JP2004273496A - System and method for electron beam exposure - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法に関し、特に、電子ビーム露光における偏向歪み補正に関する。
【0002】
【従来の技術】
LSI等の半導体装置を製造する際、半導体ウエハ(以下、単に「ウエハ」と称す。)上にパターンを露光するための露光装置の1つとして電子ビーム露光装置がある。電子ビーム露光におけるフィールド・サブフィールド接続においては、一般にフィールド及びサブフィールドの偏向による歪み(以下、「偏向歪み」と称す。)を測定した後、ウエハの高さに応じた歪み補正を行い、電子ビーム露光を実施する必要がある。したがって、偏向歪み及びウエハの高さを正確に測定することで、フィールド・サブフィールド接続精度が向上する。
【0003】
以下、従来の偏向歪み及びウエハの高さの測定方法をそれぞれ説明する。
(偏向歪みの測定方法)
図6は、従来の偏向歪みの測定方法を説明するための図である。偏向歪みは、図6(A)に示すようなステージ61のマーク領域に固定された測定マーク62を用いて測定される。マーク領域は、ステージ61上にてウエハ63を載せる領域とは異なる領域である。また、測定マーク62は、タンタル(Ta)、タングステン(W)、シリコン(Si)等を用いて形成された1つの埋め込みマーク又は凸マーク又は凹マークである。
【0004】
偏向歪みの測定は、フィールド、サブフィールドのそれぞれに対して行われる。フィールドにおける偏向歪みの測定は、ステージを移動させることにより図6(B)に示すようにフィールド内の各点PF1〜PF25の位置に測定マークを順次移動し、電子ビーム偏向により測定マークを検出して各点の位置を計測する。そして、電子ビームにより計測された位置と、ステージにより移動させた位置とのずれ量を算出し、高次の補正式を用いてフィッティングを行って補正係数を取得する。
【0005】
同様に、サブフィールドにおける偏向歪みの測定は、サブフィールド毎に行われ、ステージ移動により図6(C)に示すように各サブフィールドの各点PS1〜PS16の位置に測定マークを順次移動し、電子ビームにより各点の位置を計測して補正係数を取得する。
【0006】
(ウエハの高さの測定方法)
ウエハの高さを測定する方法には、ウエハにレーザ光を照射して測定する方法、ウエハ上に配置したマークを電子ビームで検出し測定する方法等がある。
図7は、従来の電子ビームを用いたウエハの高さの測定方法を説明するための図である。ウエハの高さは、図7に示すように露光するウエハ上に配置された各チップ71の位置合わせマークTMの1つ(例えば、各チップの左下のマーク72)を用いて測定される。
【0007】
高さの測定は、電子ビームによりマーク72を検出し、レンズ条件を変動させてマークの検出信号波形が急峻になるレンズ条件を焦点が一致する(ジャストフォーカスの)条件とする。これを複数のチップ71に対して行うことによりフォーカスマップを取得し、フォーカスマップを高次式でフィッティングして各チップでのフォーカス値を取得する。
【0008】
また、電子ビーム露光装置において、ウエハの高さに応じて補正を行う方法については、特許文献1等にも開示されている。
【0009】
【特許文献1】
特開平9−34122号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の偏向歪みの測定では、ステージを逐次移動させて行うために、ステージの停止誤差やステージの位置測定に用いるミラーの歪みなどによる誤差等が位置のずれ量に含まれてしまう。また、従来のウエハの高さ測定においては、各チップの高さを1ヶ所のみで測定しているのでウエハの高さが正確に測定されていないおそれがある。
【0011】
ここで、ウエハの高さが正確に測定されていない場合には、図8に一例を示すようにフォーカス(焦点)のずれによりフィールド・サブフィールド接続精度が低下する。図8はフォーカス変動によるフィールド・サブフィールド接続精度の低下の一例を示す図であり、図8(B)がジャストフォーカスの場合を示している。それに対して、図8(A)はオーバーフォーカスの場合、図8(C)はアンダーフォーカスの場合をそれぞれ示しており、偏向するフィールド(サブフィールド)が回転したり、拡大縮小されたりして、フィールド・サブフィールド接続精度が低下している。なお、図8において、81はマーク、82はマーク81において電子ビームによりスキャンされる部分、83はサブフィールド、84は1つのパターンである。
【0012】
以上説明したように、電子ビーム露光装置による電子ビーム露光では、偏向歪み及びウエハの高さが正確に測定されず、偏向歪みの補正やフォーカス(フォーカス値)が適切でないと、ウエハ上に露光されるパターンの精度が低下する。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、偏向歪み及びウエハの高さを正確に測定し、露光する際の歪み補正を適切に行うことができるようにすることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子ビーム露光装置は、偏向歪み補正係数を取得する補正処理手段を備え、複数の係数取得マークを配置した試料が載置されたステージを固定し、予め位置測定されている係数取得マークに対して電子ビームの偏向のみで行う測定により得られる情報に基づいて偏向歪み補正係数を取得する。
