JP2003178967A - Charged-particle-beam exposure system and calibration method therefor - Google Patents

Charged-particle-beam exposure system and calibration method therefor

Info

Publication number
JP2003178967A
JP2003178967A JP2002288238A JP2002288238A JP2003178967A JP 2003178967 A JP2003178967 A JP 2003178967A JP 2002288238 A JP2002288238 A JP 2002288238A JP 2002288238 A JP2002288238 A JP 2002288238A JP 2003178967 A JP2003178967 A JP 2003178967A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reticle
optical system
charged particle
subfield
deflection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002288238A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noriyuki Hirayanagi
徳行 平柳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2002288238A priority Critical patent/JP2003178967A/en
Publication of JP2003178967A publication Critical patent/JP2003178967A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a calibration method for a charged-particle-beam exposure system capable of reducing time needed to calibrate the optics system. <P>SOLUTION: In conducting calibration of the beam, the deflection center of the electron optics system is positioned at the center of the group of sub- fields 66-1 to 66-20, the sub-fields 66-1 to 66-20 are sequentially scanned by the beam, and the beam property is measured at each position. Then, the deflection center of the electron optics system is positioned at the center of the group of the sub-fields 66-21 to 66-40, by moving the reticle stage and the wafer stage. By keeping this positional relation, the sub-fields 66-21 to 66-40 are sequentially scanned by the beam, and the beam property is measured at each position. Based on the above measurements, calibration factors on the optics system for each sub-field 66 are set, and the calibrations on the electron optics system (for example, deflection position error, image magnification, image rotation, etc.), are conducted. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、半導体集積回路等
のリソグラフィーに用いられる荷電粒子線露光装置の較
正方法等に関する。特には、光学系の較正に要する時間
を短縮することができる荷電粒子線露光装置の較正方法
等に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of calibrating a charged particle beam exposure apparatus used for lithography of semiconductor integrated circuits and the like. In particular, the present invention relates to a method for calibrating a charged particle beam exposure apparatus, which can reduce the time required for calibrating an optical system.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、露光の高解像と高スループットの
両方を兼ね備えた電子ビーム露光装置の方式の検討が進
められている。最近良く検討されている方式は、大きな
光学フィールドを要する1ダイ又は複数ダイを一度に露
光するのではなく、1ダイ全体のパターンを小さな領域
(サブフィールド)に分割して転写露光するという方式
である(ここでは、分割転写方式と呼ぶこととする)。
この方式においては、レチクルステージ及びウェハステ
ージを連続移動させるとともに、配列されたサブフィー
ルド群を電子ビームを周期的に偏向走査しながら露光す
る。このとき、電子光学系は各偏向位置において投影像
の歪み等が異なるため、各偏向位置毎に電子光学系の較
正を行い、補正係数を設定して補正を行う必要がある。
2. Description of the Related Art In recent years, studies have been conducted on a method of an electron beam exposure apparatus having both high resolution and high throughput of exposure. Recently, the method that has been well studied is not a method of exposing one die or a plurality of dies that require a large optical field at one time, but a method of transferring and exposing the entire pattern of one die into small areas (subfields). There is (here, referred to as a division transfer method).
In this method, the reticle stage and the wafer stage are continuously moved, and the arrayed subfield groups are exposed while the electron beam is periodically deflected and scanned. At this time, since the distortion of the projected image is different at each deflection position in the electron optical system, it is necessary to calibrate the electron optical system for each deflection position and set the correction coefficient to perform the correction.

【0003】図10は、従来の露光装置の較正方法を説
明するための図である。図11は、同露光装置のレチク
ルに設けられた光学系較正指標を示す図である。図11
(A)は偏向位置計測用マークを示す図であり、図11
(B)は一括露光領域の回転・倍率・歪み等の計測用マ
ークを示す図である。図10の上部には、レチクルステ
ージ111に載置されたレチクル110が示されてい
る。レチクルステージ111には、レーザ干渉計を用い
た位置検出器112が付設されており、レチクルステー
ジ111の位置をリアルタイムで正確に把握することが
できる。
FIG. 10 is a diagram for explaining a conventional calibration method for an exposure apparatus. FIG. 11 is a diagram showing an optical system calibration index provided on the reticle of the exposure apparatus. Figure 11
11A is a diagram showing a deflection position measurement mark, and FIG.
FIG. 9B is a diagram showing measurement marks for rotation, magnification, distortion, etc. of the collective exposure area. At the upper part of FIG. 10, a reticle 110 placed on a reticle stage 111 is shown. A position detector 112 using a laser interferometer is attached to the reticle stage 111, and the position of the reticle stage 111 can be accurately grasped in real time.

【0004】レチクル110には、光学系の較正を行う
ためのマーク110aが設けられている。マーク110
aは、例えば、図11(A)に示すように、レチクル上
のサブフィールドの中央部分に縦長のラインアンドスペ
ースパターンを配置したものであり、このマークを用い
て電子線の偏向位置を計測することができる。また、図
11(B)に示すように、レチクル上のサブフィールド
の9箇所にXY方向に延びるラインアンドスペースパタ
ーンを配置したマークを用いて、一括露光領域であるサ
ブフィールド内の回転・倍率・歪み等の計測を行うこと
ができる。
The reticle 110 is provided with marks 110a for calibrating the optical system. Mark 110
In FIG. 11A, for example, as shown in FIG. 11A, a vertically long line-and-space pattern is arranged in the central portion of the subfield on the reticle, and the deflection position of the electron beam is measured using this mark. be able to. Further, as shown in FIG. 11 (B), by using marks in which line and space patterns extending in the XY directions are arranged at nine positions of the subfield on the reticle, the rotation / magnification / It is possible to measure distortion and the like.

【0005】レチクル110の下方には投影レンズ11
5及び119並びに偏向器116が設けられている。
Below the reticle 110 is a projection lens 11.
5 and 119 and a deflector 116 are provided.

【0006】ウェハ123の直上には反射電子検出器1
22が配置されている。この反射電子検出器122は、
ウェハ123の被露光面やステージ上のマークで反射さ
れる電子の量を検出する。
The backscattered electron detector 1 is located directly above the wafer 123.
22 are arranged. This backscattered electron detector 122 is
The amount of electrons reflected by the exposed surface of the wafer 123 or the mark on the stage is detected.

【0007】ウェハ123は、静電チャック(図示され
ず)を介して、XY方向に移動可能なウェハステージ1
24上に載置されている。ウェハステージ124にも、
上述のレチクルステージ111と同様の位置検出器12
5が装備されている。
The wafer 123 is a wafer stage 1 which is movable in XY directions via an electrostatic chuck (not shown).
24 is mounted. Also on the wafer stage 124,
A position detector 12 similar to the reticle stage 111 described above.
5 is equipped.

【0008】ウェハステージ124上のウェハ123の
脇には、光学系の較正を行うためのマーク124aが設
けられている。このマーク124aは、レチクル110
上に設けられたマーク110aに対応するものである。
マーク110aを通過した電子線EBでウェハ123上
のマーク124aを走査し、その際に生じる反射電子を
反射電子検出器122で検出することにより、ビームの
性状を測定することができる。そして、両ステージ11
1及び124を移動させることにより、マーク110
a、124aを対応する各偏向位置(各対応するサブフ
ィールドの位置、後述する図7参照)に動かしている。
各位置における測定に基づいて該位置における光学系補
正係数を設定することができる。
A mark 124a for calibrating the optical system is provided beside the wafer 123 on the wafer stage 124. This mark 124a is formed on the reticle 110
It corresponds to the mark 110a provided above.
The property of the beam can be measured by scanning the mark 124a on the wafer 123 with the electron beam EB that has passed through the mark 110a and detecting the backscattered electrons generated at that time with the backscattered electron detector 122. And both stages 11
By moving 1 and 124, the mark 110
a and 124a are moved to the corresponding deflection positions (the positions of the corresponding subfields, see FIG. 7 described later).
Based on the measurement at each position, the optical system correction coefficient at that position can be set.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述の露光装置の電子
光学系においては、光学系各部の熱的安定を図るため、
電子光学系の較正中も偏向サイクルを一定に保つことが
望ましい。そのため、較正時には、レチクルステージ1
11及びウェハステージ124を所定の位置まで移動
し、その後、電子光学系の偏向位置が各マーク110
a、124aと一致した時にマークを検出する。このと
き、電子線の偏向に要する時間よりもステージの移動に
要する時間のほうがはるかに長い。つまり、電子光学系
の較正に費やされる時間の内、そのほとんどがステージ
の移動時間となって、較正時間が装置のダウンタイムの
大きな割合を占めるという問題がある。
In the electron optical system of the above-mentioned exposure apparatus, in order to achieve thermal stability of each part of the optical system,
It is desirable to keep the deflection cycle constant during electron optics calibration. Therefore, during calibration, the reticle stage 1
11 and the wafer stage 124 are moved to a predetermined position, and then the deflection position of the electron optical system is changed to each mark 110.
The mark is detected when it coincides with a and 124a. At this time, the time required to move the stage is much longer than the time required to deflect the electron beam. That is, most of the time spent for the calibration of the electron optical system is the movement time of the stage, and the calibration time accounts for a large proportion of the downtime of the apparatus.

