JP2007173499A - Charged particle beam exposure device and computing method for target corrected value database - Google Patents

Charged particle beam exposure device and computing method for target corrected value database Download PDF

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篤志 山田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charged particle beam exposure device capable of accurately carrying out the measurement of the resolution, the position, the shape correction value of the adjusting sub-field formed on a reticle, and the optimization of an electron beam optical system. <P>SOLUTION: First, the rough measurement of the blurring in the 0° direction is carried out, and successively the high precision measurement thereof is carried out. Then, the rough measurement of the blurring is carried out in the normal direction, and successively the high precision measurement thereof is carried out. However, either of the measurement of the blurring in the normal direction and the measurement of the blurring in the normal direction may be carried out first. Successively, the rough measurement of the blurring in the 45° direction is carried out, and then the high precision measurement of the blurring in the 45° direction and the high precision measurement of the blurring in the 135° direction are carried out. Also in this case, either of the high precision measurement of the blurring in the 45° direction and the high precision measurement of the blurring in the 135° direction may be carried out first. Further, the rough measurement of the blurring in the 135° direction may be carried out instead of the rough measurement of the blurring in the 45° direction. Successively, the rough measurement of the position of the sub-field is carried out, and then the high precision measurement of the position of the sub-field and the high precision measurement of the shape of the sub-field are carried out. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、荷電粒子線露光装置及び目標補正値データベースの算出方法に関するものである。   The present invention relates to a charged particle beam exposure apparatus and a target correction value database calculation method.

電子線露光装置においては、露光転写精度を確保するために、レチクルステージ上に設けられたマーク(レチクルフィデューシャルマーク)を、ウェハステージ上もしくは電子鏡筒に設けられた電子線センサ上に投影し、投影された位置から、メインフィールド内の各サブフィールドが、どのような状態(焦点位置、非点収差、サブフィールド形状、サブフィールド位置を示すパラメータでEOパラメータと称される)で露光転写されるかを算出し、これから、正常な焦点位置、非点収差、サブフィールド形状、サブフィールド位置に露光転写が行われるように、電子線光学系を調整することが行われている。   In an electron beam exposure apparatus, in order to ensure exposure transfer accuracy, a mark (reticle fiducial mark) provided on a reticle stage is projected onto an electron beam sensor provided on a wafer stage or an electron column. Then, from the projected position, each subfield in the main field is exposed and transferred in any state (a parameter indicating the focal position, astigmatism, subfield shape, and subfield position is called an EO parameter). The electron beam optical system is adjusted so that exposure transfer is performed at a normal focal position, astigmatism, subfield shape, and subfield position.

しかしながら、従来、これらの測定、調整を行うのに、どのような順序で測定し、調整するのが良いのかは分かっていなかった。又、実際のレチクルフィデューシャルマークは加工誤差を有しているが、その情報が取り込まれていなかったために、正確な電子光学系の補正を行うことができない場合があった。   However, in the past, it has not been known in what order to perform measurement and adjustment in order to perform measurement and adjustment. In addition, although the actual reticle fiducial mark has a processing error, since the information has not been taken in, accurate correction of the electron optical system may not be performed.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、レチクルに形成された調整用サブフィールドの解像と位置、形状補正値の計測と電子線光学系を最適化を正確に行うことができる荷電粒子線露光装置、及びレチクルフィデューシャルマークの加工誤差補正に用いる目標補正値データベースの算出方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and the resolution and position of the adjustment subfield formed on the reticle, the measurement of the shape correction value, and the electron beam optical system can be accurately optimized. It is an object of the present invention to provide a charged particle beam exposure apparatus that can be used and a method for calculating a target correction value database that is used to correct a processing error of a reticle fiducial mark.

前記課題を解決するための第1の手段は、調整用レチクルマーク及び調整用検出器を有し、前記調整用検出器で前記調整用レチクルマークの投影像を検出することにより、レチクルに形成された調整用サブフィールドの解像(焦点位置、非点収差)と位置、形状補正値を計測して、それに基づいて電子線光学系を最適化する機能を有する荷電粒子線露光装置であって、前記解像の計測と最適化を行った後に、前記位置、形状補正値の計測と最適化を行う機能を有することを特徴とする荷電粒子線露光装置である。   A first means for solving the problem includes an adjustment reticle mark and an adjustment detector, and is formed on the reticle by detecting a projected image of the adjustment reticle mark with the adjustment detector. A charged particle beam exposure apparatus having a function of measuring the resolution (focal position, astigmatism), position, and shape correction value of the adjustment subfield and optimizing the electron beam optical system based on the measured value. A charged particle beam exposure apparatus having a function of measuring and optimizing the position and shape correction value after measuring and optimizing the resolution.

