JP2004172175A

JP2004172175A - Reticle and reticle inspection method

Info

Publication number: JP2004172175A
Application number: JP2002333042A
Authority: JP
Inventors: Hajime Yamamoto; 一山本
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2004-06-17

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reticle and a reticle inspection method for preventing deterioration in the pattern transferring accuracy due to distortion of reticles. <P>SOLUTION: The reticle includes membrane regions which have been formed by dividing a device pattern to be transferred on a sensitive substrate into a plurality of small regions for exposing (subfields), a minor strut having a member structure integrated with the membrane regions in order to reinforce and support the membrane regions, and a position mark formed on the minor strut. The position mark includes the flat central region surrounded by the groove formed in the shape of convex area, and the plane of the central region is allocated on the same plane as the membrane region. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【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る露光装置に備えられるレチクル及びレチクル検査方法に関する。特には、レチクルの歪みによるパターン転写精度の低下を防ぐことができるレチクル及びレチクル検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
分割転写方式の電子線露光を例にとって説明する。分割転写方式の電子線露光においては、ウェハ上に転写すべきデバイスパターンを多数の一括露光領域（サブフィールド）に分割してレチクルに形成し、各サブフィールド毎にウェハ上に投影露光し、ウェハ上では各サブフィールドの像を繋ぎ合わせることによりデバイスパターン全体を転写する。もし、露光の際に各サブフィールドの像の位置がズレると、パターンがウェハ上でうまく繋がらず不良となる。サブフィールドの位置ズレの原因の一つとして、レチクルの歪み等によるレチクル上におけるサブフィールドの位置ズレがある。このレチクル上のサブフィールドの位置ズレは、正確に把握して、その分だけレチクルステージ位置を補正すれば、上記のような不良は生じない。あるいは、電子線露光の場合は、投影光学系において電子線を偏向して像位置を調整することもできる。
【０００３】
上述のレチクル上のサブフィールドの位置ズレの把握は、従来はサブフィールドの外に設けた基準マーク（ポジションマーク）の位置を座標測定装置（例えば、光波干渉式座標測定機）で測定すること（レチクル歪み測定）により行っていた。従来のポジションマークの一例を図８に示す。図８（Ａ）はレチクルの下面を示す平面図であり、図８（Ｂ）は１つのポジションマークの側面断面図である。従来のポジションマーク９１は、図８（Ａ）に示すように、サブフィールド４２間の部分に形成されている。このポジションマーク９１は平面形状が矩形で、図８（Ｂ）に示すように、一辺の長さＷが１０〜５０μｍ程度、深さＤが２〜１０μｍ程度の凹部９３となっている。ポジションマーク９１の位置測定の際には、レチクルを保持するステージを移動することにより、測定用の照明光でこのポジションマーク９１を走査し、散乱光を検出器で検出する。このとき、座標測定装置のフォーカスは走査開始点の平面（例えば、ポジションマーク９１の外側のレチクル表面９５）に合わせる。走査照明光がポジションマーク９１の突出しているエッジ９７を移動すると、照明光はこのエッジ９７で大きく散乱されるため、検出器で検出される信号強度が大きく変化する。そして、この信号強度の変化からポジションマークの位置を検出することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の歪み測定方法では、ステージ移動により測定用照明光を走査しているため、測定に時間がかかる。そこで、測定の高速化のために、撮像素子を用いてポジションマークを含む領域（測定領域）の面情報を取り込み、この測定領域の面情報を画像処理してポジションマークの位置を決定する装置が開発されている。この装置では、測定領域の中央でフォーカス位置合わせがなされ、測定領域の面情報を取り込む。なお、測定領域の一辺の長さは一例で１０〜５０μｍ程度である。
【０００５】
従来のポジションマーク９１の位置を上述の装置で測定する場合、測定領域の大きさとポジションマークの大きさが同程度であるため、測定領域の中央にポジションマークが配置されることになる。しかしながら、従来のポジションマーク９１は、マークの中央領域（凹部９３の底面９４）の高さ位置がレチクル表面９５の高さ位置と異なるため、取り込んだ画像の焦点がボケてしまい、画像処理の結果得られるポジションマークの位置に誤差を生じる。そのため、レチクル上のサブフィールドの位置ズレを正確に把握できなくなり、ウェハ上におけるサブフィールド像の位置を補正しきれず、各サブフィールド間の繋ぎ精度に問題が発生していた。
【０００６】
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、レチクルの歪みによるパターン転写精度の低下を防ぐことができるレチクル及びレチクル検査方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明のレチクルは、感応基板上に転写すべきデバイスパターンが複数の一括露光小領域（サブフィールド）に分割されて形成されているメンブレン領域と、該メンブレン領域を補強支持し、該メンブレン領域と一体的に構成された桟構造を有するマイナーストラットと、該マイナーストラット上に形成されたポジションマークと、を有するレチクルであって、前記ポジションマークは、凹状に形成された溝によって周囲を囲まれた平面状の中央領域を有し、該中央領域の平面は前記メンブレン領域の面と同じ平面内にあることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、ポジションマークの中央領域の高さ位置がレチクルの表面と等しくなっている。そのため、撮像素子を用いて取り込んだ画像の焦点がボケることがない。また、中央領域は凹状の溝で周囲を囲まれている。この凹状の溝で突出しているエッジを形成し、計測用照明光を大きく散乱することにより、取り込んだ画像の面情報（例えば、散乱光強度）を画像処理するのに十分なコントラストが得られる。そのため、画像処理の結果得られるポジションマークの位置を正確に求めることができる。なお、上記の「周囲を囲まれた」とは、画像処理に必要な面情報が得られる範囲であれば、中央領域の周囲全てが凹状の溝で囲まれている必要は無く、中央領域の周囲の一部が凹状の溝で囲まれていても良いことを意味する。
【０００９】
本発明のレチクル検査方法は、感応基板上に転写すべきデバイスパターンが複数の一括露光小領域（サブフィールド）に分割されて形成されているメンブレン領域と、該メンブレン領域を補強支持し、該メンブレン領域と一体的に構成された桟構造を有するマイナーストラットと、該マイナーストラット上に形成されたポジションマークと、を有するレチクルを検査する方法であって、前記ポジションマークは、凹状に形成された溝によって周囲を囲まれた平面状の中央領域を有し、該中央領域の平面は前記メンブレン領域の面と同じ平面内にあり、前記ポジションマークの位置を計測して前記サブフィールドの中心位置を求めることを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、前記位置計測のフォーカス合わせを、前記ポジションマークの中央領域で行うことが好ましい。
本発明によれば、マイナーストラットポジションマークの中央領域の高さ位置がレチクルの表面、すなわち、計測用照明光が散乱されるエッジの高さ位置と等しくなっている。したがって、ポジションマークの位置を精度良く計測するためのフォーカス合わせをマークの中央領域でも行うことができる。そのため、ポジションマークの外側のレチクル表面でのみフォーカス合わせを行う場合に比べて、フォーカス合わせ可能な領域が増え、より容易にポジションマークの位置を精度良く計測することができる。また、撮像素子を用いて取り込んだ画像の焦点がボケることがなく、画像処理の結果得られるポジションマークの位置を正確に求めることができる。そのため、ポジションマークの位置を精度良く測定し、レチクル上のサブフィールドの位置ズレを正確に把握することができる。そして、この位置ズレ情報に基づいて、ウェハ上におけるサブフィールド像の位置を適切に補正することにより、パターン転写精度を向上させることができる。なお、上記の「高さ位置」とは、「座標測定装置の光軸方向の位置」という意味である。
【００１１】