本発明によれば、電子ビームを用いて複数の係数取得マークに対する測定を行う際、ステージを固定して行うのでステージに関わる誤差要因を除去し、偏向歪み及び試料の高さを正確に測定することができるようになる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0015】
図1は、本発明の一実施形態による電子ビーム露光装置の構成例を示すブロック図である。
本実施形態における電子ビーム露光装置は、電子ビーム照射部1、測定部2、記憶部3、補正処理部4、制御部5及び露光データ入力部6を有する。
【0016】
電子ビーム照射部1は、制御部5による制御指示(レンズ条件等を含む。)に応じて、試料7に対して電子ビームを照射する。測定部2は、電子ビーム照射部1より照射された電子ビームの試料7からの反射電子強度を測定する。記憶部3は、試料7に配置された係数取得用の測定マークの位置(高さを含んでも良い。)に係る位置測定データ、及び偏向歪み補正係数等を記憶するためのものである。
【0017】
補正処理部4は、偏向歪み補正に係る処理を行うものであり、位置比較部8及び補正係数演算部9を含み構成される。位置比較部8は、試料7からの反射電子強度に基づいて計測された測定マークの位置と、記憶部3に記憶された位置測定データによる測定マークの位置とを比較し、位置のずれ量を算出する。補正係数演算部9は、位置比較部8にて算出した位置のずれ量に基づいて偏向歪み補正係数を算出したり、算出した偏向歪み補正係数とフォーカス値との関係式を算出したりする。
【0018】
制御部5は、露光データ入力部6より入力されるデータ及び補正処理部4からの要求等に基づいて電子ビーム照射部1の制御を行う。露光データ入力部6は、ウエハ上に露光するパターンのデータを入力するためのものである。
【0019】
次に、動作について説明する。
図2は、図1に示した電子ビーム露光装置の動作例を示すフローチャートである。
【0020】
ステップS1にて、位置測定データを記憶部3に記憶する。位置測定データは、偏向歪みを測定するために試料7に配置された係数取得用の複数の測定マークの位置に係るデータであり、例えば光波等を用いた位置測定装置により予め測定しておく。なお、本実施形態においては、図3に示すように係数取得用の測定マークM1〜M25は、ウエハ(測定チップ、校正チップ)31上に複数配置されている。また、測定マークM1〜M25の形状は任意であり、埋め込みマークであっても良いし、凸マーク又は凹マークであっても良い。
【0021】
ステップS2にて、電子ビームにより係数取得用の測定マークM1〜M25の位置計測を行い、フィールド及びサブフィールドの偏向歪み補正係数をそれぞれ算出する。
【0022】
まず、図3に示すようにしてフィールド内の測定マークの位置をそれぞれ計測し、フィールドの偏向歪み補正係数を算出する。
具体的には、移動可能なステージに載置された測定チップ31の中央(図3においては測定マークM13の位置)が、電子ビーム照射部1より照射される電子ビームの偏向中心位置と一致するように、制御部5はステージを駆動して測定チップ31を移動させる。
【0023】
次に、図3に矢印で示したように、予め絶対値測定している測定マークM1〜M25の1つに電子ビームを偏向し、その反射電子強度を測定部2にて測定し測定マークM1〜M25の位置を計測する。ここで、電子ビームの偏向は、フィールド(主偏向)に係る偏向器、例えば電子ビーム露光装置が2段偏向のものである場合には、1段目の偏向器によりなされる。この測定マークM1〜M25の位置計測を、ステージを移動させることなく電子ビームを偏向させるだけで、すべての測定マークM1〜M25に対してそれぞれ行う。
【0024】
位置比較部8は、計測された測定マークM1〜M25の位置と、記憶部3に記憶された位置測定データによる測定マークM1〜M25の位置とのずれ量(差分)を算出する。補正係数演算部9は、位置比較部8で算出した位置のずれ量に基づいてフィールド用の偏向歪み補正係数を算出する。ここで、偏向歪み補正係数には、例えば角度(回転)に係るローテーション、長さに係るゲイン、変形に係る台形等がある。
【0025】
次に、図4に示すようにしてサブフィールド内の測定マークの位置をそれぞれ計測し、サブフィールドの偏向歪み補正係数を算出する。図4においては、測定マークM1、M2、M7、M6を各頂点とする矩形領域が1つのサブフィールドであり、同様に測定マークM2、M3、M8、M7を各頂点とする領域、測定マークM6、M7、M12、M11を各頂点とする領域、測定マークM7、M8、M13、M12を各頂点とする領域がそれぞれサブフィールドである。
【0026】
測定マークM1、M2、M7、M6を各頂点とするサブフィールドを一例として説明する。