解像と、位置、形状補正値との間には干渉があり、どちらかを変えると他方も変わるという関係がある。一方、解像に必要とされる精度と、位置、形状補正値に必要とされる精度とを比較すると、前者の方が精度が粗くても問題がない。よって、本手段においては、解像の計測と最適化を先に行い、それから、位置、形状補正値の計測と最適化を行うようにしている。   There is an interference between the resolution, the position, and the shape correction value, and there is a relationship that changing one changes the other. On the other hand, when the accuracy required for resolution is compared with the accuracy required for the position and shape correction values, there is no problem even if the former is coarser. Therefore, in this means, resolution measurement and optimization are performed first, and then position and shape correction values are measured and optimized.

前記課題を解決するための第2の手段は、調整用レチクルマーク及び調整用検出器を有し、前記調整用検出器で前記調整用レチクルマークの投影像を検出することにより、レチクルに形成された調整用サブフィールドの45°−135°方向の非点補正値を求める機能を有する荷電粒子線露光装置であって、45°方向のボケを最小とする非点補正値と、135°方向のボケを最小とする非点補正値との平均値を、45°−135°方向の非点補正値とする機能を有することを特徴とする荷電粒子線露光装置である。   A second means for solving the above-described problem has an adjustment reticle mark and an adjustment detector, and is formed on the reticle by detecting a projected image of the adjustment reticle mark with the adjustment detector. A charged particle beam exposure apparatus having a function of obtaining an astigmatism correction value in the 45 ° -135 ° direction of the adjustment subfield, and an astigmatism correction value that minimizes blur in the 45 ° direction, and a 135 ° direction A charged particle beam exposure apparatus having a function of setting an average value of an astigmatism correction value that minimizes blurring to an astigmatism correction value in a 45 ° -135 ° direction.

45°方向のボケを最小とする非点補正値と、135°方向のボケを最小とする非点補正値とは、本来同じ値のはずであるが、実際には計測誤差等により異なった値となる場合が多い。そこで、本手段においては、これらの平均値を非点補正値とすることにより、誤差の低減を図っている。   The astigmatism correction value that minimizes the blur in the 45 ° direction and the astigmatism correction value that minimizes the blur in the 135 ° direction should be essentially the same value, but actually differ depending on the measurement error, etc. In many cases. Therefore, in this means, an error is reduced by using these average values as astigmatism correction values.

前記課題を解決するための第3の手段は、調整用レチクルマーク及び調整用検出器を有し、前記調整用検出器で前記調整用レチクルマークの投影像を検出することにより、レチクルに形成された調整用サブフィールドの解像(焦点位置、非点収差)と位置、形状補正値を計測して最適化する機能を有する荷電粒子線露光装置であって、前記調整用レチクルマークの誤差を補正するための目標補正値データベースを考慮して、前記解像と位置、形状補正値を計測して最適化する機能を有することを特徴とする荷電粒子線露光装置である。   A third means for solving the above-described problem has an adjustment reticle mark and an adjustment detector, and is formed on the reticle by detecting a projected image of the adjustment reticle mark with the adjustment detector. A charged particle beam exposure apparatus having a function of measuring and optimizing the resolution (focal position, astigmatism), position and shape correction values of the adjustment subfield, and correcting the error of the adjustment reticle mark The charged particle beam exposure apparatus has a function of measuring and optimizing the resolution, the position, and the shape correction value in consideration of a target correction value database.

前述のように、調整用レチクルマークであるレチクルフィデューシャルマークは加工誤差を有している。本手段においては、この加工誤差を補正するために目標補正値データベースを用い、これを考慮して解像と位置、形状補正値を計測して最適化する機能を有しているので、調整用レチクルマークが加工誤差を有している場合でも、正確に解像と位置、形状補正値の最適化が可能となる。   As described above, the reticle fiducial mark which is an adjustment reticle mark has a processing error. This means uses the target correction value database to correct this processing error, and has the function of measuring and optimizing the resolution, position, and shape correction value in consideration of this, so it can be used for adjustment. Even when the reticle mark has a processing error, it is possible to accurately optimize the resolution, position, and shape correction value.