本発明のレチクル検査方法は、感応基板上に転写すべきデバイスパターンが複数の一括露光小領域（サブフィールド）に分割されて形成されているメンブレン領域と、該メンブレン領域を補強支持し、該メンブレン領域と一体的に構成された桟構造を有するマイナーストラットと、該マイナーストラット上に形成されたポジションマークと、を有するレチクルを、該ポジションマークを含むように設定された測定領域の面情報を撮像素子で取り込むことにより検査する方法であって、前記ポジションマークの短辺の長さは、前記測定領域の長辺の長さの半分より短く、前記ポジションマークは、前記測定領域の中央以外に配置され、前記測定領域の中央に撮像素子のフォーカス位置を合わせて測定領域の面情報を取り込み、前記測定領域の面情報を画像処理してポジションマークの位置を計測し、前記ポジションマークの位置から前記サブフィールドの中心位置を求めることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のレチクル検査方法は、感応基板上に転写すべきデバイスパターンが複数の一括露光小領域（サブフィールド）に分割されて形成されているメンブレン領域と、該メンブレン領域を補強支持し、該メンブレン領域と一体的に構成された桟構造を有するマイナーストラットと、該マイナーストラット上に形成されたポジションマークと、を有するレチクルを、該ポジションマークを含むように設定された測定領域の面情報を撮像素子で取り込むことにより検査する方法であって、前記ポジションマークの短辺の長さは、前記測定領域の短辺の長さの半分より短く、前記ポジションマークは、前記測定領域の中央以外に配置され、前記測定領域の中央に撮像素子のフォーカス位置を合わせて測定領域の面情報を取り込み、前記測定領域の面情報を画像処理してポジションマークの位置を計測し、前記ポジションマークの位置から前記サブフィールドの中心位置を求めることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、ポジションマークが測定領域の中央以外に配置され、フォーカス位置合わせを行う測定領域の中央にはレチクルの表面が現れるようにしているので、撮像素子を用いて取り込んだ画像の焦点がボケることがなく、画像処理の結果得られるポジションマークの位置を正確に求めることができる。そのため、ポジションマークの位置を精度良く測定し、レチクル上のサブフィールドの位置ズレを正確に把握することができる。そして、この位置ズレ情報に基づいて、ウェハ上におけるサブフィールド像の位置を適切に補正することにより、パターン転写精度を向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
なお、以下の説明は、分割転写方式の電子線投影露光を例にとって行うが、本発明は、電子線等の荷電粒子線をエネルギー線に用いる露光技術に限定されるわけではなく、紫外線やＸ線等を用いる露光にも適用できる。
【００１５】
図３は、分割転写方式の電子線投影露光装置の光学系全体における結像関係及び制御系の概要を示す図である。
光学系の最上流に配置されている電子銃１は、下方に向けて電子線を放射する。電子銃１の下方には２段のコンデンサレンズ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。
【００１６】
二段目のコンデンサレンズ３の下には、矩形開口（照明ビーム成形開口）４が備えられている。この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。この照明ビーム成形開口４の像は、レンズ９によってレチクル１０に結像される。
【００１７】
照明ビーム成形開口４の下方には、ブランキング偏向器５が配置されている。このブランキング偏向器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。
【００１８】
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。この照明ビーム偏向器８は、主に照明ビームを図３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。照明ビーム偏向器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上に照明ビーム成形開口４を結像させる。
【００１９】
レチクル１０は、実際には（図４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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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１０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５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２３上に転写される。
【００２３】
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。このコントラスト開口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。
【００２４】
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。
【００２５】
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２４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。
【００２６】
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２ａ、３ａ、９ａ、１５ａ、１９ａ及び５ａ、８ａ、１６ａ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２４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１２、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。
【００２７】
コントローラ３１は、ステージ位置の制御誤差を把握し、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１０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。
【００２８】
次に、分割転写方式の電子線投影露光に用いられるレチクルの詳細例について、図４を参照しつつ説明する。
図４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。図４（Ａ）は全体の平面図であり、図４（Ｂ）は一部の斜視図であり、図４（Ｃ）は一つの小メンブレ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。
【００２９】
図４（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ン領域（厚さ０．１μｍ〜数μｍ）である。図４（Ｃ）に示すように、小メンブレン領域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ン上に形成する散乱メンブレンタイプとがある。
【００３０】
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。投影の縮小率を１／４とすると、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、０．２５ｍｍ角である。小メンブレン領域４１の周囲の直交する格子状のマイナーストラットと呼ばれる部分４５は、レチクルの機械強度を保つための、例えば厚さ０．７ｍｍ程度の梁である。マイナーストラット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０．０５ｍｍ程度である。
【００３１】
図４（Ａ）に示すように、図の横方向（Ｘ方向）に多数の小メンブレン領域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４９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。
【００３２】
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の間にメジャーストラット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。メジャーストラット４７はマイナーストラット４５と一体である。
【００３３】
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。
【００３４】
図５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）及びマイナーストラット４５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。
【００３５】
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を通過したパターンビームＰＢが、２段の投影レンズと像位置調整偏向器（図３参照）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。
【００３６】
パターンビーム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。
【００３７】
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偏向器（図３の符号１６）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を通過したパターンビーム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のみならずマイナーストラット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、マイナーストラット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パターン像の転写位置をずらしている。
【００３８】
次に、レチクル下面に形成されるマイナーストラットポジションマーク等について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るレチクルの構成例を模式的に示す図である。図１（Ａ）はレチクルの下面を示す平面図であり、図１（Ｂ）は１つのポジションマークの平面図であり、図１（Ｃ）はポジションマークの側面断面図である。
【００３９】
図１（Ａ）には、図３等に示したレチクル１０の下面が示されている。レチクル１０の下面には、サブフィールド４２が破線で示されている。各サブフィールド４２間に、図４で説明したマイナーストラット４５が示されている。マイナーストラット４５は、図４（Ｂ）に示すように、レチクル１０の上面に突出しているので、レチクル１０の下面からはその輪郭は見えない。各サブフィールド４２間のマイナーストラット４５の中央には、マイナーストラットポジションマーク６１が形成されている。
