the imaging means is characterized in that the electrons or secondary electrons scattered at the time of transfer by the electron beam are
It is characterized in that it has a shutter mechanism for shielding the optical member of the image pickup means from being charged.

【0026】即ち、請求項8〜12では、電子ビームに
よる転写時に散乱する電子又は2次電子が撮像手段の光
学部材に帯電しないように光学部材の導通をとり、又は
シャッタ機構によって遮蔽するようにしている。これに
より、マスク近傍に配置される撮像手段の光学部材に電
子が帯電しないようにし、そのクーロン力によって電子
ビームが曲げられることがないようにしている。
That is, in the eighth to twelfth aspects of the present invention, the optical member is made conductive so that the electrons or secondary electrons scattered at the time of transfer by the electron beam are not charged to the optical member of the image pickup means, or are shielded by the shutter mechanism. ing. This prevents electrons from being charged in the optical member of the image pickup means arranged near the mask, and prevents the electron beam from being bent by the Coulomb force.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る電子ビーム近接露光方法及び装置の好ましい実施の形
態について説明する。 〔第1の実施の形態〕図1及び図2はそれぞれ本発明に
係る電子ビーム近接露光装置の転写部の上面図及び側面
図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of an electron beam proximity exposure method and apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. [First Embodiment] FIGS. 1 and 2 are a top view and a side view of a transfer portion of an electron beam proximity exposure apparatus according to the present invention, respectively.

【0028】これらの図面に示すように、この電子ビー
ム近接露光装置には、マスク32に対向して3つの顕微
鏡撮像装置AX1、AY1、AX2が設けられている。
これらの顕微鏡撮像装置AX1、AY1、AX2は、電
子ビームによる露光時に電子ビームを遮ることがないよ
うに撮影光軸がマスク面に対して斜めになるように配置
されている。尚、電子ビーム近接露光装置としての主要
な構成は、図17乃至図19に示したものと同様のた
め、その詳細な説明は省略する。
As shown in these drawings, the electron beam proximity exposure apparatus is provided with three microscope image pickup devices AX1, AY1 and AX2 facing the mask 32.
These microscope image pickup devices AX1, AY1, and AX2 are arranged so that the photographing optical axis is oblique to the mask surface so as not to block the electron beam during exposure with the electron beam. Since the main configuration of the electron beam proximity exposure apparatus is the same as that shown in FIGS. 17 to 19, detailed description thereof will be omitted.

【0029】図3は電子ビーム近接露光装置の転写部を
拡大した上面図である。
FIG. 3 is an enlarged top view of the transfer portion of the electron beam proximity exposure apparatus.

【0030】同図において、44は、θXYステージ7
0上の静電チャック60によって吸着されたウエハであ
る。
In the figure, 44 is the θXY stage 7.
It is a wafer that has been attracted by the electrostatic chuck 60 on 0.

【0031】このウエハ44には、ウエハ44の各チッ
プのx軸方向の位置決めを行うためのウエハマークMWX
と、y軸方向の位置決めを行うためのウエハマークMWY
とがチップが形成される領域外に設けられている。
On this wafer 44, a wafer mark M WX for positioning each chip of the wafer 44 in the x-axis direction.
And a wafer mark M WY for positioning in the y-axis direction
And are provided outside the area where the chip is formed.

【0032】一方、マスク32には、破線で示す領域内
にマスクパターンが形成されており、破線で示す領域外
にウエハマークMWX、MWYとの関係でマスク32とウエ
ハ44とのx方向、y方向のずれ、及びxy平面の回転
方向のずれを検出するための3つのマスクマーク
MX1 、MMX2 、MMYが設けられている。
On the other hand, on the mask 32, a mask pattern is formed in a region indicated by a broken line, and in the x direction between the mask 32 and the wafer 44 in relation to the wafer marks M WX and M WY outside the region indicated by the broken line. , Y direction, and three mask marks M MX1 , M MX2 , and M MY for detecting the displacement in the rotation direction of the xy plane are provided.

【0033】図4及び図5により上記ウエハマーク及び
マスクマークの詳細について説明する。
The details of the wafer mark and the mask mark will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

【0034】図4は図3の符号Aで示した部分の拡大図
であり、図5は図4の5−5線に沿う断面図である。図
4に示すように、マスク32には、マスクマークMMX1
が形成され、マスク32を介してその下側のウエハマー
クMWX、MWXが透視できるようになっている。
FIG. 4 is an enlarged view of a portion indicated by reference character A in FIG. 3, and FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 of FIG. As shown in FIG. 4, the mask 32 has a mask mark M MX1.
Are formed so that the wafer marks M WX and M WX therebelow can be seen through the mask 32.

【0035】尚、マスク32に形成されるマスクマーク
MX1 は、5×3個の小さな開口によって構成されてお
り、一方、ウエハマークMWXは、14×3個の凸部によ
って構成されている(図4、図5参照)。
The mask mark M MX1 formed on the mask 32 is composed of 5 × 3 small openings, while the wafer mark M WX is composed of 14 × 3 convex portions. (See FIGS. 4 and 5).

【0036】次に、顕微鏡撮像装置AX1について説明
する。
Next, the microscope image pickup device AX1 will be described.

【0037】図6に顕微鏡撮像装置AX1の概略を示
す。同図に示すように、顕微鏡撮像装置AX1は、水平
に配置されたマスク32に対して光軸の入射角が所定の
角度αとなるように配設されている。
FIG. 6 shows an outline of the microscope image pickup device AX1. As shown in the figure, the microscope image pickup device AX1 is arranged so that the incident angle of the optical axis with respect to the mask 32 arranged horizontally becomes a predetermined angle α.

【0038】顕微鏡対物レンズ90の前面には、カバー
ガラス91が取り付けられている。このカバーガラス9
1の表面には、導電性の薄膜91Aが蒸着され、この導
電性の薄膜91Aは、導電性の保持部材92及び顕微鏡
撮像装置AX1の筐体を介して接地されている。これに
より、電子ビームによる転写時に散乱する電子又は2次
電子がカバーガラス91の表面に帯電しないようにして
いる。
A cover glass 91 is attached to the front surface of the microscope objective lens 90. This cover glass 9
A conductive thin film 91A is vapor-deposited on the surface of No. 1 and the conductive thin film 91A is grounded via the conductive holding member 92 and the casing of the microscope image pickup device AX1. This prevents electrons or secondary electrons scattered during transfer by the electron beam from charging the surface of the cover glass 91.

【0039】尚、導電性の薄膜91Aとしては、錫酸化
膜又はインジウム錫酸化膜(ITO)などが使用され
る。また、この実施の形態では、カバーガラス91の表
面に導電性の薄膜91Aを蒸着するようにしたが、カバ
ーガラスが設けられていない顕微鏡撮像装置の場合に
は、顕微鏡対物レンズ90の表面に導電性の薄膜を蒸着
し、この導電性の薄膜を接地するようにする。
A tin oxide film or an indium tin oxide film (ITO) is used as the conductive thin film 91A. Further, in this embodiment, the conductive thin film 91A is vapor-deposited on the surface of the cover glass 91, but in the case of a microscope image pickup apparatus in which the cover glass is not provided, the surface of the microscope objective lens 90 is electrically conductive. A conductive thin film is vapor deposited and the conductive thin film is grounded.

【0040】また、上記導電性の薄膜91Aの代わりに
メカニカルなシャッタ機構を設け、電子ビームによる転
写時には、シャッタ機構を閉じて顕微鏡撮像装置の光学
部材を遮蔽し、撮像時にはシャッタ機構を開くようにし
てもよい。尚、この場合のシャッタ機構は、電子が帯電
しないものが使用されることは言うまでもない。
Further, a mechanical shutter mechanism is provided in place of the conductive thin film 91A, the shutter mechanism is closed at the time of transfer by the electron beam to shield the optical member of the microscope image pickup device, and the shutter mechanism is opened at the time of image pickup. May be. Needless to say, the shutter mechanism in this case is one that is not charged with electrons.

【0041】この顕微鏡撮像装置AX1の内部には、照
明手段が設けられている。即ち、照明手段は、白色光源
93、レンズ94、反射ミラー95及びハーフミラー9
6から構成されており、白色光源93から出射された白
色照明光は、レンズ94によってほぼ平行光にされ、反
射ミラー95、ハーフミラー96、対物レンズ90及び
カバーガラス91を介してマスク32及びウエハ44を
照明する。
Illumination means is provided inside the microscope image pickup device AX1. That is, the illumination means is a white light source 93, a lens 94, a reflection mirror 95, and a half mirror 9.
The white illumination light emitted from the white light source 93 is made into a substantially parallel light by the lens 94, and the mask 32 and the wafer are passed through the reflection mirror 95, the half mirror 96, the objective lens 90 and the cover glass 91. Illuminate 44.

【0042】このようにして照明されたマスク32のマ
スクマーク及びウエハ44のウエハマークでの散乱光
は、対物レンズ90、ハーフミラー96を介して撮像部
97に入射して撮像される。
The scattered light at the mask mark of the mask 32 and the wafer mark of the wafer 44 illuminated in this way is incident on the image pickup section 97 via the objective lens 90 and the half mirror 96 and is picked up.