まず、制御部5は、サブフィールドの中心位置SC1にフィールドに係る偏向器により電子ビームを偏向する。次に、サブフィールドに係る偏向器、例えば2段偏向である場合には2段目の偏向器により図4に矢印で示したように電子ビームを偏向し、予め絶対値測定されている測定マークM1、M2、M7、M6の位置をそれぞれ計測する。以下、補正処理部4は、フィールドの偏向歪み補正係数を算出する場合と同様にして、測定マークM1、M2、M7、M6の位置のずれ量をそれぞれ算出し、サブフィールド用の偏向歪み補正係数を算出する。
【0027】
他のサブフィールドにおいても、同様に各サブフィールドの中心位置SC2、SC3、SC4に電子ビームを偏向した後、測定マークの位置を計測し、各サブフィールド用の偏向歪み補正係数を算出する。このようにして、すべてのサブフィールドについて、サブフィールド用の偏向歪み補正係数をそれぞれ算出する。
【0028】
上述のように本実施形態では、フィールド及びサブフィールドの偏向歪み補正係数を算出するとき、はじめに1度だけステージを移動させるだけで、偏向歪み補正係数を算出している期間中は、ステージを移動させずに電子ビームを偏向させることにより各測定マークの位置計測を行う。したがって、本実施形態ではステージ移動による停止誤差等のステージ系の誤差要因を排除して、偏向歪みの測定(位置計測)を正確に行い、偏向歪み補正の精度を向上させることができる。
【0029】
なお、上述した説明では、フィールド及びサブフィールドの偏向歪み補正係数を算出する際、測定チップの中央及び各サブフィールドの中心位置を基準点として電子ビームの偏向中心に一致させているが、測定チップの中央及び各サブフィールドの中心位置に限られず、電子ビームを偏向して測定マークの位置が計測可能であれば任意の位置で良い。
【0030】
図2に戻り、ステップS3以降にて、ウエハの高さの違いによる補正係数の算出を行う。ウエハの高さの違いによる補正係数の算出は、図5に示すような高さが互いに異なる各面(各段)(例えば、高さ方向に10〜15μmの範囲内に設ける)に測定マーク51をそれぞれ配置した段差つきのウエハ(測定チップ、校正チップ)を用いて行う。各段に配置した測定マーク51の高さH1〜H5は、予め測定し記憶部3に記憶しておく。
【0031】
なお、図5においては、5段の場合を一例として示しているがウエハに設ける段数は任意である。また、測定精度の向上を図るために測定マーク51は各段に複数配置されているが、測定マーク51の数は任意であり、測定マーク51は埋め込みマークであっても良いし、凸マーク又は凹マークであっても良い。また、中央段の測定マーク51の高さ方向の位置、すなわち高さH3は、実際に露光するウエハ面と同じ高さであることが望ましい。
【0032】
ステップS3にて、ウエハの各段においてジャストフォーカス状態での補正係数をそれぞれ算出する。測定部2にて測定された反射電子強度に基づく測定マークの検出信号波形によりジャストフォーカス状態となるフォーカス値を決定し、上述した偏向歪み補正係数の算出と同様にして当該フォーカス値での偏向歪み補正係数を補正処理部4にて算出する。算出した各段における補正係数は、ステップS4にて記憶部3に記憶される。
【0033】
ステップS5にて、補正処理部4は、ステップS3、S4において算出され記憶された補正係数とジャストフォーカス状態になるフォーカス値との関係式(以下、説明の便宜上「A係数関係式」と称す。)を算出する。
【0034】
次に、ステップS6にて、ウエハの中央段(図5においては高さH3)にてジャストフォーカス状態になるように制御し、この状態のまま、ステップS7にて、ウエハの各段での補正係数を補正処理部4にてそれぞれ算出する。つまり、中央段を除く各段でジャストフォーカス状態でない(高さH1、H2の段ではオーバーフォーカス、高さH4、H5の段ではアンダーフォーカスになるデフォーカス状態)ときの補正係数をそれぞれ算出する。算出した各段での補正係数は、ステップS8にて記憶部3に記憶される。
【0035】
ステップS9にて、補正処理部4は、ステップS5と同様にして補正係数とフォーカス値との関係式(以下、説明の便宜上「B係数関係式」と称す。)を算出する。
上述のようにしてステップS3〜ステップS9において、フォーカス値に対する偏向歪み補正係数及びフォーカスがずれた際の偏向歪み補正係数が得られる。
【0036】
なお、ステップS5、S9においては、補正係数とフォーカス値との関係式を算出しているようにしているが、補正係数とフォーカス値とを対応させたテーブル(テーブルモデル)を生成するようにしても良い。
【0037】
ステップS10にて、実際に露光するウエハ(チップ)に設けた係数測定用のチップを用いて測定を行い、各偏向歪み補正係数を取得する。具体的には、係数測定用のチップに配置された位置合わせマーク(測定マーク)の位置を計測し、計測された位置に基づいてローテーション、ゲイン、台形等の各補正係数を取得する。
【0038】
ステップS11にて、ステップS10において取得した各偏向歪み補正係数とA係数関係式とに基づいて、高さを計算し適切なフォーカス値を算出する。さらに、ステップS12にて、ステップS11において算出されたフォーカス値に対する適切な偏向歪み補正係数を、B係数関係式を用いて算出する。