【００４０】
マイナーストラットポジションマーク６１は、図１（Ｂ）に示すように、凹部６３の中央に島状の凸部６５を設けたものであり、凸部６５及び凹部６３外周の平面形状は矩形である。図１（Ｃ）に示すように、凹部６３の深さＤは一例で２〜１０μｍであり、幅Ｗは一例で２〜２０μｍである。また、凹部６３の側面はレチクル１０の表面１０ａと直角である。この凹部６３の中央に設けられた凸部６５の上面は凹部６３の底面６４と平行で、上面と側面は直角である。凸部６５の高さは、凹部６３の深さＤと等しく（一例で２〜１０μｍ）、凸部６５の上面はレチクル１０の表面１０ａと同じ高さの面上にある。また、凸部６５の一辺の長さＬは１０〜１００μｍ程度であり、一例で一辺の長さが２０μｍの正方形である。
【００４１】
このマイナーストラットポジションマーク６１では、マークの中央領域（凸部の上面）の高さ位置がレチクル１０の表面１０ａ、すなわち、エッジ６７の高さ位置と等しくなっている。したがって、フォーカス位置合わせの動作をポジションマークの中央領域で行うタイプの座標測定装置でも、エッジの高さ位置に座標測定装置のフォーカスが合うことになる。そのため、ポジションマークの位置を精度良く測定し、レチクル上のサブフィールドの位置ズレを正確に把握することができる。そして、この位置ズレ情報に基づいて、ウェハ上におけるサブフィールド像の位置を適切に補正することにより、パターン転写精度を向上させることができる。
【００４２】
図２は、本発明の他の実施の形態に係るレチクルの構成例を模式的に示す図であり、図２（Ａ）はレチクルの下面を示す平面図であり、図２（Ｂ）は１つのポジションマークの平面図であり、図２（Ｃ）はポジションマークの側面断面図である。
【００４３】
図２（Ａ）に示すように、各サブフィールド４２間のマイナーストラット４５の中央には、マイナーストラットポジションマーク７１が形成されている。マイナーストラットポジションマーク７１は、図２（Ｂ）に示すように、Ｘ方向に延びる２個の凹部７３とＹ方向に延びる２個の凹部７５が配列されたものである。この凹部７３、７５は平面形状が矩形であり、一例で長さＬが１４μｍで、幅Ｗが４μｍの長方形である。また、Ｘ方向に延びる凹部７３間の間隔は、一例で１６μｍである。同様に、Ｙ方向に延びる凹部７５間の間隔は、一例で１６μｍである。
【００４４】
図２（Ｃ）に示すように、凹部７５の深さＤは一例で２μｍであり、その側面はレチクル１０の表面１０ａと直角である。そして、凹部７５間の領域、すなわち、ポジションマーク７１の中央領域はレチクル１０の表面１０ａの一部であるため、その高さ位置はエッジ７７の高さ位置と等しくなっている。
【００４５】
このレチクル１０においても、図１の実施の形態と同様に、フォーカス位置合わせの動作をポジションマークの中央領域で行うタイプの座標測定装置でも、エッジの高さ位置に座標測定装置のフォーカスが合うことになる。したがって、ポジションマークの位置を精度良く測定し、パターン転写精度を向上させることができる。
【００４６】
次に、本発明の実施の形態に係るレチクル検査方法及び露光方法について説明する。
図６は、本発明の実施の形態に係るレチクル検査方法及び露光方法を示すフローチャートである。
【００４７】
図６において、ステップ１〜６はレチクル作成工程を示し、ステップ７〜１１はレチクル検査工程を示し、ステップ１２以降はレチクルを露光装置に搭載してから露光を行うまでの工程を示している。
【００４８】
レチクル作成工程においては、まず、レチクルブランクスの作成を行う（ステップ１）。レチクルブランクスとは、厚さ０．７ｍｍ程度のシリコンウェハをエッチング等により図４に示すメンブレン・ストラット構造としたものである。次に、レチクルブランクスの図４（Ｂ）の下面上にレジストを塗布し（ステップ２）、パターン描画を行う（ステップ３）。続いて、レチクルパターンのエッチングを行い（ステップ４）、先に塗布したレジストを剥離する（ステップ５）。その後、作成されたレチクルはサポートフレームに装着される（ステップ６）。
【００４９】
上述のステップ１〜６のレチクル作成工程において、レチクル上の全面で数百ｎｍの歪みが発生する可能性がある。ただし、描画のシーケンス等を最適化する事により、レチクル上の１つのサブフィールド内の歪みは１０ｎｍ程度に抑制することができる。
【００５０】
なお、上述のレチクル作成工程において、小メンブレン領域上のパターン形成と同一プロセスでマイナーストラットポジションマーク６１（図１参照）をレチクルの下面のマイナーストラット４５（図１参照）に形成する。
【００５１】
次に、レチクル検査を行うため、レチクルを座標測定装置に搬入する（ステップ７）。そして、レチクル１０の下面（図１参照）を上にして（メンブレン側を上にして）、各サブフィールド４２横のマイナーストラットポジションマーク６１の位置を計測し（ステップ８）、サブフィールド中心位置の誤差を把握する。
【００５２】
検査が終了したら、レチクルを露光装置のウェハチャックに搭載する（ステップ９）。次に、ＥＧＡ（ＥｎｈａｎｃｅｄＧｌｏｂａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）によるレチクルアライメントを行い（ステップ１０）、ステップ８の検査で得られた位置ズレ情報に基づいて投影のパラメータを調整して実際の露光を行う（ステップ１１）。なお、露光装置搭載後にもチャックによる歪みが発生する可能性があるので、このチャックによる歪みデータも求め、ステップ８で得られた位置ズレ情報と重ね合わせてから投影のパラメータを調整することが好ましい。
【００５３】
次に、本発明の他の実施の形態に係るレチクル検査方法について、図７を参照しつつ説明する。この方法では、撮像素子を用いてポジションマークを含む領域（測定領域）の面情報を取り込み、この測定領域の面情報を画像処理してポジションマークの位置を決定する。
【００５４】
図７は、ポジションマークを含む測定領域を示す図である。図７（Ａ）に示すように、ポジションマーク８１の一辺の長さＬは、測定領域８３の一辺の長さＷの半分より短くなっている。このポジションマーク８１は測定領域８３の中央８５以外に配置され、測定領域８３の中央８５には、レチクルの表面（メンブレン領域の面と同じ平面）が現れている。そして、この測定領域８３の中央８５に撮像素子のフォーカス位置を合わせて測定領域８３の面情報を取り込む。そのため、取り込んだ画像の焦点がボケることがなく、画像処理の結果得られるポジションマークの位置を正確に求めることができる。また、図７（Ｂ）に示すように、短辺Ｌ１の長さが測定領域８３の長辺Ｗ１の長さの半分より短いポジションマーク８１を、測定領域８３の中央８５以外に配置してレチクル検査を行った場合でも、同様に取り込んだ画像の焦点がボケることがなく、画像処理の結果得られるポジションマークの位置を正確に求めることができる。さらに、図７（Ｃ）に示すように、短辺Ｌ１の長さが測定領域８３の短辺Ｗ２の長さの半分より短いポジションマーク８１を、測定領域８３の中央８５以外に配置してレチクル検査を行っても良い。なお、ポジションマークは、測定領域の中央にポジションマークが存在しないように配置できる範囲であればどのような形状でも良い。例えば、上述の図１、図２又は図８等に示すポジションマークと同様な形状を有し、測定領域の中央にはみ出さない大きさのポジションマークを本発明のレチクル検査方法に用いることができる。また、ポジションマーク及び／又は測定領域が正方形の場合、上述の短辺又は長辺とは、その正方形の一辺という意味である。
【００５５】
以上、本発明の実施の形態に係るレチクル及びレチクル検査方法について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、様々な変更を加えることができる。
【００５６】
【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、マイナーストラットポジションマークの位置を精度良く測定し、レチクル上のサブフィールドの位置ズレを正確に把握することができる。そして、この位置ズレ情報に基づいて、ウェハ上におけるサブフィールド像の位置を適切に補正することにより、レチクルの歪みによるパターン転写精度の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るレチクルの構成例を模式的に示す図であり、図１（Ａ）はレチクルの下面を示す平面図であり、図１（Ｂ）は１つのポジションマークの平面図であり、図１（Ｃ）はポジションマークの側面断面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態に係るレチクルの構成例を模式的に示す図であり、図２（Ａ）はレチクルの下面を示す平面図であり、図２（Ｂ）は１つのポジションマークの平面図であり、図２（Ｃ）はポジションマークの側面断面図である。
【図３】分割転写方式の電子線投影露光装置の光学系全体における結像関係及び制御系の概要を示す図である。
【図４】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り、図４（Ａ）は全体の平面図であり、図４（Ｂ）は一部の斜視図であり、図４（Ｃ）は一つの小メンブレン領域の平面図である。
【図５】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６】本発明の実施の形態に係るレチクル検査方法及び露光方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の他の実施の形態に係るレチクル検査方法のポジションマークを含む測定領域を示す図である。
【図８】従来のポジションマークの例を示す図であり、図７（Ａ）はレチクルの下面を示す平面図であり、図７（Ｂ）は１つのポジションマークの側面断面図である。
【符号の説明】
１電子銃２、３コンデンサレンズ
４照明ビーム成形開口５ブランキング偏向器
７ブランキング開口８照明ビーム偏向器
９コンデンサレンズ１０レチクル
１１レチクルステージ１２レチクルステージ位置検出器
１５第１投影レンズ１６像位置調整偏向器
１８コントラスト開口１９第２投影レンズ
２２反射電子検出器２３ウェハ
２４ウェハステージ２５ウェハステージ位置検出器
３１コントローラ４１小メンブレン領域
４２サブフィールド４３スカート
４４エレクトリカルストライプ４５マイナーストラット
４７メジャーストラット４９メカニカルストライプ
５２被転写小領域
６１、７１マイナーストラットポジションマーク
６３、７３、７５凹部６４凹部６３の底面
６５凸部６７、７７エッジ
８１ポジションマーク８３測定領域