【0043】尚、他の顕微鏡撮像装置AY1、AX2も
上記顕微鏡撮像装置AX1と同様に構成されている。
The other microscope image pickup devices AY1 and AX2 have the same structure as the microscope image pickup device AX1.

【0044】図7(A)に示すようにマスクマークMMX
及びウエハマークMWXは、顕微鏡撮像装置の焦点面F上
にマークの一部が位置するように、各マークの長さや撮
影光軸の入射角αなどが決定されている。尚、図7
(A)上で、Pは白色照明光の正反射光、Q、Rはそれ
ぞれマスクマークMMX及びウエハマークMWXでの白色照
明光の散乱光、Gはマスク32とウエハ44との間隔で
ある。
As shown in FIG. 7A, the mask mark M MX
As for the wafer mark M WX , the length of each mark and the incident angle α of the photographing optical axis are determined so that a part of the mark is located on the focal plane F of the microscope image pickup apparatus. Incidentally, FIG.
In (A), P is the regular reflection light of the white illumination light, Q and R are the scattered light of the white illumination light at the mask mark M MX and the wafer mark M WX , and G is the distance between the mask 32 and the wafer 44. is there.

【0045】図7(B)は顕微鏡撮像装置によって白色
照明光の散乱光Q、Rが撮像された様子を示す画像であ
る。
FIG. 7B is an image showing a state in which scattered light Q, R of white illumination light is imaged by the microscope image pickup device.

【0046】次に、上記のようにして撮像されたマスク
マーク及びウエハマークに基づいてマスクとウエハとの
ずれを検出する方法について説明する。
Next, a method of detecting the deviation between the mask and the wafer based on the mask mark and the wafer mark imaged as described above will be described.

【0047】図8(A)に示すように撮像されたマスク
マーク及びウエハマークの画像中からピントがあってい
る部分(枠で囲んだ部分)を、x方向に連続して抽出す
る。図8(B)は、このようにして抽出した画像のx方
向の各位置における輝度レベルを示している。
As shown in FIG. 8A, a focused portion (a portion surrounded by a frame) is continuously extracted in the x direction from the image of the mask mark and the wafer mark imaged. FIG. 8B shows the brightness level at each position in the x direction of the image thus extracted.

【0048】ここで、図8(B)に示すように2つのマ
スクマークMMX、及び1つのウエハマークMWXに対応す
る輝度レベルについて、それぞれ3つのピークのうちの
中心のピーク位置を求め、各ピーク間の距離x1 、x2
を求める。そして、マスクマークMMXとウエハマークM
WXとx方向の位置ずれ量Δxは、次式、
Here, as shown in FIG. 8B, the center peak position of the three peaks is obtained for the brightness levels corresponding to the two mask marks M MX and one wafer mark M WX . Distance between peaks x 1 , x 2
Ask for. Then, the mask mark M MX and the wafer mark M
The positional deviation amount Δx in the x direction and WX is calculated by the following equation:

【0049】[0049]

【数1】Δx=(x1 −x2 )/2 によって求めることができる。It can be obtained by Δx = (x 1 −x 2 ) / 2.

【0050】尚、顕微鏡撮像装置AX1、AX2によっ
てマスク32とウエハ44のx方向の2つの位置ずれ量
を検出することができ、顕微鏡撮像装置AY1によって
マスク32とウエハ44のy方向の1つの位置ずれ量を
検出することができる。
It should be noted that the microscope image pickup devices AX1 and AX2 can detect two positional deviation amounts of the mask 32 and the wafer 44 in the x direction, and the microscope image pickup device AY1 can detect one position in the y direction of the mask 32 and the wafer 44. The amount of deviation can be detected.

【0051】次に、ウエハのx方向及びy方向の伸縮率
の測定方法について説明する。
Next, a method of measuring the expansion and contraction rates of the wafer in the x and y directions will be described.

【0052】図3に示すように、まず、ウエハ44の左
上隅のチップ(以下、第1のチップという)とマスク3
2とを位置決めする。この位置決めは、各顕微鏡撮像装
置AX1、AY1、AX2によって検出される位置ずれ
量が、同時にゼロになるようにθXYステージ70をx
方向、y方向に移動させるとともに、xy平面内でθX
Yステージ70を回転させることによって行われる。
尚、この実施の形態では、θXYステージ70を回転さ
せるようにしたが、マスク32を回転させるようにして
もよいし、また、ウエハ44を移動させる代わりにマス
ク32をx方向、y方向に移動させてもよい。
As shown in FIG. 3, first, a chip (hereinafter referred to as a first chip) in the upper left corner of the wafer 44 and the mask 3 are formed.
Position 2 and. This positioning is performed by moving the θXY stage 70 so that the positional deviation amounts detected by the respective microscope image pickup devices AX1, AY1, and AX2 become zero at the same time.
Direction and y direction, and θX in the xy plane
This is performed by rotating the Y stage 70.
Although the θXY stage 70 is rotated in this embodiment, the mask 32 may be rotated, or the mask 32 may be moved in the x and y directions instead of moving the wafer 44. You may let me.

【0053】上記のようにしてマスク32と第1のチッ
プとの位置決めが完了すると、続いてウエハ44の右上
隅のチップ(以下、第2のチップという)とマスク32
とを位置決めする。このときの位置決めは、各顕微鏡撮
像装置AX1、AY1によって検出される位置ずれ量に
基づいて行い、回転方向の調整は行わない。
When the positioning of the mask 32 and the first chip is completed as described above, the chip in the upper right corner of the wafer 44 (hereinafter, referred to as the second chip) and the mask 32 are subsequently formed.
Position and. The positioning at this time is performed based on the amount of positional deviation detected by each of the microscope image pickup devices AX1 and AY1, and the rotation direction is not adjusted.

【0054】次に、第1のチップと第2のチップとの距
離Lx を求める。この距離Lx は、第1のチップの位置
決めを行ってから第2のチップの位置決めまでに移動し
たθXYステージ70のx方向の移動量をx2 、y方向
の移動量をy2 とすると、次式、
Next, the distance L x between the first chip and the second chip is obtained. This distance L x is defined as follows: where the moving amount in the x direction of the θXY stage 70 moved from the positioning of the first chip to the positioning of the second chip is x 2 , and the moving amount in the y direction is y 2 . The following equation,

【0055】[0055]

【数2】Lx =√(x2 2 +y2 2 ) によって求めることができる。尚、上記移動量x2 、y
2 は、θXYステージ70のx方向及びy方向の移動量
を検出する2つのレーザ干渉計によって測定する。即
ち、第1のチップの位置決めを行った時の2つのレーザ
干渉計の読み値を(0,0)とし、第2のチップの位置
決めを行った時の2つのレーザ干渉計の読み値(x2
2 )から移動量x2 、y2 を測定する。
## EQU2 ## It can be obtained by L x = √ (x 2 2 + y 2 2 ). The movement amount x 2 , y
2 is measured by two laser interferometers that detect the amount of movement of the θXY stage 70 in the x and y directions. That is, the readings of the two laser interferometers when the first chip is positioned are (0, 0), and the readings of the two laser interferometers when the second chip is positioned (x 2 ,
The movement amounts x 2 and y 2 are measured from y 2 ).

【0056】一方、第1のチップと第2のチップとの基
準の距離をLref とすると、ウエハ44のx方向の伸縮
量δx は、次式、
On the other hand, when the reference distance between the first chip and the second chip is L ref , the expansion / contraction amount δ x of the wafer 44 in the x direction is given by the following equation:

【0057】[0057]

【数3】δx =Lx −Lref となり、x方向の伸縮率εx は、次式、## EQU3 ## δ x = L x −L ref , and the expansion / contraction ratio ε x in the x direction is given by

【0058】[0058]

【数4】εx =(Lx −Lref )/Lref となる。## EQU4 ## ε x = (L x −L ref ) / L ref .

【0059】前記基準の距離Lref は、前工程やウエハ
マークを形成したときの長さ又は設計寸法として決定さ
れた長さである。
The reference distance L ref is a length determined in a previous step or when a wafer mark is formed or a length determined as a design dimension.

【0060】また、θXYステージ70に移動による姿
勢誤差(特にヨー(yaw)方向の誤差)がある場合には、
レーザ干渉計を3軸(例えば、X、Y1、Y2)から構
成し、yaw 方向に変化した角度を測定し、前記Lx の値
からyaw による誤差を除くことが好ましい。
If the θXY stage 70 has a posture error due to movement (especially an error in the yaw direction),
It is preferable that the laser interferometer is composed of three axes (for example, X, Y1, and Y2), the angle changed in the yaw direction is measured, and the error due to yaw is removed from the value of L x .

【0061】同様にして、ウエハ44のy方向の伸縮率
εY も求めることができる。この場合、ウエハ44の左
下隅のチップ(以下、第3のチップという)とマスク3
2とを位置決めする。この位置決めは、第2のチップの
位置決めと同様に顕微鏡撮像装置AX1、AY1によっ
て検出される位置ずれ量に基づいて行い、回転方向の調
整は行わない。そして、第3のチップの位置決めを行っ
たときの2つのレーザ干渉計の読み値(x3 ,y3 )か
ら第1のチップと第3のチップとの距離を測定する。
Similarly, the expansion / contraction rate ε Y of the wafer 44 in the y direction can also be obtained. In this case, the chip at the lower left corner of the wafer 44 (hereinafter referred to as the third chip) and the mask 3
Position 2 and. This positioning is performed based on the amount of positional deviation detected by the microscope image pickup devices AX1 and AY1 similarly to the positioning of the second chip, and the rotation direction is not adjusted. Then, the distance between the first chip and the third chip is measured from the reading values (x 3 , y 3 ) of the two laser interferometers when the third chip is positioned.

