JP2005108981A - Exposure method and exposure apparatus - Google Patents

Exposure method and exposure apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2005108981A
JP2005108981A JP2003337690A JP2003337690A JP2005108981A JP 2005108981 A JP2005108981 A JP 2005108981A JP 2003337690 A JP2003337690 A JP 2003337690A JP 2003337690 A JP2003337690 A JP 2003337690A JP 2005108981 A JP2005108981 A JP 2005108981A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
subfield
reticle
linear
mark
exposure apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003337690A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noriyuki Hirayanagi
徳行 平柳
Takashi Aoyama
高志 青山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2003337690A priority Critical patent/JP2005108981A/en
Publication of JP2005108981A publication Critical patent/JP2005108981A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposure method and an exposure apparatus which can compensate with higher accuracy, for non-linear distortions generated in reticle during the exposure. <P>SOLUTION: Locations of all sub-fields and locations of marks for detecting locations formed in the circumference of the sub-field region are measured with a coordinate measuring apparatus (S11), by defining the center of the sub-field region of reticle as the reference location. Locations of the same marks are measured by loading the reticle to the exposure apparatus (S12). Thereafter, displacement data of each mark in the exposure apparatus are calculated from the location data of mark measured in the steps S11 and S12 (S13). Linear deformation of reticle is estimated with the method of least squares (S14). Non-linear displacement of each mark is calculated (S15). Linear displacement of each sub-field is estimated (S16). Non-linear displacement of each sub-field is obtained from a length R<SB>si</SB>of the half-line, extending from the reference location to the original location of the sub-field and the reference location, as a function of the ratio of the line connecting the adjacent marks and the length R<SB>m</SB>up to the intersecting point of this half-line (S17). Exposure is conducted by using the location change data of each sub-field (S18), while correcting compensating for the location of sub-field. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体集積回路等のリソグラフィに用いられる露光方法及び露光装置に関する。特には、レチクルの歪みを高い精度で補正することのできる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 lithography such as a semiconductor integrated circuit. In particular, the present invention relates to an exposure method and an exposure apparatus that can correct reticle distortion with high accuracy.

近年、一括転写方式の発展によって、荷電粒子線リソグラフィにもレチクルが使用されるようになった。これらのレチクルは、シリコン等の薄膜で形成されることが多いため、膜の応力やレチクルの自重によって、レチクルに歪みが生じてしまう。しかし、従来はパターン転写時の縮小率が大きかったため、上述のようなレチクルの歪みは、半導体リソグラフィの際にそれほど問題とはならなかった。また、レチクルの歪みの原因は、レチクルの自重や膜応力だけではなく、露光装置内で固定されたときのチャックやレチクルホルダーの保持力に起因する歪みや、装置内の温度によるレチクルの熱膨張等に起因する歪みも発生する。   In recent years, with the development of batch transfer systems, reticles have also been used for charged particle beam lithography. Since these reticles are often formed of a thin film such as silicon, the reticle is distorted due to the stress of the film and the weight of the reticle. However, since the reduction ratio at the time of pattern transfer has been large in the past, reticle distortion as described above has not been a serious problem in semiconductor lithography. The cause of reticle distortion is not only the reticle's own weight and film stress, but also the distortion caused by the holding force of the chuck and reticle holder when it is fixed in the exposure apparatus, and the thermal expansion of the reticle due to the temperature inside the apparatus. Distortion caused by the above also occurs.

上記のようなレチクル歪みを検査・補正する方法としては、レチクルの梁の部分(図5の符号45参照。)に位置計測マークを設けて、露光装置とは別の座標測定装置等の検査装置で該マーク位置を計測して位置データを得ておき、該データを用いて露光時にパターンの転写位置を補正する方法がある。あるいは、露光装置内で上記マーク位置を計測して補正する方法もある。特許文献1では、線型な歪みは露光装置内で計測し、非線型な歪みは検査装置で計測し、両者を重ね合わせて露光装置内のレチクルの位置データを推定する手法が提案されている。   As a method for inspecting / correcting reticle distortion as described above, an inspection apparatus such as a coordinate measuring apparatus different from the exposure apparatus is provided by providing a position measurement mark on the beam portion of the reticle (see reference numeral 45 in FIG. 5). In this method, the mark position is measured to obtain position data, and the data is used to correct the pattern transfer position during exposure. Alternatively, there is a method of measuring and correcting the mark position in the exposure apparatus. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-133620 proposes a method of measuring linear distortion in an exposure apparatus, measuring nonlinear distortion with an inspection apparatus, and superimposing both to estimate reticle position data in the exposure apparatus.

特開2002−319533号公報JP 2002-319533 A

上述のようなレチクル歪みの補正方法においては、チャックの保持力などに起因する非線型歪みに対しては、露光を行うごとに全点計測によりレチクルの歪みを測定して、露光時に歪みを補正しながら露光する方法であった。しかしながら、露光の実行中にレチクルの全点計測を行うことは不可能であり、非線型歪みが大きい場合には、露光精度を悪化させるという問題があった。
上記の点に鑑み、本発明は、露光時にレチクルに生じる非線型歪みを高い精度で補正することのできる露光方法及び露光装置を提供することを目的とする。
In the reticle distortion correction method described above, for non-linear distortion caused by chuck holding force etc., the reticle distortion is measured by measuring all points every time exposure is performed, and the distortion is corrected during exposure. It was a method of exposing while. However, it is impossible to measure all points of the reticle during exposure, and there is a problem that the exposure accuracy is deteriorated when the nonlinear distortion is large.
In view of the above points, an object of the present invention is to provide an exposure method and an exposure apparatus that can correct nonlinear distortion generated in a reticle during exposure with high accuracy.