８５測定領域８３の中央９１ポジションマーク
９３凹部９４凹部９３の底面
９５レチクル表面９７エッジ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a reticle provided in an exposure apparatus used for lithography of a semiconductor integrated circuit or the like and a reticle inspection method. In particular, the present invention relates to a reticle and a reticle inspection method capable of preventing a reduction in pattern transfer accuracy due to reticle distortion.
[0002]
[Prior art]
A description will be given by taking an example of electron beam exposure of a division transfer system. In the electron beam exposure of the division transfer method, a device pattern to be transferred onto a wafer is divided into a large number of collective exposure regions (subfields) to form a reticle, and each subfield is projected and exposed on the wafer. Above, the entire device pattern is transferred by joining the images of each subfield. If the position of the image in each subfield shifts during exposure, the pattern is not well connected on the wafer and becomes defective. One of the causes of the displacement of the subfield is a displacement of the subfield on the reticle due to reticle distortion or the like. If the positional deviation of the subfield on the reticle is accurately grasped and the reticle stage position is corrected by that amount, the above-described defect does not occur. Alternatively, in the case of electron beam exposure, the image position can be adjusted by deflecting the electron beam in the projection optical system.
[0003]
In order to grasp the positional deviation of the subfield on the reticle described above, conventionally, the position of a reference mark (position mark) provided outside the subfield is measured by a coordinate measuring device (for example, a light wave interference type coordinate measuring machine) ( (Reticle distortion measurement). FIG. 8 shows an example of a conventional position mark. FIG. 8A is a plan view showing the lower surface of the reticle, and FIG. 8B is a side sectional view of one position mark. The conventional position mark 91 is formed in a portion between the subfields 42 as shown in FIG. The position mark 91 has a rectangular planar shape, and as shown in FIG. 8B, is a concave portion 93 having a side length W of about 10 to 50 μm and a depth D of about 2 to 10 μm. When measuring the position of the position mark 91, the position mark 91 is scanned with the illumination light for measurement by moving the stage holding the reticle, and the scattered light is detected by the detector. At this time, the focus of the coordinate measuring device is adjusted to the plane of the scanning start point (for example, the reticle surface 95 outside the position mark 91). When the scanning illumination light moves along the protruding edge 97 of the position mark 91, the illumination light is greatly scattered at the edge 97, so that the signal intensity detected by the detector greatly changes. Then, the position of the position mark can be detected from the change in the signal strength.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-described distortion measuring method, the measurement illumination light is scanned by moving the stage, so that it takes a long time for the measurement. Therefore, in order to speed up the measurement, an apparatus that captures surface information of a region including a position mark (measurement region) using an image sensor and performs image processing on the surface information of the measurement region to determine the position of the position mark. Is being developed. In this device, the focus position is adjusted at the center of the measurement area, and the plane information of the measurement area is captured. The length of one side of the measurement area is, for example, about 10 to 50 μm.
[0005]
When the position of the conventional position mark 91 is measured by the above-described device, the size of the measurement area and the size of the position mark are almost the same, and therefore the position mark is arranged at the center of the measurement area. However, in the conventional position mark 91, since the height position of the center area of the mark (the bottom surface 94 of the concave portion 93) is different from the height position of the reticle surface 95, the focus of the captured image is blurred, and the result of the image processing is reduced. An error occurs in the position of the obtained position mark. For this reason, the positional shift of the subfield on the reticle cannot be accurately grasped, and the position of the subfield image on the wafer cannot be corrected completely, which causes a problem in connection accuracy between the subfields.