【0062】上記の実施の形態では、3つのチップ(第
1、第2、第3のチップ)の位置決めを行ったときの各
チップ間の移動距離を測定してウエハのx方向及びy方
向の伸縮率を求めるようにしたが、図9に示すように4
つのチップ1〜4の位置決めを行ったときの各チップ間
の移動距離を測定してウエハのx方向及びy方向の伸縮
率を求めるようにしてもよい。
In the above embodiment, when the three chips (first, second and third chips) are positioned, the moving distance between the chips is measured to measure the wafer in the x and y directions. The expansion / contraction ratio was calculated, but as shown in FIG.
It is also possible to obtain the expansion / contraction ratios of the wafer in the x-direction and the y-direction by measuring the moving distance between the respective chips when the four chips 1 to 4 are positioned.

【0063】即ち、図9に示すように、ウエハ44上で
それぞれx方向に離間したチップ1、チップ2の位置決
めを行ったときの各チップ1、2間の移動距離Lxを測
定してウエハのx方向の伸縮率を求め、同様にして、ウ
エハ44上でそれぞれy方向に離間したチップ3、チッ
プ4の位置決めを行ったときの各チップ3、4間の移動
距離Lyを測定してウエハのy方向の伸縮率を求める。
That is, as shown in FIG. 9, the moving distance Lx between the chips 1 and 2 when the chips 1 and 2 spaced apart in the x-direction are positioned on the wafer 44 is measured to measure the wafer. The expansion / contraction ratio in the x direction is obtained, and similarly, the moving distance Ly between the chips 3 and 4 when the chips 3 and 4 respectively spaced in the y direction are positioned on the wafer 44 is measured to measure the wafer. Obtain the expansion / contraction rate in the y direction.

【0064】尚、チップ1、3の位置決めは、各顕微鏡
撮像装置AX1、AY1、AX2によって検出される位
置ずれ量が、同時にゼロになるようにθXYステージ7
0をx方向、y方向に移動させるとともに、xy平面内
でθXYステージ70を回転させることによって行い、
チップ2、4の位置決めは、顕微鏡撮像装置AX1、A
Y1によって検出される位置ずれ量に基づいて行い、回
転方向の調整は行わない。
The positioning of the chips 1 and 3 is performed by the θXY stage 7 so that the positional deviation amounts detected by the respective microscope image pickup devices AX1, AY1 and AX2 become zero at the same time.
By moving 0 in the x and y directions, and rotating the θXY stage 70 in the xy plane,
The positioning of the chips 2 and 4 is performed by the microscope image pickup devices AX1 and AX.
It is performed based on the amount of positional deviation detected by Y1, and the rotation direction is not adjusted.

【0065】また、チップ1、3での位置決め時にはθ
XYステージ70を回転させてθの調整を行うが、θの
調整はマスク側を回転させてもよい。この場合、チップ
2やチップ4の位置決め時には、マスクを回転させない
で(即ち、θの調整をしたマスクの回転位置を維持した
状態で)、x方向及びy方向のアライメントを行う。
Further, when positioning the chips 1 and 3, θ
Although the θ is adjusted by rotating the XY stage 70, the θ may be adjusted by rotating the mask side. In this case, when the chips 2 and 4 are positioned, the mask is not rotated (that is, the rotational position of the mask whose θ is adjusted is maintained), and the alignment in the x direction and the y direction is performed.

【0066】図10は本発明に係る電子ビーム近接露光
装置の制御部の実施の形態を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing an embodiment of the control unit of the electron beam proximity exposure apparatus according to the present invention.

【0067】同図において、中央処理装置(CPU)1
00は、装置全体を統括制御するもので、前述したよう
なウエハのx方向及びy方向の伸縮率を求めるための処
理、ウエハの位置決め制御、露光時の電子ビームの偏向
制御等を行う。3つの顕微鏡撮像装置AX1、AY1、
AX2での撮像によって得られた各画像信号は、信号処
理回路102に加えられる。信号処理回路102は、入
力した各画像信号に基づいてマスクマークとウエハマー
クとの3つの位置ずれ量を算出する。
In the figure, a central processing unit (CPU) 1
Reference numeral 00 denotes an overall control of the entire apparatus, which performs the processing for obtaining the expansion and contraction rates of the wafer in the x and y directions as described above, the wafer positioning control, the electron beam deflection control during exposure, and the like. Three microscope image pickup devices AX1, AY1,
Each image signal obtained by the image pickup by the AX2 is added to the signal processing circuit 102. The signal processing circuit 102 calculates three positional deviation amounts of the mask mark and the wafer mark based on the input image signals.

【0068】CPU100は、信号処理回路102から
入力する3つの位置ずれ量がゼロになるようにステージ
駆動回路104を介してθXYステージ70をx方向、
y方向に移動させるとともに、xy平面内でθXYステ
ージ70を回転させ、これによりウエハの高精度の位置
決め(ファインアライメント)を行う。
The CPU 100 causes the θXY stage 70 to move in the x direction via the stage drive circuit 104 so that the three positional deviation amounts input from the signal processing circuit 102 become zero.
While being moved in the y direction, the θXY stage 70 is rotated in the xy plane, thereby performing highly accurate positioning (fine alignment) of the wafer.

【0069】CPU100は、ウエハのx方向及びy方
向の伸縮率を求める際には、図3で説明したようにウエ
ハの第1のチップ、第2のチップ及び第3のチップのフ
ァインアライメントを行い、第2のチップ及び第3のチ
ップのファインアライメント後のレーザ干渉計LX 、L
Y の読み値(x2 ,y2 )、(x3 ,y3 )から各チッ
プ間の距離を算出し、この測定した距離と基準の距離と
に基づいてウエハのx方向及びy方向の伸縮率を求め
る。
When obtaining the expansion and contraction rates of the wafer in the x and y directions, the CPU 100 performs fine alignment of the first chip, the second chip and the third chip of the wafer as described with reference to FIG. , Laser interferometers L X , L after fine alignment of the second and third chips
The distance between each chip is calculated from the Y reading values (x 2 , y 2 ) and (x 3 , y 3 ), and the expansion and contraction of the wafer in the x and y directions based on the measured distance and the reference distance. Find the rate.

【0070】また、CPU100は、マスクを走査する
際の偏向量データとともにウエハの伸縮率に応じた補正
データをデジタル演算回路106に供給し、デジタル演
算回路106は偏向量データに基づいてマスクを走査す
るためのデジタル信号を主DAC/AMP108に出力
し、補正データに基づいてウエハのx方向及びy方向の
伸縮率に比例してx方向及びy方向の転写倍率を変更す
るとともに、後述するようにマスクの歪みを補正するた
めのデジタル信号を副DAC/AMP110に出力す
る。
Further, the CPU 100 supplies the correction data corresponding to the expansion / contraction rate of the wafer together with the deflection amount data when scanning the mask to the digital arithmetic circuit 106, and the digital arithmetic circuit 106 scans the mask based on the deflection amount data. Output to the main DAC / AMP 108 to change the transfer magnification in the x-direction and the y-direction in proportion to the expansion and contraction rates of the wafer in the x-direction and the y-direction based on the correction data. A digital signal for correcting the mask distortion is output to the sub DAC / AMP 110.

【0071】主DAC/AMP108は、入力したデジ
タル信号をアナログ信号に変換したのち増幅し、これを
図17に示す主偏向器22、24に出力する。これによ
り、電子ビーム15は、光軸と平行な状態を維持したま
ま、図18に示すようにマスク30の全面を走査するよ
うに偏向される。
The main DAC / AMP 108 converts the input digital signal into an analog signal, amplifies it, and outputs it to the main deflectors 22 and 24 shown in FIG. As a result, the electron beam 15 is deflected so as to scan the entire surface of the mask 30 as shown in FIG. 18 while maintaining the state of being parallel to the optical axis.

【0072】また、副DAC/AMP110は、入力し
たデジタル信号をアナログ信号に変換したのち増幅し、
これを図17に示す副偏向器26、28に出力する。こ
れにより、電子ビーム15は、図11に示すようにマス
ク32への入射角度が制御される。
The sub DAC / AMP 110 converts the input digital signal into an analog signal and then amplifies it.
This is output to the sub deflectors 26 and 28 shown in FIG. As a result, the incident angle of the electron beam 15 on the mask 32 is controlled as shown in FIG.

【0073】いま、図11に示すように電子ビーム15
のマスク32への入射角度をα、マスク32とウエハ4
4との間隔をGとすると、入射角度αによるマスクパタ
ーンの転写位置のずれ量δは、次式、
Now, as shown in FIG.
The incident angle of the light on the mask 32 is α, the mask 32 and the wafer 4
4 is G, the shift amount δ of the transfer position of the mask pattern due to the incident angle α is

【0074】[0074]

【数5】δ=G・tan α で表される。図11上ではマスクパターンは、ずれ量δ
だけ正規の位置からずれた位置に転写される。
[Expression 5] δ = G · tan α In FIG. 11, the mask pattern has a shift amount δ.
However, it is transferred to a position deviated from the regular position.

