JP2005064299A - Method and apparatus of exposure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体リソグラフィ等に用いられる露光方法及び露光装置に関する。特には、マスク上のスペースを有効活用することができ、また、マスクのアライメント機構の構成が簡略化、小型化された露光方法及び露光装置に関する。 The present invention relates to an exposure method and an exposure apparatus used for semiconductor lithography and the like. In particular, the present invention relates to an exposure method and an exposure apparatus in which a space on a mask can be effectively used, and the configuration of a mask alignment mechanism is simplified and miniaturized.
近年、半導体集積回路の微細化・高集積化に伴い、長年、微細なパターンを形成する手段の主流であった、光を用いたフォトリソグラフィ技術に代わって、電子線やイオンビームのような荷電粒子線あるいはX線を利用する新しい露光方式が検討され、実用化されつつある。これらのうち、電子線を利用してパターンを形成する電子線縮小投影露光方法(EPL、Electron Beam Projection Lithography)は、高いスループットを達成し得るものであり、メモリ増産にも対応できるため、特に注目されている。 In recent years, with the miniaturization and high integration of semiconductor integrated circuits, instead of photolithographic technology using light, which has been the mainstream method for forming fine patterns for many years, charging such as electron beams and ion beams is used. New exposure methods using particle beams or X-rays are being studied and put into practical use. Among these, an electron beam projection projection method (EPL) that forms a pattern using an electron beam can achieve high throughput and can cope with an increase in memory production. Has been.
電子線露光においては、所望のパターンを拡大したパターンをマスクパターン(原版パターン)として、このマスクパターンをウェハ上に電子線で縮小投影露光し、ウェハ上にデバイスパターンを形成する。電子線露光には、マスクを用いた縮小転写方法や、大口径ビームの照射が可能なEB光学系が採用されている。これらの技術を用いることにより、露光作業のスループットを向上させることができる。 In electron beam exposure, a pattern obtained by enlarging a desired pattern is used as a mask pattern (original pattern), and this mask pattern is reduced and projected with an electron beam on a wafer to form a device pattern on the wafer. For electron beam exposure, a reduction transfer method using a mask and an EB optical system capable of irradiation with a large aperture beam are employed. By using these techniques, the throughput of the exposure work can be improved.
上述のような露光装置においては、複数のマスクを管理しながら使用することになる。このため、バーコード等のマークをマスクに描画しておき、このマークを読み取って識別することでマスクを管理している。このようなバーコードを読み取る装置の例としては、赤色LED(Light-Emitting Diode)等の光源を用いてバーコードを照明し、レンズを介してCCDセンサー上にバーコードの像を結像させ、取得したバーコードの画像を処理してバーコードを判別するもの等を挙げることができる。 In the exposure apparatus as described above, a plurality of masks are used while being managed. For this reason, marks such as barcodes are drawn on a mask, and the mask is managed by reading and identifying the marks. As an example of an apparatus for reading such a barcode, a barcode is illuminated using a light source such as a red LED (Light-Emitting Diode), and a barcode image is formed on a CCD sensor via a lens. For example, the barcode image can be determined by processing the acquired barcode image.
ところで、現在開発中のEPLにおいては、分割転写方式が用いられている。分割転写方式とは、マスク上にパターンを複数の小領域(サブフィールド)に分割して形成し、サブフィールド毎に一括して露光し、複数のサブフィールドの像をウェハ上でつなぎ合わせて転写する方式をいう。分割転写方式において、サブフィールド像をつなぎ合わせる際には、サブフィールドの一部を重ね合わせることで、パターンをウェハ上に隙間なく転写する。分割転写方式においては、各サブフィールドの像をウェハ上において高精度でつなぎ合わせる(重ね合わせる)必要がある。ウェハ上で高精度のパターンの重ねあわせを実現するために、マスク上にアライメントマークを描画して、同マークの位置を検出することで、マスクの位置合わせを行う。アライメントマークを検出する方法としては、例えば、光学顕微鏡を介してCCDカメラによりアライメントマークを撮像し、同マークの位置を検出するもの等がある。 By the way, in the EPL currently under development, the division transfer method is used. In the divided transfer method, the pattern is divided into a plurality of small areas (subfields) on the mask, exposed in batches for each subfield, and images of the plurality of subfields are joined and transferred on the wafer. The method to do. In the divided transfer system, when subfield images are joined together, a pattern is transferred onto the wafer without a gap by overlapping a part of the subfields. In the divided transfer method, it is necessary to join (superimpose) the images of the subfields on the wafer with high accuracy. In order to achieve highly accurate pattern overlay on the wafer, the alignment of the mask is performed by drawing an alignment mark on the mask and detecting the position of the mark. As a method for detecting the alignment mark, for example, there is a method in which the alignment mark is imaged by a CCD camera via an optical microscope and the position of the mark is detected.