[0006]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a reticle and a reticle inspection method capable of preventing a decrease in pattern transfer accuracy due to a reticle distortion.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a reticle according to the present invention includes: a membrane region in which a device pattern to be transferred onto a sensitive substrate is divided into a plurality of collectively exposed small regions (subfields); A reticle comprising a minor strut for reinforcing and supporting and having a bar structure integrally formed with the membrane region, and a position mark formed on the minor strut, wherein the position mark is formed in a concave shape. A central region surrounded by a groove, the plane of the central region being in the same plane as the surface of the membrane region.
[0008]
According to the present invention, the height position of the central region of the position mark is equal to the surface of the reticle. Therefore, the focus of the image captured using the image sensor does not blur. The center area is surrounded by a concave groove. By forming a protruding edge by the concave groove and greatly scattering the illumination light for measurement, a sufficient contrast can be obtained for performing image processing of surface information (for example, scattered light intensity) of a captured image. Therefore, the position of the position mark obtained as a result of the image processing can be accurately obtained. Note that the above “enclosed around” means that the entire periphery of the central region does not need to be surrounded by a concave groove as long as surface information necessary for image processing can be obtained. This means that a part of the periphery may be surrounded by a concave groove.
[0009]
A reticle inspection method according to the present invention includes a membrane region in which a device pattern to be transferred onto a sensitive substrate is divided into a plurality of collectively exposed small regions (subfields), and the membrane region is reinforced and supported. A method for inspecting a reticle having a minor strut having a beam structure integrally formed with a region and a position mark formed on the minor strut, wherein the position mark has a groove formed in a concave shape. A central area of a plane surrounded by a circle, the plane of the central area is in the same plane as the surface of the membrane area, and the position of the position mark is measured to determine the center position of the subfield. It is characterized by the following.
[0010]
In the present invention, it is preferable that the focusing of the position measurement is performed in a central region of the position mark.
According to the present invention, the height position of the central area of the minor strut position mark is equal to the height position of the surface of the reticle, that is, the edge position where the measurement illumination light is scattered. Therefore, focus adjustment for accurately measuring the position of the position mark can also be performed in the central region of the mark. Therefore, compared with the case where focusing is performed only on the reticle surface outside the position mark, the area where focusing can be performed is increased, and the position of the position mark can be more easily measured with high accuracy. Further, the position of the position mark obtained as a result of the image processing can be accurately obtained without the focus of the image captured using the imaging element being blurred. Therefore, it is possible to accurately measure the position of the position mark and accurately grasp the positional deviation of the subfield on the reticle. Then, the pattern transfer accuracy can be improved by appropriately correcting the position of the subfield image on the wafer based on the positional deviation information. The “height position” described above means “the position of the coordinate measuring device in the optical axis direction”.
[0011]
A reticle inspection method according to the present invention includes a membrane region in which a device pattern to be transferred onto a sensitive substrate is divided into a plurality of collectively exposed small regions (subfields), and the membrane region is reinforced and supported. A reticle having a minor strut having a beam structure integrally formed with the region and a position mark formed on the minor strut is imaged with surface information of a measurement region set to include the position mark. A method of inspecting by taking in with an element, wherein the length of the short side of the position mark is shorter than half of the length of the long side of the measurement area, and the position mark is arranged at a position other than the center of the measurement area. The focus position of the image sensor is adjusted to the center of the measurement area, and the surface information of the measurement area is captured. The position of the position mark is measured by performing image processing on the surface information, and the center position of the subfield is obtained from the position of the position mark.
[0012]
Further, the reticle inspection method of the present invention includes a membrane region in which a device pattern to be transferred onto a sensitive substrate is divided into a plurality of collectively exposed small regions (subfields), and the membrane region is reinforced and supported; A reticle having a minor strut having a beam structure integrally formed with the membrane region, and a position mark formed on the minor strut, a surface information of a measurement region set to include the position mark. Wherein the length of the short side of the position mark is shorter than half the length of the short side of the measurement area, and the position mark is other than the center of the measurement area. Is arranged at the center of the measurement area, and a focus position of the image sensor is adjusted to capture surface information of the measurement area. And image processing the surface information of the area to measure the position of the position mark, characterized by the position of the position mark to obtain the center position of the subfield.
[0013]
According to the present invention, the position mark is arranged at a position other than the center of the measurement region, and the surface of the reticle is made to appear at the center of the measurement region for performing the focus alignment. Is not blurred, and the position of the position mark obtained as a result of the image processing can be accurately obtained. Therefore, it is possible to accurately measure the position of the position mark and accurately grasp the positional deviation of the subfield on the reticle. Then, the pattern transfer accuracy can be improved by appropriately correcting the position of the subfield image on the wafer based on the positional deviation information.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, description will be made with reference to the drawings.
In the following description, an electron beam projection exposure of a division transfer system will be described as an example. However, the present invention is not limited to an exposure technique using a charged particle beam such as an electron beam as an energy beam, and may be an ultraviolet ray or an X ray. It can be applied to exposure using a line or the like.
[0015]
FIG. 3 is a diagram showing an outline of an image forming relationship and a control system in the entire optical system of the electron beam projection exposure apparatus of the division transfer system.
The electron gun 1 arranged at 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, and the electron beam is converged by these condenser lenses 2 and 3 and crossed over to a blanking aperture 7 by a C.C. O. Is imaged.
[0016]
A rectangular aperture (illumination beam shaping aperture) 4 is provided below the second stage condenser lens 3. The illumination beam shaping aperture 4 allows only an illumination beam that illuminates one subfield (a pattern small area to be one unit of exposure) of the reticle (mask) 10 to pass. The image of the illumination beam shaping aperture 4 is formed on a reticle 10 by a lens 9.
[0017]
Below the illumination beam shaping aperture 4, a blanking deflector 5 is arranged. The blanking deflector 5 deflects the illumination beam when necessary and hits the non-opening portion of the blanking opening 7 so that the beam does not hit the reticle 10.
[0018]
An illumination beam deflector 8 is arranged below the blanking opening 7. The illumination beam deflector 8 mainly scans the illumination beam sequentially in the horizontal direction (X direction) in FIG. 3 to illuminate each subfield of the reticle 10 within the field of view of the illumination optical system. An illumination lens 9 is disposed below the illumination beam deflector 8. The illumination lens 9 forms an image of the illumination beam shaping aperture 4 on the reticle 10.
