JPH0897120A - Charged particle beam exposure method - Google Patents
Charged particle beam exposure methodInfo
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- JPH0897120A JPH0897120A JP6229688A JP22968894A JPH0897120A JP H0897120 A JPH0897120 A JP H0897120A JP 6229688 A JP6229688 A JP 6229688A JP 22968894 A JP22968894 A JP 22968894A JP H0897120 A JPH0897120 A JP H0897120A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ステージの座標の位置ずれ量の測定領域の内外
にわたり、ステージ位置の高精度の補正を行い、パター
ン配置精度の高い露光を行うことができるようにする。
【構成】ステージの座標の位置ずれ量を任意の測定点に
おいて測定し、ステージの座標の位置ずれ量の測定領域
内においては、ステージの座標の位置ずれ量を単一多項
式で近似し、更に、その近似残差をスプライン関数によ
って近似することにより、測定点間のステージの座標の
位置ずれ量を補間し、任意の位置を決定すると共に、ス
テージの座標の位置ずれ量の測定領域外においては、ス
テージの座標の位置ずれ量を前記単一多項式の解によっ
て補外することにより、任意の位置を決定する。
(57) [Abstract] [Purpose] It is possible to perform highly accurate correction of the stage position in and out of the measurement area of the positional displacement amount of the stage coordinates, and to perform exposure with high pattern placement accuracy. [Structure] The position displacement amount of the stage coordinates is measured at an arbitrary measurement point, and the position displacement amount of the stage coordinates is approximated by a single polynomial in the measurement region of the position coordinate amount displacement of the stage. By approximating the approximate residual with a spline function, the positional deviation amount of the coordinates of the stage between the measurement points is interpolated, and an arbitrary position is determined, and outside the measurement area of the positional deviation amount of the coordinates of the stage, An arbitrary position is determined by extrapolating the positional shift amount of the stage coordinates by the solution of the single polynomial.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路の製造工程等
において使用される電子ビーム露光装置などの荷電粒子
ビーム露光装置に適用される荷電粒子ビーム露光方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charged particle beam exposure method applied to a charged particle beam exposure apparatus such as an electron beam exposure apparatus used in a manufacturing process of integrated circuits.
【0002】近年、集積回路は、ますます、その集積度
を高くし、機能を向上させており、計算機、通信、機械
など広く産業全般にわたり、技術進歩の核技術としての
役割が期待されている。In recent years, integrated circuits have been increasingly integrated and have improved functions, and are expected to play a role as a core technology for technological progress in a wide range of industries including computers, communications, and machines. .
【0003】このような集積回路の製造に必要なリソグ
ラフィ技術のうち、光リソグラフィは微細加工の限界が
0.3μm程度の所にあるとされているが、電子ビーム
露光によれば、0.1μm以下の微細加工が可能であ
る。Of the lithography techniques necessary for manufacturing such integrated circuits, photolithography is said to have a microfabrication limit of about 0.3 μm, but according to electron beam exposure, it is 0.1 μm. The following fine processing is possible.
【0004】もし、0.05μm以下の位置合わせ精度
を持ち、1cm2の領域を1秒で露光できる電子ビーム
露光装置が実現すれば、微細さ、位置合わせ精度、クイ
ック・リターン・アラウンド、信頼性のどれをとって
も、他のリソグラフィ技術の追従を許さず、1ないし4
ギガビットの半導体メモリや、1メガゲートの論理LS
Iの製造が可能となる。If an electron beam exposure apparatus having an alignment accuracy of 0.05 μm or less and capable of exposing a 1 cm 2 area in 1 second is realized, fineness, alignment accuracy, quick return around and reliability can be achieved. Whichever of the above, 1 to 4 is not allowed to follow other lithography techniques.
Gigabit semiconductor memory and 1 megagate logic LS
I can be manufactured.
【0005】[0005]
【従来の技術】図14は集積回路の製造工程において使
用される電子ビーム露光装置の一例の要部を概略的に示
す図であり、図14中、1は電子ビームの発生源をなす
電子銃、2は電子銃1から発生された電子ビーム、3は
光軸、4〜10は電磁レンズである。2. Description of the Related Art FIG. 14 is a diagram schematically showing a main part of an example of an electron beam exposure apparatus used in a manufacturing process of an integrated circuit. In FIG. 14, 1 is an electron gun which is an electron beam generating source. 2 is an electron beam generated from the electron gun 1, 3 is an optical axis, and 4 to 10 are electromagnetic lenses.