上述のようなマスクを識別するためのマークやアライメントマークをマスク上に描画した場合、2種類のマークのためのスペースが必要となるため、マスク上のパターンを形成する有効スペースが狭くなってしまうという問題がある。また、設計上の予約領域が増加して、マスクメーカーがマスクを製作する際に用いることのできる領域(例えば、パターン描画用の位置合わせマークを形成する領域や、マスク製造プロセスにおいてマスクをハンドリングするための領域等)も狭くなってしまう。なお、設計上の予約領域は、マスクメーカーが自由に使用することができない領域である。
さらに、露光装置内に、マスク識別用マークとアライメントマークを読み取るための装置とを別々に設置した場合、2つの装置を設置するスペースが必要となるため、露光装置が大型になり、コストにも影響を与える。
上記の点に鑑み、本発明は、マスク上のスペースを有効活用することができ、また、マスクの識別やアライメントを行う機構の構成が簡略化、小型化された露光方法及び露光装置を提供することを目的とする。
When a mark for identifying a mask or an alignment mark as described above is drawn on the mask, a space for two types of marks is required, so that an effective space for forming a pattern on the mask is narrowed. There is a problem. In addition, the reserved area in the design increases, and an area that can be used when a mask maker manufactures a mask (for example, an area where an alignment mark for pattern drawing is formed or a mask is handled in a mask manufacturing process) The area for this is also narrowed. The reserved area in the design is an area that cannot be freely used by the mask manufacturer.
Furthermore, when the mask identification mark and the apparatus for reading the alignment mark are separately installed in the exposure apparatus, a space for installing the two apparatuses is required, which increases the size of the exposure apparatus and reduces the cost. Influence.
In view of the above points, the present invention provides an exposure method and an exposure apparatus that can effectively use the space on the mask and that have a simplified and miniaturized structure of the mechanism for identifying and aligning the mask. For the purpose.
本発明の露光方法は、デバイスパターン原版である複数のマスク(レチクルを含む)の管理を行いながら、該マスク上のパターンを感応基板上に転写する露光方法であって、該複数のマスクを識別するためのマスク識別マークが前記各マスクの表面に付されており、該マスク識別マークの位置を検出し、該マークの位置情報に基づいて、前記マスクの位置決め(アライメント)を行うことを特徴とする。
本発明によれば、マスク識別マークをアライメントマークとして用いることができる。これにより、マスク上のスペースを有効活用することができる。
一般に、マスクのアライメントは、複数の段階に分けて行われる。例えば、一次、コース(粗い位置合わせ)、ファイン(精密な位置合わせ)の3段階で行われる。本発明は、これらのうちコースアライメントに適用すれば、特に効果があると考えられる。
An exposure method of the present invention is an exposure method for transferring a pattern on a mask onto a sensitive substrate while managing a plurality of masks (including a reticle) as a device pattern original, and identifying the plurality of masks A mask identification mark is attached to the surface of each mask, the position of the mask identification mark is detected, and the mask is positioned (aligned) based on the position information of the mark. To do.
According to the present invention, the mask identification mark can be used as an alignment mark. Thereby, the space on the mask can be effectively used.
In general, mask alignment is performed in a plurality of stages. For example, it is performed in three stages: primary, course (coarse alignment), and fine (fine alignment). The present invention is considered to be particularly effective when applied to course alignment.
本発明の露光方法においては、前記マスク識別マークが、1次元バーコード又は2次元コード(スタック式コード、マトリクス式コード等)であってもよい。 In the exposure method of the present invention, the mask identification mark may be a one-dimensional barcode or a two-dimensional code (stacked code, matrix code, etc.).
本発明の露光装置は、マスク(パターン原版、レチクルを含む)上のパターンを感応基板上に転写する露光装置であって、前記マスク上のマスク識別マークにプローブ光を照射する光学系と、前記マスク識別マークに当たった光を読み取って、該マスク識別マークの位置を検出するマーク検出手段と、前記マスク識別マークの位置情報に基づいて、マスクステージを操作して、前記マスクの位置決め(アライメント)を行う手段と、を具備することを特徴とする。 An exposure apparatus of the present invention is an exposure apparatus that transfers a pattern on a mask (including a pattern original plate and a reticle) onto a sensitive substrate, and an optical system that irradiates a mask identification mark on the mask with probe light; Positioning (alignment) of the mask by reading light hitting the mask identification mark and detecting the position of the mask identification mark and operating the mask stage based on the position information of the mask identification mark And means for performing.
本発明の別の露光装置は、マスク(パターン原版、レチクルを含む)上のパターンを感応基板上に転写する露光装置であって、前記マスク上のマスク識別マーク及びマスク位置検出用マークにプローブ光を照射する光学系と、前記マスク識別マーク及びマスク位置検出用マークに当たった光を読み取って、該マスク識別マーク及び前記マスク位置検出用マークの位置をそれぞれ検出する検出処理部を備えるマーク検出手段と、前記マスク識別マーク及び前記マスク位置検出用マークの位置情報に基づいて、マスクステージを操作して、前記マスクの位置決め(アライメント)を行う手段と、を具備することを特徴とする。
本発明によれば、マスク識別マーク及びマスク位置検出用マークを読み取るための装置を兼用することができる。これにより、露光装置の小型化を図ることができ、露光装置のコストパフォーマンスを高めることができる。
Another exposure apparatus of the present invention is an exposure apparatus for transferring a pattern on a mask (including a pattern original plate and a reticle) onto a sensitive substrate, and a probe beam is applied to the mask identification mark and the mask position detection mark on the mask. A mark detection means comprising: an optical system for irradiating light; and a detection processing unit that reads the light hitting the mask identification mark and the mask position detection mark and detects the positions of the mask identification mark and the mask position detection mark, respectively. And means for positioning the mask by operating a mask stage based on positional information of the mask identification mark and the mask position detection mark.