[0019]
The reticle 10 actually extends in the plane perpendicular to the optical axis (the XY plane) (described later with reference to FIG. 4), and has a large number of subfields. On the reticle 10, a pattern (chip pattern) forming one semiconductor device chip as a whole is formed. Needless to say, a pattern forming one semiconductor device chip may be divided and arranged on a plurality of reticles.
[0020]
The reticle 10 is mounted on a movable reticle stage 11, and by moving the reticle 10 in a direction perpendicular to the optical axis (XY directions), each subfield on the reticle spreads wider than the field of view of the illumination optical system. Can be illuminated.
[0021]
The reticle stage 11 is provided with a position detector 12 using a laser interferometer, so that the position of the reticle stage 11 can be accurately grasped in real time.
[0022]
Below the reticle 10, projection lenses 15 and 19 and a deflector 16 are provided. The electron beam passing through one subfield of the reticle 10 is imaged at a predetermined position on the wafer 23 by the projection lenses 15, 19 and the deflector 16. Detailed operations of the projection lenses 15, 19 and the deflector 16 (image position adjusting deflector) will be described later with reference to FIG. An appropriate resist is applied on the wafer 23, an electron beam is given to the resist, and the pattern on the reticle is reduced and transferred onto the wafer 23.
[0023]
The point at which the reticle 10 and the wafer 23 are internally divided at the reduction ratio is crossover C. O. Are formed, and a contrast opening 18 is provided at the crossover position. The contrast opening 18 blocks the electron beam scattered by the non-pattern portion of the reticle 10 from reaching the wafer 23.
[0024]
The backscattered electron detector 22 is disposed immediately above the wafer 23. The backscattered electron detector 22 detects the amount of electrons reflected on a surface to be exposed of the wafer 23 and a mark on the stage. For example, by scanning a mark on the wafer 23 with a beam that has passed through a mark pattern on the reticle 10 and detecting reflected electrons from the mark at that time, the relative positional relationship between the reticle 10 and the wafer 23 can be known. .
[0025]
The wafer 23 is placed on a wafer stage 24 that can move in the X and Y directions via an electrostatic chuck (not shown). By synchronously scanning the reticle stage 11 and the wafer stage 24 in directions opposite to each other, each part in the chip pattern extending beyond the field of view of the projection optical system can be sequentially exposed. Note that the wafer stage 24 is also provided with a position detector 25 similar to the reticle stage 11 described above.
[0026]
The lenses 2, 3, 9, 15, 19 and the deflectors 5, 8, 16 are controlled by the controller 31 via the respective coil power control units 2a, 3a, 9a, 15a, 19a and 5a, 8a, 16a. Controlled. The reticle stage 11 and the wafer stage 24 are also controlled by the controller 31 via the stage controllers 11a and 24a. The stage position detectors 12 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.
[0027]
The controller 31 grasps the control error of the stage position, and corrects the error by the image position adjusting deflector 16. Thus, the reduced image of the subfield on the reticle 10 is accurately transferred to the target position on the wafer 23. Then, the subfield images are joined on the wafer 23, and the entire chip pattern on the reticle is transferred onto the wafer.
[0028]
Next, a detailed example of a reticle used for the electron beam projection exposure of the division transfer system will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration example of a reticle for electron beam projection exposure. 4A is an overall plan view, FIG. 4B is a partial perspective view, and FIG. 4C is a plan view of one small membrane region. Such a reticle can be manufactured, for example, by performing electron beam drawing and etching on a silicon wafer.
[0029]
FIG. 4A shows the entire pattern divided arrangement state of the reticle 10. The area indicated by a large number of squares 41 in the figure is a small membrane area (0.1 μm to several μm in thickness) including a pattern area corresponding to one subfield. As shown in FIG. 4C, the small membrane region 41 is composed of a central pattern region (subfield) 42 and a surrounding frame-shaped non-pattern region (skirt 43). The subfield 42 is a portion where a pattern to be transferred is formed. The skirt 43 is a portion where no pattern is formed, and corresponds to an edge portion of the illumination beam. As a form of pattern formation, there are a stencil type in which a hole is formed in the membrane and a scattering membrane type in which a pattern layer made of a high electron beam scatterer is formed on the membrane.
[0030]
One subfield 42 has a size of about 1 mm square on a reticle, as it is currently under consideration. Assuming that the reduction ratio of the projection is 1/4, the size of the projected image in which the subfield is reduced and projected on the wafer is 0.25 mm square. An orthogonal lattice-shaped minor strut portion 45 around the small membrane region 41 is a beam having a thickness of, for example, about 0.7 mm to maintain the mechanical strength of the reticle. The width of the minor strut 45 is, for example, about 0.1 mm. The width of the skirt 43 is, for example, about 0.05 mm.
[0031]
As shown in FIG. 4A, a number of small membrane regions 41 are arranged side by side in the horizontal direction (X direction) of the figure to form one group (electrical stripe 44), and such an electrical stripe 44 is formed in the vertical direction of the figure. One mechanical stripe 49 is formed side by side in a large number in the (Y direction). The length of the electrical stripe 44 (the width of the mechanical stripe 49) is limited by the size of the deflectable visual field of the illumination optical system.
[0032]
A plurality of mechanical stripes 49 exist in parallel in the X direction.
The wide beams shown as the major struts 47 between the adjacent mechanical stripes 49 are for keeping the deflection of the whole reticle small. The major strut 47 is integral with the minor strut 45.
[0033]
According to a system considered to be currently influential, a row of the subfields 42 (electrical stripes 44) in the X direction in one mechanical stripe (hereinafter simply referred to as a stripe) 49 is sequentially exposed by electron beam deflection. On the other hand, the columns in the Y direction in the stripe 49 are sequentially exposed by continuous stage scanning.
[0034]
FIG. 5 is a perspective view schematically showing a pattern transfer from the reticle to the wafer. One stripe 49 on the reticle 10 is shown at the top of the figure. A large number of subfields 42 (skirts are not shown) and minor struts 45 are formed on the stripe 49 as described above. In the lower part of the figure, a wafer 23 facing the reticle 10 is shown.
[0035]
In this figure, a subfield 42-1 at the left corner of the electrical stripe 44 in front of the stripe 49 on the reticle is illuminated by the illumination beam IB from above. Then, the pattern beam PB that has passed through the subfield 42-1 is reduced and projected on a predetermined area 52-1 on the wafer 23 by the action of the two-stage projection lens and the image position adjusting deflector (see FIG. 3). .
[0036]
The pattern beam PB is deflected twice between the reticle 10 and the wafer 23 by a two-stage projection lens from a direction parallel to the optical axis to a direction intersecting the optical axis and vice versa.