【0010】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、光学系の較正に要する時間を短縮する
ことができる荷電粒子線露光装置の較正方法等を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for calibrating a charged particle beam exposure apparatus and the like, which can shorten the time required for calibrating an optical system. To do.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の荷電粒子線露光装置の較正方法は、 感応
基板上に転写すべきパターンが複数のサブフィールドに
分割して形成されているレチクルを載置するレチクルス
テージと、 前記レチクルの各サブフィールドに順次荷
電粒子線照明ビームを当てる照明光学系と、 前記感応
基板を載置する感応基板ステージと、 前記レチクルの
各サブフィールドを通過した荷電粒子線(投影ビーム)
を前記感応基板上のしかるべき位置に順次投影する投影
光学系と、を具備し、 前記レチクル上には、前記サブ
フィールドが、X方向及びY方向に格子状に並べて配列
されており、 前記X方向には、前記照明光学系中で照
明ビームを偏向してビーム走査し、 前記Y方向には、
主に前記両ステージを機械的に移動させてメカ走査する
とともに、 前記投影光学系においても、前記感応基板
上におけるパターン転写位置調整のために前記投影ビー
ムを偏向させながら露光する荷電粒子線露光装置の較正
方法であって、 前記レチクルステージ又は前記レチク
ル、及び、前記感応基板ステージ又は前記感応基板上
に、前記荷電粒子ビーム偏向形態及び前記両ステージの
メカ走査形態に対応するビーム走査経路に沿って一連の
光学系較正指標(マーク)を形成し、 該一連のマーク
を連続的にビーム走査することにより、該マークの複数
の走査位置においてビーム性状の測定を行い、該測定に
基づいて前記各走査位置における光学系補正係数を設定
することを特徴とする。これにより、電子光学系の較正
時のステージ移動回数を減らすことができ、較正時間を
大幅に短縮できる。
In order to solve the above problems, the calibration method of the charged particle beam exposure apparatus according to the present invention is such that a pattern to be transferred on a sensitive substrate is formed by being divided into a plurality of subfields. A reticle stage on which a reticle is mounted, an illumination optical system that sequentially applies a charged particle beam illumination beam to each subfield of the reticle, a sensitive substrate stage on which the sensitive substrate is mounted, and a subfield that passes through each subfield of the reticle. Charged particle beam (projection beam)
A projection optical system for sequentially projecting the subfields to appropriate positions on the sensitive substrate, wherein the subfields are arranged in a grid pattern in the X direction and the Y direction on the reticle. Direction, the illumination beam is deflected in the illumination optical system to scan the beam, and in the Y direction,
A charged particle beam exposure apparatus that mainly performs mechanical scanning by mechanically moving the both stages and also performs exposure in the projection optical system while deflecting the projection beam for adjusting a pattern transfer position on the sensitive substrate. A calibration method of the reticle stage or the reticle, and the sensitive substrate stage or the sensitive substrate along a beam scanning path corresponding to the charged particle beam deflection configuration and the mechanical scanning configuration of both stages. By forming a series of optical system calibration indexes (marks) and continuously beam scanning the series of marks, the beam property is measured at a plurality of scanning positions of the marks, and each of the scans is performed based on the measurement. It is characterized in that an optical system correction coefficient at a position is set. As a result, the number of stage movements during the calibration of the electron optical system can be reduced, and the calibration time can be greatly shortened.

【0012】本発明においては、 前記光学系較正指標
として、前記荷電粒子線偏向形態の複数種類又は前記ビ
ーム性状の複数種類を測定するための複数種類のマーク
を形成することが好ましい。レチクルステージ及びウェ
ハステージ等に、複数種類の較正指標を配置しておくこ
とにより、各種のビーム偏向形態に対応した較正を、レ
チクルやステージを交換することなく行うことができ
る。
In the present invention, it is preferable to form, as the optical system calibration index, a plurality of types of marks for measuring a plurality of types of the charged particle beam deflection form or a plurality of types of the beam properties. By arranging a plurality of types of calibration indexes on the reticle stage, the wafer stage, etc., calibration corresponding to various beam deflection forms can be performed without replacing the reticle or stage.

【0013】本発明においては、 前記光学系較正指標
として、前記荷電粒子線偏向形態の複数種類で共通に使
用しうるマークを形成することが好ましい。つまり、複
数のビーム偏向形態が互いに異なっていても一連のマー
クで全部の偏向形態のビームに共通に対応できるように
しておくわけである。こうすることにより、準備してお
くマークの種類を少なくできる。
In the present invention, it is preferable to form, as the optical system calibration index, a mark that can be commonly used in a plurality of the charged particle beam deflection modes. That is, even if a plurality of beam deflection modes are different from each other, a series of marks can be commonly used for all the beams of the deflection modes. By doing so, the types of marks to be prepared can be reduced.

【0014】本発明の荷電粒子線露光装置は、 感応基
板上に転写すべきパターンが複数のサブフィールドに分
割して形成されているレチクルを載置するレチクルステ
ージと、 前記レチクルの各サブフィールドに順次荷電
粒子線照明ビームを当てる照明光学系と、 前記感応基
板を載置する感応基板ステージと、 前記レチクルの各
サブフィールドを通過した荷電粒子線(投影ビーム)を
前記感応基板上のしかるべき位置に順次投影する投影光
学系と、 を具備する荷電粒子線露光装置であって、
前記レチクルステージ及び前記感応基板ステージ上に、
荷電粒子ビーム偏向形態及び前記両ステージのメカ走査
形態に対応したビーム走査経路に沿った一連の光学系較
正指標が形成されていることを特徴とする。
The charged particle beam exposure apparatus of the present invention includes a reticle stage on which a reticle on which a pattern to be transferred is divided and formed in a plurality of subfields is mounted, and a subfield of each reticle. An illumination optical system for sequentially applying a charged particle beam illumination beam, a sensitive substrate stage on which the sensitive substrate is mounted, a charged particle beam (projection beam) passing through each subfield of the reticle at an appropriate position on the sensitive substrate. A charged particle beam exposure apparatus comprising: a projection optical system for sequentially projecting onto
On the reticle stage and the sensitive substrate stage,
It is characterized in that a series of optical system calibration indexes are formed along the beam scanning path corresponding to the charged particle beam deflection mode and the mechanical scanning modes of the both stages.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ説明す
る。まず、分割転写方式の電子線投影露光技術の概要を
図面を参照しつつ説明する。図5は、分割転写方式の電
子線投影露光装置の光学系全体における結像関係及び制
御系の概要を示す図である。光学系の最上流に配置され
ている電子銃1は、下方に向けて電子線を放射する。電
子銃1の下方には2段のコンデンサレンズ2、3が備え
られており、電子線は、これらのコンデンサレンズ2、
3によって収束されブランキング開口7にクロスオーバ
ーC.O.を結像する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A description will be given below with reference to the drawings. First, an outline of a split transfer type electron beam projection exposure technique will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a diagram showing an outline of an image formation relationship and a control system in the entire optical system of the split transfer type electron beam projection exposure apparatus. The electron gun 1 arranged in the uppermost stream of the optical system emits an electron beam downward. Below the electron gun 1, two stages of condenser lenses 2 and 3 are provided.
It is converged by 3 and the crossover CO is imaged on the blanking aperture 7.

【0016】二段目のコンデンサレンズ3の下には、矩
形開口4が備えられている。この矩形開口(照明ビーム
成形開口)4は、レチクル(マスク)10の一つのサブ
フィールド(露光の1単位となるパターン小領域)を照
明する照明ビームのみを通過させる。この開口4の像
は、レンズ9によってレチクル10に結像される。
Below the condenser lens 3 in the second stage, a rectangular opening 4 is provided. This rectangular aperture (illumination beam shaping aperture) 4 allows only an illumination beam that illuminates one subfield (a pattern small region that is one unit of exposure) of the reticle (mask) 10. The image of the opening 4 is formed on the reticle 10 by the lens 9.