前記課題を解決するための第4の手段は、前記第3の手段で使用する目標補正値データベースを求める方法であって、前記調整用レチクルマークが正しいとして前記解像と位置、形状補正値を計測して最適化した後、実際にレチクルに形成されたサブフィールドをウエハに露光転写して現像し、ウエハに形成された前記サブフィールドの解像、位置、形状を測定して、目標値とのずれを算出し、そのずれに基づいて、前記調整用レチクルマークの誤差を補正するための目標補正値データベースを定めることを特徴とする目標補正値データベースの算出方法である。   A fourth means for solving the above problem is a method for obtaining a target correction value database used in the third means, wherein the resolution, position, and shape correction value are determined assuming that the adjustment reticle mark is correct. After measuring and optimizing, the subfield actually formed on the reticle is exposed and transferred to the wafer and developed, and the resolution, position, and shape of the subfield formed on the wafer are measured to obtain the target value. The target correction value database calculation method is characterized in that a target correction value database for correcting an error of the adjustment reticle mark is determined based on the shift.

調整用レチクルマークが正しいとして前記解像と位置、形状補正値を計測して最適化した後、実際にレチクルに形成されたサブフィールドをウエハに露光転写して現像し、ウエハに形成されたサブフィールドの位置、形状を測定して、目標値とのずれを算出すれば、そのずれは、調整用レチクルマークの誤差に基づくものとなる。本手段においては、このようにして、調整用レチクルマークの誤差を実測しなくても、その誤差を算出することができる。   After measuring and optimizing the resolution, position, and shape correction value assuming that the adjustment reticle mark is correct, the subfield actually formed on the reticle is exposed and transferred to the wafer and developed, and the subfield formed on the wafer is developed. If the position and shape of the field are measured and the deviation from the target value is calculated, the deviation is based on the error of the adjustment reticle mark. In this way, in this way, the error can be calculated without actually measuring the error of the adjustment reticle mark.

本発明によれば、レチクルに形成された調整用サブフィールドの解像と位置、形状補正値の計測と電子線光学系を最適化を正確に行うことができる荷電粒子線露光装置、及びレチクルフィデューシャルマークの加工誤差補正に用いる目標補正値データベースの算出方法を提供することができる。   According to the present invention, a charged particle beam exposure apparatus that can accurately perform resolution and position of a subfield for adjustment formed on a reticle, measurement of a shape correction value, and optimization of an electron beam optical system, and a reticle film It is possible to provide a method of calculating a target correction value database used for correcting a processing error of a dual mark.

以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態の1例である分割露光転写方式の荷電粒子線露光装置の概要を示す。図1において、100はレチクル、100aはレチクル100上のサブフィールド、100bはサブフィールド100a間の境界領域、110はレジストを塗布したウエハ等の感応基板、110aは感応基板110の1チップ分の領域、110bはサブフィールド100aそれぞれに対応した感応基板110の被転写領域、AXは荷電粒子線光学系の光軸(システム軸)、EBは荷電粒子線、COは荷電粒子光学系のクロスオーバポイントである。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of a charged particle beam exposure apparatus of a divided exposure transfer system which is an example of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a reticle, 100a denotes a subfield on the reticle 100, 100b denotes a boundary region between the subfields 100a, 110 denotes a sensitive substrate such as a wafer coated with a resist, and 110a denotes an area for one chip of the sensitive substrate 110. , 110b is a transfer area of the sensitive substrate 110 corresponding to each subfield 100a, AX is an optical axis (system axis) of the charged particle beam optical system, EB is a charged particle beam, and CO is a crossover point of the charged particle optical system. is there.

レチクル100上には、感応基板110に転写すべきパターンをメンブレン上にそれぞれ備えた多数のサブフィールド100aが、パターンが存在しない境界領域100bにより区分されて存在している。そして、境界領域100bに対応する部分には、格子状の支柱(桟)が設けられ、メンブレンを熱的及び強度的に保護している。   On the reticle 100, there are a large number of subfields 100a each having a pattern to be transferred to the sensitive substrate 110 on the membrane, separated by a boundary region 100b where no pattern exists. A grid-like column (crosspiece) is provided at a portion corresponding to the boundary region 100b to protect the membrane in terms of heat and strength.

各サブフィールド100aは、感応基板110の1チップ分の領域110aに転写すべきパターンを分割した部分パターンをそれぞれ備えており、分割した部分パターン毎に感応基板110に転写される。   Each subfield 100a includes a partial pattern obtained by dividing a pattern to be transferred onto the area 110a for one chip of the sensitive substrate 110, and each divided partial pattern is transferred to the sensitive substrate 110.

感応基板110の外観形状は図1(b)に示したとおりであり、図1(a)においては、感応基板110の一部(図1(b)のVa部)を拡大して示してある。   The appearance shape of the sensitive substrate 110 is as shown in FIG. 1B, and in FIG. 1A, a part of the sensitive substrate 110 (Va portion in FIG. 1B) is shown enlarged. .