[0037]
The transfer position of the subfield image on the wafer 23 is determined by a deflector (reference numeral 16 in FIG. 3) provided in the optical path between the reticle 10 and the wafer 23. 52 are adjusted to touch each other. That is, by merely converging the pattern beam PB that has passed through the pattern small area 42 on the reticle onto the wafer 23 by the first projection lens and the second projection lens, not only the pattern small area 42 of the reticle 10 but also the minor strut 45 and the skirt Is transferred at a predetermined reduction ratio, and a non-exposed area corresponding to a non-pattern area such as the minor strut 45 is generated between the small areas 52 to be transferred. To prevent this, the transfer position of the pattern image is shifted by an amount corresponding to the width of the non-pattern area.
[0038]
Next, minor strut position marks and the like formed on the lower surface of the reticle will be described.
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration example of a reticle according to an embodiment of the present invention. 1A is a plan view showing the lower surface of the reticle, FIG. 1B is a plan view of one position mark, and FIG. 1C is a side sectional view of the position mark.
[0039]
FIG. 1A shows the lower surface of reticle 10 shown in FIG. 3 and the like. On the lower surface of the reticle 10, a subfield 42 is indicated by a broken line. The minor struts 45 described with reference to FIG. 4 are shown between the subfields 42. Since the minor struts 45 protrude from the upper surface of the reticle 10, as shown in FIG. 4B, the outline of the minor struts 45 cannot be seen from the lower surface of the reticle 10. A minor strut position mark 61 is formed at the center of the minor strut 45 between the subfields 42.
[0040]
As shown in FIG. 1B, the minor strut position mark 61 has an island-shaped convex portion 65 provided at the center of the concave portion 63, and the planar shape of the convex portion 65 and the outer periphery of the concave portion 63 is rectangular. As shown in FIG. 1C, the depth D of the concave portion 63 is, for example, 2 to 10 μm, and the width W is, for example, 2 to 20 μm. The side surface of the concave portion 63 is perpendicular to the surface 10a of the reticle 10. The upper surface of the convex portion 65 provided at the center of the concave portion 63 is parallel to the bottom surface 64 of the concave portion 63, and the upper surface and the side surface are at right angles. The height of the convex portion 65 is equal to the depth D of the concave portion 63 (for example, 2 to 10 μm), and the upper surface of the convex portion 65 is on the same height as the surface 10 a of the reticle 10. The length L of one side of the convex portion 65 is about 10 to 100 μm, and is a square having a side length of 20 μm in one example.
[0041]
In the minor strut position mark 61, the height position of the center region (upper surface of the convex portion) of the mark is equal to the surface 10a of the reticle 10, that is, the height position of the edge 67. Therefore, even in a coordinate measuring device of the type in which the focus position adjusting operation is performed in the central region of the position mark, the focus of the coordinate measuring device is adjusted to the height position of the edge. Therefore, it is possible to accurately measure the position of the position mark and accurately grasp the positional deviation of the subfield on the reticle. Then, the pattern transfer accuracy can be improved by appropriately correcting the position of the subfield image on the wafer based on the positional deviation information.
[0042]
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration example of a reticle according to another embodiment of the present invention. FIG. 2A is a plan view illustrating a lower surface of the reticle, and FIG. FIG. 2C is a plan view of one position mark, and FIG. 2C is a side sectional view of the position mark.
[0043]
As shown in FIG. 2A, a minor strut position mark 71 is formed at the center of the minor strut 45 between the subfields 42. As shown in FIG. 2B, the minor strut position mark 71 has two concave portions 73 extending in the X direction and two concave portions 75 extending in the Y direction. The concave portions 73 and 75 have a rectangular planar shape, and have a length L of 14 μm and a width W of 4 μm in one example. The interval between the concave portions 73 extending in the X direction is, for example, 16 μm. Similarly, the interval between the concave portions 75 extending in the Y direction is, for example, 16 μm.
[0044]
As shown in FIG. 2C, the depth D of the concave portion 75 is, for example, 2 μm, and the side surface is perpendicular to the surface 10 a of the reticle 10. Since the region between the concave portions 75, that is, the central region of the position mark 71 is a part of the surface 10a of the reticle 10, its height position is equal to the height position of the edge 77.
[0045]
Also in the reticle 10, as in the embodiment of FIG. 1, even in a coordinate measuring device of the type in which the focus alignment operation is performed in the central area of the position mark, the focus of the coordinate measuring device is adjusted to the height position of the edge. become. Therefore, the position of the position mark can be accurately measured, and the pattern transfer accuracy can be improved.
[0046]
Next, a reticle inspection method and an exposure method according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 6 is a flowchart showing a reticle inspection method and an exposure method according to the embodiment of the present invention.
[0047]
In FIG. 6, steps 1 to 6 show a reticle making step, steps 7 to 11 show a reticle inspection step, and steps 12 and thereafter show steps from mounting the reticle on the exposure apparatus to performing exposure.
[0048]
In the reticle making step, first, reticle blanks are made (Step 1). The reticle blanks are obtained by etching a silicon wafer having a thickness of about 0.7 mm into a membrane strut structure shown in FIG. Next, a resist is applied on the lower surface of the reticle blank in FIG. 4B (step 2), and a pattern is drawn (step 3). Subsequently, the reticle pattern is etched (step 4), and the previously applied resist is stripped (step 5). Thereafter, the created reticle is mounted on a support frame (step 6).
[0049]
In the reticle making process in steps 1 to 6 described above, a distortion of several hundred nm may occur on the entire surface of the reticle. However, distortion in one subfield on the reticle can be suppressed to about 10 nm by optimizing the drawing sequence and the like.
[0050]
In the above-described reticle making step, the minor strut position mark 61 (see FIG. 1) is formed on the minor strut 45 (see FIG. 1) on the lower surface of the reticle by the same process as the pattern formation on the small membrane region.
[0051]
Next, in order to perform a reticle inspection, the reticle is carried into the coordinate measuring device (step 7). Then, with the lower surface of the reticle 10 (see FIG. 1) facing upward (membrane side facing upward), the position of the minor strut position mark 61 next to each subfield 42 is measured (step 8), and the center position of the subfield is determined. Understand errors.
[0052]
When the inspection is completed, the reticle is mounted on the wafer chuck of the exposure apparatus (Step 9). Next, reticle alignment by EGA (Enhanced Global Alignment) is performed (step 10), and actual exposure is performed by adjusting projection parameters based on the positional deviation information obtained in the inspection of step 8 (step 11). Since distortion due to the chuck may occur even after the exposure apparatus is mounted, it is preferable that distortion data due to the chuck is also obtained, and the projection parameters are adjusted after being superimposed on the positional deviation information obtained in step 8. .
[0053]
Next, a reticle inspection method according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this method, surface information of a region (measurement region) including a position mark is captured using an image sensor, and the position of the position mark is determined by performing image processing on the surface information of the measurement region.