【0075】従って、電子ビームの走査位置に応じて入
射角度αを変化させることにより、転写倍率を変化させ
ることができる。尚、入射角度αは、マスク中心では入
射角度αを0とし、マスク中心から遠ざかるにしたがっ
て入射角度αを大きくする。
Therefore, the transfer magnification can be changed by changing the incident angle α according to the scanning position of the electron beam. As for the incident angle α, the incident angle α is set to 0 at the center of the mask, and the incident angle α is increased as the distance from the center of the mask increases.

【0076】図12は本発明に係る電子ビーム近接露光
方法の動作手順を示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flow chart showing the operation procedure of the electron beam proximity exposure method according to the present invention.

【0077】同図に示すように、まず電子ビーム近接露
光装置にマスクをロードし(ステップS10)、続いて
ウエハをθXYステージ70上の静電チャック60に位
置決めしたのち、該静電チャック60で吸着固定するこ
とによりウエハをロードする(ステップSS12)。続
いて、ウエハに電子が帯電しないように導通ピン等によ
ってウエハの導通をとる(ステップS14)。
As shown in the figure, first, a mask is loaded into the electron beam proximity exposure apparatus (step S10), the wafer is subsequently positioned on the electrostatic chuck 60 on the θXY stage 70, and then the electrostatic chuck 60 is used. The wafer is loaded by adsorption and fixation (step SS12). Then, the wafer is electrically connected by a conduction pin or the like so that the wafer is not charged with electrons (step S14).

【0078】次に、ウエハの高さを検出するためのzセ
ンサによって高さ検出を行い、ウエハの高さ調整を行っ
たのち(ステップS16)、ウエハの粗い位置合わせ
(コースアライメント)を行う(ステップS18)。
Next, the height is detected by the z sensor for detecting the height of the wafer, the height of the wafer is adjusted (step S16), and then the rough alignment (course alignment) of the wafer is performed ( Step S18).

【0079】続いて、図3や図9で説明したようにウエ
ハのx方向及びy方向の伸縮率εx、εY の測定(MA
G測定(グローバル))を行い(ステップS30)、そ
の測定した伸縮率εx 、εY を示す信号を補正演算回路
106Aに出力する。その後、ウエハを転写位置に移動
させる(ステップS20))。
Subsequently, as described with reference to FIGS. 3 and 9, the expansion and contraction rates ε x and ε Y of the wafer in the x and y directions are measured (MA
G measurement (global) is performed (step S30), and a signal indicating the measured expansion / contraction ratios ε x and ε Y is output to the correction arithmetic circuit 106A. Then, the wafer is moved to the transfer position (step S20).

【0080】次に、マスクとウエハとの間隔(GAP)
を調整する(ステップS22)。マスクとウエハとの間
隔Gは、図7(A)に示すように顕微鏡撮像装置の結像
面とマスクマークMMXとの交点Qと、ウエハマークMwx
との交点Rとの線分QRを撮影画像に基づいて求め、こ
の線分QRと撮影光軸の入射角αとから、次式、
Next, the distance between the mask and the wafer (GAP)
Is adjusted (step S22). As shown in FIG. 7A, the distance G between the mask and the wafer is determined by the intersection Q between the image plane of the microscope image pickup device and the mask mark M MX and the wafer mark M wx.
A line segment QR with an intersection R with the line R is obtained based on the photographed image, and from the line segment QR and the incident angle α of the photographing optical axis, the following equation,

【0081】[0081]

【数6】G=QR・sin α によって求めることができる。詳しくは、特開2000
−356511号公報に開示されている。尚、間隔Gの
測定方法はこの実施の形態に限定されない。
## EQU6 ## It can be obtained by G = QR.sin α. For details, see JP 2000
It is disclosed in Japanese Patent Publication No. 356511. The method of measuring the gap G is not limited to this embodiment.

【0082】上記のようにして測定した間隔Gが所定値
(例えば、50μm)となるように間隔Gを調整する。
この間隔Gの値(間隔値)は、補正演算回路106Aに
加えられる。尚、補正演算回路106Aは、図10に示
したデジタル演算回路106中の副偏向器26、28の
偏向制御を行う回路に相当する。
The gap G is adjusted so that the gap G measured as described above has a predetermined value (for example, 50 μm).
The value of the interval G (interval value) is added to the correction calculation circuit 106A. The correction arithmetic circuit 106A corresponds to a circuit that controls the deflection of the sub deflectors 26 and 28 in the digital arithmetic circuit 106 shown in FIG.

【0083】その後、3つの顕微鏡撮像装置AX1、A
Y1、AX2を使用してマスクとウエハ上のチップとを
精度よく位置決め(ファインアライメント)したのち
(ステップS24)、電子ビームによってマスクパター
ンをウエハに転写する(ステップS26)。
Then, the three microscope image pickup devices AX1 and A
After the mask and the chip on the wafer are accurately positioned (fine alignment) using Y1 and AX2 (step S24), the mask pattern is transferred onto the wafer by the electron beam (step S26).

【0084】この転写時に補正演算回路106Aは、ウ
エハの伸縮率εx 、εY に基づいて転写倍率を変更する
とともに、マスク歪みを補正するように電子ビームのマ
スクパターンへの入射角度を制御(傾き補正)する。
尚、補正演算回路106Aには、ステップS32で予め
測定されたマスク歪みを示すデータが入力されており、
補正演算回路106Aは、例えば図13(A)に示すよ
うなマスク歪みを入力した場合に、図13(B)に示す
ようなマスク歪みのない状態でのマスクパターンが転写
されるように電子ビームの傾き補正を行う。
At the time of this transfer, the correction calculation circuit 106A changes the transfer magnification based on the expansion and contraction rates ε x and ε Y of the wafer, and controls the incident angle of the electron beam to the mask pattern so as to correct the mask distortion ( Tilt correction).
The correction calculation circuit 106A is input with data indicating the mask distortion measured in advance in step S32.
The correction arithmetic circuit 106A, for example, when the mask distortion shown in FIG. 13A is inputted, the electron beam is transferred so that the mask pattern shown in FIG. 13B without the mask distortion is transferred. Tilt correction.

【0085】ウエハへのマスクパターンの転写が終了す
ると、ウエハをアンロードする(ステップS28)。 〔第2の実施の形態〕図14は本発明に係る電子ビーム
近接露光装置の第2の実施の形態の転写部を拡大した上
面図である。尚、図3に示した第1の実施の形態と共通
する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略
する。
When the transfer of the mask pattern onto the wafer is completed, the wafer is unloaded (step S28). [Second Embodiment] FIG. 14 is an enlarged top view of a transfer portion of a second embodiment of the electron beam proximity exposure apparatus according to the present invention. The same parts as those of the first embodiment shown in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0086】図14に示すように、この電子ビーム近接
露光装置には、4つの顕微鏡撮像装置AX1、AY1、
AX2、AY2が設けられている。また、ウエハ44’
には、ウエハ44’の各チップの位置決めや、各チップ
の伸縮率を測定するための4組のウエハマークMWX1,
WX2,WY1,WY2 (図15参照)がチップが形成される
領域外に設けられている。
As shown in FIG. 14, in this electron beam proximity exposure apparatus, four microscope image pickup devices AX1, AY1,
AX2 and AY2 are provided. Also, the wafer 44 '
Are four sets of wafer marks M WX1, M for positioning each chip of the wafer 44 'and measuring the expansion / contraction rate of each chip.
WX2, M WY1, and M WY2 (see FIG. 15) are provided outside the area where the chip is formed.

【0087】一方、マスク32’には、破線で示す領域
内にマスクパターンが形成されており、破線で示す領域
外に前記ウエハマークMWX1,WX2,WY1,WY2 との関
係でマスク32’とウエハ44’とのx方向、y方向の
ずれ、及びxy平面の回転方向のずれ、及びチップのx
方向及びy方向の伸縮率を検出するための4つのマスク
マークMMX1,MX2,MY1,MY2 が設けられている。
[0087] On the other hand, the mask in relation to the mask 32 'is formed with a mask pattern in a region indicated by a broken line, and the wafer mark M WX1, M WX2, M WY1 , M WY2 outside the region shown by a broken line 32 'and the wafer 44' are deviated in the x direction and the y direction, and deviated in the rotation direction of the xy plane, and the x of the chip.
Four mask marks M MX1, M MX2, M MY1, and M MY2 for detecting the expansion and contraction rates in the y-direction and the y-direction are provided.

【0088】次に、ウエハの各チップのx方向及びy方
向の伸縮率の測定方法について説明する。
Next, a method of measuring the expansion / contraction ratios of the respective chips on the wafer in the x and y directions will be described.

【0089】チップの伸縮率を測定する場合には、測定
しようとするチップとマスク32’とを位置決めする
が、チップのy方向の伸縮率の測定する場合には、3つ
の顕微鏡撮像装置AX1、AY1、AX2によって検出
される位置ずれ量が、同時にゼロになるようにθXYス
テージ70をx方向、y方向に移動させるとともに、x
y平面内でθXYステージ70を回転させる。尚、この
実施の形態では、チップの中心とマスクの中心とを一致
させる位置決め用のマークが形成されている。
When the expansion / contraction ratio of the chip is measured, the chip to be measured and the mask 32 'are positioned. When the expansion / contraction ratio of the chip in the y direction is measured, three microscope image pickup devices AX1, The θXY stage 70 is moved in the x direction and the y direction so that the positional deviation amounts detected by AY1 and AX2 become zero at the same time.
The θXY stage 70 is rotated in the y plane. In this embodiment, positioning marks are formed so that the center of the chip coincides with the center of the mask.