【0017】ビーム成形開口4の下方には、ブランキン
グ偏向器5が配置されている。同偏向器5は、必要時に
照明ビームを偏向させてブランキング開口7の非開口部
に当て、ビームがレチクル10に当たらないようにす
る。ブランキング開口7の下には、照明ビーム偏向器8
が配置されている。この偏向器8は、主に照明ビームを
図5の横方向(X方向)に順次走査して、照明光学系の
視野内にあるレチクル10の各サブフィールドの照明を
行う。偏向器8の下方には、照明レンズ9が配置されて
いる。照明レンズ9は、レチクル10上にビーム成形開
口4を結像させる。
A blanking deflector 5 is arranged below the beam shaping aperture 4. The deflector 5 deflects the illumination beam to hit the non-aperture portion of the blanking aperture 7 when necessary so that the beam does not strike the reticle 10. Below the blanking aperture 7, an illumination beam deflector 8
Are arranged. The deflector 8 mainly sequentially scans the illumination beam in the lateral direction (X direction) of FIG. 5 to illuminate each subfield of the reticle 10 within the field of view of the illumination optical system. An illumination lens 9 is arranged below the deflector 8. The illumination lens 9 images the beam shaping aperture 4 on the reticle 10.

【0018】レチクル10は、実際には(図6を参照し
つつ後述)光軸垂直面内(X−Y面)に広がっており、
多数のサブフィールドを有する。レチクル10上には、
全体として一個の半導体デバイスチップをなすパターン
(チップパターン)が形成されている。もちろん、複数
のレチクルに1個の半導体デバイスチップをなすパター
ンを分割して配置しても良い。
The reticle 10 actually spreads (described later with reference to FIG. 6) in a plane perpendicular to the optical axis (XY plane),
It has a number of subfields. On the reticle 10,
A pattern (chip pattern) forming one semiconductor device chip as a whole is formed. Of course, a pattern forming one semiconductor device chip may be divided and arranged on a plurality of reticles.

【0019】レチクル10は移動可能なレチクルステー
ジ11上に載置されており、レチクル10を光軸垂直方
向(XY方向)に動かすことにより、照明光学系の視野
よりも広い範囲に広がるレチクル上の各サブフィールド
を照明することができる。レチクルステージ11には、
レーザ干渉計を用いた位置検出器12が付設されてお
り、レチクルステージ11の位置をリアルタイムで正確
に把握することができる。
The reticle 10 is placed on a movable reticle stage 11, and by moving the reticle 10 in the directions perpendicular to the optical axis (XY directions), the reticle 10 is spread over a wider area than the field of view of the illumination optical system. Each subfield can be illuminated. On the reticle stage 11,
A position detector 12 using a laser interferometer is additionally provided, and the position of the reticle stage 11 can be accurately grasped in real time.

【0020】レチクル10の下方には投影レンズ15及
び19並びに偏向器16が設けられている。レチクル1
0の1つのサブフィールドを通過した電子線は、投影レ
ンズ15、19、偏向器16によってウェハ23上の所
定の位置に結像される。投影レンズ15、19及び偏向
器16(像位置調整偏向器)の詳しい作用については、
図7を参照して後述する。ウェハ23上には、適当なレ
ジストが塗布されており、レジストに電子線のドーズが
与えられ、レチクル上のパターンが縮小されてウェハ2
3上に転写される。
Below the reticle 10, projection lenses 15 and 19 and a deflector 16 are provided. Reticle 1
The electron beam that has passed through one subfield of 0 is imaged at a predetermined position on the wafer 23 by the projection lenses 15 and 19 and the deflector 16. Regarding the detailed operation of the projection lenses 15 and 19 and the deflector 16 (image position adjusting deflector),
It will be described later with reference to FIG. 7. An appropriate resist is applied onto the wafer 23, and a dose of an electron beam is applied to the resist to reduce the pattern on the reticle to reduce the wafer 2
3 is transferred onto.

【0021】レチクル10とウェハ23の間を縮小率比
で内分する点にクロスオーバーC.O.が形成され、同クロ
スオーバー位置にはコントラスト開口18が設けられて
いる。同開口18は、レチクル10の非パターン部で散
乱された電子線がウェハ23に到達しないよう遮断す
る。
A crossover CO is formed at a point where the reticle 10 and the wafer 23 are internally divided by a reduction ratio, and a contrast aperture 18 is provided at the crossover position. The opening 18 blocks the electron beam scattered by the non-patterned portion of the reticle 10 from reaching the wafer 23.

【0022】ウェハ23の直上には反射電子検出器22
が配置されている。この反射電子検出器22は、ウェハ
23の被露光面やステージ上のマークで反射される電子
の量を検出する。例えばレチクル10上のマークパター
ンを通過したビームでウェハ23上のマークを走査し、
その際のマークからの反射電子を検出することにより、
レチクル10とウェハ23の相対的位置関係を知ること
ができる。
Directly above the wafer 23 is a backscattered electron detector 22.
Are arranged. The backscattered electron detector 22 detects the amount of electrons reflected by the exposed surface of the wafer 23 or the mark on the stage. For example, by scanning the mark on the wafer 23 with a beam that has passed through the mark pattern on the reticle 10,
By detecting the reflected electrons from the mark at that time,
The relative positional relationship between the reticle 10 and the wafer 23 can be known.

【0023】ウェハ23は、静電チャック(図示され
ず)を介して、XY方向に移動可能なウェハステージ2
4上に載置されている。上記レチクルステージ11とウ
ェハステージ24とを、互いに逆の方向に同期走査する
ことにより、投影光学系の視野を越えて広がるチップパ
ターン内の各部を順次露光することができる。なお、ウ
ェハステージ24にも、上述のレチクルステージ11と
同様の位置検出器25が装備されている。
The wafer 23 is a wafer stage 2 which is movable in XY directions via an electrostatic chuck (not shown).
4 is mounted on. By synchronously scanning the reticle stage 11 and the wafer stage 24 in opposite directions, each part in the chip pattern that extends beyond the field of view of the projection optical system can be sequentially exposed. The wafer stage 24 is also equipped with the same position detector 25 as the reticle stage 11 described above.

【0024】上記各レンズ2、3、9、15、19及び
各偏向器5、8、16は、各々のコイル電源制御部2
a、3a、9a、15a、19a及び5a、8a、16
aを介してコントローラ31によりコントロールされ
る。また、レチクルステージ11及びウェハステージ2
4も、ステージ制御部11a、24aを介して、コント
ローラ31により制御される。ステージ位置検出器1
2、25は、アンプやA/D変換器等を含むインターフ
ェース12a、25aを介してコントローラ31に信号
を送る。また、反射電子検出器22も同様のインターフ
ェース22aを介してコントローラ31に信号を送る。
The respective lenses 2, 3, 9, 15, 19 and the respective deflectors 5, 8, 16 are provided with respective coil power source control units 2
a, 3a, 9a, 15a, 19a and 5a, 8a, 16
It is controlled by the controller 31 via a. In addition, the reticle stage 11 and the wafer stage 2
4 is also controlled by the controller 31 via the stage control units 11a and 24a. Stage position detector 1
Reference numerals 2 and 25 send signals to the controller 31 via interfaces 12a and 25a including an amplifier and an A / D converter. The backscattered electron detector 22 also sends a signal to the controller 31 via the same interface 22a.

【0025】コントローラ31は、ステージ位置の制御
誤差や投影ビームの位置誤差を把握し、その誤差を像位
置調整偏向器16で補正する。これにより、レチクル1
0上のサブフィールドの縮小像がウェハ23上の目標位
置に正確に転写される。そして、ウェハ23上で各サブ
フィールド像が繋ぎ合わされて、レチクル上のチップパ
ターン全体がウェハ上に転写される。
The controller 31 grasps the control error of the stage position and the position error of the projection beam, and corrects the error by the image position adjusting deflector 16. This allows the reticle 1
The reduced image of the subfield on 0 is accurately transferred to the target position on the wafer 23. Then, the subfield images are joined together on the wafer 23, and the entire chip pattern on the reticle is transferred onto the wafer.

【0026】次に、分割転写方式の電子線投影露光に用
いられるレチクルの詳細例について、図6を参照しつつ
説明する。図6は、電子線投影露光用のレチクルの構成
例を模式的に示す図である。(A)は全体の平面図であ
り、(B)は一部の斜視図であり、(C)は一つの小メ
ンブレイン領域の平面図である。このようなレチクル
は、例えばシリコンウェハに電子線描画・エッチングを
行うことにより製作できる。
Next, a detailed example of the reticle used in the division transfer type electron beam projection exposure will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram schematically showing a configuration example of a reticle for electron beam projection exposure. (A) is a plan view of the whole, (B) is a partial perspective view, and (C) is a plan view of one small membrane region. Such a reticle can be manufactured, for example, by performing electron beam drawing / etching on a silicon wafer.