ステップS12にて、ステップS11において算出された適切な偏向歪み補正係数に基づいて、ウエハ上にパターンを露光する。
【0039】
以上、説明したように本実施形態によれば、フィールド及びサブフィールドの偏向歪み補正係数を算出するときには、ステージを固定した状態で電子ビーム偏向のみで各測定マークの位置計測を行い、偏向歪み補正係数を算出する。これにより、ステージ系の誤差要因の影響を除去し、偏向歪みの測定を正確に行うことができる。
【0040】
また、高さが異なる複数の面(段)にそれぞれ配置された測定マークを用いて、フォーカス状態及びデフォーカス状態での偏向歪み補正係数を算出し、偏向歪み補正係数とフォーカス値との関係式等を算出するので、ウエハの高さに応じた適切な偏向歪み補正係数及びフォーカス値を算出することができ、フォーカスぼけにより露光したパターンの精度が低下することを防止することができる。したがって、ウエハ上に微細パターンを形成する際に、フィールド・サブフィールド接続部分にてパターン分離やオーバーラップ等が生じることを回避することができる。
【0041】
なお、上記実施形態は、2段偏向の電子ビーム露光装置に限らず、任意段数で偏向される電子ビーム露光装置に適用することができる。
また、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
本発明の諸態様を付記として以下に示す。
【0042】
(付記1)試料が載置されたステージを固定して電子ビームを偏向することにより、当該試料に配置され予め位置測定された複数の係数取得マークに対する電子ビームを用いた測定を行い、当該電子ビームを用いた測定にて得られる情報に基づいて偏向歪み補正係数を取得する補正処理手段を備えることを特徴とする電子ビーム露光装置。
(付記2)上記複数の係数取得マークの位置を予め位置測定して得られた位置測定情報を記憶する記憶手段をさらに備え、
上記補正処理手段は、上記記憶手段に記憶された位置測定情報と上記電子ビームを用いた測定にて得られる情報との差分情報に基づいて、上記偏向歪み補正係数を取得することを特徴とする付記1に記載の電子ビーム露光装置。
(付記3)上記補正処理手段は、上記位置測定情報と上記電子ビームを用いた測定にて得られる情報とを比較し上記差分情報を出力する比較手段と、
上記差分情報から上記偏向歪み補正係数を算出する補正係数算出手段とを備えることを特徴とする付記2に記載の電子ビーム露光装置。
(付記4)上記試料にて高さが異なる複数の面上に上記係数取得マークがそれぞれ配置されていることを特徴とする付記1〜3の何れか1項に記載の電子ビーム露光装置。
(付記5)上記試料の各面には複数の上記係数取得マークがそれぞれ配置されていることを特徴とする付記4に記載の電子ビーム露光装置。
(付記6)上記試料の複数の面の1つの面上に配置された上記係数取得マークは、パターンを露光する試料における露光面と同じ高さであることを特徴とする付記4又は5に記載の電子ビーム露光装置。
(付記7)上記試料の複数の面の1つの面上に配置された上記係数取得マークに電子ビームの焦点を合わせて、各面上に配置された上記係数取得マークに対する電子ビームを用いた測定を行い上記偏向歪み補正係数を取得することを特徴とする付記4〜6の何れか1項に記載の電子ビーム露光装置。
(付記8)上記係数取得マークに電子ビームの焦点を合わせて、上記係数取得マークに対する電子ビームを用いた測定を上記試料の各面上にて行い上記偏向歪み補正係数を取得することを特徴とする付記4〜6の何れか1項に記載の電子ビーム露光装置。
(付記9)上記電子ビームの焦点に係るフォーカス値に対する上記偏向歪み補正係数の関係式及び上記偏向歪み補正係数の対応表の少なくとも一方を生成することを特徴とする付記7又は8に記載の電子ビーム露光装置。
(付記10)試料に配置された複数の係数取得マークの位置を予め位置測定し、上記試料が載置されたステージを固定して電子ビームを偏向することにより上記複数の係数取得マークに対する電子ビームを用いた測定を行い、
上記電子ビームを用いた測定にて得られる情報に基づいて偏向歪み補正係数を取得し、
上記偏向歪み補正係数を用いて偏向歪みを補正したパターンを露光することを特徴とする電子ビーム露光方法。
(付記11)上記電子ビームを用いた測定にて得られる係数取得マークの位置及び高さに係る情報に基づいて上記偏向歪み補正係数を取得することを特徴とする付記10に記載の電子ビーム露光方法。
【0043】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、ステージを固定して、予め位置測定されている複数の係数取得マークに対する電子ビームによる測定を行って得られる情報に基づいて偏向歪み補正係数を取得する。これにより、ステージに関わる誤差要因を除去して、偏向歪み及びウエハの高さを正確に測定し適切な偏向歪み補正係数を得ることができる。したがって、露光する際の歪み補正の精度を向上させて歪み補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態による電子ビーム露光装置の構成例を示すブロック図である。