According to the present invention, an apparatus for reading the mask identification mark and the mask position detection mark can also be used. Thereby, the size of the exposure apparatus can be reduced, and the cost performance of the exposure apparatus can be improved.
本発明の露光装置においては、前記マーク検出手段の視野内に前記マークを移動させるための、マスク移動回転手段を具備していることが好ましい。 In the exposure apparatus of the present invention, it is preferable that a mask moving / rotating unit for moving the mark within the field of view of the mark detecting unit is provided.
本発明の露光装置においては、前記マーク検出手段が、マスク識別マーク検出処理部と、アライメントマーク検出処理部とを切り替える切り替え手段を備えていることが好ましい。
本発明によれば、マスク識別マークを検出処理する光学系と、アライメントマークを検出処理する光学系を共通化することで、露光装置の小型化やコストダウンを図ることができる。
In the exposure apparatus of the present invention, it is preferable that the mark detection unit includes a switching unit that switches between a mask identification mark detection processing unit and an alignment mark detection processing unit.
According to the present invention, the optical system for detecting and processing the mask identification mark and the optical system for detecting and processing the alignment mark are made common, so that the exposure apparatus can be reduced in size and cost.
本発明によれば、マスク(レチクル)上のスペースを有効に活用することができる。また、マスクの識別や位置検出のための機構を共用することにより、露光装置の小型化やコストダウンを図ることができる。 According to the present invention, the space on the mask (reticle) can be used effectively. Further, by sharing a mechanism for mask identification and position detection, it is possible to reduce the size and cost of the exposure apparatus.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
まず、電子線露光方法の概要を説明する。
図1は、本発明の第一の実施例に係る電子線露光装置(分割転写方式)の光学系全体における結像関係を示す模式図である。
図の上方(光学系の最上流)には、電子銃1が配置されている。この電子銃1は、図の下方に向けて電子線を照射する。電子銃1の下方には、2段のコンデンサレンズ2、3が備えられている。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。
First, an outline of the electron beam exposure method will be described.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an imaging relationship in the entire optical system of an electron beam exposure apparatus (divided transfer method) according to the first embodiment of the present invention.
An electron gun 1 is arranged above the drawing (upstream of the optical system). The electron gun 1 irradiates an electron beam downward in the figure. Below the electron gun 1, two-stage condenser lenses 2 and 3 are provided. The electron beam is converged by these condenser lenses 2 and 3, and crossover C.D. O. Is imaged.
コンデンサレンズ3の下方には、照明ビーム成形開口4が配置されている。この開口4は、マスク10の1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、マスク(レチクル)10に結像される。
An illumination beam shaping aperture 4 is disposed below the condenser lens 3. This opening 4 allows only an illumination beam that illuminates one subfield of the mask 10 (a small pattern area serving as one unit of exposure) to pass through. The image of the opening 4 is formed on a mask (reticle) 10 by a
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。この偏向器5は、必要に応じて照明ビームを偏向させ、ブランキング開口7の非開口部に当てて、ビームがマスク10に当たらないようにする。
A blanking deflector 5 is disposed below the illumination beam shaping opening 4. The deflector 5 deflects the illumination beam as necessary and hits the non-opening portion of the blanking opening 7 so that the beam does not hit the
ブランキング開口7の下方には、照明ビーム偏向器8が配置されている。この偏向器8は、照明ビームをX軸方向に順次走査して、光学系の視野内にあるマスク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、マスク10上に照明ビームを結像させる。
An
マスク10は、光軸に垂直な平面(X−Y平面)に広がっており、多数のサブフィールドを有する(詳細は図2を参照して後述する)。マスク10上には、全体として1つの半導体チップをなすデバイスパターンが形成されている。なお、1つのチップをなすデバイスパターンは、複数のマスク上に分割、形成されていてもよい。
The
マスク10は、移動可能なマスクステージ11上に保持されている。マスクステージ11は、ステージコントローラ11aに接続されており、ステージコントローラ11aは、マスクステージ11を制御する。このマスクステージ11をX−Y方向に動かすことにより、照明光学系の視野よりも広範囲に広がる、マスク10上の各サブフィールドを照明することができる。このマスクステージ11には、位置検出器(干渉計)12が付属しており、マスクステージ11のXYZ方向の位置を正確に把握することができる。
The
マスク10上には、マスク識別マーク14が形成されている(詳細は図2及び図3を参照して後述する)。マスクステージ11には、マーク検出処理器13が付属しており、マーク検出処理器13は、マスク識別マーク14を検出し、マスクの識別及びマスクの位置検出を行う。マーク検出処理器13によるマスク10の位置検出結果は、ステージコントローラ11aにフィードバックされる(図4〜図6参照)。