以上の課題を解決するため、本発明の露光方法は、感応基板上に転写すべきデバイスパターンを小領域(サブフィールド)に分割してレチクル上に形成し、該レチクルを、前記サブフィールド毎にエネルギー線で照明し、該サブフィールドを通過又は反射したエネルギー線を前記感応基板上のしかるべき位置に投影・結像させ、該感応基板上では、各サブフィールドのパターンの像を繋ぎ合わせることにより前記デバイスパターン全体を転写する露光方法であって、A):前記レチクルの前記サブフィールドの群の存在する領域(サブフィールド域)の周囲に位置検出用マークを形成しておき、B):前記サブフィールド域の中央部に基準位置(X,Y)を置き、C):座標計測装置で全サブフィールドの位置(Xsi,Ysi)及び前記マークの位置(Xmi,Ymi)を測定し、D):露光装置に前記レチクルを搭載した後に前記マークの位置(Xmi´,Ymi´)を測定し、E):C)、D)で測定したマークの位置データから露光装置内における各マークの位置ずれデータ(ΔXmi=Xmi´−Xmi,ΔYmi=Ymi´−Ymi)を得、F):該位置ずれデータから、前記レチクルの露光装置への搭載に伴う変形に対しての線型変形(倍率差S、直交度差ω、回転差θ、並進差O)を推定し、G):各マークの位置ずれ(ΔXmi,ΔYmi)から、F)で推定した前記レチクルの線型変形に起因する各マークの線型位置ずれ(ΔXmi ,ΔYmi )を引いて、各マークの露光装置への搭載に伴う位置ずれの非線型位置ずれ(ΔXmi NL,ΔYmi NL)を得る、H):(Xsi,Ysi)より前記レチクルの線型変形に起因する各サブフィールドの露光装置への搭載に伴う位置ずれ(ΔXsi ,ΔYsi )を得、I):露光装置搭載後の各サブフィールドの非線型位置ずれ(ΔXsi NL,ΔYsi NL)については、各(Xsi,Ysi)及び(ΔXsi ,ΔYsi )より露光装置への搭載前の非線形位置ずれを求め、さらに、I1):前記基準位置(X,Y)から各サブフィールドの元の位置(Xsi,Ysi)に引いた線を、サブフィールド域の周囲の位置検出用マークの互いに隣り合うものを結ぶ線と交差するまで延長し、I2):I1)の交差点の非線型位置ずれを、該交差点の両隣のマークの非線型位置ずれから補間し、I3):I1)の線の基準位置(X,Y)から前記サブフィールドの元の位置(Xsi,Ysi)までの長さRsiと、基準位置(X,Y)から前記交差点までの長さRとの比の関数として、露光装置搭載後の各サブフィールドの非線型位置ずれ(ΔXsi NL,ΔYsi NL)の変化を推定し、J):I)で得た各サブフィールドの位置変化データを用いて該サブフィールドの位置を補正しながら露光することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an exposure method of the present invention divides a device pattern to be transferred onto a sensitive substrate into small regions (subfields), and forms the reticle on each of the subfields. By illuminating with energy rays, projecting and imaging energy rays that have passed or reflected through the sub-fields onto appropriate positions on the sensitive substrate, and connecting the pattern images of the sub-fields on the sensitive substrate. An exposure method for transferring the entire device pattern, wherein A): a position detection mark is formed around a region (subfield region) where the subfield group exists on the reticle, and B): reference position in the center of the sub-field range (X 0, Y 0) Place, C): the position of all of the subfields in the coordinate measuring device (X si, Y si) Position of the fine the mark (X mi, Y mi) was measured, D): the position of the mark after mounting the reticle to the exposure apparatus (X mi ', Y mi' measured), E): C) , D) to obtain position deviation data (ΔX mi = X mi ′ −X mi , ΔY mi = Y mi ′ −Y mi ) in the exposure apparatus from the position data of the mark measured in (D), F): the position From the deviation data, the linear deformation (magnification difference S, orthogonality difference ω, rotation difference θ, translation difference O) with respect to the deformation accompanying the mounting of the reticle on the exposure apparatus is estimated, and G): position of each mark mounting deviation (ΔX mi, ΔY mi) from linear position displacement ([Delta] X mi of the respective marks due to linear deformation of the reticle estimated by F) L, pull the [Delta] Y mi L), to the exposure apparatus of each mark nonlinear position shift of accompanying ([Delta] X mi L, to obtain a ΔY mi NL), H) :( X si, Y si) from the positional deviation due to the mounting of the exposure apparatus of each sub-field due to linear deformation of the reticle (ΔX si L, ΔY si L ) I): Non-linear positional deviation (ΔX si NL , ΔY si NL ) of each subfield after the exposure apparatus is mounted from (X si , Y si ) and (ΔX si L , ΔY si L ) A nonlinear positional deviation before being mounted on the exposure apparatus is obtained, and further, I1): a line drawn from the reference position (X 0 , Y 0 ) to the original position (X si , Y si ) of each subfield is The position detection marks around the field area are extended until they intersect with a line connecting adjacent ones of the position detection marks, and the non-linear position deviation of the intersection of I2): I1) is determined from the non-linear position deviation of the marks adjacent to the intersection. Interpolate, 3): reference position of the line I1) (X 0, Y 0) from the original position of the sub-fields (X si, the length R si to Y si), from the reference position (X 0, Y 0) as a function of the ratio of the length R m to the intersection, estimating a change of the nonlinear positional deviation of each sub-field after exposure apparatus mounting (ΔX si NL, ΔY si NL ), J): I) obtained in Further, exposure is performed while correcting the position of the subfield using the position change data of each subfield.

上記のI3)においては、前記交差点の両隣のマークの非線型位置ずれから補間して求めた該交差点における非線型位置ずれdx=(ΔXRm NL,ΔYRm NL)と、r=Rを式dx=rA(Nは任意の数)に代入して行列A=(A,A)を求め、前記行列Aとr=Rsiを式dx=rAに代入して、各サブフィールドの非線型位置ずれdx=(ΔXsi NL,ΔYsi NL)を推定することができる。 In the above I3), the non-linear position deviation dx = (ΔX Rm NL , ΔY Rm NL ) at the intersection obtained by interpolation from the non-linear position deviations of the marks adjacent to the intersection and r = R m Substituting dx = r N A (N is an arbitrary number) to obtain a matrix A = (A x , A y ), substituting the matrix A and r = R si into the formula dx = r N A, It is possible to estimate the non-linear positional deviation dx = (ΔX si NL , ΔY si NL ) of the subfield.

本発明の露光装置は、感応基板上に転写すべきデバイスパターンを小領域(サブフィールド)に分割してレチクル上に形成し、該レチクルを、前記サブフィールド毎にエネルギー線で照明し、該サブフィールドを通過又は反射したエネルギー線を前記感応基板上のしかるべき位置に投影・結像させ、該感応基板上では、各サブフィールドのパターンの像を繋ぎ合わせることにより前記デバイスパターン全体を転写する露光装置であって、前記レチクルが、前記サブフィールドの群の存在する領域(サブフィールド域)の周囲に形成された、位置検出用マークと、前記位置検出用マークの位置を検出する手段と、座標計測装置で測定した全サブフィールドの位置(Xsi,Ysi)及び前記マークの位置(Xmi,Ymi)と、露光装置で前記レチクルを搭載した後に測定した前記マークの位置(Xmi´,Ymi´)とから計算して得られる、各マークの線型位置ずれ(ΔXmi ,ΔYmi )、各マークの位置ずれの非線型位置ずれ(ΔXmi NL,ΔYmi NL)及び各サブフィールドの線型位置ずれ(ΔXsi ,ΔYsi )を用いて、基準位置(X,Y)から各サブフィールドの元の位置(Xsi,Ysi)に引いた線を、サブフィールド域の周囲の位置検出用マークの互いに隣り合うものを結ぶ線と交差するまで延長した線との交差点の非線型位置ずれを、該交差点の両隣のマークの非線型位置ずれから補間して、線の前記基準位置(X,Y)から前記サブフィールドの元の位置(Xsi,Ysi)までの長さRsiと、基準位置(X,Y)から前記交差点までの長さRとの比の関数として、各サブフィールドの非線型位置ずれ(ΔXsi NL,ΔYsi NL)を推定する手段と、を有することを特徴とする。 The exposure apparatus of the present invention divides a device pattern to be transferred onto a sensitive substrate into small regions (subfields) and forms them on a reticle, and illuminates the reticle with energy rays for each of the subfields. Exposure to transfer the entire device pattern by projecting and forming an energy beam that has passed or reflected through the field onto an appropriate position on the sensitive substrate, and joining the images of the patterns of the subfields on the sensitive substrate. A position detection mark formed around a region where the group of subfields exists (subfield region), means for detecting the position of the position detection mark, and coordinates position (X si, Y si) of all of the subfields was measured by the measuring device and the position (X mi, Y mi) of the marked exposure apparatus Position of the mark measured after mounting the reticle (X mi ', Y mi' ) because obtained by calculating, linear positional deviation of the marks (ΔX mi L, ΔY mi L ), positional deviation of the marks Using the non-linear positional deviation (ΔX mi NL , ΔY mi NL ) and the linear positional deviation (ΔX si L , ΔY si L ) of each subfield from the reference position (X 0 , Y 0 ) The non-linear positional deviation of the intersection between the line drawn to the position (X si , Y si ) and the line extended until it intersects with a line connecting adjacent ones of the position detection marks around the subfield area, The length R si from the reference position (X 0 , Y 0 ) of the line to the original position (X si , Y si ) of the line is interpolated from the non-linear positional deviation of the marks on both sides of the intersection , Standard position As a function of the ratio of the length R m of (X 0, Y 0) from to the intersection, nonlinear positional deviation (ΔX si NL, ΔY si NL ) of each sub-field and means for estimating a, to have a Features.