【図2】図1に示した電子ビーム露光装置の動作例を示すフローチャートである。
【図3】偏向歪みの測定(フィールド)を説明するための図である。
【図4】偏向歪みの測定(サブフィールド)を説明するための図である。
【図5】高さに対する偏向歪み補正係数の取得方法を説明するための図である。
【図6】従来におけるフィールド及びサブフィールドの偏向歪みの測定方法を説明するための図である。
【図7】従来におけるウエハの高さ測定方法を説明するための図である。
【図8】フォーカス変動によるフィールド・サブフィールド接続精度の低下の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 電子ビーム照射部
2 測定部
3 記憶部
4 補正処理部
5 制御部
6 露光データ入力部
8 補正係数演算部
9 位置比較部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electron beam exposure apparatus and an electron beam exposure method, and more particularly, to correction of deflection distortion in electron beam exposure.
[0002]
[Prior art]
When manufacturing a semiconductor device such as an LSI, there is an electron beam exposure apparatus as one of exposure apparatuses for exposing a pattern on a semiconductor wafer (hereinafter, simply referred to as “wafer”). In the field / subfield connection in the electron beam exposure, generally, distortion due to the deflection of the field and the subfield (hereinafter, referred to as “deflection distortion”) is measured, and then the distortion is corrected in accordance with the height of the wafer. Beam exposure must be performed. Therefore, by accurately measuring the deflection distortion and the height of the wafer, the field / subfield connection accuracy is improved.
[0003]
Hereinafter, conventional methods for measuring deflection distortion and wafer height will be described.
(Method of measuring deflection distortion)
FIG. 6 is a diagram for explaining a conventional deflection distortion measuring method. The deflection distortion is measured using a
[0004]
The measurement of the deflection distortion is performed for each of the field and the subfield. In the measurement of the deflection distortion in the field, the measurement mark is sequentially moved to the positions of points PF1 to PF25 in the field by moving the stage as shown in FIG. 6B, and the measurement mark is detected by electron beam deflection. To measure the position of each point. Then, the shift amount between the position measured by the electron beam and the position moved by the stage is calculated, and fitting is performed using a higher-order correction formula to obtain a correction coefficient.