A
マスク10の下方には、投影レンズ15、19及び偏向器16が設けられている。マスク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及び偏向器16によって、ウェハ23上の所望の位置に結像される。
ウェハ23上には、適当なレジストが塗布されている。このレジストに電子線のドーズが与えられ、マスク10上のデバイスパターンが縮小、転写される。
An appropriate resist is applied on the
マスク10とウェハ23との間を縮小率比で内分する位置には、クロスオーバーC.O.が形成され、この位置に、コントラスト開口18が設けられている。この開口18は、マスク10の非パターン部で散乱された電子線がウェハ23に到達しないように遮断する。
At a position where the space between the
ウェハ23は、静電チャック(図示されていない)を介して、X軸及びY軸方向に移動可能なウェハステージ24上に配置されている。上記のマスクステージ11とウェハステージ24とを、互いに逆方向に同期移動させることにより、光学系の視野を越えて広がるデバイスパターンを順次露光、転写することができる。なお、ウェハステージ24にも、上記のマスクステージ11と同様、位置検出器25が付属している。
The
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の露光面やウェハステージ24上のマークで反射される電子の量を検出する。例えば、マスク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、マークによって反射される電子を検出することにより、マスク10とウェハ23の相対的位置関係を知ることができる。
A
上記の各レンズ2、3、9、15、19及び各偏向器5、8、16は、それぞれに対応するコイル電源制御部2a、3a、9a、15a、19a及び5a、8a、16aを介して、コントローラ31により制御される。また、マスクステージ11及びウェハステージ24も、それぞれに対応するステージコントローラ11a、24aを介して、コントローラ31により制御される。
The
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イス12a、25aを介して、コントローラ31に信号を送る。また、マーク検出処理器13もコントローラ31に信号を送る。反射電子検出器22も同様に、インターフェイス22aを介して、コントローラ31に信号を送る。
The
コントローラ31は、ステージの位置合わせ誤差を把握し、その誤差を像位置調整偏向器16で補正する。これにより、マスク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の像がつなぎ合わされて、マスク10上のデバイスパターン全体がウェハ上に転写される。
The
図2は、本発明の第一の実施例に係る電子線露光装置に使用されるマスクを示す図である。図2(A)は、全体の平面図であり、図2(B)は、一部の斜視図であり、図2(C)は、一つの小メンブレン領域の平面図である。
図2に示すマスク10には、デバイスパターンが分割して形成されている。図2(A)に示す多数の正方形41は、各々1つのサブフィールドに対応したデバイスパターンを含む小メンブレン領域である。この小メンブレン領域41は、シリコンメンブレンで、一例で厚さがおよそ2μmである。
FIG. 2 is a view showing a mask used in the electron beam exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention. 2A is a plan view of the whole, FIG. 2B is a partial perspective view, and FIG. 2C is a plan view of one small membrane region.
In the
図2(A)及び図2(B)に示す小メンブレン領域41の周囲の格子状の部分は、マイナーストラット45である。マイナーストラット45は、マスク10の機械強度を保つための梁(一例で厚さ0.5〜1mm、幅0.1mm)である。また、マイナーストラット45は、熱伝導性を有し、電子線の照射によりシリコンメンブレンに生じた熱を逃がす役割を果たす。小メンブレン領域41は、ストラット45に囲まれた凹状になっている。
A lattice-shaped portion around the
図2(A)に示すように、図のX方向に多数の小メンブレン領域41が並んで、1つのグループ(エレクトリカルストライプ44)を形成している。そして、エレクトリカルストライプ44が、図の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、光学系の偏向によってカバー可能な視野の広さによって制限される。
As shown in FIG. 2A, a large number of
メカニカルストライプ49は、図のX方向に複数(本実施例では2つ)並んでいる。隣り合うメカニカルストライプ49の間の部分は、メジャーストラット47である。メジャーストラット47は、マイナーストラット45よりもやや太い梁であって、マスク10のたわみを低減する。メジャーストラット47とマイナーストラット45とは一体となっている。以下の説明では、マイナーストラット45、メジャーストラット47及び周辺部50をまとめて支持基板部という。
A plurality of mechanical stripes 49 (two in the present embodiment) are arranged in the X direction in the figure. A portion between adjacent
図2(A)に示すように、各メカニカルストライプ49の下方の支持基板部50上には、マスク識別マーク14が設けられている。本実施例においては、このマスク識別マーク14を用いて、マスクの識別及び位置検出を行う。
このマスク識別マーク14の例については、図3を参照して後述する。また、マスク上のマークの数及び配置等は、あくまで一例であって、図2に示したものに限らない。
As shown in FIG. 2A, a
An example of the
図2(C)に示すように、小メンブレン領域41は、中央のサブフィールド42と、その周囲を額縁状に囲むスカート43とからなる。
サブフィールド42は、一例で1辺が0.5〜5mm程度の正方形である。投影の際の縮小率を1/5とすると、ウェハ上に投影されるサブフィールド42の像は、1辺が0.1〜1mmの正方形となる。サブフィールド42には、ウェハ上に転写すべきパターンの個別要素図形の形状に対応したパターン開口(ステンシル)が形成される。なお、1ショットで露光できるサブフィールドの大きさは、一例でウェハ上で0.25mm角程度である。
スカート43は、パターンが形成されていない額縁状(一例で幅が0.05mm)の部分であり、照明ビームの縁が当たる。
As shown in FIG. 2C, the
The
The
なお、1つのエレクトリカルストライプ44内において、隣り合うサブフィールドの間に、スカートやマイナーストラット等のような非パターン領域を設けない方式も検討されている。
A method in which a non-pattern region such as a skirt or a minor strut is not provided between adjacent subfields in one
以下に、マスク識別マーク14の例について説明する。
図3は、マスク識別マークの例を示す図である。図3(A)は、1次元バーコードを用いたマスク識別マークの一部を示す平面図であり、図3(B)は、データコードを用いたマスク識別マークを示す平面図であり、図3(C)は、QRコードを用いたマスク識別マークを示す平面図である。
Hereinafter, an example of the
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the mask identification mark. 3A is a plan view showing a part of a mask identification mark using a one-dimensional barcode, and FIG. 3B is a plan view showing a mask identification mark using a data code. FIG. 3C is a plan view showing a mask identification mark using a QR code.