図1において、荷電粒子線光学系の光軸AXと平行にz軸をとり、サブフィールド100aの並び方向と平行にx軸、y軸をとる。そして、矢印Fm、Fwで示すように、レチクル100及び感応基板110をx軸方向へ互いに逆向きに連続移動させながら、荷電粒子線をy軸方向にステップ的に走査して一列のサブフィールド100aのパターンを順次転写し、その列のパターン転写が終了した後に、x軸方向に隣接する次のサブフィールド100aの列を荷電粒子線で走査し、以降同様にしてサブフィールド100a毎に転写(分割露光転写)を繰り返して1チップ分のパターンを転写する。この矢印Fm、Fwで示されるx軸方向を、ステージのスキャン方向と呼ぶ。   In FIG. 1, a z-axis is taken in parallel with the optical axis AX of the charged particle beam optical system, and an x-axis and a y-axis are taken in parallel with the arrangement direction of the subfields 100a. Then, as indicated by arrows Fm and Fw, the charged particle beam is scanned stepwise in the y-axis direction while continuously moving the reticle 100 and the sensitive substrate 110 in the opposite directions in the x-axis direction to form a row of subfields 100a. After the pattern transfer of the row is completed, the next subfield 100a row adjacent in the x-axis direction is scanned with a charged particle beam, and thereafter the transfer is performed for each subfield 100a (divided). The pattern for one chip is transferred by repeating (exposure transfer). The x-axis direction indicated by the arrows Fm and Fw is called the stage scanning direction.

このときのサブフィールド100aの走査順序及び感応基板110への転写順序は、それぞれ矢印Am、Awで示すとおりである。なお、レチクル100と感応基板110の連続移動方向が逆なのは、一対の投影レンズによりレチクル100と感応基板110とでx軸、y軸がそれぞれ反転するためである。   The scanning order of the subfield 100a and the transfer order to the sensitive substrate 110 at this time are as indicated by arrows Am and Aw, respectively. Note that the continuous movement direction of the reticle 100 and the sensitive substrate 110 is opposite because the x axis and the y axis are reversed between the reticle 100 and the sensitive substrate 110 by the pair of projection lenses.

このような手順で転写(分割転写)を行う場合、y軸方向の一列のサブフィールド100aのパターンを一対の投影レンズで感応基板110にそのまま投影するだけでは、サブフィールド100aそれぞれに対応した感応基板110の被転写領域110bそれぞれの間に、境界領域100bに対応する隙間が生じる。これに対する対策として、各サブフィールド100aを通過した荷電粒子線EBを境界領域100bの幅Lyに相当する分だけy軸方向に偏向してパターン転写位置を補正している。   When performing transfer (divided transfer) in such a procedure, simply projecting the pattern of the subfield 100a in a row in the y-axis direction onto the sensitive substrate 110 with a pair of projection lenses as it is is a sensitive substrate corresponding to each subfield 100a. A gap corresponding to the boundary region 100b is generated between each of the 110 transferred regions 110b. As a countermeasure against this, the pattern transfer position is corrected by deflecting the charged particle beam EB that has passed through each subfield 100a in the y-axis direction by an amount corresponding to the width Ly of the boundary region 100b.

x軸方向に関しても、パターン縮小率比及びサブフィールド間隔Lxを考慮した一定速度で散乱透過レチクル100と感応基板110を移動させるだけでなく、サブフィールド100aの像と感応基盤110との相対速度がゼロになるように偏向しながら露光し、被転写領域110b同士の間にx軸方向の隙間が生じないように、パターン転写位置を補正している。   Also in the x-axis direction, not only the scattering transmission reticle 100 and the sensitive substrate 110 are moved at a constant speed considering the pattern reduction ratio and the subfield interval Lx, but also the relative speed between the image of the subfield 100a and the sensitive substrate 110 is Exposure is performed while deflecting to zero, and the pattern transfer position is corrected so that there is no gap in the x-axis direction between the transferred regions 110b.

以上説明したように、分割露光転写方式においては、レチクル100上の1チップに対応するパターンが多数のサブフィールド100aに分割され、各サブフィールド100a間に形成された境界領域100bに格子状の支柱(ストラット)が設けられているので、荷電粒子線照射によるレチクル基板のたわみや熱歪みを抑制することができ、精度のよい露光転写を行うことができる。   As described above, in the divided exposure transfer method, a pattern corresponding to one chip on the reticle 100 is divided into a large number of subfields 100a, and lattice-like pillars are formed in the boundary region 100b formed between the subfields 100a. Since the (strut) is provided, deflection and thermal distortion of the reticle substrate due to charged particle beam irradiation can be suppressed, and accurate exposure transfer can be performed.