[0005]
Similarly, the measurement of the deflection distortion in the subfield is performed for each subfield, and the measurement mark is sequentially moved to the position of each point PS1 to PS16 of each subfield by stage movement as shown in FIG. The position of each point is measured by an electron beam to obtain a correction coefficient.
[0006]
(Method of measuring wafer height)
Methods for measuring the height of the wafer include a method of measuring the wafer by irradiating the wafer with laser light, and a method of detecting and measuring a mark arranged on the wafer with an electron beam.
FIG. 7 is a diagram for explaining a conventional method of measuring the height of a wafer using an electron beam. The height of the wafer is measured by using one of the alignment marks TM (for example, the lower
[0007]
In the measurement of the height, the
[0008]
Further, a method of performing correction according to the height of a wafer in an electron beam exposure apparatus is also disclosed in Patent Document 1 and the like.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-9-34122
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional measurement of deflection distortion, since the stage is sequentially moved, the error due to the stoppage of the stage or the distortion of the mirror used for measuring the position of the stage is included in the displacement amount. . In the conventional wafer height measurement, since the height of each chip is measured at only one location, the height of the wafer may not be accurately measured.
[0011]
Here, when the height of the wafer is not accurately measured, as shown in an example in FIG. 8, the accuracy of the connection between the field and the subfield is reduced due to the shift of the focus. FIG. 8 is a diagram showing an example of a decrease in field / subfield connection accuracy due to focus fluctuation, and FIG. 8B shows a case of just focus. On the other hand, FIG. 8A shows the case of overfocus, and FIG. 8C shows the case of underfocus. The deflecting field (subfield) is rotated or scaled, Field / subfield connection accuracy is low. In FIG. 8,
[0012]
As described above, in the electron beam exposure using the electron beam exposure apparatus, the deflection distortion and the height of the wafer are not accurately measured, and if the correction of the deflection distortion and the focus (focus value) are not appropriate, the exposure on the wafer is performed. Pattern accuracy is reduced.
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to accurately measure deflection distortion and wafer height, and to appropriately perform distortion correction at the time of exposure. I do.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The electron beam exposure apparatus according to the present invention includes a correction processing unit that obtains a deflection distortion correction coefficient, fixes a stage on which a sample on which a plurality of coefficient acquisition marks are arranged is mounted, and obtains a coefficient acquisition mark whose position is measured in advance. A deflection distortion correction coefficient is obtained based on information obtained by measurement performed only by electron beam deflection.
According to the present invention, when performing measurement on a plurality of coefficient acquisition marks using an electron beam, the stage is fixed, so that error factors relating to the stage are removed, and deflection distortion and the height of the sample are accurately measured. Will be able to do it.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an electron beam exposure apparatus according to one embodiment of the present invention.
The electron beam exposure apparatus according to the present embodiment includes an electron beam irradiation unit 1, a
[0016]
The electron beam irradiator 1 irradiates the
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
Next, the operation will be described.
FIG. 2 is a flowchart showing an operation example of the electron beam exposure apparatus shown in FIG.
[0020]
In step S1, the position measurement data is stored in the
[0021]
In step S2, the positions of the measurement marks M1 to M25 for coefficient acquisition are measured by an electron beam, and the deflection distortion correction coefficients for the field and the subfield are calculated.
[0022]
First, the positions of the measurement marks in the field are measured as shown in FIG. 3, and the deflection distortion correction coefficient of the field is calculated.
Specifically, the center of the
[0023]
Next, as indicated by an arrow in FIG. 3, the electron beam is deflected to one of the measurement marks M1 to M25 whose absolute value is measured in advance, and the reflected electron intensity is measured by the
[0024]
The
[0025]
Next, as shown in FIG. 4, the positions of the measurement marks in the subfield are measured, and the deflection distortion correction coefficient of the subfield is calculated. In FIG. 4, a rectangular area having the measurement marks M1, M2, M7, and M6 as vertices is one subfield, and similarly, an area having the measurement marks M2, M3, M8, and M7 as vertices, and a measurement mark M6. , M7, M12, and M11 as vertices, and areas having the measurement marks M7, M8, M13, and M12 as vertices are subfields.