図3(A)に示すマスク識別マーク14aは、1次元バーコード(CODE39)である。CODE39は、アルファベットや記号を扱うことができるので、品番等の情報を表現するのに適している。バーコード14aは、図の左から順に、クワイエットゾーン101、スタートキャラクタ102、キャラクタ103、及び、図示せぬストップキャラクタ、クワイエットゾーンという配列で構成されている。このバーコード14aは、図の左から右へ順番にスキャンされる。
クワイエットゾーンは、バーコードの左右を挟むように配置された余白(マージン)の部分であり、このクワイエットゾーンの間に、縦縞模様のバーコードが、例えば、エッチングや成膜等により形成されている。
The
The quiet zone is a margin (margin) portion arranged so as to sandwich the left and right sides of the bar code, and a bar code with a vertical stripe pattern is formed between the quiet zones by, for example, etching or film formation. .
1次元バーコード(CODE39)においては、キャラクタ103の縞模様の構成は、バーコードごとに異なっている。このキャラクタ103の縞模様は、マスクを識別するためのデータを表現する部分であり、キャラクタ103を読み取ることによりマスクを識別する。
In the one-dimensional barcode (CODE 39), the configuration of the stripe pattern of the
これに対して、スタートキャラクタ102及びストップキャラクタは、それぞれバーコードのデータの始まりと終わりを表す部分である。CODE39であれば、スタートキャラクタ102及びストップキャラクタは、キャラクタ103の内容によらず、どのバーコードでも同じになっているため、位置検出に利用しやすい。これらのスタートキャラクタ102及びストップキャラクタの画像を撮像して処理することにより、マスクの位置を計測する。
On the other hand, the
なお、本実施例のマスク識別マークとしては、スタートキャラクタやストップキャラクタを有するバーコードであればよい。上に挙げたCODE39のスタートキャラクタ及びストップキャラクタは、使用する全マスクで1種類とすることができるので、マスクの位置検出に応用するのが容易である。 The mask identification mark in this embodiment may be a bar code having a start character or a stop character. The start character and stop character of the CODE 39 mentioned above can be one type for all the masks used, so that it can be easily applied to mask position detection.
図3(B)に示すマスク識別マーク14bは、データコード(データマトリクスコード)を用いたものであり、図3(C)に示すマスク識別マーク14cは、QR(Quick Response)コードを用いたものである。
これらのコードは、例えば、エッチングや成膜等によりマスク10上に形成される。
これらの2次元コードは、1次元コードに比べて、大容量のデータを表現することができる。1次元バーコードと同程度の情報量を表現するのであれば、より小さいサイズで表現することができる。例えば、QRコードを用いた場合、CODE39と同じ量のデータを表現するために必要なスペースはおよそ30分の1で済む。さらに、2次元コードは、エラー訂正機能を備えており、マークが多少損傷した場合であっても、データを読み出すことが可能である。
The
These codes are formed on the
These two-dimensional codes can express a large amount of data compared to the one-dimensional code. If the amount of information is equivalent to that of a one-dimensional barcode, it can be expressed in a smaller size. For example, when a QR code is used, the space required to represent the same amount of data as CODE 39 is about 1/30. Further, the two-dimensional code has an error correction function, and data can be read even when the mark is slightly damaged.
図3(B)に示すデータコード14bは、ほぼ正方形であり、図中左側と下側の2辺に形成された、L型ガイドセル(アライメントパターン)111と、データセル112(残りの部分)とを含んでいる。図3(C)に示すQRコード14cは、ほぼ正方形であり、図中右上、左上及び左下の3つの角に形成された、正方形状の切り出しシンボル(ファインダパターン)113と、データセル114(残りの部分)とを含んでいる。データセル112及び114は、マスクを識別するための情報を含んでおり、これらを読み取ることによってマスクを識別する。
The
L型ガイドセル111及び切り出しシンボル113は、コードの位置や向きを判別するためのパターン(コード位置検出パターン)である。データコードやQRコードのようなマトリクス式の2次元コードは、このようなコード位置検出パターンを読み取ることにより、コードの位置や向きを判別できるので、どの方向からも読み取ることができるようになっている。
The L-
これらのL型ガイドセル111及び切り出しシンボル113を、マスクの位置合わせ用のマークとして用いる。すなわち、本実施例では、マーク検出処理器13(図1等参照)を用いて、これらのL型ガイドセル111及び切り出しシンボル113の画像を処理することにより、マスクの位置測定を行う。
以下の説明では、1次元バーコードのスタートキャラクタ102やストップキャラクタ、2次元コードのコード位置検出パターン(L型ガイドセル111及び切り出しシンボル113)をまとめてコード位置検出パターンという。
These L-
In the following description, the
なお、2次元コードとしては、上記のデータコードやQRコードのようなマトリクス式コードのほか、スタック式コード等を用いてもよい。 As the two-dimensional code, in addition to the matrix code such as the data code and the QR code, a stack code or the like may be used.