また、このような方法で露光が行われるため、従来の荷電粒子線露光装置と比較すると、サブフィールド領域が一括露光され、またレチクルには露光すべきパターンが全て形成されているため、非常にスループットを向上させることができる。   In addition, since exposure is performed by such a method, compared to a conventional charged particle beam exposure apparatus, the subfield region is exposed all at once, and all the patterns to be exposed are formed on the reticle. Throughput can be improved.

このような荷電粒子線露光装置の光学系の1例を図2に示す。図2は、荷電粒子線露光装置の光学系の概要図である。図2において、11は荷電粒子線源、12A〜12Cは照明用レンズ、13はビーム成形アパーチャ、14は開口絞り、15はレチクル、16A、16Bは投影用レンズ、17は散乱アパーチャ、18はウエハである。   An example of the optical system of such a charged particle beam exposure apparatus is shown in FIG. FIG. 2 is a schematic diagram of an optical system of the charged particle beam exposure apparatus. In FIG. 2, 11 is a charged particle beam source, 12A to 12C are illumination lenses, 13 is a beam shaping aperture, 14 is an aperture stop, 15 is a reticle, 16A and 16B are projection lenses, 17 is a scattering aperture, and 18 is a wafer. It is.

荷電粒子線源11から放出された荷電粒子線は、照明用レンズ12Aによりビーム成形アパーチャ13の開口面を均一に照明し、レンズ12B,12Cによりビーム成形アパーチャ13の開口面の像をレチクル15上に形成する。この像の領域が照明領域となる。レチクル15上に形成されたパターンの像は、投影用レンズ16A、16Bによりウエハ18上に結像し、ウエハ18上のレジストを感光させる。照明荷電粒子線の開口角を制限するために開口絞り14が設けられ、レチクル15で散乱された散乱線をカットするために散乱アパーチャ17が設けられている。   The charged particle beam emitted from the charged particle beam source 11 uniformly illuminates the opening surface of the beam shaping aperture 13 by the illumination lens 12A, and images of the opening surface of the beam shaping aperture 13 are obtained on the reticle 15 by the lenses 12B and 12C. To form. This image area is an illumination area. The pattern image formed on the reticle 15 is formed on the wafer 18 by the projection lenses 16A and 16B, and the resist on the wafer 18 is exposed. An aperture stop 14 is provided to limit the aperture angle of the illuminating charged particle beam, and a scattering aperture 17 is provided to cut the scattered radiation scattered by the reticle 15.

又、倍率、回転、焦点位置を微少量、迅速に調整するためにフォーカスコイル(ダイナミックフォーカスコイル)19A、19B、19Cが設けられており、非点ボケ、直交度、非等方倍率の調整のために2つのスティグメータ20A、20Bが設けられている。パターン像の位置を調整するために、偏向器21A〜21Dが設けられている。   In addition, focus coils (dynamic focus coils) 19A, 19B, and 19C are provided to quickly adjust the magnification, rotation, and focal position in small amounts, and astigmatism, orthogonality, and anisotropic magnification can be adjusted. For this purpose, two stigmeters 20A and 20B are provided. In order to adjust the position of the pattern image, deflectors 21A to 21D are provided.

図3は、ボケとサブフィールド位置、サブフィールドの形状を測定する順序を示すフローチャートである。最初に0°方向ボケの粗計測を行い、続いて高精度計測を行う。次に90°方向ボケの粗計測を行い、続いて高精度計測を行う。但し、0°方向ボケと、90°方向ボケの計測は、いずれを先に行ってもよい。   FIG. 3 is a flowchart showing the order of measuring blur, subfield position, and subfield shape. First, coarse measurement of 0 ° direction blur is performed, and then high-precision measurement is performed. Next, rough measurement of 90 ° direction blur is performed, and then high-precision measurement is performed. However, either 0 ° direction blur or 90 ° direction blur may be measured first.

続いて、45°方向ボケの粗計測を行い、次に45°方向ボケの高精度計測、135°方向ボケの高精度計測を行う。この場合も、45°方向ボケの高精度計測、135°方向ボケの高精度計測はどちらを先に行ってもよい。又、45°方向ボケの粗計測の代わりに、135°方向ボケの粗計測を行ってもよい。   Subsequently, rough measurement of 45 ° direction blur is performed, and then high-precision measurement of 45 ° direction blur and 135 ° direction blur are performed. Also in this case, either high-precision measurement of 45 ° direction blur or 135 ° direction blur may be performed first. Further, instead of the rough measurement of the 45 ° direction blur, the 135 ° direction blur may be roughly measured.