【0090】そして、残りの顕微鏡撮像装置AY2によ
って検出される位置ずれ量Δyを求める。この位置ずれ
量Δyは、2つのウエハマークMWY2 とマスクマークM
MY2との各距離を、図15に示すようにy1 ,y2 とす
ると、次式、
Then, the positional deviation amount Δy detected by the remaining microscope image pickup device AY2 is obtained. This positional deviation amount Δy is calculated by using two wafer marks M WY2 and a mask mark M.
Assuming that each distance from MY2 is y 1 and y 2 as shown in FIG.

【0091】[0091]

【数7】Δy=(y1 −y2 )/2 で表すことができる。このようにして求めた位置ずれ量
Δyを、チップの中心から2つのウエハマークMWY2
中心とのy方向の基準の長さで除算することにより、チ
ップのy方向の伸縮率を求めることができる。
It can be expressed by Δy = (y 1 −y 2 ) / 2. By dividing the amount of positional deviation Δy thus obtained by the reference length in the y direction from the center of the chip to the centers of the two wafer marks M WY2 , the expansion / contraction ratio of the chip in the y direction can be obtained. it can.

【0092】同様にして、チップのx方向の伸縮率を測
定する場合には、3つの顕微鏡撮像装置AX1、AY
1、AY2によって検出される位置ずれ量が、同時にゼ
ロになるようにθXYステージ70をx方向、y方向に
移動させるとともに、xy平面内でθXYステージ70
を回転させ、残りの顕微鏡撮像装置AX2によって検出
される位置ずれ量Δxを求める。この位置ずれ量Δx
は、2つのウエハマークM WX2 とマスクマークMMX2
の各距離を、図15に示すようにx1 ,x2 とすると、
次式、
Similarly, the expansion / contraction rate of the chip in the x direction is measured.
To determine the three microscope imaging devices AX1, AY
1, the amount of displacement detected by AY2 is
The θXY stage 70 in the x and y directions so that
While moving, the θXY stage 70 in the xy plane
Is rotated and detected by the remaining microscope imager AX2
The positional deviation amount Δx to be obtained is obtained. This positional deviation amount Δx
Is the two wafer marks M WX2And mask mark MMX2When
Each distance of x, as shown in FIG.1, X2Then,
The following equation,

【0093】[0093]

【数8】Δx=(x1 −x2 )/2 で表すことができる。このようにして求めた位置ずれ量
Δxを、チップの中心から2つのウエハマークMWX2
中心とのx方向の基準の長さで除算することにより、チ
ップのx方向の伸縮率を求めることができる。
It can be expressed by Δx = (x 1 −x 2 ) / 2. By dividing the positional deviation amount Δx thus obtained by the reference length in the x direction from the center of the chip to the centers of the two wafer marks M WX2 , the expansion / contraction rate of the chip in the x direction can be obtained. it can.

【0094】図16は本発明に係る電子ビーム近接露光
方法の動作手順を示すフローチャートである。尚、図1
2と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説
明は省略する。
FIG. 16 is a flow chart showing the operation procedure of the electron beam proximity exposure method according to the present invention. Incidentally, FIG.
The same parts as 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0095】図16に示すフローチャートとからも明ら
かなように、第2の実施の形態では、図12に示したウ
エハ全体(グローバル)の伸縮率を測定するステップ3
0の代わりに、図14で説明したようにチップごとに伸
縮率を測定(MAG測定(チップ))するステップ40
を有する点で相違する。尚、ウエハやマスクに形成する
位置決め用のマークは、この実施の形態には限定されな
い。
As is clear from the flowchart shown in FIG. 16, in the second embodiment, step 3 for measuring the expansion / contraction ratio of the entire wafer (global) shown in FIG.
Instead of 0, step 40 of measuring the expansion / contraction ratio (MAG measurement (chip)) for each chip as described in FIG.
The difference is that it has. The positioning mark formed on the wafer or the mask is not limited to this embodiment.

【0096】[0096]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ウ
エハの伸縮等によりマスクとウエハの倍率が変化しても
ウエハに露光される各マスクパターン同士がずれないよ
うに露光することができ、特に電子ビームのマスクへの
入射角度を制御することによって転写倍率を補正するよ
うにしたため、簡単にかつ精度よく転写倍率を補正する
ことができる。また、マスクに歪みがある場合には、転
写倍率の補正と同時にマスク歪みの補正も行うことがで
きる。
As described above, according to the present invention, it is possible to perform exposure so that the mask patterns exposed on the wafer do not shift even if the magnification of the mask and the wafer change due to expansion and contraction of the wafer. Especially, since the transfer magnification is corrected by controlling the incident angle of the electron beam to the mask, the transfer magnification can be corrected easily and accurately. If the mask has distortion, the mask distortion can be corrected simultaneously with the transfer magnification correction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る電子ビーム近接露光装置の転写部
の上面図
FIG. 1 is a top view of a transfer section of an electron beam proximity exposure apparatus according to the present invention.

【図2】本発明に係る電子ビーム近接露光装置の転写部
の側面図
FIG. 2 is a side view of a transfer portion of the electron beam proximity exposure apparatus according to the present invention.

【図3】図1に示した電子ビーム近接露光装置の転写部
を拡大した上面図
3 is an enlarged top view of a transfer portion of the electron beam proximity exposure apparatus shown in FIG.

【図4】図3の要部拡大図FIG. 4 is an enlarged view of a main part of FIG.

【図5】図4の5−5線に沿う断面図5 is a sectional view taken along line 5-5 of FIG.

【図6】本発明に適用される顕微鏡撮像装置の概略構成
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a microscope image pickup device applied to the present invention.

【図7】顕微鏡撮像装置によってマスクマークとウエハ
マークとの位置ずれ量を検出する方法を説明するために
用いた図
FIG. 7 is a diagram used for explaining a method of detecting a positional deviation amount between a mask mark and a wafer mark by a microscope imaging device.

【図8】顕微鏡撮像装置によってマスクマークとウエハ
マークとの位置ずれ量を検出する方法を説明するために
用いた図
FIG. 8 is a diagram used for explaining a method of detecting a positional deviation amount between a mask mark and a wafer mark by a microscope imaging device.

【図9】ウエハの伸縮率の測定方法の他の実施の形態を
説明するために用いた図
FIG. 9 is a diagram used to explain another embodiment of the method for measuring the expansion / contraction rate of a wafer.

【図10】本発明に係る電子ビーム近接露光装置の制御
部の実施の形態を示すブロック図
FIG. 10 is a block diagram showing an embodiment of a control unit of an electron beam proximity exposure apparatus according to the present invention.

【図11】副偏向器によって電子ビームの転写位置がず
れる様子を示す図
FIG. 11 is a diagram showing how the electron beam transfer position is displaced by the sub-deflector.

【図12】本発明に係る電子ビーム近接露光方法の動作
手順を示すフローチャート
FIG. 12 is a flowchart showing an operation procedure of an electron beam proximity exposure method according to the present invention.

【図13】マスク歪みの補正を説明するために用いた図FIG. 13 is a diagram used for explaining mask distortion correction.

【図14】本発明に係る電子ビーム近接露光装置の第2
の実施の形態の転写部を拡大した上面図
FIG. 14 is a second electron beam proximity exposure apparatus according to the present invention.
The top view which expanded the transfer part of the embodiment of FIG.

【図15】チップごとの伸縮率の求め方を説明するため
に用いた図
FIG. 15 is a diagram used for explaining how to obtain the expansion / contraction rate for each chip.

【図16】電子ビーム近接露光方法の第2の実施の形態
の動作手順を示すフローチャート
FIG. 16 is a flowchart showing an operation procedure of the second embodiment of the electron beam proximity exposure method.

【図17】本発明が適用される電子ビーム近接露光装置
の基本構成図
FIG. 17 is a basic configuration diagram of an electron beam proximity exposure apparatus to which the present invention is applied.

【図18】電子ビームによるマスクの走査を説明するた
めに用いた図
FIG. 18 is a diagram used for explaining scanning of a mask by an electron beam.