[0026]
A description will be given of an example of a subfield having the measurement marks M1, M2, M7, and M6 as vertices.
First, the
[0027]
In the other subfields, similarly, after deflecting the electron beam to the center position SC2, SC3, SC4 of each subfield, the position of the measurement mark is measured, and the deflection distortion correction coefficient for each subfield is calculated. In this way, the deflection distortion correction coefficients for the subfields are calculated for all the subfields.
[0028]
As described above, in the present embodiment, when calculating the deflection distortion correction coefficient for the field and the subfield, the stage is first moved only once, and the stage is moved while the deflection distortion correction coefficient is being calculated. Instead, the position of each measurement mark is measured by deflecting the electron beam. Therefore, in the present embodiment, it is possible to accurately measure the deflection distortion (position measurement) by eliminating the error factors of the stage system such as the stop error due to the stage movement, and to improve the accuracy of the deflection distortion correction.
[0029]
In the above description, when calculating the deflection distortion correction coefficient of the field and the subfield, the center of the measurement chip and the center position of each subfield are made to coincide with the deflection center of the electron beam with the reference point as the reference point. The position of the measurement mark is not limited to the center and the center of each subfield, but may be any position as long as the position of the measurement mark can be measured by deflecting the electron beam.
[0030]
Returning to FIG. 2, in step S3 and subsequent steps, a correction coefficient is calculated based on the difference in wafer height. The calculation of the correction coefficient based on the difference in the height of the wafer is performed by measuring the
[0031]
Although FIG. 5 shows an example in which five stages are provided, the number of stages provided on the wafer is arbitrary. Further, in order to improve the measurement accuracy, a plurality of measurement marks 51 are arranged at each stage, but the number of the measurement marks 51 is arbitrary, and the measurement marks 51 may be embedded marks, convex marks or It may be a concave mark. It is desirable that the position in the height direction of the
[0032]
In step S3, a correction coefficient in the just focus state is calculated for each stage of the wafer. The focus value that is in the just-focused state is determined based on the detection signal waveform of the measurement mark based on the reflected electron intensity measured by the
[0033]
In step S5, the
[0034]
Next, in step S6, control is performed such that the wafer is brought into the just-focused state at the center of the wafer (height H3 in FIG. 5). The coefficients are calculated by the
[0035]
In step S9, the
As described above, in steps S3 to S9, the deflection distortion correction coefficient for the focus value and the deflection distortion correction coefficient when the focus is shifted are obtained.
[0036]
In steps S5 and S9, the relational expression between the correction coefficient and the focus value is calculated, but a table (table model) in which the correction coefficient and the focus value are associated with each other is generated. Is also good.
[0037]
In step S10, measurement is performed using a coefficient measurement chip provided on a wafer (chip) to be actually exposed, and each deflection distortion correction coefficient is obtained. Specifically, the position of an alignment mark (measurement mark) arranged on a coefficient measurement chip is measured, and each correction coefficient such as rotation, gain, and trapezoid is obtained based on the measured position.
[0038]
In step S11, the height is calculated and an appropriate focus value is calculated based on each deflection distortion correction coefficient and the A coefficient relational expression acquired in step S10. Further, in step S12, an appropriate deflection distortion correction coefficient for the focus value calculated in step S11 is calculated using a B coefficient relational expression.
In step S12, the pattern is exposed on the wafer based on the appropriate deflection distortion correction coefficient calculated in step S11.
[0039]
As described above, according to the present embodiment, when calculating the deflection distortion correction coefficient of the field and the subfield, the position of each measurement mark is measured only by electron beam deflection while the stage is fixed, and the deflection distortion correction is performed. Calculate the coefficient. Thereby, the influence of the error factor of the stage system can be removed, and the deflection distortion can be accurately measured.
[0040]
Further, a deflection distortion correction coefficient in a focus state and a defocus state is calculated using measurement marks respectively arranged on a plurality of surfaces (steps) having different heights, and a relational expression between the deflection distortion correction coefficient and the focus value is calculated. And so on, it is possible to calculate an appropriate deflection distortion correction coefficient and a focus value according to the height of the wafer, and prevent the accuracy of the exposed pattern from being degraded due to the focus blur. Therefore, when a fine pattern is formed on a wafer, it is possible to avoid occurrence of pattern separation, overlap, and the like at a field / subfield connection portion.