次に、マーク検出処理器13の実施例について、図4〜図6を参照しながら説明する。なお、図4〜図6のマスクステージ11上の座標軸は、図1及び図2の座標軸に対応している。
図4は、本発明の第一の実施例に係る電子線露光装置に使用されるマーク検出処理器の構成を示す図である。
図4に示すマーク検出処理器13は、マスク識別機構(マスク識別マーク検出器131及びマスク識別マークデコーダ133)やマスク位置検出機構(マーク検出用顕微鏡132及びマーク位置検出処理装置134)を有している。なお、マーク検出用顕微鏡132は、マスク識別マークにプローブ光を照射する光学系を含んでいる。
Next, an embodiment of the
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a mark detection processor used in the electron beam exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.
The
マスク識別マーク検出器131は、マスク10のマスク識別マーク14を検出する。このとき、マスク識別マーク14が同検出器131の視野内に捉えられるように、マスクステージ11を図のXY方向に移動させる。このマスク識別マーク検出器131としては、レーザースキャン型のものや、顕微鏡を介してCCDでマークを撮影するタイプのものを用いることができる。
マスク識別マークデコーダ133は、同検出器131と接続されている。マスク識別マークデコーダ133は、同検出器131で読み取られたマーク14のデータをデコードする。これにより、同マスク10の種類(型番等)が識別される。
The mask
The mask
一方、マーク検出用顕微鏡132は、マスク10のマスク識別マーク14にプローブ光を照射し、同マーク14の画像を取得する。このとき、マスク識別マーク14が同顕微鏡132の視野内に捉えられるように、マスクステージ11を図のXY方向に移動させる。このマーク検出用顕微鏡132としては、例えば、顕微鏡を介してCCDでマークを撮影するタイプのものを用いることができる。
マーク位置検出処理装置134は、同顕微鏡132と接続されている。マーク位置検出処理装置134は、同顕微鏡132から送られたマーク画像のコード位置検出パターンを処理する。これにより、同マスク10の位置を検出する。
On the other hand, the
The mark position
マーク位置検出処理装置134は、ステージコントローラ11aと接続されている。上記で得られたマスク10の位置情報は、ステージコントローラ11aにフィードバックされる。ステージコントローラ11aは、このマスク10の位置情報に基づいて、マスクステージ11を制御し、マスク10の位置を調整する。
The mark position
図5は、本発明の第一の実施例に係る電子線露光装置に使用されるマーク検出処理器の別の構成を示す図である。
図5に示すマーク検出処理器13は、カメラ135やカメラ切替器136、マスク識別マークデコーダ133、マーク位置検出処理装置134を含んでいる。
FIG. 5 is a view showing another configuration of the mark detection processor used in the electron beam exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.
The
カメラ135は、マスク識別マークにプローブ光を照射する光学系や顕微鏡、CCDを含んでおり、マスク10のマスク識別マーク14にプローブ光を照射し、顕微鏡を介してCCDで同マスク識別マーク14を撮像する。カメラ135には、カメラ切替器136が付属している。カメラ切替器136は、カメラ135に接続される機器を切り替えるスイッチである。マスク識別マークデコーダ133及びマーク位置検出処理装置134は、図4で説明したものと同様である。
The
以下に、本実施例のマーク検出処理器13を用いて、マスクの識別及び位置測定を行う方法について説明する。
マスク10の識別を行う際には、カメラ切替器136を用いて、カメラ135とマスク識別マークデコーダ133とを接続する。そして、カメラ135で読み取られたマスク識別マーク14のデータをマスク識別マークデコーダ133でデコードすることにより、マスク10が識別される。
一方、マスク10の位置を検出する際には、カメラ切替器136を用いて、カメラ135とマーク位置検出処理装置134とを接続する。そして、カメラ135を用いて取得したマスク識別マーク14のコード位置検出パターンの画像をマーク位置検出処理装置134で処理することにより、マスク10の位置を検出する。
Hereinafter, a method of performing mask identification and position measurement using the
When identifying the
On the other hand, when detecting the position of the
マーク位置検出処理装置134は、ステージコントローラ11aと接続されている。上記で得られたマスク10の位置情報は、ステージコントローラ11aにフィードバックされる。ステージコントローラ11aは、このマスク10の位置情報に基づいて、マスクステージ11を制御し、マスク10の位置を調整する。
The mark position
本実施例によれば、マスク識別とマスク位置測定に用いるカメラを共用とすることにより、マーク検出処理器13を構成する機器の数を少なくすることができ、露光装置の小型化、省スペース化を図ることができる。また、図4の例では、検出器(カメラ)が2つあったため、各検出器でマークを撮像するごとに、マスクステージを移動させていたが、本実施例では、カメラが共用となっているため、マスク識別時とマスク位置測定時とでマスクステージを移動させる必要がない。
According to the present embodiment, by sharing the camera used for mask identification and mask position measurement, the number of devices constituting the
なお、本実施例においては、図中のカメラ切替器136は、機械(メカ)スイッチとして示されているが、電気スイッチを用いてもよい。また、カメラ135で検出したデータ等を送る機器を切り替える手段としては、上述のようなスイッチを用いてカメラのCCDやカメラコントローラからの信号を切り替えるもののほかに、カメラ135の顕微鏡の光学パスを切り替える手段等も考えられる。
In the present embodiment, the
図6は、本発明の第一の実施例に係る電子線露光装置に使用されるマーク検出処理器の別の構成を示す図である。
図6に示すマーク検出処理器13は、カメラ135やマーク処理装置137を含んでいる。
FIG. 6 is a view showing another configuration of the mark detection processor used in the electron beam exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.