【0027】図6(A)には、レチクル10における全
体のパターン分割配置状態が示されている。同図中に多
数の正方形41で示されている領域が、一つのサブフィ
ールドに対応したパターン領域を含む小メンブレイン領
域(厚さ0.1μm 〜数μm)である。図6(C)に示
すように、小メンブレイン領域41は、中央部のパター
ン領域(サブフィールド)42と、その周囲の額縁状の
非パターン領域(スカート43)とからなる。サブフィ
ールド42は転写すべきパターンの形成された部分であ
る。スカート43はパターンの形成されてない部分であ
り、照明ビームの縁の部分が当たる。パターン形成の形
態としては、メンブレインに孔開き部を設けるステンシ
ルタイプと、電子線の高散乱体からなるパターン層をメ
ンブレイン上に形成する散乱メンブレンタイプとがあ
る。
FIG. 6A shows the overall pattern division arrangement state of the reticle 10. The area indicated by many squares 41 in the figure is a small membrane area (thickness 0.1 μm to several μm) including a pattern area corresponding to one subfield. As shown in FIG. 6C, the small membrane area 41 includes a pattern area (subfield) 42 at the center and a frame-shaped non-pattern area (skirt 43) around the pattern area 42. The subfield 42 is a portion where a pattern to be transferred is formed. The skirt 43 is a non-patterned part, which hits the edge of the illumination beam. Patterns can be formed in a stencil type in which a perforated portion is provided in the membrane, or in a scattering membrane type in which a pattern layer made of a high electron beam scatterer is formed on the membrane.

【0028】一つのサブフィールド42は、現在検討さ
れているところでは、レチクル上で1mm角程度の大きさ
を有する。投影の縮小率は1/4であり、サブフィール
ドがウェハ上に縮小投影された投影像の大きさは、0.
25角である。小メンブレイン領域41の周囲の直交す
る格子状のグリレージと呼ばれる部分45は、レチクル
の機械強度を保つための、例えば厚さ0.5〜1mm程度
の梁である。グリレージ45の幅は、例えば0.1mm程
度である。なお、スカート43の幅は、例えば0.05
mm程度である。
One subfield 42 has a size of about 1 mm square on the reticle, which is currently under consideration. The reduction ratio of the projection is 1/4, and the size of the projected image in which the subfield is reduced and projected on the wafer is 0.
It is 25 square. A portion 45 called a grid-shaped crossing, which is orthogonal to the periphery of the small membrane region 41, is a beam having a thickness of, for example, about 0.5 to 1 mm for maintaining the mechanical strength of the reticle. The width of the grease 45 is, for example, about 0.1 mm. The width of the skirt 43 is, for example, 0.05
It is about mm.

【0029】図6(A)に示すように、図の横方向(X
方向)に多数の小メンブレイン領域41が並んで一つの
グループ(エレクトリカルストライプ44)をなし、そ
のようなエレクトリカルストライプ44が図の縦方向
(Y方向)に多数並んで1つのメカニカルストライプ4
9を形成している。エレクトリカルストライプ44の長
さ(メカニカルストライプ49の幅)は照明光学系の偏
向可能視野の大きさによって制限される。
As shown in FIG. 6A, the horizontal direction (X
Direction), a plurality of small membrane regions 41 are arranged side by side to form one group (electrical stripe 44), and a large number of such electric stripes 44 are arranged side by side in the vertical direction (Y direction) of the drawing to form one mechanical stripe 4
9 is formed. The length of the electrical stripe 44 (width of the mechanical stripe 49) is limited by the size of the deflectable field of view of the illumination optical system.

【0030】メカニカルストライプ49は、X方向に並
列に複数存在する。隣り合うメカニカルストライプ49
の間にストラット47として示されている幅の太い梁
は、レチクル全体のたわみを小さく保つためのものであ
る。ストラット47はグリレージ45と一体である。
A plurality of mechanical stripes 49 are arranged in parallel in the X direction. Adjacent mechanical stripes 49
The thick beam, shown as struts 47 between, is to keep the deflection of the entire reticle small. The strut 47 is integral with the grerage 45.

【0031】現在有力と考えられている方式によれば、
1つのメカニカルストライプ(以下単にストライプと呼
ぶ)49内のX方向のサブフィールド42の列(エレク
トリカルストライプ44)は電子線偏向により順次露光
される。一方、ストライプ49内のY方向の列は、連続
ステージ走査により順次露光される。
According to the method currently considered to be influential,
A row (electrical stripe 44) of subfields 42 in the X direction in one mechanical stripe (hereinafter simply referred to as stripe) 49 is sequentially exposed by electron beam deflection. On the other hand, the columns in the Y direction within the stripe 49 are sequentially exposed by continuous stage scanning.

【0032】図7は、レチクルからウェハへのパターン
転写の様子を模式的に示す斜視図である。図の上部にレ
チクル10上の1つのストライプ49が示されている。
ストライプ49には上述のように多数のサブフィールド
42(スカートについては図示省略)及びグリレージ4
5が形成されている。図の下部には、レチクル10と対
向するウェハ23が示されている。
FIG. 7 is a perspective view schematically showing how patterns are transferred from the reticle to the wafer. One stripe 49 on the reticle 10 is shown at the top of the figure.
As described above, the stripe 49 includes a large number of subfields 42 (the skirt is not shown) and the graduations 4.
5 is formed. The wafer 23 facing the reticle 10 is shown in the lower part of the figure.

【0033】この図では、レチクル上のストライプ49
の一番手前のエレクトリカルストライプ44の左隅のサ
ブフィールド42−1が上方からの照明ビームIBによ
り照明されている。そして、サブフィールド42−1を
通過した投影ビームPBが、2段の投影レンズと像位置
調整偏向器(図5の符号16)の作用によりウェハ23
上の所定の領域52−1に縮小投影されている。投影ビ
ームPBは、レチクル10とウェハ23の間で、2段の
投影レンズの作用により、光軸と平行な方向から光軸と
交差する方向へ、そしてその逆に計2回偏向される。
In this figure, the stripe 49 on the reticle is shown.
The sub-field 42-1 at the left corner of the foremost electrical stripe 44 is illuminated by the illumination beam IB from above. Then, the projection beam PB that has passed through the subfield 42-1 is processed by the two-stage projection lens and the image position adjusting deflector (reference numeral 16 in FIG. 5) to cause the wafer 23 to move.
The image is reduced and projected onto the predetermined area 52-1. The projection beam PB is deflected twice between the reticle 10 and the wafer 23 by the action of the two-stage projection lens, from the direction parallel to the optical axis to the direction intersecting the optical axis and vice versa.

【0034】ウェハ23上におけるサブフィールド像の
転写位置は、レチクル10とウェハ23との間の光路中
に設けられた上記像位置調整偏向器により、各パターン
小領域42に対応する被転写小領域52が互いに接する
ように調整される。すなわち、レチクル上のパターン小
領域42を通過した投影ビームPBを第1投影レンズ及
び第2投影レンズでウェハ23上に収束させるだけで
は、レチクル10のパターン小領域42のみならずグリ
レージ45及びスカートの像までも所定の縮小率で転写
することとなり、グリレージ45等の非パターン領域に
相当する無露光領域が各被転写小領域52の間に生じ
る。このようにならないよう、非パターン領域の幅に相
当する分だけ像の転写位置をずらしている。
The transfer position of the subfield image on the wafer 23 is determined by the image position adjusting deflector provided in the optical path between the reticle 10 and the wafer 23, and the transferred small region corresponding to each pattern small region 42 is transferred. 52 are adjusted so that they touch each other. That is, if the projection beam PB that has passed through the small pattern area 42 on the reticle is converged on the wafer 23 by the first and second projection lenses, not only the small pattern area 42 of the reticle 10 but also the regret 45 and the skirt. Even an image is transferred at a predetermined reduction ratio, and a non-exposed area corresponding to a non-patterned area such as the greige 45 is generated between the transferred small areas 52. To prevent this, the image transfer position is shifted by an amount corresponding to the width of the non-pattern area.

【0035】続いて、上述の電子光学系の周期的な偏向
を繰り返すとともにステージを連続移動させながら露光
する場合の偏向形態(ビーム走査経路)の例について説
明する。図8は、ウェハ上のある領域を露光する場合の
偏向形態の例について説明する図である。図8(A)は
ウェハ上で見たパターンの露光順序を示す図であり、図
8(B)はその時の電子光学系の偏向形態を示す図であ
る。図9は、レチクル上のある領域を露光する場合の偏
向形態の例について説明する図である。図9(A)はレ
チクル上で見たパターンの露光順序を示す図であり、図
9(B)はその時の電子光学系の偏向形態を示す図であ
る。
Next, an example of a deflection mode (beam scanning path) in the case of performing exposure while the stage is continuously moved while repeating the above-described periodic deflection of the electron optical system will be described. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a deflection mode when exposing a certain area on the wafer. FIG. 8A is a diagram showing the exposure order of the patterns seen on the wafer, and FIG. 8B is a diagram showing the deflection form of the electron optical system at that time. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a deflection mode when exposing a certain area on the reticle. FIG. 9A is a diagram showing the exposure order of the patterns seen on the reticle, and FIG. 9B is a diagram showing the deflection mode of the electron optical system at that time.