[0041]
The above embodiment is not limited to the two-stage deflection electron beam exposure apparatus, but can be applied to an electron beam exposure apparatus which is deflected by an arbitrary number of stages.
Further, each of the embodiments described above is merely an example of a concrete example for carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be interpreted in a limited manner. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features.
Various aspects of the present invention are shown below as supplementary notes.
[0042]
(Supplementary Note 1) By fixing the stage on which the sample is mounted and deflecting the electron beam, measurement using the electron beam is performed on a plurality of coefficient acquisition marks placed on the sample and measured in advance. An electron beam exposure apparatus comprising: a correction processing unit that obtains a deflection distortion correction coefficient based on information obtained by measurement using a beam.
(Supplementary Note 2) The apparatus further includes storage means for storing position measurement information obtained by previously measuring the positions of the plurality of coefficient acquisition marks,
The correction processing unit acquires the deflection distortion correction coefficient based on difference information between position measurement information stored in the storage unit and information obtained by measurement using the electron beam. The electron beam exposure apparatus according to claim 1.
(Supplementary Note 3) The correction processing unit compares the position measurement information with information obtained by measurement using the electron beam, and outputs the difference information;
3. The electron beam exposure apparatus according to
(Supplementary note 4) The electron beam exposure apparatus according to any one of Supplementary notes 1 to 3, wherein the coefficient acquisition marks are respectively arranged on a plurality of surfaces of the sample having different heights.
(Supplementary note 5) The electron beam exposure apparatus according to
(Supplementary note 6) The
(Supplementary Note 7) The electron beam is focused on the coefficient acquisition mark arranged on one of a plurality of surfaces of the sample, and the measurement using the electron beam is performed on the coefficient acquisition mark arranged on each surface. 7. The electron beam exposure apparatus according to
(Supplementary Note 8) The electron beam is focused on the coefficient acquisition mark, and measurement using the electron beam for the coefficient acquisition mark is performed on each surface of the sample to acquire the deflection distortion correction coefficient. The electron beam exposure apparatus according to any one of
(Supplementary note 9) The electron according to
(Supplementary Note 10) The positions of the plurality of coefficient acquisition marks arranged on the sample are measured in advance, and the electron beam for the plurality of coefficient acquisition marks is measured by deflecting the electron beam while fixing the stage on which the sample is mounted. Perform the measurement using
Obtain a deflection distortion correction coefficient based on information obtained by the measurement using the electron beam,
An electron beam exposure method, comprising: exposing a pattern in which deflection distortion has been corrected using the deflection distortion correction coefficient.
(Supplementary note 11) The electron beam exposure according to
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the stage is fixed, and the deflection distortion correction coefficient is obtained based on information obtained by performing measurement with the electron beam on a plurality of coefficient acquisition marks whose positions are measured in advance. . As a result, an error factor relating to the stage can be removed, the deflection distortion and the height of the wafer can be accurately measured, and an appropriate deflection distortion correction coefficient can be obtained. Therefore, distortion correction can be performed while improving the accuracy of distortion correction during exposure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an electron beam exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an operation example of the electron beam exposure apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram for explaining measurement (field) of deflection distortion.
FIG. 4 is a view for explaining measurement (sub-field) of deflection distortion.
FIG. 5 is a diagram for explaining a method of obtaining a deflection distortion correction coefficient for height.
FIG. 6 is a diagram for explaining a conventional method of measuring deflection distortion of a field and a subfield.
FIG. 7 is a diagram for explaining a conventional wafer height measuring method.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a decrease in field / subfield connection accuracy due to a focus change.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electron
Claims (5)
上記試料が載置されたステージを固定して電子ビームを偏向することにより上記複数の係数取得マークに対する電子ビームを用いた測定を行い、
上記電子ビームを用いた測定にて得られる情報に基づいて偏向歪み補正係数を取得し、
上記偏向歪み補正係数を用いて偏向歪みを補正したパターンを露光することを特徴とする電子ビーム露光方法。Preliminarily measure the positions of a plurality of coefficient acquisition marks arranged on the sample,
By performing the measurement using the electron beam for the plurality of coefficient acquisition marks by fixing the stage on which the sample is mounted and deflecting the electron beam,
Obtain a deflection distortion correction coefficient based on information obtained by the measurement using the electron beam,
An electron beam exposure method, comprising: exposing a pattern in which deflection distortion has been corrected using the deflection distortion correction coefficient.
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