以上に述べたように、本発明によると、露光装置内においては、サブフィールド領域の周囲に形成された位置検出用マークの位置を測定するだけで、全サブフィールドの位置ずれを予測することができる。したがって、従来のように全点計測を行うことなく、少数の点の位置測定で、高精度の露光位置制御を実現することができ、高スループットの露光を行うことができる。   As described above, according to the present invention, in the exposure apparatus, it is possible to predict the displacement of all the subfields only by measuring the positions of the position detection marks formed around the subfield area. it can. Therefore, high-precision exposure position control can be realized by position measurement of a small number of points without performing all-point measurement as in the prior art, and high-throughput exposure can be performed.

発明を実施するための形態BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

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。
まず、半導体デバイス等の露光方法の一つである電子線露光方法の概要について説明する。
図4は、分割転写方式の電子線露光装置の光学系全体における結像関係を示す模式図である。
光学系の最上流(図の上方)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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, an outline of an electron beam exposure method which is one of exposure methods for semiconductor devices and the like will be described.
FIG. 4 is a schematic diagram showing an imaging relationship in the entire optical system of the divided transfer type electron beam exposure apparatus.
An electron gun 1 is disposed in the uppermost stream of the optical system (upward in the figure). 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の像は、レンズ9によって、レチクル10に結像される。   An illumination beam shaping aperture 4 is disposed below the condenser lens 3. The image of the opening 4 is formed on the reticle 10 by the lens 9.

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、ビームがレチクル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 reticle 10.

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レチクル10の各サブフィールドの照明を行う。このとき、あらかじめ算出しておいた位置ずれデータに基づいて、位置補正を行いながら照明ビームの走査を行う(位置ずれデータを算出する手順については後述する。)。
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。
An illumination beam deflector 8 is disposed below the blanking opening 7. The deflector 8 sequentially scans the illumination beam in the X-axis direction to illuminate each subfield of the reticle 10 in the field of view of the optical system. At this time, the illumination beam is scanned while performing position correction based on the position shift data calculated in advance (the procedure for calculating position shift data will be described later).
An illumination lens 9 is disposed below the deflector 8. The illumination lens 9 images the illumination beam shaping aperture 4 on the reticle 10.

レチクル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(図5参照。詳細後述。)。レチクル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を複数のレチクル上に分割、形成してもよい。
レチクル10は、移動可能なレチクルステージ11上に設置されており、このレチクルステージ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、レチクル10上の各サブフィールドを照明することができる。このレチクルステージ11には、位置検出器(干渉計)12が付属しており、レチクルステージ11の位置を正確に把握することができる。
The reticle 10 extends in a plane (XY plane) perpendicular to the optical axis, and has a number of subfields (see FIG. 5 and will be described in detail later). On the reticle 10, a device pattern constituting one semiconductor chip as a whole is formed. Note that a device pattern constituting one chip may be divided and formed on a plurality of reticles.
The reticle 10 is installed on a movable reticle stage 11. By moving the reticle stage 11 in the XY direction, each subfield on the reticle 10 that extends over a wider range than the field of view of the illumination optical system is displayed. Can be illuminated. A position detector (interferometer) 12 is attached to the reticle stage 11 so that the position of the reticle stage 11 can be accurately grasped.

レチクル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。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。   Projection lenses 15 and 19 and a deflector 16 are provided below the reticle 10. The electron beam that has passed through one subfield of the reticle 10 is imaged at a desired position on the wafer 23 by the projection lenses 15 and 19 and the deflector 16.

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、レチクル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 wafer 23. An electron beam dose is given to the resist, and the device pattern on the reticle 10 is reduced and transferred.

レチクル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、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に到達しないように遮断する。このとき、大部分の散乱電子線は遮断できるが、微量の散乱電子線は、遮断しきれずにウェハ23に到達する。   At a position where the reticle 10 and the wafer 23 are internally divided by a reduction ratio, a crossover C.I. O. The contrast opening 18 is provided at this position. This opening 18 blocks the electron beam scattered by the non-pattern part of the reticle 10 from reaching the wafer 23. At this time, most of the scattered electron beams can be blocked, but a very small amount of scattered electron beams reach the wafer 23 without being blocked.

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。上記のレチクルステージ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、上記のレチクルステージ11と同様、位置検出器25が付属している。   The wafer 23 is disposed on a wafer stage 24 that can move in the X-axis and Y-axis directions via an electrostatic chuck (not shown). By moving the reticle stage 11 and the wafer stage 24 synchronously in opposite directions, a device pattern that extends beyond the field of view of the optical system can be sequentially exposed and transferred. The wafer stage 24 also includes a position detector 25 as in the reticle stage 11 described above.

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、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、マークによって反射される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。   A backscattered electron detector 22 is disposed immediately above the wafer 23. The backscattered electron detector 22 detects the amount of electrons reflected by the exposure surface of the wafer 23 and the mark on the wafer stage 24. For example, the relative positional relationship between the reticle 10 and the wafer 23 can be known by scanning the mark on the wafer 23 with a beam that has passed through the mark pattern on the reticle 10 and detecting electrons reflected by the mark.

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、レチクルステージ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制御部11a、24aを介して、コントローラ31により制御される。   The lenses 2, 3, 9, 15, 19 and the deflectors 5, 8, 16 are respectively connected to the corresponding coil power supply control units 2a, 3a, 9a, 15a, 19a and 5a, 8a, 16a. Controlled by the controller 31. The reticle stage 11 and the wafer stage 24 are also controlled by the controller 31 via corresponding stage control units 11a and 24a.

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、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 stage position detectors 12 and 25 send signals to the controller 31 via the interfaces 12a and 25a including amplifiers and A / D converters. Similarly, the backscattered electron detector 22 sends a signal to the controller 31 via the interface 22a.

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、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の像がつなぎ合わされて、レチクル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 controller 31 grasps the alignment error of the stage and corrects the error by the image position adjusting deflector 16. Thereby, the reduced image of the subfield on the reticle 10 is accurately transferred to the target position on the wafer 23. Then, the images of the subfields are joined on the wafer 23, and the entire device pattern on the reticle 10 is transferred onto the wafer.