【0036】図8(A)には、ウェハステージ上に載置
されたウェハ23(図7等参照)の一部が示されてい
る。この図には、X方向に11個のサブフィールド52
(図7等参照)が並べて配置されたエレクトリカルスト
ライプ54(図7等参照)が、Y方向に4本並んで示さ
れている。図中の矢印で示したように、Y方向の負方向
にウェハステージを送りつつ、ビームを、左下端のサブ
フィールド52−1−1から右下端のサブフィールド5
2−1−11に向かって+X方向に走査することによ
り、1本のエレクトリカルストライプ54の露光を行
う。このとき、ウェハ23は図の下方向に機械的に連続
的に送られているので、実際のビーム偏向形態は、図8
(B)に示すようにウェハ23のY方向への送りに追随
するように、−Y方向にも偏向して、偏向経路は徐々に
斜めになる。この、Y方向偏向は照明光学系中の偏向器
及び投影光学系中の偏向器で行う。なお、X方向の偏向
(主偏向)は、図7を参照しつつ説明したように、投影
レンズの作用と投影光学系中の偏向器の作用による。
FIG. 8A shows a part of the wafer 23 (see FIG. 7 etc.) mounted on the wafer stage. In this figure, there are 11 subfields 52 in the X direction.
Four electrical stripes 54 (see FIG. 7 etc.) in which (see FIG. 7 etc.) are arranged side by side are shown side by side in the Y direction. As indicated by the arrows in the figure, while the wafer stage is being sent in the negative direction of the Y direction, the beam is emitted from the subfield 52-1-1 at the lower left end to the subfield 5 at the lower right end.
By scanning in the + X direction toward 2-1-11, one electrical stripe 54 is exposed. At this time, since the wafer 23 is mechanically continuously fed downward in the drawing, the actual beam deflection form is as shown in FIG.
As shown in (B), the deflection path is gradually inclined so that the wafer 23 is also deflected in the -Y direction so as to follow the movement in the Y direction. This Y-direction deflection is performed by the deflector in the illumination optical system and the deflector in the projection optical system. The deflection in the X direction (main deflection) is due to the action of the projection lens and the action of the deflector in the projection optical system, as described with reference to FIG.

【0037】サブフィールド52−1−11を露光した
ら、次に+Y方向にビームを偏向して一つ上のエレクト
リカルストライプの右端のサブフィールド52−2−1
1に露光を進め、その後、ビームを主に−X方向に走査
することにより、二本目のエレクトリカルストライプの
左端のサブフィールド52−2−1まで露光する。この
ときも、上述の場合と同様に図8(B)に示すように、
実際のビーム偏向形態は斜めになる。以下同様にして、
ビームをXY方向に偏向しつつ、全てのサブフィールド
の露光を行う。
After the subfield 52-1-11 is exposed, the beam is then deflected in the + Y direction and the subfield 52-2-1 at the right end of the upper electrical stripe.
The exposure is advanced to 1, and then the beam is scanned mainly in the −X direction to expose the subfield 52-2-1 at the left end of the second electrical stripe. At this time, as shown in FIG. 8B, as in the case described above,
The actual beam deflection form is oblique. And so on
Exposure of all subfields is performed while deflecting the beam in the XY directions.

【0038】図9(A)には、レチクルステージ上に載
置されたレチクル10(図7等参照)の一部が示されて
いる。この図には、X方向に11個のサブフィールド4
2(図7等参照)が並べて配置されたエレクトリカルス
トライプ44(図7等参照)が、Y方向に4本並んで示
されている。図中の矢印で示したように、Y方向の正方
向にレチクルステージを送りつつ、ビームを、右上端の
サブフィールド42−1−1から左上端のサブフィール
ド42−1−11に向かって−X方向に走査することに
より、1本のエレクトリカルストライプ44の露光を行
う。このとき、レチクル10は図の上方向に機械的に連
続的に送られているので、実際のビーム偏向形態は、図
9(B)に示すようにレチクル10のY方向への送りに
追随するように、+Y方向にも偏向して、偏向経路は徐
々に斜めになる。この、Y方向偏向及びX方向の偏向
(主偏向)は、照明光学系中の偏向器で行う。
FIG. 9A shows a part of the reticle 10 (see FIG. 7 etc.) placed on the reticle stage. In this figure, there are 11 subfields 4 in the X direction.
Four electrical stripes 44 (see FIG. 7 etc.) in which 2 (see FIG. 7 etc.) are arranged side by side are shown side by side in the Y direction. As indicated by the arrow in the figure, the beam is directed from the subfield 42-1-1 at the upper right end to the subfield 42-1-11 at the upper left end while sending the reticle stage in the positive Y direction. By scanning in the X direction, one electrical stripe 44 is exposed. At this time, since the reticle 10 is mechanically continuously fed in the upward direction of the drawing, the actual beam deflection form follows the feeding of the reticle 10 in the Y direction as shown in FIG. 9B. In this way, the deflection path is gradually inclined in the + Y direction as well. This Y-direction deflection and X-direction deflection (main deflection) are performed by the deflector in the illumination optical system.

【0039】サブフィールド42−1−11を露光した
ら、次に−Y方向にビームを偏向して一つ下のエレクト
リカルストライプの左端のサブフィールド42−2−1
1に露光を進め、その後、ビームを主に+X方向に走査
することにより、二本目のエレクトリカルストライプの
右端のサブフィールド42−2−1まで露光する。この
ときも、上述の場合と同様に図9(B)に示すように、
実際のビーム偏向形態は斜めになる。以下同様にして、
ビームをXY方向に偏向しつつ、全てのサブフィールド
の露光を行う。
After the sub-field 42-1-11 is exposed, the beam is then deflected in the -Y direction and the sub-field 42-2-1 at the left end of the electrical stripe one below.
The exposure is advanced to 1, and then the beam is mainly scanned in the + X direction to expose the subfield 42-2-1 at the right end of the second electrical stripe. At this time, as shown in FIG. 9B, as in the case described above,
The actual beam deflection form is oblique. And so on
Exposure of all subfields is performed while deflecting the beam in the XY directions.

【0040】上述のように、図8(B)、図9(B)に
示す電子ビームは、8の字を描くように周期的に繰り返
すような偏向形態である。そして、この例では、X方向
の主偏向幅内の露光回数は、X方向に並ぶサブフィール
ドの数と同じ11回である。したがって、図8(B)、
図9(B)に示す偏向経路上では、全部で22箇所の偏
向位置が定義されることとなる。この全ての偏向位置に
おいてビームの較正を行う。
As described above, the electron beam shown in FIGS. 8B and 9B has a deflection form in which the electron beam is periodically repeated so as to draw a figure 8. In this example, the number of exposures within the main deflection width in the X direction is 11 times, which is the same as the number of subfields arranged in the X direction. Therefore, as shown in FIG.
On the deflection path shown in FIG. 9B, a total of 22 deflection positions will be defined. The beam is calibrated at all these deflection positions.

【0041】次に、本発明の第1の実施の形態に係る光
学系較正指標(マーク)について説明する。図1は、本
発明の第1の実施の形態に係るマーク配置状態を説明す
る図である。図1(A)は電子ビームの偏向形態を示す
図であり、図1(B)はマークを有するサブフィールド
の配置状態を示す図である。図1(A)には、X方向の
主偏向幅内の露光回数が20回である場合の偏向形態6
0が示されている。この場合は、左上のサブフィールド
61−1から右下方向に進んでサブフィールド61−2
0に至り、次いでサブフィールド61−21に上がった
後に、左下方向に進んでサブフィールド61−40に至
り、またサブフィールド61−1に戻る。ここで、一括
露光領域の大きさをウェハ上で0.25mm角とする
と、偏向幅、つまり偏向形態60の幅は5mmとなる。
Next, the optical system calibration index (mark) according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a mark arrangement state according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a diagram showing a deflection form of an electron beam, and FIG. 1B is a diagram showing an arrangement state of subfields having marks. FIG. 1A shows a deflection mode 6 when the number of exposures within the main deflection width in the X direction is 20 times.
0 is shown. In this case, the subfield 61-1 on the upper left is moved downward to the right on the subfield 61-2.
After reaching 0, and then going up to subfield 61-21, proceed to the lower left direction to reach subfield 61-40, and then return to subfield 61-1. Here, when the size of the collective exposure region is 0.25 mm square on the wafer, the deflection width, that is, the width of the deflection form 60 is 5 mm.