【図19】本発明が適用される電子ビーム近接露光装置
の全体構成図
FIG. 19 is an overall configuration diagram of an electron beam proximity exposure apparatus to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

15…電子ビーム、22、24…主偏向器、26、28
…副偏向器、32、32’…マスク、44、44’…ウ
エハ、60…静電チャック、70…θXYステージ、9
0…顕微鏡対物レンズ、91…カバーガラス、91A…
導電性の薄膜、92…導電性の保持部材、93…白色光
源、97…撮像部、100…中央処理装置(CPU)、
102…信号処理回路、104…ステージ駆動回路、1
06…デジタル演算回路、106A…補正演算回路、A
X1、AY1、AX2、AY2…顕微鏡撮像装置、
WX,MWY,MWX1,WX2,WY1,WY2 …ウエハマー
ク、MMX,MMY,MMX1,MX2,MY1,MY2 …マスクマ
ーク、LX,Y …レーザ干渉計
15 ... Electron beam, 22, 24 ... Main deflector, 26, 28
... Sub-deflector, 32, 32 '... Mask, 44, 44' ... Wafer, 60 ... Electrostatic chuck, 70 ... θXY stage, 9
0 ... Microscope objective lens, 91 ... Cover glass, 91A ...
Conductive thin film, 92 ... Conductive holding member, 93 ... White light source, 97 ... Imaging unit, 100 ... Central processing unit (CPU),
102 ... Signal processing circuit, 104 ... Stage drive circuit, 1
06 ... Digital arithmetic circuit, 106A ... Correction arithmetic circuit, A
X1, AY1, AX2, AY2 ... Microscope imaging device,
M WX, M WY, M WX1 , M WX2, M WY1, M WY2 ... wafer mark, M MX, M MY, M MX1, M MX2, M MY1, M MY2 ... mask mark, L X, L Y ... laser interference Total

───────────────────────────────────────────────────── 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) G03F 7/20 521 G03F 9/00 H 9/00 H01J 37/305 B H01J 37/305 H01L 21/30 541M 541S (72)発明者 宮武 勤 東京都西東京市谷戸町2丁目1番1号 住 友重機械工業株式会社田無製造所内 Fターム(参考) 2F069 AA03 AA68 BB15 EE20 EE22 GG04 GG07 GG13 GG64 HH30 MM03 MM23 NN08 PP02 2H097 AA03 BA10 CA16 GA45 KA03 KA12 KA13 KA29 LA10 5C034 BB10 5F056 AA22 AA25 AA26 CC03 FA03 FA06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G03F 7/20 521 G03F 9/00 H 9/00 H01J 37/305 B H01J 37/305 H01L 21/30 541M 541S (72) Inventor Tsuyoshi Miyatake 2-1-1 Yatocho, Nishi-Tokyo, Tokyo Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Tanashi Factory F-term (reference) 2F069 AA03 AA68 BB15 EE20 EE22 GG04 GG07 GG13 GG64 HH30 MM03 MM23 NN08 PP02 2H097 AA03 BA10 CA16 GA45 KA03 KA12 KA13 KA29 LA10 5C034 BB10 5F056 AA22 AA25 AA26 CC03 FA03 FA06