続いて、サブフィールドの位置の粗計測を行い、次にサブフィールド位置の高精度計測と、サブフィールド形状の高精度計測を行う。   Subsequently, rough measurement of the position of the subfield is performed, and then high-precision measurement of the subfield position and high-precision measurement of the subfield shape are performed.

図4は、x方向(0°方向)のボケと、y方向(90°方向)のボケから、焦点位置Fと非点収差S1を求める方法を示す図である。図2において、横軸は光軸方向位置、縦軸はボケ量である。x方向のボケが最小となる光軸方向位置をFx、y方向のボケが最小となる光軸方向位置をFyとすると、
F=(Fx+Fy)/2
S1=(Fy−Fx)/2
として求めることができる。
FIG. 4 is a diagram illustrating a method for obtaining the focal position F and astigmatism S1 from blur in the x direction (0 ° direction) and blur in the y direction (90 ° direction). In FIG. 2, the horizontal axis represents the position in the optical axis direction, and the vertical axis represents the amount of blur. If the optical axis direction position where the blur in the x direction is minimum is Fx, and the optical axis direction position where the blur in the y direction is minimum is Fy,
F = (Fx + Fy) / 2
S1 = (Fy−Fx) / 2
Can be obtained as

図5は、実際にボケ量を測定する方法を示す図である。図5において、横軸は光軸方向位置又は45°−135°非点補正値S2であり、縦軸はボケ量である。所定のステップ幅で、所定のステップ数の測定点をとり、その間のボケ量の値は、補完により求める。   FIG. 5 is a diagram illustrating a method of actually measuring the amount of blur. In FIG. 5, the horizontal axis represents the position in the optical axis direction or 45 ° -135 ° astigmatism correction value S2, and the vertical axis represents the amount of blur. Taking measurement points of a predetermined number of steps with a predetermined step width, the value of the blur amount between them is obtained by complementation.

図6は、目標補正値データベースを用いた自動調整シーケンスを示す図である。自動調整シーケンスは、調整用検出器で調整用レチクルマークの投影像を検出することにより、レチクルに形成された調整用サブフィールドの解像(焦点位置、非点収差)と位置、形状補正値を計測して、それに基づいて電子線光学系を最適化する機能を有する。前述のように、調整用レチクルマークは加工誤差を有するので、この誤差(歪)を事前に計測しておき、それを目標補正値データベースとする。自動調整シーケンスを用いて得られた計測値にはマーク誤差を含んでいるので、目標補正値データベースを考慮しその誤差分を差し引き新しい補正値とする。   FIG. 6 is a diagram showing an automatic adjustment sequence using the target correction value database. In the automatic adjustment sequence, the adjustment detector detects the projected image of the adjustment reticle mark, and the resolution (focal position, astigmatism), position, and shape correction value of the adjustment subfield formed on the reticle are detected. It has a function of measuring and optimizing the electron beam optical system based on the measurement. As described above, since the adjustment reticle mark has a processing error, this error (distortion) is measured in advance and used as a target correction value database. Since the measurement value obtained using the automatic adjustment sequence includes a mark error, the target correction value database is taken into consideration and the error is subtracted to obtain a new correction value.

図7に、目標補正データベースの別の利用法を示す。これは、調整用レチクルマークを使用せず、レチクルに形成された正確なサブフィールドの形状をウエハに露光し、その形状誤差を基にして電子線光学系の補正を行うものである。すなわち、実際にウエハに露光されたショットの歪み、焦点/非点ズレをそれぞれ座標計測装置やSEM等によって計測し、その計測された誤差を目標補正値データベースとする。すなわち、目標値データベースは、本来調整用レチクルマークの加工誤差を格納するデータベースであるが、ここでは、調整用レチクルマークの加工誤差の代わりに、正しい形状のサブフィールドをウエハに露光した場合の解像と位置、形状補正値の誤差が格納される。   FIG. 7 shows another method of using the target correction database. In this method, an accurate subfield shape formed on a reticle is exposed on a wafer without using an adjustment reticle mark, and the electron beam optical system is corrected based on the shape error. That is, distortion and focus / astigmatism deviation of the shot actually exposed on the wafer are measured by a coordinate measuring device, SEM, etc., and the measured error is used as a target correction value database. In other words, the target value database is originally a database that stores the processing error of the adjustment reticle mark, but here, instead of the processing error of the adjustment reticle mark, the solution when the wafer having the correct shape subfield is exposed to the wafer is used. The error of the image, position, and shape correction value is stored.