【0042】図1(B)には、図1(A)に示した偏向
形態60に対応するように配置されたマーク配置サブフ
ィールド群65が示されている。このサブフィールド群
65は、図5等に示したレチクルステージ11又はレチ
クル10、及び、ウェハステージ24又はウェハ23上
に形成される。
FIG. 1B shows a mark arrangement subfield group 65 arranged so as to correspond to the deflection mode 60 shown in FIG. 1A. This subfield group 65 is formed on the reticle stage 11 or reticle 10 and the wafer stage 24 or wafer 23 shown in FIG.

【0043】このサブフィールド群65には、X方向の
斜め右下方向に並べて配置されたサブフィールド66−
1〜66−20と、サブフィールド66−20の下隣の
サブフィールド66−21からX方向の斜め左下方向に
並べて配置されたサブフィールド66−21〜66−4
0の計40個のサブフィールド66が設けられている。
これらのサブフィールド内にどのようなマークを配置す
るかは、図11や図3等を参照されたい。
In this subfield group 65, subfields 66- are arranged side by side in a diagonally lower right direction in the X direction.
1 to 66-20 and subfields 66-21 to 66-4 arranged side by side in the diagonally lower left direction in the X direction from the subfield 66-21 next to the subfield 66-20 below.
A total of 40 sub-fields 66 of 0 are provided.
Refer to FIG. 11 and FIG. 3 etc. for what kind of marks are arranged in these subfields.

【0044】ビームの較正を行う際には、まず、電子光
学系の偏向中心が図1(B)の上のサブフィールド群6
6−1〜66−20の中央に位置するようにレチクルス
テージ及びウェハステージを移動させ、そこで停止させ
る。この状態を維持したままで、次に、サブフィールド
66−1〜66−20に順次ビーム走査することによ
り、各サブフィールドの位置においてビーム性状の測定
を行う。次に、電子光学系の偏向中心が図1(B)の下
のサブフィールド群66−21〜66−40の中央に位
置するようにレチクルステージ及びウェハステージを移
動させ、そこで停止させる。この状態を維持したまま
で、サブフィールド66−21〜66−40に順次ビー
ム走査することにより、各サブフィールドの位置におい
てビーム性状の測定を行う。なお、ビーム性状(倍率・
回転・歪)の計測時には、ビームをサブフィールド上で
微小量スキャンする。そして、上記の測定に基づいて各
サブフィールド66における光学系補正係数を設定し、
電子光学系の較正(例えば、偏向位置誤差、像倍率、像
回転等)を行う。
When calibrating the beam, first, the deflection center of the electron optical system is set to the upper subfield group 6 in FIG. 1 (B).
The reticle stage and the wafer stage are moved so as to be located at the center of 6-1 to 66-20 and stopped there. While maintaining this state, the beam property is measured at the position of each subfield by sequentially performing beam scanning on the subfields 66-1 to 66-20. Next, the reticle stage and the wafer stage are moved so that the deflection center of the electron optical system is located at the center of the subfield groups 66-21 to 66-40 shown in FIG. While maintaining this state, the beam properties are measured at the positions of the respective subfields by sequentially performing beam scanning on the subfields 66-21 to 66-40. The beam properties (magnification /
When measuring rotation and distortion, the beam is scanned in a small amount on the subfield. Then, the optical system correction coefficient in each subfield 66 is set based on the above measurement,
Calibration of the electron optical system (for example, deflection position error, image magnification, image rotation, etc.) is performed.

【0045】これにより、偏向幅内の露光回数が20回
である場合に、従来40回のステージ移動が必要であっ
た電子光学系の較正動作を2回のステージ移動で実現す
ることができる。そのため、較正時間を大幅に短縮でき
る。また、較正指標の各サブフィールドパターンの配列
を予め計測しておくことにより、従来の各サブフィール
ド毎にステージを移動する方式と同レベルの精度を得る
ことができる。
As a result, when the number of exposures within the deflection width is 20, it is possible to realize the calibration operation of the electron optical system, which has conventionally required 40 stage movements, by two stage movements. Therefore, the calibration time can be significantly shortened. In addition, by measuring the arrangement of each subfield pattern of the calibration index in advance, it is possible to obtain the same level of accuracy as in the conventional method of moving the stage for each subfield.

【0046】次に、本発明の第2の実施の形態に係る光
学系較正指標について説明する。図2は、本発明の第2
の実施の形態に係る光学系較正指標(マーク)を説明す
る図である。図2(A)は電子ビームの偏向形態を示す
図であり、図2(B)はマークを配置するサブフィール
ド群の配列を示す図である。これは、図1に示した例よ
りも偏向幅が狭くなった場合の較正指標の例である。
Next, an optical system calibration index according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 shows the second aspect of the present invention.
It is a figure explaining the optical system calibration index (mark) which concerns on embodiment of FIG. FIG. 2A is a diagram showing a deflection form of an electron beam, and FIG. 2B is a diagram showing an arrangement of subfield groups in which marks are arranged. This is an example of the calibration index when the deflection width is narrower than the example shown in FIG.

【0047】図2(A)には、偏向幅内の露光回数が1
2回である場合の偏向形態70が示されている。この偏
向形態70では、X方向の斜め右下方向にサブフィール
ド71−1〜71−11を走査し、次いで斜め左下方向
にサブフィールド71−12〜71−22を走査する。
ビームをX方向主偏向幅の分だけ偏向する間に、Y方向
には1つのサブフィールド分だけ偏向位置を変える必要
があるため、この例では図1(A)の場合に比べてY方
向の偏向の傾斜が強くなっている。
In FIG. 2A, the number of exposures within the deflection width is 1
Deflection configuration 70 is shown for twice. In this deflection mode 70, the subfields 71-1 to 71-11 are scanned diagonally downward right in the X direction, and then the subfields 71-12 to 71-22 are scanned diagonally downward left.
Since it is necessary to change the deflection position by one subfield in the Y direction while deflecting the beam by the main deflection width in the X direction, in this example, as compared with the case of FIG. The inclination of deflection is getting stronger.

【0048】図2(B)には、図2(A)に示した偏向
形態70に対応するように配置されたマーク配置サブフ
ィールド群75が示されている。このサブフィールド群
75には、X方向の斜め右下方向に並べて配置されたサ
ブフィールド76−1〜76−11と、サブフィールド
76−11の下隣のサブフィールド76−12からX方
向の斜め左下方向に並べて配置されたサブフィールド7
6−12〜76−22の計22個のサブフィールド76
が設けられている。
FIG. 2B shows a mark arrangement subfield group 75 arranged so as to correspond to the deflection mode 70 shown in FIG. 2A. This subfield group 75 includes subfields 76-1 to 76-11 arranged side by side in the diagonally lower right direction in the X direction, and diagonally in the X direction from the subfield 76-12 below the subfield 76-11. Subfield 7 arranged side by side in the lower left direction
22 subfields 76 in total, 6-12 to 76-22
Is provided.

【0049】一般的に、露光するパターンに応じて、偏
向幅を変更した方がスループットや転写精度の点で有利
な場合が多い。その場合、偏向形態内の各々の偏向位置
で電子光学系の較正を行っておく必要がある。その際、
上述のように、偏向形態に応じた較正指標を形成し、ビ
ーム走査することにより、較正を行うことができる。
In general, it is often advantageous in terms of throughput and transfer accuracy to change the deflection width according to the pattern to be exposed. In that case, it is necessary to calibrate the electron optical system at each deflection position in the deflection mode. that time,
As described above, the calibration can be performed by forming the calibration index according to the deflection form and scanning the beam.

【0050】次に、上述の光学系較正マークのパターン
の例について説明する。図3は、光学系較正マークのパ
ターン例を示す図である。図3(A)は一括露光領域の
回転・倍率・歪み等を計測するパターンを示す図であ
り、図3(B)は偏向位置計測用パターンを示す図であ
り、図3(C)はパターンをX方向の各サブフィールド
で全て同一にした例を示す図である。
Next, an example of the pattern of the above-mentioned optical system calibration mark will be described. FIG. 3 is a diagram showing an example of a pattern of the optical system calibration mark. FIG. 3 (A) is a diagram showing a pattern for measuring rotation, magnification, distortion, etc. of the collective exposure region, FIG. 3 (B) is a diagram showing a deflection position measuring pattern, and FIG. 3 (C) is a pattern. FIG. 7 is a diagram showing an example in which all are the same in each subfield in the X direction.