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ウエハにマスクを近接配置し、電子ビー
ムによって前記マスクを走査することにより該マスクに
形成されたマスクパターンを前記ウエハ上のレジスト層
に転写する電子ビーム近接露光方法において、 所定の工程時のウエハを基準にした現在のウエハのx方
向及びy方向の伸縮率を測定するステップと、 前記電子ビームによる前記ウエハへの露光時に、前記ウ
エハのx方向及びy方向の伸縮率に比例してx方向及び
y方向の転写倍率を変更すべく、前記ウエハのx方向及
びy方向の伸縮率と前記ウエハとマスクとの間隔値と前
記電子ビームのマスク上の走査位置とに基づいて前記マ
スクパターンへの前記電子ビームの入射角度を制御する
ステップと、 を含むことを特徴とする電子ビーム近接露光方法。
1. An electron beam proximity exposure method for transferring a mask pattern formed on a mask to a resist layer on the wafer by arranging the mask close to the wafer and scanning the mask with an electron beam. Measuring the expansion / contraction ratios of the current wafer in the x-direction and the y-direction based on the wafer during the process, and proportional to the expansion / contraction ratios of the wafer in the x-direction and the y-direction during the exposure of the wafer by the electron beam. In order to change the transfer magnification in the x direction and the y direction in accordance with the expansion / contraction ratio of the wafer in the x direction and the y direction, the distance value between the wafer and the mask, and the scanning position of the electron beam on the mask. Controlling the angle of incidence of the electron beam on the mask pattern, and the electron beam proximity exposure method.
【請求項2】 前記マスクのマスク歪みを測定し、 前記電子ビームの入射角度を制御するステップは、前記
転写倍率を変更するとともに前記測定したマスク歪みを
補正すべく、前記ウエハのx方向及びy方向の伸縮率と
前記マスク歪みと前記ウエハとマスクとの間隔値と前記
電子ビームのマスク上の走査位置とに基づいて前記マス
クパターンへの前記電子ビームの入射角度を制御するこ
とを特徴とする請求項1の電子ビーム近接露光方法。
2. The step of measuring the mask distortion of the mask and controlling the incident angle of the electron beam comprises changing the transfer magnification and correcting the measured mask distortion in the x direction and the y direction of the wafer. The angle of incidence of the electron beam on the mask pattern is controlled based on the expansion / contraction ratio in the direction, the mask distortion, the distance value between the wafer and the mask, and the scanning position of the electron beam on the mask. The electron beam proximity exposure method according to claim 1.
【請求項3】 前記マスクに位置合わせ用のマスクマー
クを設けるとともに、前記ウエハに形成される第1のチ
ップと、該第1のチップに対してx方向に離間した第2
のチップと、y方向に離間した第3のチップとにそれぞ
れ前記マスクマークに対応する位置合わせ用のウエハマ
ークを設け、 前記伸縮率を測定するステップは、 前記マスクのマスクマークと前記ウエハ上の第1のチッ
プのウエハマークとが所定の位置関係になるように前記
ウエハとマスクとを相対的にx方向及びy方向に移動さ
せるとともにxy平面内で相対的に回転させる第1の位
置合わせステップと、 前記マスクのマスクマークと前記ウエハ上の第2のチッ
プのウエハマークとが所定の位置関係になるように前記
ウエハとマスクとを相対的にx方向及びy方向に移動さ
せる第2の位置合わせステップと、 前記第1の位置合わせステップでの位置合わせが終了し
た後、前記第2の位置合わせステップでの位置合わせが
終了するまでの前記ウエハとマスクとの相対的な第1の
移動距離を測定するステップと、 前記測定した第1の移動距離と前記第1のチップと第2
のチップとの前記所定の工程時の距離とに基づいて前記
ウエハのx方向の伸縮率を求めるステップと、前記マス
クのマスクマークと前記ウエハ上の第3のチップのウエ
ハマークとが所定の位置関係になるように前記ウエハと
マスクとを相対的にx方向及びy方向に移動させる第3
の位置合わせステップと、 前記第1の位置合わせステップでの位置合わせが終了し
た後、前記第3の位置合わせステップでの位置合わせが
終了するまでの前記ウエハとマスクとの相対的な第2の
移動距離を測定するステップと、 前記測定した第2の移動距離と前記第1のチップと第3
のチップとの前記所定の工程時の距離とに基づいて前記
ウエハのy方向の伸縮率を求めるステップと、 からなることを特徴とする請求項1又は2の電子ビーム
近接露光方法。
3. A mask mark for alignment is provided on the mask, and a first chip formed on the wafer and a second chip spaced from the first chip in the x direction.
And the third chip spaced apart in the y-direction are provided with wafer marks for alignment corresponding to the mask marks, and the step of measuring the expansion / contraction rate includes the mask marks of the mask and the wafer. A first alignment step in which the wafer and the mask are relatively moved in the x and y directions so as to have a predetermined positional relationship with the wafer mark of the first chip and relatively rotated in the xy plane. And a second position for relatively moving the wafer and the mask in the x and y directions so that the mask mark of the mask and the wafer mark of the second chip on the wafer have a predetermined positional relationship. After the alignment step and the alignment in the first alignment step are completed, until the alignment in the second alignment step is completed Measuring a relative first movement distance between the wafer and the mask, the measured first movement distance, the first chip and the second
The step of obtaining the expansion / contraction ratio of the wafer in the x direction based on the distance to the chip in the predetermined process, and the mask mark of the mask and the wafer mark of the third chip on the wafer have predetermined positions. A third step of moving the wafer and the mask relative to each other in the x-direction and the y-direction so that they have a relationship with each other.
Second alignment step and the second relative alignment between the wafer and the mask after the alignment in the first alignment step is completed and before the alignment in the third alignment step is completed. Measuring a moving distance, the measured second moving distance, the first tip and the third
3. The electron beam proximity exposure method according to claim 1, further comprising: a step of obtaining an expansion / contraction ratio of the wafer in the y direction based on a distance between the wafer and the chip during the predetermined process.
【請求項4】 前記マスクマークは、前記ウエハとマス
クとのx方向の位置ずれ及びy方向の位置ずれを検出す
るための第1、第2のマスクマークと、前記第1又は第
2のマスクマークと異なる位置に設けられ、前記ウエハ
とマスクとのx方向の位置ずれ又はy方向の位置ずれを
検出するための第3のマスクマークとを有し、 前記ウエハマークは、前記第1、第2及び第3のマスク
マークとの位置関係に基づいて前記ウエハとマスクとの
x方向の位置ずれ及びy方向の位置ずれを検出するため
の第1、第2のウエハマークと、前記第1又は第2のウ
エハマークと異なる位置に設けられ、前記ウエハとマス
クとのx方向の位置ずれ又はy方向の位置ずれを検出す
るための第3のウエハマークとを有し、 前記第1のマスクマークと第1のウエハマークとを同時
に撮像する第1の撮像手段と、前記第2のマスクマーク
と第2のウエハマークとを同時に撮像する第2の撮像手
段と、前記第3のマスクマークと第3のウエハマークと
を同時に撮像する第3の撮像手段とを設け、 前記第1の位置合わせステップは、前記第1、第2及び
第3の撮像手段から得られる各画像信号に基づいて検出
される前記第1、第2及び第3のマスクマークと第1、
第2及び第3のウエハマークとの位置ずれがそれぞれゼ
ロになるように前記ウエハとマスクとを相対的にx方向
及びy方向に移動させるとともにxy平面内で相対的に
回転させ、 前記第2及び第3の位置合わせステップは、前記第1及
び第2の撮像手段から得られる各画像信号に基づいて検
出される前記第1及び第2のマスクマークと第1及び第
2のウエハマークとの位置ずれがそれぞれゼロになるよ
うに前記ウエハとマスクとを相対的に移動させることを
特徴とする請求項3の電子ビーム近接露光方法。
4. The mask marks are first and second mask marks for detecting a positional deviation between the wafer and the mask in the x direction and a positional deviation in the y direction, and the first or second mask. A third mask mark which is provided at a position different from the mark and detects a positional deviation in the x direction or a positional deviation in the y direction between the wafer and the mask, and the wafer mark includes the first and the first mask marks. First and second wafer marks for detecting a positional deviation between the wafer and the mask in the x direction and a positional deviation in the y direction based on the positional relationship between the second and third mask marks; A third wafer mark which is provided at a position different from that of the second wafer mark, and which detects a positional deviation in the x direction or a positional deviation in the y direction between the wafer and the mask, and the first mask mark And the first waferma Image pickup means for simultaneously picking up the second mask mark, the second wafer mark, and the third mask mark and the third wafer mark. And a third image pickup means for simultaneously picking up the image, and the first alignment step detects the first image based on each image signal obtained from the first, second and third image pickup means. Second and third mask marks and first,
The wafer and the mask are moved in the x and y directions relative to each other so that the positional deviations from the second and third wafer marks are zero, and the wafer and the mask are relatively rotated in the xy plane; And a third alignment step is performed for the first and second mask marks and the first and second wafer marks, which are detected based on the respective image signals obtained from the first and second imaging means. 4. The electron beam proximity exposure method according to claim 3, wherein the wafer and the mask are moved relative to each other so that the positional deviation becomes zero.
【請求項5】 前記マスクに位置合わせ用のマスクマー
クを設けるとともに、前記ウエハに形成される第1のチ
ップと、該第1のチップに対してx方向に離間した第2
のチップと、前記ウエハに形成される第3のチップと、
該第3のチップに対してy方向に離間した第4のチップ
とにそれぞれ前記マスクマークに対応する位置合わせ用
のウエハマークを設け、 前記伸縮率を測定するステップは、 前記マスクのマスクマークと前記ウエハ上の第1のチッ
プのウエハマークとが所定の位置関係になるように前記
ウエハとマスクとを相対的にx方向及びy方向に移動さ
せるとともにxy平面内で相対的に回転させる第1の位
置合わせステップと、 前記マスクのマスクマークと前記ウエハ上の第2のチッ
プのウエハマークとが所定の位置関係になるように前記
ウエハとマスクとを相対的にx方向及びy方向に移動さ
せる第2の位置合わせステップと、 前記第1の位置合わせステップでの位置合わせが終了し
た後、前記第2の位置合わせステップでの位置合わせが
終了するまでの前記ウエハとマスクとの相対的な第1の
移動距離を測定するステップと、 前記測定した第1の移動距離と前記第1のチップと第2
のチップとの前記所定の工程時の距離とに基づいて前記
ウエハのx方向の伸縮率を求めるステップと、 前記マスクのマスクマークと前記ウエハ上の第3のチッ
プのウエハマークとが所定の位置関係になるように前記
ウエハとマスクとを相対的にx方向及びy方向に移動さ
せるとともにxy平面内で相対的に回転させる第3の位
置合わせステップと、 前記マスクのマスクマークと前記ウエハ上の第4のチッ
プのウエハマークとが所定の位置関係になるように前記
ウエハとマスクとを相対的にx方向及びy方向に移動さ
せる第4の位置合わせステップと、 前記第3の位置合わせステップでの位置合わせが終了し
た後、前記第4の位置合わせステップでの位置合わせが
終了するまでの前記ウエハとマスクとの相対的な第2の
移動距離を測定するステップと、 前記測定した第2の移動距離と前記第3のチップと第4
のチップとの前記所定の工程時の距離とに基づいて前記
ウエハのy方向の伸縮率を求めるステップと、 からなることを特徴とする請求項1又は2の電子ビーム
近接露光方法。
5. A mask mark for alignment is provided on the mask, and a first chip formed on the wafer and a second chip spaced from the first chip in the x direction.
Chip and a third chip formed on the wafer,
Providing a wafer mark for alignment corresponding to the mask mark on each of the fourth chip spaced in the y direction with respect to the third chip, and measuring the expansion / contraction rate, First, the wafer and the mask are relatively moved in the x and y directions so that the wafer mark of the first chip on the wafer has a predetermined positional relationship, and the wafer and the mask are relatively rotated in the xy plane. Aligning step, and moving the wafer and the mask relatively in the x direction and the y direction so that the mask mark of the mask and the wafer mark of the second chip on the wafer have a predetermined positional relationship. After the second alignment step and the alignment in the first alignment step are completed, the alignment in the second alignment step is completed. Measuring a relative first moving distance between the wafer and the mask, the measured first moving distance, the first chip and the second
Determining the expansion / contraction ratio of the wafer in the x direction based on the distance between the wafer and the chip in the predetermined process, and the mask mark of the mask and the wafer mark of the third chip on the wafer have predetermined positions. A third alignment step of relatively moving the wafer and the mask in the x and y directions so as to be in a relationship and relatively rotating in the xy plane; and a mask mark of the mask and the wafer. A fourth alignment step in which the wafer and the mask are relatively moved in the x direction and the y direction so that the wafer mark of the fourth chip has a predetermined positional relationship; and the third alignment step. After the alignment of the wafer is completed, the second relative movement distance between the wafer and the mask is measured until the alignment in the fourth alignment step is completed. And-up, the second moving distance between the third chip and the fourth was the measurement