その後、目標補正値データベースを使用して自動調整シーケンスをダミー(実行するが、実際には計測動作を行わないで、目標値からの誤差を0として入力する)で流すと、目標補正値データベースがそのまま補正値として反映され、電子光学系の理想からの誤差は0であるという結果が出力されるので、理想的な補正が行われ、新しい補正値は正確なものとなる。   After that, when the automatic correction sequence is executed using the target correction value database as a dummy (execution is performed but the measurement operation is not actually performed and an error from the target value is input as 0), the target correction value database is Since it is reflected as it is as a correction value and the result that the error from the ideal of the electron optical system is 0 is output, ideal correction is performed and the new correction value becomes accurate.

すなわち、本実施の形態においては、実際に誤差を有する電子線光学系が誤差を有しないとして、その代わり、電子線光学系の誤差を目標補正値データベースに入れて、調整用レチクルマークが対応する誤差を有するものとして、電子線光学系の誤差を補正している。このようにしても、電子線光学系の誤差を補正することができる。   That is, in the present embodiment, the electron beam optical system that actually has an error does not have an error. Instead, the error of the electron beam optical system is entered in the target correction value database, and the adjustment reticle mark corresponds. The error of the electron beam optical system is corrected as having an error. Even in this case, the error of the electron beam optical system can be corrected.

図8に、目標補正値データベースを、調整用レチクルマークの加工誤差を実際に測定しないで計算で求める方法を示す。調整用レチクルマークの加工誤差が無いものとして自動調整シーケンスを実施し、新補正値を得る。そして、この新補正値で電子線光学系を調整し、その後、実際にレチクルのサブフィールドをウエハに露光し、露光パターンの歪(誤差)計測を行う。電子線光学系は最適に調整されているので、この誤差は、調整用レチクルマークの加工誤差に起因するものと考えることができる。よって、この誤差に基づいて、目標補正値データベースを算出する。   FIG. 8 shows a method for obtaining the target correction value database by calculation without actually measuring the processing error of the reticle mark for adjustment. An automatic adjustment sequence is performed assuming that there is no processing error of the adjustment reticle mark, and a new correction value is obtained. Then, the electron beam optical system is adjusted with the new correction value, and then the reticle subfield is actually exposed on the wafer, and distortion (error) of the exposure pattern is measured. Since the electron beam optical system is optimally adjusted, this error can be considered to be caused by a processing error of the adjustment reticle mark. Therefore, a target correction value database is calculated based on this error.

本発明の実施の形態の1例である分割露光転写方式の荷電粒子線露光装置の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the charged particle beam exposure apparatus of the division | segmentation exposure transfer system which is an example of embodiment of this invention. 荷電粒子線露光装置の光学系の1例を示す図である。It is a figure which shows an example of the optical system of a charged particle beam exposure apparatus. ボケとサブフィールド位置、サブフィールドの形状を測定する順序を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the order which measures a blur, a subfield position, and the shape of a subfield. x方向のボケと、y方向のボケから、焦点位置Fと非点収差S1を求める方法を示す図である。It is a figure which shows the method of calculating | requiring the focus position F and astigmatism S1 from the blur of x direction, and the blur of ay direction. 実際にボケ量を測定する方法を示す図である。It is a figure which shows the method of actually measuring the amount of blurs. 目標補正値データベースを用いた自動調整シーケンスを示す図である。It is a figure which shows the automatic adjustment sequence using a target correction value database. 目標補正データベースの別の利用法を示す図である。It is a figure which shows another usage method of a target correction | amendment database. 目標補正値データベースを、調整用レチクルマークの加工誤差を実際に測定しないで計算で求める方法を示す図である。It is a figure which shows the method of calculating | requiring a target correction value database by calculation, without actually measuring the processing error of the reticle mark for adjustment.