次に、レチクル10の具体例について説明する。
図5は、電子線露光において用いられるレチクルの一例を模式的に示す図である。図5(A)は、全体の平面図であり、図5(B)は、一部の斜視図であり、図5(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を用いて描画した後、エッチングを行うことにより製作できる。
Next, a specific example of the reticle 10 will be described.
FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of a reticle used in electron beam exposure. 5A is a plan view of the whole, FIG. 5B is a partial perspective view, and FIG. 5C is a plan view of one small membrane region. Such a reticle can be manufactured, for example, by drawing on a silicon wafer using an electron beam and then performing etching.

図5(A)に示すレチクル10には、デバイスパターンが分割配置されている。図5(A)中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、一例で厚さが0.1μmから数μmである。   Device patterns are divided and arranged on the reticle 10 shown in FIG. A large number of squares 41 shown in FIG. 5A are small membrane regions each including a device pattern corresponding to one subfield. For example, the small membrane region 41 has a thickness of 0.1 μm to several μm.

図5(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23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。各サブフィールド42の周りには、図示せぬアライメントマークが設けられている。
このようなサブフィールドのパターンを形成する形態としては、電子線が散乱しながら透過する散乱メンブレンに孔の開いた部分を設ける散乱ステンシルタイプと、電子線をよく散乱する高散乱体からなるパターン層を電子透過体として非常に薄いメンブレン上に形成する連続メンブレンタイプとがある。
As shown in FIG. 5C, the small membrane region 41 includes a central subfield 42 and a skirt 43 surrounding the periphery thereof in a frame shape.
The subfield 42 is, for example, a square having a side of 0.5 to 5 mm. If the reduction ratio at the time of projection is 1/5, the image of the subfield 42 projected onto the wafer 23 is a square having one side of 0.1 to 1 mm. An alignment mark (not shown) is provided around each subfield 42.
As a form to form such a subfield pattern, there is a scattering stencil type in which a perforated portion is provided in a scattering membrane through which an electron beam is scattered and a pattern layer comprising a high scatterer that scatters an electron beam well. There is a continuous membrane type in which is formed on a very thin membrane as an electron transmission body.

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。   The skirt 43 is a frame-like part (with a width of 0.05 mm in one example) where no pattern is formed, and the edge of the illumination beam hits it.

図5(A)及び図5(B)の小メンブレン領域41周囲の格子状の部分(支持体層)は、グリレージ45である。グリレージ45は、レチクル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。   A lattice-shaped portion (support layer) around the small membrane region 41 in FIGS. The glage 45 is a beam (thickness 0.5 to 1 mm, width 0.1 mm, for example) for maintaining the mechanical strength of the reticle 10.

図5(A)に示すように、図5のX軸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、エレクトリカルストライプ44が図5のY軸方向に多数並んで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。
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、スカートやグリレージ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。
As shown in FIG. 5A, a large number of small membrane regions 41 are arranged in the X-axis direction in FIG. 5 to form one group (electrical stripe 44), and a large number of electrical stripes 44 in the Y-axis direction in FIG. One mechanical stripe 49 is formed side by side.
The length of the electrical stripe 44 (the width of the mechanical stripe 49) is limited by the width of the field of view that can be covered by the deflection of the optical system.
In addition, a method in which a non-pattern region such as a skirt or a grudge is not provided between adjacent subfields in one electrical stripe 44 has been studied.

メカニカルストライプ49は、図5のX軸方向に複数並んでいる。隣り合うメカニカルストライプ49の間の部分は、ストラット47である。ストラット47は、グリレージ45よりもやや太い梁であって、レチクル10のたわみを低減する。ストラット47とグリレージ45とは一体となっている。図5に示すレチクル10には、2つのメカニカルストライプ49が形成されており、この2つのメカニカルストライプ49を取り囲むように、位置検出用マークが形成された位置検出用マーク領域(サブフィールドでもよい)46が設けられている(図3参照)。   A plurality of mechanical stripes 49 are arranged in the X-axis direction of FIG. A portion between adjacent mechanical stripes 49 is a strut 47. The strut 47 is a beam that is slightly thicker than the grage 45 and reduces the deflection of the reticle 10. The strut 47 and the grage 45 are integrated. In the reticle 10 shown in FIG. 5, two mechanical stripes 49 are formed, and a position detection mark region (may be a subfield) in which position detection marks are formed so as to surround the two mechanical stripes 49. 46 is provided (see FIG. 3).

レチクル10の露光は、図5のX軸方向には、電子線を偏向させることにより、エレクトリカルストライプ44の小メンブレン領域41(以下の説明ではサブフィールド41という。)の列を順次露光する。他方、図5のY軸方向には、連続ステージ走査により順次露光する。   In the exposure of the reticle 10, a column of small membrane regions 41 (hereinafter referred to as subfields 41) of the electrical stripe 44 is sequentially exposed by deflecting an electron beam in the X-axis direction of FIG. 5. On the other hand, exposure is sequentially performed in the Y-axis direction of FIG. 5 by continuous stage scanning.

ここで、レチクルに生じる歪みの種類について説明する。
図6は、レチクルに生じる歪み(誤差)の種類を示す図である。図6(A)は、回転誤差を示す図であり、図6(B)は、直交度誤差を示す図であり、図6(C)は、倍率誤差を示す図である。
図には、歪みが生じる前のパターン領域40及びアライメントマーク53の位置が破線で示されている。
Here, the types of distortion generated in the reticle will be described.
FIG. 6 is a diagram showing the types of distortion (error) generated in the reticle. 6A is a diagram showing a rotation error, FIG. 6B is a diagram showing an orthogonality error, and FIG. 6C is a diagram showing a magnification error.
In the figure, the positions of the pattern region 40 and the alignment mark 53 before the distortion occurs are indicated by broken lines.

図6(A)には、回転誤差歪みの生じた後のパターン領域40´及びアライメントマーク53´の位置が実線で示されている。図6(A)には、パターン領域40´は、中心点を軸に、元の位置40から右回りに角θ回転した状態が示されている。元のパターン領域40上の任意の点の座標を(x,y)とすると、回転誤差歪みの生じた後のパターン領域40´上の対応する点(X,Y)の座標は、
(X,Y)=(x・cosθ−y・sinθ,x・sinθ+y・cosθ)…(a)
となる。
In FIG. 6A, the positions of the pattern region 40 ′ and the alignment mark 53 ′ after the occurrence of the rotational error distortion are indicated by solid lines. FIG. 6A shows a state in which the pattern region 40 ′ is rotated clockwise by the angle θ from the original position 40 around the center point. Assuming that the coordinates of an arbitrary point on the original pattern area 40 are (x, y), the coordinates of the corresponding point (X, Y) on the pattern area 40 ′ after the occurrence of rotational error distortion are
(X, Y) = (x · cos θ−y · sin θ, x · sin θ + y · cos θ) (a)
It becomes.

図6(B)には、直交度誤差歪みの生じた後のパターン領域40´及びアライメントマーク53´の位置が実線で示されている。図6(B)には、角度ωだけ元のパターン領域40の直交度が歪み、パターン領域40´が平行四辺形状になった状態が示されている。元のパターン領域40上の任意の点の座標を(x,y)とすると、直交度誤差歪みの生じた後のパターン領域40´上の対応する点(X,Y)の座標は、
(X,Y)=(x−y・tanω,y)…(b)
となる。
In FIG. 6B, the positions of the pattern region 40 ′ and the alignment mark 53 ′ after the occurrence of the orthogonality error distortion are indicated by solid lines. FIG. 6B shows a state in which the orthogonality of the original pattern region 40 is distorted by an angle ω and the pattern region 40 ′ has a parallelogram shape. If the coordinates of an arbitrary point on the original pattern area 40 are (x, y), the coordinates of the corresponding point (X, Y) on the pattern area 40 ′ after the occurrence of the orthogonality error distortion is
(X, Y) = (xy · tan ω, y) (b)
It becomes.