3. The electron beam proximity exposure method according to claim 1, further comprising: a step of obtaining an expansion / contraction ratio of the wafer in the y direction based on a distance between the wafer and the chip during the predetermined process.
【請求項6】 前記マスクマークは、前記ウエハとマス
クとのx方向の位置ずれ及びy方向の位置ずれを検出す
るための第1、第2のマスクマークと、前記第1又は第
2のマスクマークと異なる位置に設けられ、前記ウエハ
とマスクとのx方向の位置ずれ又はy方向の位置ずれを
検出するための第3のマスクマークとを有し、 前記ウエハマークは、前記第1、第2及び第3のマスク
マークとの位置関係に基づいて前記ウエハとマスクとの
x方向の位置ずれ及びy方向の位置ずれを検出するため
の第1、第2のウエハマークと、前記第1又は第2のウ
エハマークと異なる位置に設けられ、前記ウエハとマス
クとのx方向の位置ずれ又はy方向の位置ずれを検出す
るための第3のウエハマークとを有し、 前記第1のマスクマークと第1のウエハマークとを同時
に撮像する第1の撮像手段と、前記第2のマスクマーク
と第2のウエハマークとを同時に撮像する第2の撮像手
段と、前記第3のマスクマークと第3のウエハマークと
を同時に撮像する第3の撮像手段とを設け、 前記第1及び第3の位置合わせステップは、前記第1、
第2及び第3の撮像手段から得られる各画像信号に基づ
いて検出される前記第1、第2及び第3のマスクマーク
と第1、第2及び第3のウエハマークとの位置ずれがそ
れぞれゼロになるように前記ウエハとマスクとを相対的
にx方向及びy方向に移動させるとともにxy平面内で
相対的に回転させ、 前記第2及び第4の位置合わせステップは、前記第1及
び第2の撮像手段から得られる各画像信号に基づいて検
出される前記第1及び第2のマスクマークと第1及び第
2のウエハマークとの位置ずれがそれぞれゼロになるよ
うに前記ウエハとマスクとを相対的にx方向及びy方向
に移動させることを特徴とする請求項5の電子ビーム近
接露光方法。
6. The mask marks are first and second mask marks for detecting a positional shift between the wafer and the mask in the x direction and a positional shift in the y direction, and the first or second mask. A third mask mark which is provided at a position different from the mark and detects a positional deviation in the x direction or a positional deviation in the y direction between the wafer and the mask, and the wafer mark includes the first and the first mask marks. First and second wafer marks for detecting a positional deviation between the wafer and the mask in the x direction and a positional deviation in the y direction based on the positional relationship between the second and third mask marks; A third wafer mark which is provided at a position different from that of the second wafer mark, and which detects a positional deviation in the x direction or a positional deviation in the y direction between the wafer and the mask, and the first mask mark And the first waferma Image pickup means for simultaneously picking up the second mask mark, the second wafer mark, and the third mask mark and the third wafer mark. And a third image pickup means for simultaneously picking up the image,
The positional deviations between the first, second and third wafer marks and the first, second and third wafer marks, which are detected based on the respective image signals obtained from the second and third image pickup means, respectively. The wafer and the mask are relatively moved in the x and y directions so as to be zero and relatively rotated in the xy plane, and the second and fourth alignment steps include the first and the second alignment steps. The wafer and the mask so that the positional deviations between the first and second mask marks and the first and second wafer marks, which are detected based on the respective image signals obtained from the second image pickup means, become zero. 6. The electron beam proximity exposure method according to claim 5, characterized in that is relatively moved in the x direction and the y direction.
【請求項7】 前記マスクと前記ウエハに形成されるチ
ップとのx方向の2つの位置ずれをそれぞれ検出するた
めの第1、第2のマスクマークと、y方向の2つの位置
ずれをそれぞれ検出するための第3、第4のマスクマー
クとを前記マスクに設け、 前記第1、第2、第3及び第4のマスクマークとの位置
関係に基づいて前記ウエハと前記チップとのx方向の2
つの位置ずれ及びy方向の2つの位置ずれを検出するた
めの第1、第2、第3及び第4のウエハマークを前記ウ
エハに設け、 前記第1のマスクマークと第1のウエハマークとを同時
に撮像する第1の撮像手段と、前記第2のマスクマーク
と第2のウエハマークとを同時に撮像する第2の撮像手
段と、前記第3のマスクマークと第3のウエハマークと
を同時に撮像する第3の撮像手段と、前記第4のマスク
マークと第4のウエハマークとを同時に撮像する第4の
撮像手段とを設け、 前記伸縮率を測定するステップは、 前記第1、第2及び第3の撮像手段から得られる各画像
信号に基づいて検出される前記第1、第2及び第3のマ
スクマークと第1、第2及び第3のウエハマークとの位
置ずれがそれぞれゼロになるように前記ウエハとマスク
とを相対的にx方向及びy方向に移動させるとともにx
y平面内で相対的に回転させる第1の位置合わせステッ
プと、 前記第1の位置合わせステップでの位置合わせが終了し
た後、前記第4の撮像手段から得られる画像信号に基づ
いて検出される前記第4のマスクマークと第4のウエハ
マークとの位置ずれから該チップのy方向の伸縮率を求
めるステップと、 前記第1、第3及び第4の撮像手段から得られる各画像
信号に基づいて検出される前記第1、第3及び第4のマ
スクマークと第1、第3及び第4のウエハマークとの位
置ずれがそれぞれゼロになるように前記ウエハとマスク
とを相対的にx方向及びy方向に移動させるとともにx
y平面内で相対的に回転させる第2の位置合わせステッ
プと、 前記第2の位置合わせステップでの位置合わせが終了し
た後、前記第2の撮像手段から得られる画像信号に基づ
いて検出される前記第2のマスクマークと第2のウエハ
マークとの位置ずれから該チップのx方向の伸縮率を求
めるステップと、 を有することを特徴とする請求項1又は2の電子ビーム
近接露光方法。
7. A first and a second mask mark for respectively detecting two positional deviations in the x direction between the mask and a chip formed on the wafer, and two respective positional deviations in the y direction are detected. A third mask mark and a fourth mask mark are provided on the mask, and based on the positional relationship between the first, second, third and fourth mask marks, the wafer and the chip in the x direction Two
First, second, third and fourth wafer marks for detecting one positional deviation and two positional deviations in the y direction are provided on the wafer, and the first mask mark and the first wafer mark are provided. A first imaging unit that simultaneously images, a second imaging unit that simultaneously images the second mask mark and the second wafer mark, and an image of the third mask mark and the third wafer mark at the same time. And a fourth image capturing means for capturing the fourth mask mark and the fourth wafer mark at the same time, and the step of measuring the expansion / contraction ratio includes the first, second and The positional deviation between the first, second and third mask marks and the first, second and third wafer marks detected based on the respective image signals obtained from the third image pickup means becomes zero. And the wafer and mask x is moved relatively x-direction and y-direction
After the first alignment step of relatively rotating in the y plane and the alignment in the first alignment step are completed, detection is performed based on the image signal obtained from the fourth image pickup means. A step of obtaining an expansion / contraction ratio of the chip in the y direction from the positional deviation between the fourth mask mark and the fourth wafer mark, and based on each image signal obtained from the first, third and fourth image pickup means. The wafer and the mask are relatively moved in the x direction so that the positional deviations of the first, third and fourth mask marks and the first, third and fourth wafer marks detected by And move in the y direction and x
After the second alignment step of relatively rotating in the y plane and the alignment in the second alignment step are completed, detection is performed based on the image signal obtained from the second image pickup means. 3. The electron beam proximity exposure method according to claim 1, further comprising the step of obtaining an expansion / contraction ratio of the chip in the x direction from the positional shift between the second mask mark and the second wafer mark.
【請求項8】 請求項4、6又は7の電子ビーム近接露
光方法において、 前記撮像手段の前記マスクに対向する光学部材は、その
表面に導電性の薄膜が蒸着され、当該導電性の薄膜が接
地されていることを特徴とする電子ビーム近接露光方
法。
8. The electron beam proximity exposure method according to claim 4, 6 or 7, wherein a conductive thin film is vapor-deposited on the surface of the optical member of the imaging means facing the mask, and the conductive thin film is formed. An electron beam proximity exposure method characterized by being grounded.
【請求項9】 請求項4、6又は7の電子ビーム近接露
光方法において、 前記撮像手段の光学部材の前面にシャッタ機構を設け、 前記位置合わせ時に前記シャッタ機構を開き、前記電子
ビームによる転写時に散乱する電子又は2次電子が前記
撮像手段の光学部材に帯電しないように前記シャッタ機
構を閉じることを特徴とする電子ビーム近接露光方法。
9. The electron beam proximity exposure method according to claim 4, 6 or 7, wherein a shutter mechanism is provided on the front surface of the optical member of the image pickup means, the shutter mechanism is opened during the alignment, and the transfer is performed by the electron beam. An electron beam proximity exposure method characterized in that the shutter mechanism is closed so that scattered electrons or secondary electrons are not charged to the optical member of the imaging means.
【請求項10】 ウエハにマスクを近接配置し、電子ビ
ームによって前記マスクを走査することにより該マスク
に形成されたマスクパターンを前記ウエハ上のレジスト
層に転写する電子ビーム近接露光装置において、 前記マスクに設けられた位置合わせ用のマスクマーク
と、前記ウエハに設けられた位置合わせ用のウエハマー
クとを同時に撮像する撮像手段と、 前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記マ
スクマークとウエハマークとの位置ずれを検出する検出
手段と、 前記検出手段の検出出力に基づいて前記位置ずれがゼロ
になるように前記マスクとウエハとを相対的に位置合わ
せする手段と、を備え、 前記撮像手段の光学部材は、その表面に導電性の薄膜が
蒸着され、当該導電性の薄膜が接地されていることを特
徴とする電子ビーム近接露光装置。
10. An electron beam proximity exposure apparatus which transfers a mask pattern formed on a mask to a resist layer on the wafer by placing the mask close to the wafer and scanning the mask with an electron beam. Image pickup means for simultaneously picking up the alignment mask mark provided on the wafer and the alignment wafer mark provided on the wafer, and the mask mark and the wafer based on the image signal output from the image pickup means. The image pickup device further includes a detection unit that detects a positional deviation from the mark, and a unit that relatively aligns the mask and the wafer so that the positional deviation becomes zero based on a detection output of the detection unit. The optical member of the means is characterized in that a conductive thin film is vapor-deposited on its surface and the conductive thin film is grounded. Beam proximity exposure apparatus.
【請求項11】 前記導電性の薄膜は、錫酸化膜又はイ
ンジウム錫酸化膜であることを特徴とする請求項10の
電子ビーム近接露光装置。
11. The electron beam proximity exposure apparatus according to claim 10, wherein the conductive thin film is a tin oxide film or an indium tin oxide film.
【請求項12】 ウエハにマスクを近接配置し、電子ビ
ームによって前記マスクを走査することにより該マスク
に形成されたマスクパターンを前記ウエハ上のレジスト
層に転写する電子ビーム近接露光装置において、 前記マスクに設けられた位置合わせ用のマスクマーク
と、前記ウエハに設けられた位置合わせ用のウエハマー
クとを同時に撮像する撮像手段と、 前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記マ
スクマークとウエハマークとの位置ずれを検出する検出
手段と、 前記検出手段の検出出力に基づいて前記位置ずれがゼロ
になるように前記マスクとウエハとを相対的に位置合わ
せする手段と、を備え、 前記撮像手段は、前記電子ビームによる転写時に散乱す
る電子又は2次電子が、該撮像手段の光学部材に帯電し
ないように遮蔽するシャッタ機構を有することを特徴と
する電子ビーム近接露光装置。
12. An electron beam proximity exposure apparatus, wherein a mask is arranged close to a wafer, and the mask pattern formed on the mask is transferred to a resist layer on the wafer by scanning the mask with an electron beam. Image pickup means for simultaneously picking up the alignment mask mark provided on the wafer and the alignment wafer mark provided on the wafer, and the mask mark and the wafer based on the image signal output from the image pickup means. The image pickup device further includes a detection unit that detects a positional deviation from the mark, and a unit that relatively aligns the mask and the wafer so that the positional deviation becomes zero based on a detection output of the detection unit. The means prevents the electrons or secondary electrons scattered during the transfer by the electron beam from charging the optical member of the imaging means. Electron beam proximity exposure apparatus characterized by having a shutter mechanism for 蔽.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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