The
カメラ135は、図5で説明したものと同様、マスク識別マークにプローブ光を照射する光学系や顕微鏡、CCDを含んでおり、マスク10のマスク識別マーク14にプローブ光を照射し、顕微鏡を介してCCDで同マスク識別マーク14を撮像する。
マーク処理装置137は、カメラ135と接続されており、カメラ135で読み取られたマーク14のデータ及び画像を処理する。すなわち、本実施例では、マスク10の識別と位置の検出を1つの装置137で行う。
The
The
マーク処理装置137は、ステージコントローラ11aと接続されている。上記で得られたマスク10の位置情報は、ステージコントローラ11aにフィードバックされる。ステージコントローラ11aは、このマスク10の位置情報に基づいて、マスクステージ11を制御し、マスク10の位置を調整する。
The
本実施例によれば、マスク識別とマスク位置測定に用いるマークのデータ及び画像を処理する装置を共用とすることにより、マーク検出処理器13を構成する機器の数をより少なくすることができ、露光装置の小型化、省スペース化をさらに図ることができる。また、カメラに接続される装置を切り替える必要もない。
According to the present embodiment, by sharing the mark data and image processing device used for mask identification and mask position measurement, the number of devices constituting the
次に、本発明の第二の実施例について説明する。
本実施例の電子線露光装置は、図1で説明したものと同様の構成となっている。但し、この例のマスクステージ11(図1参照)は、X−Y方向への移動とともにZ軸周りに回転する機構を備えている。
図7は、本発明の第二の実施例に係る電子線露光装置に使用されるマスクを示す平面図である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The electron beam exposure apparatus of this embodiment has the same configuration as that described with reference to FIG. However, the mask stage 11 (see FIG. 1) of this example includes a mechanism that rotates around the Z axis as it moves in the XY direction.
FIG. 7 is a plan view showing a mask used in the electron beam exposure apparatus according to the second embodiment of the present invention.
図7に示すマスクは、図2に示すマスクとほぼ同様の構成となっている。図7に示すマスク10のメカニカルストライプ49の図中下側には、2つのマスク識別マーク14が描画されており、同マーク14とマスク10の中心に対して回転対称となる位置に、2つのマスク位置検出用マーク17が描画されている。なお、マスク10上のパターン及びマークの数や配置等については、あくまで一例であって、図7に示したものに限定されない。
The mask shown in FIG. 7 has substantially the same configuration as the mask shown in FIG. Two mask identification marks 14 are drawn on the lower side of the
また、本実施例のマスク識別マーク14は、光学顕微鏡とCCDカメラを用いて、画像処理が可能なマークが望ましい。
The
本実施例では、マスク識別マーク14を検出することにより、マスクの識別を行い、マスク位置検出用マーク17を検出することにより、マスクの位置を検出する。これらのマークは、マーク検出処理器13(図1参照)で検出される。本実施例のマーク検出処理器13は、マスク識別マーク14及びマスク位置検出用マーク17を検出、処理する機構の一部を共用化した構成となっている。
In this embodiment, the
以下に、本実施例のマーク検出処理器について説明する。
図8は、本発明の第二の実施例に係る電子線露光装置に使用されるマーク検出処理器の構成を示す図である。
図8に示すマーク検出処理器13は、2台のカメラ201、2つの切り替えスイッチ202、マスク識別マークデコーダ203及びマスク位置検出装置204を含んでいる。なお、カメラ201は、マスク上のマークにプローブ光を照射する光学系を含んでいる。
The mark detection processor according to this embodiment will be described below.
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of a mark detection processor used in the electron beam exposure apparatus according to the second embodiment of the present invention.