図6(C)には、倍率誤差歪みの生じた後のパターン領域40´及びアライメントマーク53´の位置が実線で示されている。図6(C)には、熱膨張等によって、元のパターン領域40が大きくなった状態が示されている。X方向の倍率誤差をS、Y方向の倍率誤差をSとすると、倍率誤差歪みの生じた後のパターン領域40´の大きさは、(1+S)×(1+S)となる。 In FIG. 6C, the positions of the pattern region 40 ′ and the alignment mark 53 ′ after the magnification error distortion are shown by solid lines. FIG. 6C shows a state where the original pattern region 40 is enlarged due to thermal expansion or the like. When the magnification error in the X direction is S x and the magnification error in the Y direction is S y , the size of the pattern region 40 ′ after the magnification error distortion is (1 + S x ) × (1 + S y ).

露光装置内においては、上述のようにサブフィールド41は、グリレージ45によって支えられているため、サブフィールド41内に生じる歪みは低減される。
ところが、レチクル10全体としては、数十nm程度の非常に大きな歪みが生じてしまう。このような歪みを補正するためには、回転や倍率の補正だけでは、要求される露光精度を実現するには不十分である。また、露光装置内での歪みを補正するために、検査装置において行うような全点位置計測を行うことは不可能である。
本発明においては、レチクル(マスク)全体における歪みによるサブフィールドの配列補正を考える。そこで、露光パターンが形成されたサブフィールド領域(2本のメカニカルストライプ49)の周囲に位置検出用マーク領域46を形成して、露光装置内で電子線を用いて、同領域46に形成された位置検出用マークの位置検出を行うことにより、全サブフィールド位置の設計値からのずれを求める。
In the exposure apparatus, as described above, since the subfield 41 is supported by the grunge 45, distortion generated in the subfield 41 is reduced.
However, the reticle 10 as a whole has a very large distortion of about several tens of nanometers. In order to correct such distortion, only correction of rotation and magnification is insufficient to realize required exposure accuracy. Further, it is impossible to perform all-point position measurement as is done in the inspection apparatus in order to correct distortion in the exposure apparatus.
In the present invention, subfield arrangement correction due to distortion in the entire reticle (mask) is considered. Therefore, a position detection mark region 46 is formed around the subfield region (two mechanical stripes 49) where the exposure pattern is formed, and the electron beam is used to form the position detection mark region 46 in the exposure apparatus. By detecting the positions of the position detection marks, deviations from the design values of all subfield positions are obtained.

以下に、本発明の露光方法について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る露光方法を示すフローチャートである。
まず、レチクルのサブフィールド域の中央部に基準位置(X,Y)を置く。そして、座標計測装置で全サブフィールドの位置(Xsi,Ysi)及び位置検出用マーク(図3及び図5参照)の位置(Xmi,Ymi)を測定する(S11)。ここで、座標計測時における歪みデータを得ておく。
次に、露光装置にレチクルを搭載した後に位置検出用マークの位置(Xmi´,Ymi´)を測定し(S12)、S11及びS12で測定した位置検出用マークの位置データから露光装置への搭載に伴う各マークの位置ずれデータ(ΔXmi=Xmi´−Xmi,ΔYmi=Ymi´−Ymi)を計算する(S13)。
そして、式(1)を用いて、最小自乗法でレチクルの露光装置への搭載に伴う線型変形(倍率差S、直交度差ω、回転差θ、並進差O)を推定する(S14)。式(1)において、行列(A)は回転誤差歪み(前掲の式(a)参照)、行列(B)は直交度誤差歪み(前掲の式(b)参照)、行列(C)は倍率誤差歪みを表す行列である(図6参照)。また、(O,O)は、サブフィールドの基準位置のずれ(並進誤差)を示す。
各マークの位置ずれ(ΔXmi,ΔYmi)から、S14で推定したレチクルの線型変形に起因する各マークの線型位置ずれ(ΔXmi ,ΔYmi )を引いて(式(2))、各マークの露光装置への搭載に伴う位置ずれの非線型位置ずれ(ΔXmi NL,ΔYmi NL)を計算する(S15)。

Figure 2005108981
レチクルの線型変形に起因する各サブフィールドの位置ずれ(ΔXsi ,ΔYsi )を、式(1)を用いて推定する(S16)。 Below, the exposure method of this invention is demonstrated.
FIG. 1 is a flowchart showing an exposure method according to an embodiment of the present invention.
First, the reference position (X 0 , Y 0 ) is placed at the center of the subfield area of the reticle. Then, the position (X si , Y si ) of all the subfields and the position (X mi , Y mi ) of the position detection mark (see FIGS. 3 and 5) are measured by the coordinate measuring device (S11). Here, distortion data at the time of coordinate measurement is obtained.
Next, after the reticle is mounted on the exposure apparatus, the position (X mi ′, Y mi ′) of the position detection mark is measured (S12), and the position detection mark position data measured in S11 and S12 is transferred to the exposure apparatus. Displacement data (ΔX mi = X mi ′ −X mi , ΔY mi = Y mi ′ −Y mi ) associated with the mounting of the mark is calculated (S13).
Then, using equation (1), the linear deformation (magnification difference S, orthogonality difference ω, rotation difference θ, translation difference O) accompanying the mounting of the reticle on the exposure apparatus is estimated by the least square method (S14). In equation (1), matrix (A) is a rotation error distortion (see equation (a) above), matrix (B) is an orthogonality error distortion (see equation (b) above), and matrix (C) is a magnification error. It is a matrix representing distortion (see FIG. 6). Further, (O x , O y ) indicates a deviation (translation error) of the reference position of the subfield.
Subtracting the linear displacement (ΔX mi L , ΔY mi L ) of each mark resulting from the linear deformation of the reticle estimated in S14 from the positional displacement (ΔX mi , ΔY mi ) of each mark (formula (2)), Non-linear positional deviations (ΔX mi NL , ΔY mi NL ) of positional deviations associated with mounting of each mark on the exposure apparatus are calculated (S15).
Figure 2005108981
The displacement (ΔX si L , ΔY si L ) of each subfield due to the linear deformation of the reticle is estimated using equation (1) (S16).