[0054]
FIG. 7 is a diagram showing a measurement area including a position mark. As shown in FIG. 7A, the length L of one side of the position mark 81 is shorter than half the length W of one side of the measurement area 83. The position mark 81 is arranged at a position other than the center 85 of the measurement region 83, and the surface of the reticle (the same plane as the surface of the membrane region) appears at the center 85 of the measurement region 83. Then, the focus position of the image sensor is adjusted to the center 85 of the measurement area 83, and the surface information of the measurement area 83 is fetched. Therefore, the focus of the captured image is not blurred, and the position of the position mark obtained as a result of the image processing can be accurately obtained. Further, as shown in FIG. 7B, a reticle is provided by disposing a position mark 81 whose length of the short side L1 is shorter than half of the length of the long side W1 of the measurement area 83, except for the center 85 of the measurement area 83. Even when the inspection is performed, the position of the position mark obtained as a result of the image processing can be accurately obtained without the focus of the captured image being similarly blurred. Further, as shown in FIG. 7 (C), a position mark 81 whose length of the short side L1 is shorter than half of the length of the short side W2 of the measurement area 83 is arranged at a position other than the center 85 of the measurement area 83 and the reticle. An inspection may be performed. The position mark may have any shape as long as the position mark can be arranged so that the position mark does not exist at the center of the measurement area. For example, a position mark having the same shape as the position mark shown in FIG. 1, FIG. 2, or FIG. 8 described above, and having a size not protruding from the center of the measurement area can be used in the reticle inspection method of the present invention. . Further, when the position mark and / or the measurement area is a square, the above-described short side or long side means one side of the square.
[0055]
As described above, the reticle and the reticle inspection method according to the embodiment of the present invention have been described, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be made.
[0056]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to accurately measure the position of the minor strut position mark and accurately grasp the positional deviation of the subfield on the reticle. Then, by appropriately correcting the position of the subfield image on the wafer based on the positional deviation information, it is possible to prevent a reduction in pattern transfer accuracy due to reticle distortion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration example of a reticle according to an embodiment of the present invention, FIG. 1 (A) is a plan view showing a lower surface of the reticle, and FIG. 1 (B) is one position. FIG. 1C is a plan view of the mark, and FIG. 1C is a side sectional view of the position mark.
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration example of a reticle according to another embodiment of the present invention, FIG. 2 (A) is a plan view showing a lower surface of the reticle, and FIG. FIG. 2C is a plan view of one position mark, and FIG. 2C is a side sectional view of the position mark.
FIG. 3 is a diagram showing an outline of an imaging relationship and a control system in the entire optical system of the electron beam projection exposure apparatus of the division transfer system.
4A and 4B are diagrams schematically showing a configuration example of a reticle for electron beam projection exposure, FIG. 4A is an overall plan view, FIG. 4B is a partial perspective view, FIG. 4C is a plan view of one small membrane region.
FIG. 5 is a perspective view schematically showing how a pattern is transferred from a reticle to a wafer.
FIG. 6 is a flowchart showing a reticle inspection method and an exposure method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a measurement area including a position mark in a reticle inspection method according to another embodiment of the present invention.
8A and 8B are diagrams showing examples of a conventional position mark, FIG. 7A is a plan view showing a lower surface of a reticle, and FIG. 7B is a side sectional view of one position mark.
[Explanation of symbols]
1 electron gun 2, 3 condenser lens
4 Illumination beam shaping aperture 5 Blanking deflector
7 Blanking aperture 8 Illumination beam deflector
9 Condenser lens 10 Reticle
11 reticle stage 12 reticle stage position detector
15 First projection lens 16 Image position adjusting deflector
18 Contrast aperture 19 Second projection lens
22 backscattered electron detector 23 wafer
24 Wafer stage 25 Wafer stage position detector
31 Controller 41 Small membrane area
42 subfield 43 skirt
44 electrical stripe 45 minor strut
47 Major strut 49 Mechanical stripe
52 Transferred small area
61, 71 Minor strut position mark
63, 73, 75 recess 64 bottom of recess 63
65 Convex 67, 77 Edge
81 Position mark 83 Measurement area
85 Center of measurement area 83 91 Position mark
93 recess 94 bottom of recess 93
95 Reticle surface 97 Edge

Claims

A membrane region formed by dividing a device pattern to be transferred onto the sensitive substrate into a plurality of collectively exposed small regions (subfields); and a reinforcing region supporting the membrane region, and integrally formed with the membrane region. A reticle having a minor strut having a beam structure and a position mark formed on the minor strut,
The reticle, wherein the position mark has a planar central region surrounded by a groove formed in a concave shape, and the plane of the central region is in the same plane as the surface of the membrane region.

A membrane region formed by dividing a device pattern to be transferred onto the sensitive substrate into a plurality of collectively exposed small regions (subfields); and a reinforcing region supporting the membrane region, and integrally formed with the membrane region. A method for inspecting a reticle having a minor strut having a beam structure and a position mark formed on the minor strut,
The position mark has a planar central region surrounded by a groove formed in a concave shape, and the plane of the central region is in the same plane as the surface of the membrane region,
A reticle inspection method, comprising: measuring a position of the position mark to obtain a center position of the subfield.

The reticle inspection method according to claim 2, wherein
A reticle inspection method, wherein the focusing of the position measurement is performed in a central region of the position mark.

A membrane region formed by dividing a device pattern to be transferred onto the sensitive substrate into a plurality of collectively exposed small regions (subfields); and a reinforcing region supporting the membrane region, and integrally formed with the membrane region. A method for inspecting a reticle having a minor strut having a beam structure and a position mark formed on the minor strut by capturing surface information of a measurement region set to include the position mark with an image sensor. And
The length of the short side of the position mark is shorter than half the length of the long side of the measurement area,
The position mark is arranged other than at the center of the measurement area,
Capture the surface information of the measurement area by adjusting the focus position of the image sensor to the center of the measurement area,
Image processing of the surface information of the measurement area to measure the position of the position mark,
A reticle inspection method, wherein a center position of the subfield is obtained from a position of the position mark.

A membrane region formed by dividing a device pattern to be transferred onto the sensitive substrate into a plurality of collectively exposed small regions (subfields); and a reinforcing region supporting the membrane region, and integrally formed with the membrane region. A method for inspecting a reticle having a minor strut having a beam structure and a position mark formed on the minor strut by capturing surface information of a measurement region set to include the position mark with an image sensor. And
The length of the short side of the position mark is shorter than half the length of the short side of the measurement area,
The position mark is arranged other than at the center of the measurement area,
Capture the surface information of the measurement area by adjusting the focus position of the image sensor to the center of the measurement area,
Image processing of the surface information of the measurement area to measure the position of the position mark,
A reticle inspection method, wherein a center position of the subfield is obtained from a position of the position mark.