【0051】図3(A)には、図2(A)に示した偏向
形態に対応するマーク群82が示されている。このマー
ク群82には、X方向の斜め右下方向に並べて配置され
たサブフィールド83−1〜83−11と、サブフィー
ルド83−11の下方のサブフィールド83−12から
X方向の斜め左下方向に並べて配置されたサブフィール
ド83−12〜83−22の計22個のサブフィールド
83が設けられている。各サブフィールド83の9箇所
には、図11(B)に示すようなXY方向に延びるライ
ンアンドスペースパターンが配置されている(図では四
角で示してある)。このラインアンドスペースパターン
をビーム走査することにより、一括露光領域のサブフィ
ールド内の回転・倍率・歪み等の計測を行うことができ
る。
FIG. 3 (A) shows a mark group 82 corresponding to the deflection form shown in FIG. 2 (A). In this mark group 82, subfields 83-1 to 83-11 arranged side by side in the diagonally lower right direction in the X direction and a subfield 83-3-12 below the subfield 83-1 to the diagonal lower left direction in the X direction. 22 subfields 83 are provided, which are subfields 83-12 to 83-22 arranged side by side. A line-and-space pattern extending in the XY directions as shown in FIG. 11B is arranged at nine positions in each sub-field 83 (indicated by squares in the figure). By scanning the line-and-space pattern with a beam, it is possible to measure the rotation, magnification, distortion, etc. in the subfield of the collective exposure area.

【0052】図3(B)には、図2(A)に示した偏向
形態に対応するマーク群84が示されている。このマー
ク群84には、X方向に並べて配置されたサブフィール
ド85−1〜85−11が設けられている。ここで、中
央部のサブフィールド85−6は正方形であるが、端部
に行くに従ってサブフィールドのY方向の長さが長くな
っており、両端のサブフィールド85−1と85−11
は、サブフィールド85−6の約2倍の長さとなってい
る。各サブフィールド85の中央部分には、縦長のY方
向に延びるラインアンドスペースパターンが配置されて
いる。このラインアンドスペースパターンをビーム走査
することにより、偏向位置の計測を行うことができる。
このような配置方法とすることにより、マークを小型化
することができる。
FIG. 3 (B) shows a mark group 84 corresponding to the deflection form shown in FIG. 2 (A). The mark group 84 is provided with subfields 85-1 to 85-11 arranged side by side in the X direction. Here, the subfield 85-6 at the center is a square, but the length of the subfield in the Y direction becomes longer toward the ends, and the subfields 85-1 and 85-11 at both ends are formed.
Is about twice as long as the subfield 85-6. In the central portion of each subfield 85, a vertically long line and space pattern extending in the Y direction is arranged. The deflection position can be measured by beam scanning the line-and-space pattern.
With such an arrangement method, it is possible to reduce the size of the mark.

【0053】図3(C)には、パターンをX方向の各サ
ブフィールドで全て同一にしたマーク群86が示されて
いる。このマーク群86には、X方向に並べて配置され
たサブフィールド87−1〜87−17が設けられてい
る。ここで、各サブフィールド87のX方向の幅は1つ
のサブフィールドの幅に等しいが、そのY方向の長さは
サブフィールドの長さの約2倍となっている。各サブフ
ィールド87の中央部分には、縦長のY方向に延びるラ
インアンドスペースパターンが配置されている。このよ
うな配置方法とすることにより、パターンをX方向の各
サブフィールドで全て同一にすることができる。
FIG. 3C shows a mark group 86 having the same pattern in each subfield in the X direction. The mark group 86 is provided with subfields 87-1 to 87-17 arranged side by side in the X direction. Here, the width of each subfield 87 in the X direction is equal to the width of one subfield, but its length in the Y direction is approximately twice the length of the subfield. In the central portion of each subfield 87, a vertically long line and space pattern extending in the Y direction is arranged. With such an arrangement method, the patterns can be made the same in each subfield in the X direction.

【0054】図4は、マーク群の他の例を示す図であ
る。この例では、1つのマークプレート90の上に、マ
ーク群65(図1(B)参照)、82(図3(A)参
照)、84(図3(B)参照)が並べて配置されてい
る。このようなマークプレート90を、レチクルステー
ジ11及びウェハステージ24上に配置することによ
り、複数種類の偏向形態の較正作業をレチクル等を交換
しないで行える露光装置を実現できる。
FIG. 4 is a diagram showing another example of the mark group. In this example, mark groups 65 (see FIG. 1B), 82 (see FIG. 3A), and 84 (see FIG. 3B) are arranged side by side on one mark plate 90. . By disposing such a mark plate 90 on the reticle stage 11 and the wafer stage 24, it is possible to realize an exposure apparatus that can perform calibration work of a plurality of types of deflection forms without exchanging the reticle or the like.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、露光装置に搭載される荷電粒子線光学系の較
正に要する時間を短縮することができ、装置運用上要求
されるメンテナンス時間を短くすることができる。ま
た、それにより、較正の精度を落とすことなく装置運用
に関するトータルコストを削減することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the time required for the calibration of the charged particle beam optical system mounted on the exposure apparatus can be shortened, and the maintenance required for the operation of the apparatus. The time can be shortened. Further, thereby, it is possible to reduce the total cost related to the operation of the device without lowering the accuracy of calibration.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態に係るマーク配置状
態を説明する図である。図1(A)は電子ビームの偏向
形態を示す図であり、図1(B)はマークを有するサブ
フィールドの配置状態を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a mark arrangement state according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a diagram showing a deflection form of an electron beam, and FIG. 1B is a diagram showing an arrangement state of subfields having marks.

【図2】本発明の第2の実施の形態に係る光学系較正指
標(マーク)を説明する図である。図2(A)は電子ビ
ームの偏向形態を示す図であり、図2(B)はマークを
配置するサブフィールド群の配列を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an optical system calibration index (mark) according to a second embodiment of the present invention. FIG. 2A is a diagram showing a deflection form of an electron beam, and FIG. 2B is a diagram showing an arrangement of subfield groups in which marks are arranged.

【図3】光学系較正マークのパターン例を示す図であ
る。図3(A)は一括露光領域の回転・倍率・歪み等を
計測するパターンを示す図であり、図3(B)は偏向位
置計測用パターンを示す図であり、図3(C)はパター
ンをX方向の各サブフィールドで全て同一にした例を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a pattern of an optical system calibration mark. FIG. 3 (A) is a diagram showing a pattern for measuring rotation, magnification, distortion, etc. of the collective exposure region, FIG. 3 (B) is a diagram showing a deflection position measuring pattern, and FIG. 3 (C) is a pattern. FIG. 7 is a diagram showing an example in which all are the same in each subfield in the X direction.

【図4】マーク群の他の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing another example of a mark group.

【図5】分割転写方式の電子線投影露光装置の光学系全
体における結像関係及び制御系の概要を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an outline of an image forming relationship and a control system in the entire optical system of the split transfer type electron beam projection exposure apparatus.

【図6】電子線投影露光用のレチクルの構成例を模式的
に示す図である。(A)は全体の平面図であり、(B)
は一部の斜視図であり、(C)は一つの小メンブレイン
領域の平面図である。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a configuration example of a reticle for electron beam projection exposure. (A) is a plan view of the whole, (B)
FIG. 3A is a perspective view of a part, and FIG. 3C is a plan view of one small membrane region.

【図7】レチクルからウェハへのパターン転写の様子を
模式的に示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view schematically showing how a pattern is transferred from a reticle to a wafer.

【図8】ウェハ上のある領域を露光する場合の偏向形態
の例について説明する図である。図8(A)はウェハ上
で見たパターンの露光順序を示す図であり、図8(B)
はその時の電子光学系の偏向形態を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a deflection mode when exposing a certain area on a wafer. FIG. 8A is a diagram showing the exposure order of the patterns seen on the wafer, and FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a deflection form of the electron optical system at that time.

【図9】レチクル上のある領域を露光する場合の偏向形
態の例について説明する図である。図9(A)はレチク
ル上で見たパターンの露光順序を示す図であり、図9
(B)はその時の電子光学系の偏向形態を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a deflection mode when exposing a certain area on a reticle. FIG. 9A is a diagram showing the exposure order of the patterns seen on the reticle.
FIG. 6B is a diagram showing a deflection form of the electron optical system at that time.

【図10】従来の露光装置の較正方法を説明するための
図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining a conventional method of calibrating an exposure apparatus.