ここで座標計測時における歪みデータから予測できる、露光時における非線型歪みデータ(予測値、マーク位置(ΔXmi PNL,ΔYmi PNL)及びサブフィールド位置(ΔXsi PNL,ΔYsi PNL))を計算する。そして、S15で求めた各マークの位置ずれの非線型位置ずれ(ΔXmi NL,ΔYmi NL)と、露光時におけるマーク位置の非線型歪みデータ(予測値)(ΔXmi PNL,ΔYmi PNL)を比較し、非線型歪みが十分な精度で予測できている場合((ΔXmi NL,ΔYmi NL)≒(ΔXmi PNL,ΔYmi PNL))には、予測値(ΔXsi PNL,ΔYsi PNL)、及び、S16で推定した線型位置ずれデータを用いて、補正をしながら露光する(S18)。 Here, non-linear distortion data (expected value, mark position (ΔX mi PNL , ΔY mi PNL ) and subfield position (ΔX si PNL , ΔY si PNL )) at the time of exposure, which can be predicted from the distortion data at the time of coordinate measurement, is calculated. To do. Then, the non-linear position shift (ΔX mi NL , ΔY mi NL ) of the position shift of each mark obtained in S15 and the non-linear distortion data (predicted value) of the mark position at the time of exposure (ΔX mi PNL , ΔY mi PNL ) , And if the nonlinear distortion is predicted with sufficient accuracy ((ΔX mi NL , ΔY mi NL ) ≈ (ΔX mi PNL , ΔY mi PNL )), the predicted value (ΔX si PNL , ΔY si) PNL ) and the linear positional deviation data estimated in S16, and exposure is performed while correcting (S18).

非線型歪みが十分な精度で予測できなかった場合には、以下の手順で各サブフィールドの非線型位置ずれ(ΔXsi NL,ΔYsi NL)を推定する(S17)。
ここで、各サブフィールドの非線型位置ずれ(ΔXsi NL,ΔYsi NL)を推定する手順(S17)について説明する。
図2は、サブフィールドの非線型位置ずれを推定する方法を示すフローチャートである。図3は、サブフィールドの非線型位置ずれを推定する方法を示す図である。図3(A)は、レチクルの平面図であり、図3(B)は、位置検出用マークの一部を拡大して示す平面図である。
なお、以下では、サブフィールド上の点の位置を基準位置100(X,Y)を原点とする極座標表示を用いて表すことにする。したがって、各サブフィールドの座標計測装置で測定された位置101(Xsi,Ysi)を(Rsi,θ)のように書く。
まず、図3(A)に示すように、基準位置100から各サブフィールドの元の位置101(Rsi,θ)に半直線lを引く。半直線lは、サブフィールド域49の周囲の位置検出用マーク領域46内において、位置検出用マーク461と462との間を通る。そして、これら位置検出用マーク461と462を結ぶ線と半直線lとの交点102(R,θ)を求める(図3(B))。同交点102における非線型位置ずれ(ΔXRm NL,ΔYRm NL)を、交点102の両隣のマークの非線型位置ずれから補間して推定する(S171)。この補間の方法としては、直線補間、スプライン補間等がある。
If the non-linear distortion cannot be predicted with sufficient accuracy, the non-linear displacement (ΔX si NL , ΔY si NL ) of each subfield is estimated by the following procedure (S 17).
Here, the procedure (S17) for estimating the non-linear positional deviation (ΔX si NL , ΔY si NL ) of each subfield will be described.
FIG. 2 is a flowchart showing a method of estimating the non-linear positional deviation of the subfield. FIG. 3 is a diagram illustrating a method of estimating the non-linear positional deviation of the subfield. 3A is a plan view of the reticle, and FIG. 3B is an enlarged plan view showing a part of the position detection mark.
In the following, the position of the point on the subfield is expressed using polar coordinate display with the reference position 100 (X 0 , Y 0 ) as the origin. Therefore, the position 101 (X si , Y si ) measured by the coordinate measuring device of each subfield is written as (R si , θ 0 ).
First, as shown in FIG. 3A, a half line l is drawn from the reference position 100 to the original position 101 (R si , θ 0 ) of each subfield. The half line l passes between the position detection marks 461 and 462 in the position detection mark area 46 around the subfield area 49. Then, an intersection 102 (R m , θ 0 ) between the line connecting these position detection marks 461 and 462 and the half line l is obtained (FIG. 3B). The non-linear positional deviation (ΔX Rm NL , ΔY Rm NL ) at the intersection 102 is estimated by interpolation from the non-linear positional deviations of the marks adjacent to the intersection 102 (S 171). Examples of this interpolation method include linear interpolation and spline interpolation.

そして、各サブフィールドの非線型位置ずれ(ΔXsi NL,ΔYsi NL)を推定する(S172)。ここで、θ(半直線l上)における非線型位置ずれは、基準位置100からサブフィールドの元の位置101(Rsi,θ)までの長さRsiと、基準位置100(X,Y)から交点102までの長さRとの比の関数として求める。例えば、次のような計算を行う。
まず、S171において求めたRにおける非線型位置ずれ(ΔXRm NL,ΔYRm NL)及びr=Rを式(3)に代入して、行列Aを求める。次に、式(3)に行列A及びr=Rsiを代入して、非線型位置ずれ(ΔXsi NL,ΔYsi NL)を求める。なお、式(3)において、Nは、任意の数(実用上はN=2〜3)である。

Figure 2005108981
Then, the non-linear positional deviation (ΔX si NL , ΔY si NL ) of each subfield is estimated (S172). Here, the non-linear positional shift in θ 0 (on the half line 1) is the length R si from the reference position 100 to the original position 101 (R si , θ 0 ) of the subfield, and the reference position 100 (X 0 , Y 0 ) to the intersection point 102 as a function of the ratio to the length R m . For example, the following calculation is performed.
First, non-linear positional deviation in R m determined in S171 (ΔX Rm NL, ΔY Rm NL) a and r = R m into Equation (3), obtaining the matrix A. Next, the matrix A and r = R si are substituted into Equation (3) to obtain nonlinear positional deviations (ΔX si NL , ΔY si NL ). In the formula (3), N is an arbitrary number (practically N = 2 to 3).
Figure 2005108981

最後に、各サブフィールドの位置変化データ:
(ΔXsi,ΔYsi)=(ΔXsi ,ΔYsi )+(ΔXsi NL,ΔYsi NL)
を用いてサブフィールドの位置を補正しながら露光する(S18)。
Finally, position change data for each subfield:
(ΔX si , ΔY si ) = (ΔX si L , ΔY si L ) + (ΔX si NL , ΔY si NL )
The exposure is performed while correcting the position of the subfield using (S18).

本発明の一実施形態に係る露光方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the exposure method which concerns on one Embodiment of this invention. サブフィールドの非線型位置ずれを推定する方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the method of estimating the nonlinear position shift of a subfield. サブフィールドの非線型位置ずれを推定する方法を示す図である。 (A) レチクルの平面図である。 (B) 位置検出用マークの一部を拡大して示す平面図である。It is a figure which shows the method of estimating the nonlinear position shift of a subfield. (A) It is a top view of a reticle. (B) It is a top view which expands and shows a part of position detection mark. 分割転写方式の電子線露光装置の光学系全体における結像関係を示す模式図である。It is a schematic diagram showing an imaging relationship in the entire optical system of a split transfer type electron beam exposure apparatus. 電子線露光において用いられるレチクルの一例を模式的に示す図である。 (A) 全体の平面図である。 (B) 一部の斜視図である。 (C) 一つの小メンブレン領域の平面図である。It is a figure which shows typically an example of the reticle used in electron beam exposure. (A) It is the whole top view. (B) It is a partial perspective view. (C) It is a top view of one small membrane area | region. レチクルに生じる歪み(誤差)の種類を示す図である。 (A) 回転誤差を示す図である。 (B) 直交度誤差を示す図である。 (C) 倍率誤差を示す図である。It is a figure which shows the kind of distortion (error) which arises in a reticle. (A) It is a figure which shows a rotation error. (B) It is a figure which shows an orthogonality error. (C) It is a figure which shows a magnification error.