The
各カメラ201は、顕微鏡やCCDを含んでおり、顕微鏡を介してCCDでマスク10上の2つのマスク識別マーク14及び2つのマスク位置検出用マーク17を撮像する。
各カメラ201には、切り替えスイッチ202が付属している。切り替えスイッチ202は、カメラ201に接続される機器を切り替えるスイッチである。
Each
A
以下に、本実施例のマーク検出処理器13を用いて、マスクの識別及び位置測定を行う方法について説明する。
マスク10の識別を行う際には、図8(A)に示すように、切り替えスイッチ202を用いて、各カメラ201とマスク識別マークデコーダ203とを接続する。そして、マスクステージ11を操作して、各マスク識別マーク14を各カメラ201の視野内に移動させ、各カメラ201で各マーク14を読み取る。各カメラ201で読み取られたマスク識別マーク14のデータは、マスク識別マークデコーダ203でデコードされる。これにより、マスク10が識別される。
Hereinafter, a method of performing mask identification and position measurement using the
When identifying the
マスク10の位置を検出する際には、図8(B)に示すように、マスクステージ11を180°回転させて、各マスク位置検出用マーク17をカメラ201の視野内に移動させる。そして、切り替えスイッチ202を用いて、各カメラ201とマスク位置検出装置204とを接続し、各カメラ201で各マーク17を撮像する。各カメラ201を用いて取得したマーク17の画像はマーク位置検出装置204で処理される。これにより、マスク10の位置を検出する。
When detecting the position of the
マーク位置検出装置204は、露光装置のステージコントローラ11aと接続されている。上記で得られたマスク10の位置情報は、ステージコントローラ11aにフィードバックされる。ステージコントローラ11aは、このマスク10の位置情報に基づいて、マスクステージ11を制御し、マスク10の位置を調整する。
The mark
本実施例によれば、マスク識別マーク14及びマスク位置検出用マーク17を撮像するための顕微鏡やCCDカメラを共通化できる。
According to the present embodiment, a microscope and a CCD camera for imaging the
この例では、カメラ201は2台用意されている。これにより、マスク10の回転角度を一度に計測することができる。なお、カメラ201は特に2台用意する必要はなく、1台であってもよい。
In this example, two
なお、本実施例においては、図中の切り替えスイッチ202は、機械(メカ)スイッチとして示されているが、電気スイッチを用いてもよい。また、カメラ201で検出したデータ等を送る機器を切り替える手段としては、スイッチを用いてカメラのCCDやカメラコントローラからの信号を切り替えるもののほかに、カメラ201の顕微鏡の光学パスをメカ的に切り替える手段等も考えられる。
In the present embodiment, the
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 照明レンズ
11 レチクルステージ
11a ステージコントローラ
12、25 位置検出器
12a、25a インターフェイス
13 マーク検出処理器
14 マスク識別マーク
15、19 投影レンズ
16 偏向器
18 コントラスト開口
22 反射電子検出器
22a インターフェイス
23 ウェハ
24 ウェハステージ
24a ステージコントローラ
2a、3a、5a、8a、9a、15a、16a、19a コイル電源制御部
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
50 周辺部(支持基板部)
14a 1次元バーコード
101 クワイエットゾーン
102 スタートキャラクタ
103 キャラクタ
14b データコード
111 L型ガイドセル
112 データセル
14c QRコード
113 切り出しシンボル
114 データセル
131 マスク識別マーク検出器
132 マーク検出用顕微鏡
133 マスク識別マークデコーダ
134 マーク位置検出処理装置
135 カメラ
136 カメラ切替器
137 マーク処理装置
17 マスク位置検出用マーク
201 カメラ
202 切り替えスイッチ
203 マスク識別マークデコーダ
204 マスク位置検出装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electron gun 2, 3 Condenser lens 4 Illumination beam shaping opening 5 Blanking deflector 7
14a One-
Claims (6)
該複数のマスクを識別するためのマスク識別マークが前記各マスクの表面に付されており、
該マスク識別マークの位置を検出し、該マークの位置情報に基づいて、前記マスクの位置決め(アライメント)を行うことを特徴とする露光方法。 An exposure method for transferring a pattern on a mask onto a sensitive substrate while managing a plurality of masks (including a reticle) as a device pattern master,
A mask identification mark for identifying the plurality of masks is attached to the surface of each mask,
An exposure method comprising: detecting a position of the mask identification mark, and performing positioning (alignment) of the mask based on position information of the mark.
前記マスク上のマスク識別マークにプローブ光を照射する光学系と、
前記マスク識別マークに当たった光を読み取って、該マスク識別マークの位置を検出するマーク検出手段と、
前記マスク識別マークの位置情報に基づいて、マスクステージを操作して、前記マスクの位置決め(アライメント)を行う手段と、
を具備することを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus for transferring a pattern on a mask (including a pattern original plate and a reticle) onto a sensitive substrate,
An optical system for irradiating the mask identification mark on the mask with probe light;
Mark detecting means for detecting the position of the mask identification mark by reading light hitting the mask identification mark;
Means for positioning (alignment) the mask by operating a mask stage based on position information of the mask identification mark;
An exposure apparatus comprising:
前記マスク上のマスク識別マーク及びマスク位置検出用マークにプローブ光を照射する光学系と、
前記マスク識別マーク及びマスク位置検出用マークに当たった光を読み取って、該マスク識別マーク及び前記マスク位置検出用マークの位置をそれぞれ検出する検出処理部を備えるマーク検出手段と、
前記マスク識別マーク及び前記マスク位置検出用マークの位置情報に基づいて、マスクステージを操作して、前記マスクの位置決め(アライメント)を行う手段と、
を具備することを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus for transferring a pattern on a mask (including a pattern original plate and a reticle) onto a sensitive substrate,
An optical system for irradiating the mask identification mark and the mask position detection mark on the mask with probe light;
Mark detection means comprising a detection processing unit that reads the light hitting the mask identification mark and the mask position detection mark and detects the position of the mask identification mark and the mask position detection mark, respectively.
Means for positioning the mask by operating a mask stage based on position information of the mask identification mark and the mask position detection mark;
An exposure apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003293783A JP2005064299A (en) | 2003-08-15 | 2003-08-15 | Method and apparatus of exposure |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102449552A (en) * | 2010-02-24 | 2012-05-09 | 恩斯克科技有限公司 | Optical projection device for exposure apparatus, exposure apparatus, method for exposure, method for fabricating substrate, mask, and exposed substrate |
-
2003
- 2003-08-15 JP JP2003293783A patent/JP2005064299A/en active Pending
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