【図11】同露光装置のレチクルに設けられた光学系較
正指標を示す図である。図11(A)は偏向位置計測用
マークを示す図であり、図11(B)は一括露光領域の
回転・倍率・歪み等の計測用マークを示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing an optical system calibration index provided on the reticle of the exposure apparatus. FIG. 11A is a diagram showing deflection position measurement marks, and FIG. 11B is a diagram showing measurement marks for rotation, magnification, distortion, etc. of the collective exposure region.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

60 偏向形態 61 サブフィールド 65 光学系較正指標 66 サブフィールド 60 deflection form 61 subfield 65 Optical system calibration index 66 subfields

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/30 541S Fターム(参考) 2H097 CA16 GB00 LA10 5C001 AA01 AA03 CC06 5C033 GG03 5C034 BB04 BB05 BB06 5F056 AA22 AA27 BB06 CB13 CB14 CB18 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 21/30 541S F term (reference) 2H097 CA16 GB00 LA10 5C001 AA01 AA03 CC06 5C033 GG03 5C034 BB04 BB05 BB06 5F056 AA22 AA27 BB06 CB13 CB14 CB18

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 感応基板上に転写すべきパターンが複数
のサブフィールドに分割して形成されているレチクルを
載置するレチクルステージと、 前記レチクルの各サブフィールドに順次荷電粒子線照明
ビームを当てる照明光学系と、 前記感応基板を載置する感応基板ステージと、 前記レチクルの各サブフィールドを通過した荷電粒子線
(投影ビーム)を前記感応基板上のしかるべき位置に順
次投影する投影光学系と、を具備し、 前記レチクル上には、前記サブフィールドが、X方向及
びY方向に格子状に並べて配列されており、 前記X方向には、前記照明光学系中で照明ビームを偏向
してビーム走査し、 前記Y方向には、主に前記両ステージを機械的に移動さ
せてメカ走査するとともに、 前記投影光学系においても、前記感応基板上におけるパ
ターン転写位置調整のために前記投影ビームを偏向させ
ながら露光する荷電粒子線露光装置の較正方法であっ
て、 前記レチクルステージ又は前記レチクル、及び、前記感
応基板ステージ又は前記感応基板上に、前記荷電粒子ビ
ーム偏向形態及び前記両ステージのメカ走査形態に対応
するビーム走査経路に沿って一連の光学系較正指標(マ
ーク)を形成し、 該一連のマークを連続的にビーム走査することにより、
該マークの複数の走査位置においてビーム性状の測定を
行い、該測定に基づいて前記各走査位置における光学系
補正係数を設定することを特徴とする荷電粒子線露光装
置の較正方法。
1. A reticle stage on which a reticle, on which a pattern to be transferred on a sensitive substrate is divided and formed into a plurality of subfields, is placed, and a charged particle beam illumination beam is sequentially applied to each subfield of the reticle. An illumination optical system, a sensitive substrate stage on which the sensitive substrate is placed, and a projection optical system for sequentially projecting a charged particle beam (projection beam) passing through each subfield of the reticle onto an appropriate position on the sensitive substrate. The subfields are arranged on the reticle in a grid pattern in the X direction and the Y direction, and a beam is generated by deflecting the illumination beam in the illumination optical system in the X direction. In the Y direction, the both stages are mechanically moved to perform mechanical scanning, and in the projection optical system, the scanning is performed on the sensitive substrate. A method for calibrating a charged particle beam exposure apparatus which exposes while deflecting the projection beam for adjusting a pattern transfer position, comprising the reticle stage or the reticle, and the sensitive substrate stage or the sensitive substrate ... By forming a series of optical system calibration indexes (marks) along the beam scanning path corresponding to the particle beam deflection pattern and the mechanical scanning patterns of the both stages, and continuously beam scanning the series of marks.
A method for calibrating a charged particle beam exposure apparatus, comprising: measuring a beam property at a plurality of scanning positions of the mark, and setting an optical system correction coefficient at each scanning position based on the measurement.
【請求項2】 前記光学系較正指標として、前記荷電粒
子線偏向形態の複数種類又は前記ビーム性状の複数種類
を測定するための複数種類のマークを形成することを特
徴とする請求項1記載の荷電粒子線露光装置の較正方
法。
2. The plurality of types of marks for measuring a plurality of types of the charged particle beam deflection form or a plurality of types of the beam properties are formed as the optical system calibration index. Method for calibrating charged particle beam exposure apparatus.
【請求項3】 前記光学系較正指標として、前記荷電粒
子線偏向形態の複数種類で共通に使用しうるマークを形
成することを特徴とする請求項1記載の荷電粒子線露光
装置の較正方法。
3. The method for calibrating a charged particle beam exposure apparatus according to claim 1, wherein a mark that can be commonly used in a plurality of the charged particle beam deflection forms is formed as the optical system calibration index.
【請求項4】 感応基板上に転写すべきパターンが複数
のサブフィールドに分割して形成されているレチクルを
載置するレチクルステージと、 前記レチクルの各サブフィールドに順次荷電粒子線照明
ビームを当てる照明光学系と、 前記感応基板を載置する感応基板ステージと、 前記レチクルの各サブフィールドを通過した荷電粒子線
(投影ビーム)を前記感応基板上のしかるべき位置に順
次投影する投影光学系と、 を具備する荷電粒子線露光装置であって、 前記レチクルステージ及び前記感応基板ステージ上に、
荷電粒子ビーム偏向形態及び前記両ステージのメカ走査
形態に対応したビーム走査経路に沿った一連の光学系較
正指標が形成されていることを特徴とする荷電粒子線露
光装置。
4. A reticle stage on which a reticle, on which a pattern to be transferred on a sensitive substrate is formed by being divided into a plurality of subfields, is mounted, and a charged particle beam illumination beam is sequentially applied to each subfield of the reticle. An illumination optical system, a sensitive substrate stage on which the sensitive substrate is placed, and a projection optical system for sequentially projecting a charged particle beam (projection beam) passing through each subfield of the reticle to an appropriate position on the sensitive substrate. A charged particle beam exposure apparatus comprising: a reticle stage and a sensitive substrate stage,
A charged particle beam exposure apparatus, wherein a series of optical system calibration indexes are formed along a beam scanning path corresponding to the charged particle beam deflection mode and the mechanical scanning modes of both stages.
JP2002288238A 2001-10-02 2002-10-01 Charged-particle-beam exposure system and calibration method therefor Pending JP2003178967A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002288238A JP2003178967A (en) 2001-10-02 2002-10-01 Charged-particle-beam exposure system and calibration method therefor

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001-306671 2001-10-02
JP2001306671 2001-10-02
JP2002288238A JP2003178967A (en) 2001-10-02 2002-10-01 Charged-particle-beam exposure system and calibration method therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003178967A true JP2003178967A (en) 2003-06-27

Family

ID=26623607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002288238A Pending JP2003178967A (en) 2001-10-02 2002-10-01 Charged-particle-beam exposure system and calibration method therefor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003178967A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6204509B1 (en) Projection-microlithography apparatus, masks, and related methods incorporating reticle-distortion measurement and correction
US6835511B2 (en) Methods and apparatus for detecting and correcting reticle deformations in microlithography
US6072184A (en) Charged-particle-beam projection methods
US6194732B1 (en) Charged-particle-beam exposure methods with beam parallelism detection and correction
JP2002329659A (en) Charged particle beam exposure method, charged particle beam aligner and device manufacturing method
US6277532B1 (en) Charged-particle-beam microlithographic methods for correction of reticle distortions
JPH09320931A (en) Method for measuring imaging characteristic and transfer device by the method
US6433347B1 (en) Charged-particle-beam projection-exposure methods and apparatus that selectively expose desired exposure units of a reticle pattern
KR20000076936A (en) Electron Beam Lithographing Method and Apparatus Thereof
US20030089863A1 (en) Beam-calibration methods for charged-particle-beam microlithography systems
US6376848B1 (en) Apparatus and methods for charged-particle-beam microlithography exhibiting reduced aberrations caused by beam deflection to correct errors in stage-position control
JPS6258621A (en) Fine pattern forming method
US6376137B1 (en) Charged-particle-beam microlithography apparatus and methods including correction of stage-positioning errors using a deflector
JP2003178967A (en) Charged-particle-beam exposure system and calibration method therefor
US20030030016A1 (en) Reticles and rapid reticle-evaluation methods for use in charged-particle-beam microlithography
TWI810517B (en) Multi-charged particle beam drawing method and multi-charged particle beam drawing device
JP2003007591A (en) Method for evaluating aberration of charged particle beam optical system, method for adjusting charged particle beam device, charged particle beam exposing method, method for evaluating astigmatism and evaluation pattern
JP2000228351A (en) Charged particle beam transfer and exposure method and mask using thereof
JP2004165250A (en) Mask inspection method, mask inspection device, exposure method and aligner
JP2004158630A (en) Charged particle beam aligning method and charged particle beam aligniner
JP2003297721A (en) Electron beam exposure apparatus and reticle for the same
JP2005197337A (en) Exposure method and exposure device of charged-particle beam
JP2004153201A (en) Calibration method of charged beam aligner and the charged beam aligner
JP2003077804A (en) Reticle-inspecting method and exposure method
JPWO2005048327A1 (en) Exposure method and exposure apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20040315

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20040316

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050901

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080724

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080730

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090106