符号の説明Explanation of symbols

10 レチクル
46 位置検出用マーク領域
461、462 位置検出用マーク
49 メカニカルストライプ
100 レチクルの基準位置
101 サブフィールド位置
102 レチクルの基準位置100からサブフィールド位置101に伸びる半直線lと位置検出用マーク461と462とを結ぶ線の交点
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(チャック)
12、25 位置検出器
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
23 ウェハ
24 ウェハステージ
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 グリレージ
47 ストラット
50 保持部
10 reticle 46 position detection mark area 461, 462 position detection mark 49 mechanical stripe 100 reticle reference position 101 subfield position 102 half-line l extending from reticle reference position 100 to subfield position 101, position detection mark 461, Intersection of line connecting 462 1 Electron gun 2, 3 Condenser lens 4 Illumination beam shaping aperture 5 Blanking deflector 7 Blanking aperture 8 Illumination beam deflector 9 Illumination lens 11 Reticle stage (chuck)
12, 25 Position detector 15, 19 Projection lens 16 Deflector 18 Contrast aperture 22 Backscattered electron detector 23 Wafer 24 Wafer stage 2a, 3a, 5a, 8a, 9a, 15a, 16a, 19a Coil power controller 31 Controller 41 Small Membrane area 42 Subfield 43 Skirt 44 Electrical stripe 45 Grage 47 Strut 50 Holding part

Claims (3)

感応基板上に転写すべきデバイスパターンを小領域(サブフィールド)に分割してレチクル上に形成し、
該レチクルを、前記サブフィールド毎にエネルギー線で照明し、
該サブフィールドを通過又は反射したエネルギー線を前記感応基板上のしかるべき位置に投影・結像させ、
該感応基板上では、各サブフィールドのパターンの像を繋ぎ合わせることにより前記デバイスパターン全体を転写する露光方法であって、
A):前記レチクルの前記サブフィールドの群の存在する領域(サブフィールド域)の周囲に位置検出用マークを形成しておき、
B):前記サブフィールド域の中央部に基準位置(X,Y)を置き、
C):座標計測装置で全サブフィールドの位置(Xsi,Ysi)及び前記マークの位置(Xmi,Ymi)を測定し、
D):露光装置に前記レチクルを搭載した後に前記マークの位置(Xmi´,Ymi´)を測定し、
E):C)、D)で測定したマークの位置データから露光装置内における各マークの位置ずれデータ(ΔXmi=Xmi´−Xmi,ΔYmi=Ymi´−Ymi)を得、
F):該位置ずれデータから、前記レチクルの露光装置への搭載に伴う変形に対しての線型変形(倍率差S、直交度差ω、回転差θ、並進差O)を推定し、
G):各マークの位置ずれ(ΔXmi,ΔYmi)から、F)で推定した前記レチクルの線型変形に起因する各マークの線型位置ずれ(ΔXmi ,ΔYmi )を引いて、各マークの露光装置への搭載に伴う位置ずれの非線型位置ずれ(ΔXmi NL,ΔYmi NL)を得る、
H):(Xsi,Ysi)より前記レチクルの線型変形に起因する各サブフィールドの位置ずれ(ΔXsi ,ΔYsi )を推定し、
I):各サブフィールドの非線型位置ずれ(ΔXsi NL,ΔYsi NL)については、各(Xsi,Ysi)及び(ΔXsi ,ΔYsi )より露光装置への搭載前の非線形位置ずれを求め、さらに、
I1):前記基準位置(X,Y)から各サブフィールドの元の位置(Xsi,Ysi)に引いた線を、サブフィールド域の周囲の位置検出用マークの互いに隣り合うものを結ぶ線と交差するまで延長し、
I2):I1)の交差点の非線型位置ずれを、該交差点の両隣のマークの非線型位置ずれから補間し、
I3):I1)の線の基準位置(X,Y)から前記サブフィールドの元の位置(Xsi,Ysi)までの長さRsiと、基準位置(X,Y)から前記交差点までの長さRとの比の関数として、露光装置搭載後の各サブフィールドの非線型位置ずれ(ΔXsi NL,ΔYsi NL)の変化を推定し、
J):I)で得た各サブフィールドの位置変化データを用いて該サブフィールドの位置を補正しながら露光することを特徴とする露光方法。
The device pattern to be transferred onto the sensitive substrate is divided into small areas (subfields) and formed on the reticle.
Illuminating the reticle with energy rays for each subfield,
Project and image the energy rays that have passed or reflected through the subfield at the appropriate positions on the sensitive substrate,
On the sensitive substrate, an exposure method for transferring the entire device pattern by joining the pattern images of the subfields,
A): A position detection mark is formed around a region (subfield region) where the group of subfields of the reticle exists,
B): A reference position (X 0 , Y 0 ) is placed at the center of the subfield area,
C): Measure the position (X si , Y si ) of all subfields and the position of the mark (X mi , Y mi ) with a coordinate measuring device,
D): measuring the position (X mi ′, Y mi ′) of the mark after mounting the reticle on the exposure apparatus;
E): The positional deviation data (ΔX mi = X mi ′ −X mi , ΔY mi = Y mi ′ −Y mi ) in the exposure apparatus is obtained from the mark position data measured in C) and D).
F): From the positional deviation data, a linear deformation (magnification difference S, orthogonality difference ω, rotation difference θ, translation difference O) with respect to the deformation accompanying the mounting of the reticle on the exposure apparatus is estimated,
G): From the positional deviations (ΔX mi , ΔY mi ) of the marks, the linear positional deviations (ΔX mi L , ΔY mi L ) of the marks due to the linear deformation of the reticle estimated in F) are subtracted. Obtaining a non-linear positional deviation (ΔX mi NL , ΔY mi NL ) of the positional deviation accompanying mounting of the mark on the exposure apparatus;
H): From (X si , Y si ), estimate the displacement (ΔX si L , ΔY si L ) of each subfield due to the linear deformation of the reticle,
I): With respect to the non-linear positional deviation (ΔX si NL , ΔY si NL ) of each subfield, the nonlinearity before mounting on the exposure apparatus from each (X si , Y si ) and (ΔX si L , ΔY si L ) Find the misalignment, and
I1): A line drawn from the reference position (X 0 , Y 0 ) to the original position (X si , Y si ) of each subfield is adjacent to position detection marks around the subfield area. Extend until crossing the connecting line,
I2): Interpolate the non-linear misalignment of the intersection of I1) from the non-linear misalignment of the marks adjacent to the intersection;
I3): reference position of the line I1) (X 0, Y 0) from the original position of the sub-fields (X si, the length R si to Y si), from the reference position (X 0, Y 0) As a function of the ratio to the length R m to the intersection, a change in non-linear misalignment (ΔX si NL , ΔY si NL ) of each subfield after mounting the exposure apparatus is estimated,
J): An exposure method wherein exposure is performed while correcting the position of each subfield using the position change data of each subfield obtained in I).
前記交差点の両隣のマークの非線型位置ずれから補間して求めた該交差点における非線型位置ずれdx=(ΔXRm NL,ΔYRm NL)と、r=Rを式dx=rA(Nは任意の数)に代入して行列A=(A,A)を求め、
前記行列Aとr=Rsiを式dx=rAに代入して、各サブフィールドの非線型位置ずれdx=(ΔXsi NL,ΔYsi NL)を推定することを特徴とする請求項1記載の露光方法。
The non-linear position deviation dx = (ΔX Rm NL , ΔY Rm NL ) at the intersection obtained by interpolation from the non-linear position deviations of the marks adjacent to the intersection, and r = R m are expressed by the formula dx = r N A (N Is an arbitrary number) to obtain a matrix A = (A x , A y ),
2. The matrix A and r = R si are substituted into an expression dx = r N A to estimate the non-linear positional deviation dx = (ΔX si NL , ΔY si NL ) of each subfield. The exposure method as described.
感応基板上に転写すべきデバイスパターンを小領域(サブフィールド)に分割してレチクル上に形成し、
該レチクルを、前記サブフィールド毎にエネルギー線で照明し、
該サブフィールドを通過又は反射したエネルギー線を前記感応基板上のしかるべき位置に投影・結像させ、
該感応基板上では、各サブフィールドのパターンの像を繋ぎ合わせることにより前記デバイスパターン全体を転写する露光装置であって、
前記レチクルが、前記サブフィールドの群の存在する領域(サブフィールド域)の周囲に形成された、位置検出用マークと、
前記位置検出用マークの位置を検出する手段と、
座標計測装置で測定した全サブフィールドの位置(Xsi,Ysi)及び前記マークの位置(Xmi,Ymi)と、露光装置で前記レチクルを搭載した後に測定した前記マークの位置(Xmi´,Ymi´)とから計算して得られる、各マークの線型位置ずれ(ΔXmi ,ΔYmi )、各マークの位置ずれの非線型位置ずれ(ΔXmi NL,ΔYmi NL)及び各サブフィールドの線型位置ずれ(ΔXsi ,ΔYsi )を用いて、基準位置(X,Y)から各サブフィールドの元の位置(Xsi,Ysi)に引いた線を、サブフィールド域の周囲の位置検出用マークの互いに隣り合うものを結ぶ線と交差するまで延長した線との交差点の非線型位置ずれを、該交差点の両隣のマークの非線型位置ずれから補間して、線の前記基準位置(X,Y)から前記サブフィールドの元の位置(Xsi,Ysi)までの長さRsiと、基準位置(X,Y)から前記交差点までの長さRとの比の関数として、各サブフィールドの非線型位置ずれ(ΔXsi NL,ΔYsi NL)を推定する手段と、
を有することを特徴とする露光装置。
The device pattern to be transferred onto the sensitive substrate is divided into small areas (subfields) and formed on the reticle.
Illuminating the reticle with energy rays for each subfield,
Project and image the energy rays that have passed or reflected through the subfield at the appropriate positions on the sensitive substrate,
On the sensitive substrate, an exposure apparatus for transferring the entire device pattern by joining the image of the pattern of each subfield,
A position detection mark formed around the area where the group of subfields exists (subfield area);
Means for detecting the position of the position detection mark;
Positions of all the subfields was measured by the coordinate measuring device (X si, Y si) and the position of the mark (X mi, Y mi) and the position (X mi of the marks was measured after mounting the reticle in the exposure apparatus ′, Y mi ′), and the linear position shift (ΔX mi L , ΔY mi L ) of each mark, the non-linear position shift (ΔX mi NL , ΔY mi NL ) of the position shift of each mark, and A line drawn from the reference position (X 0 , Y 0 ) to the original position (X si , Y si ) of each subfield using the linear position shift (ΔX si L , ΔY si L ) of each subfield, Interpolate the non-linear positional deviation of the intersection of the position detection marks around the subfield area with the line extending until it intersects the adjacent lines from the non-linear positional deviation of the marks adjacent to the intersection. Te, the original position of the sub-fields from the reference position (X 0, Y 0) of the line (X si, Y si) and the length R si to, from the reference position (X 0, Y 0) to the intersection Means for estimating the non-linear misregistration (ΔX si NL , ΔY si NL ) of each subfield as a function of the ratio to the length R m of
An exposure apparatus comprising:
JP2003337690A 2003-09-29 2003-09-29 Exposure method and exposure apparatus Pending JP2005108981A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003337690A JP2005108981A (en) 2003-09-29 2003-09-29 Exposure method and exposure apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003337690A JP2005108981A (en) 2003-09-29 2003-09-29 Exposure method and exposure apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005108981A true JP2005108981A (en) 2005-04-21