符号の説明Explanation of symbols

11…荷電粒子線源、12A〜12C…照明用レンズ、13…ビーム成形アパーチャ、14…開口絞り、15…レチクル、16A、16B…投影用レンズ、17…散乱アパーチャ、18…ウエハ、19A〜19C…フォーカスコイル、20A,20B…スティグメータ、21A〜21D…偏向器、100…レチクル、100a…サブフィールド、100b…境界領域110…感応基板、AX…光軸、EB…荷電粒子線、CO…クロスオーバポイント
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Charged particle beam source, 12A-12C ... Illumination lens, 13 ... Beam shaping aperture, 14 ... Aperture stop, 15 ... Reticle, 16A, 16B ... Projection lens, 17 ... Scattering aperture, 18 ... Wafer, 19A-19C ... Focus coil, 20A, 20B ... Stigmeter, 21A-21D ... Deflector, 100 ... Reticle, 100a ... Subfield, 100b ... Boundary region 110 ... Sensing substrate, AX ... Optical axis, EB ... Charged particle beam, CO ... Cross Over point

Claims (4)

調整用レチクルマーク及び調整用検出器を有し、前記調整用検出器で前記調整用レチクルマークの投影像を検出することにより、レチクルに形成された調整用サブフィールドの解像(焦点位置、非点収差)と位置、形状補正値を計測して、それに基づいて電子線光学系を最適化する機能を有する荷電粒子線露光装置であって、前記解像の計測と最適化を行った後に、前記位置、形状補正値の計測と最適化を行う機能を有することを特徴とする荷電粒子線露光装置。 An adjustment reticle mark and an adjustment detector are provided, and the adjustment detector detects a projected image of the adjustment reticle mark, thereby resolving an adjustment subfield formed on the reticle (focal position, non-focus position). A charged particle beam exposure apparatus having a function of measuring a point aberration), a position, and a shape correction value and optimizing an electron beam optical system based on the measured value, and after performing the measurement and optimization of the resolution, A charged particle beam exposure apparatus having a function of measuring and optimizing the position and shape correction value. 調整用レチクルマーク及び調整用検出器を有し、前記調整用検出器で前記調整用レチクルマークの投影像を検出することにより、レチクルに形成された調整用サブフィールドの45°−135°方向の非点補正値を求める機能を有する荷電粒子線露光装置であって、45°方向のボケを最小とする非点補正値と、135°方向のボケを最小とする非点補正値との平均値を、45°−135°方向の非点補正値とする機能を有することを特徴とする荷電粒子線露光装置。 An adjustment reticle mark and an adjustment detector are provided, and a projection image of the adjustment reticle mark is detected by the adjustment detector, whereby an adjustment subfield formed on the reticle in a 45 ° -135 ° direction. An charged particle beam exposure apparatus having a function for obtaining an astigmatism correction value, and an average value of an astigmatism correction value that minimizes blur in the 45 ° direction and an astigmatism correction value that minimizes blur in the 135 ° direction Has a function of making astigmatism correction values in the 45 ° -135 ° direction. 調整用レチクルマーク及び調整用検出器を有し、前記調整用検出器で前記調整用レチクルマークの投影像を検出することにより、レチクルに形成された調整用サブフィールドの解像(焦点位置、非点収差)と位置、形状補正値を計測して最適化する機能を有する荷電粒子線露光装置であって、前記調整用レチクルマークの誤差を補正するための目標補正値データベースを考慮して、前記解像と位置、形状補正値を計測して最適化する機能を有することを特徴とする荷電粒子線露光装置。 An adjustment reticle mark and an adjustment detector are provided, and the adjustment detector detects a projected image of the adjustment reticle mark, thereby resolving an adjustment subfield formed on the reticle (focal position, non-focus position). A charged particle beam exposure apparatus having a function of measuring and optimizing (point aberration), position, and shape correction value, in consideration of a target correction value database for correcting an error of the adjustment reticle mark, A charged particle beam exposure apparatus having a function of measuring and optimizing resolution, position, and shape correction value. 請求項3に記載の荷電粒子線露光装置で使用する目標補正値データベースを求める方法であって、前記調整用レチクルマークが正しいとして前記解像と位置、形状補正値を計測して最適化した後、実際にレチクルに形成されたサブフィールドをウエハに露光転写して現像し、ウエハに形成された前記サブフィールドの解像、位置、形状を測定して、目標値とのずれを算出し、そのずれに基づいて、前記調整用レチクルマークの誤差を補正するための目標補正値データベースを定めることを特徴とする目標補正値データベースの算出方法。
A method for obtaining a target correction value database used in the charged particle beam exposure apparatus according to claim 3, wherein the resolution, position, and shape correction values are measured and optimized on the assumption that the reticle mark for adjustment is correct. The subfield actually formed on the reticle is transferred onto a wafer, developed, and the resolution, position, and shape of the subfield formed on the wafer are measured to calculate the deviation from the target value. A target correction value database calculation method, wherein a target correction value database for correcting an error of the adjustment reticle mark is determined based on a deviation.
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