Family

ID=34533447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003337690A Pending JP2005108981A (en) 2003-09-29 2003-09-29 Exposure method and exposure apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005108981A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012079739A (en) * 2010-09-30 2012-04-19 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Displacement calculation method, correction method of drawing data, drawing method, and drawing device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012079739A (en) * 2010-09-30 2012-04-19 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Displacement calculation method, correction method of drawing data, drawing method, and drawing device
US8886350B2 (en) 2010-09-30 2014-11-11 SCREEN Holdings Co., Ltd. Displacement calculation method, drawing data correction method, substrate manufacturing method, and drawing apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6587201B2 (en) Aligning apparatus and method for aligning mask patterns with regions on a substrate
US6835511B2 (en) Methods and apparatus for detecting and correcting reticle deformations in microlithography
US20100044594A1 (en) Apparatus for aligning a particle-beam-generated pattern to a pattern on a pre-patterned substrate
JP2002329659A (en) Charged particle beam exposure method, charged particle beam aligner and device manufacturing method
US6277532B1 (en) Charged-particle-beam microlithographic methods for correction of reticle distortions
US7388213B2 (en) Method of registering a blank substrate to a pattern generating particle beam apparatus and of correcting alignment during pattern generation
US6417516B1 (en) Electron beam lithographing method and apparatus thereof
JP2005108981A (en) Exposure method and exposure apparatus
JP2004311659A (en) Charged particle beam apparatus and method for regulating the same
JP2002170767A (en) Method of evaluating beam, charged particle beam exposure system, and method of manufacturing device
JP2004165250A (en) Mask inspection method, mask inspection device, exposure method and aligner
US20030030016A1 (en) Reticles and rapid reticle-evaluation methods for use in charged-particle-beam microlithography
JP3342981B2 (en) Method for transferring circuit pattern of semiconductor device and apparatus used therefor
JP3714280B2 (en) Electron beam tilt measurement method and tilt calibration method in an electron beam proximity exposure apparatus and electron beam proximity exposure apparatus
US6649920B1 (en) Cell projection using an electron beam
JPH10209008A (en) Charge beam exposing method and mask
US6664551B2 (en) Methods for detecting incidence orthogonality of a patterned beam in charged-particle-beam (CPB) microlithography, and CPB microlithography systems that perform same
JP2000228351A (en) Charged particle beam transfer and exposure method and mask using thereof
JP2005285893A (en) Original plate inspection method, exposure method and electron beam exposure device
JP3710052B2 (en) Electron beam proximity exposure method
JP2005085833A (en) Mask inspection method, mask inspection apparatus, mask drawing method, and exposure method
JP2003297721A (en) Electron beam exposure apparatus and reticle for the same
JP2003077804A (en) Reticle-inspecting method and exposure method
JP2004158630A (en) Charged particle beam aligning method and charged particle beam aligniner
JP2004335512A (en) Method for exposure