【0006】また、11は電子ビーム2の断面形状を矩
形に整形する矩形アパーチャ11Aが形成されてなる矩
形アパーチャ板、12は矩形アパーチャ11Aを通過し
た電子ビーム2を可変矩形整形する場合などに使用され
るスリット偏向器である。Reference numeral 11 denotes a rectangular aperture plate having a rectangular aperture 11A for shaping the electron beam 2 into a rectangular shape, and 12 is used for variable rectangular shaping of the electron beam 2 that has passed through the rectangular aperture 11A. It is a slit deflector.
【0007】また、13は種々の形状の透過パターン、
いわゆる、ブロックパターンが形成されてなるマスク
板、いわゆる、ブロックマスクである。Further, 13 is a transmission pattern of various shapes,
It is a so-called block mask, which is a mask plate on which a so-called block pattern is formed.
【0008】また、15〜18はマスク偏向器であり、
特に、マスク偏向器15、16は電子ビーム2を光軸3
から外して、ブロックマスク13の所望のブロックパタ
ーン部分に偏向するための偏向器である。Further, 15 to 18 are mask deflectors,
In particular, the mask deflectors 15 and 16 direct the electron beam 2 onto the optical axis 3
And a deflector for deflecting the block mask 13 to a desired block pattern portion.
【0009】また、マスク偏向器17、18は、マスク
偏向器15、16により光軸3外に偏向させられた電子
ビーム2を光軸3上に振り戻すための偏向器である。Further, the mask deflectors 17 and 18 are deflectors for returning the electron beam 2 deflected outside the optical axis 3 by the mask deflectors 15 and 16 onto the optical axis 3.
【0010】また、19は電子ビーム2の通過を制御す
るブランキング偏向器、20は円形アパーチャ20Aが
形成されてなる円形アパーチャ板である。Further, 19 is a blanking deflector for controlling passage of the electron beam 2, and 20 is a circular aperture plate formed with a circular aperture 20A.
【0011】この円形アパーチャ板20は、電子ビーム
2の電流密度の等しい部分のみを利用するための絞りと
して機能すると共に、ブランキング偏向器19により偏
向させられた電子ビーム2の通過を遮断する遮断板とし
ても機能する。The circular aperture plate 20 functions as a diaphragm for utilizing only the portions of the electron beam 2 having the same current density, and blocks the passage of the electron beam 2 deflected by the blanking deflector 19. It also functions as a board.
【0012】また、21は電子ビーム2を比較的大きな
範囲で偏向する電磁偏向器からなる主偏向器、22は電
子ビーム2を比較的小さな範囲で偏向する静電偏向器か
らなる副偏向器である。Reference numeral 21 is a main deflector composed of an electromagnetic deflector which deflects the electron beam 2 in a relatively large range, and 22 is a sub-deflector composed of an electrostatic deflector which deflects the electron beam 2 in a relatively small range. is there.
【0013】また、23は試料であるウエハ、24はウ
エハ23を保持するウエハステージ(以下、単にステー
ジという)、25はステージ24の位置を制御するステ
ージ制御部であり、26はステージ24の位置座標を測
定するレーザ干渉計、27はステージ24を移動するス
テージ移動機構である。Further, 23 is a wafer which is a sample, 24 is a wafer stage (hereinafter simply referred to as a stage) holding the wafer 23, 25 is a stage controller for controlling the position of the stage 24, and 26 is the position of the stage 24. A laser interferometer that measures coordinates, and 27 is a stage moving mechanism that moves the stage 24.
【0014】この電子ビーム露光装置において、例え
ば、ブロック露光が行われる場合には、電子銃1から発
生された電子ビーム2は、矩形アパーチャ11Aにより
断面形状を矩形に整形された後、マスク偏向器15、1
6によってブロックマスク13の所望のブロックパター
ン部分に偏向される。In this electron beam exposure apparatus, for example, when block exposure is performed, the electron beam 2 generated from the electron gun 1 is shaped into a rectangular cross section by the rectangular aperture 11A, and then the mask deflector. Fifteen, one
It is deflected by 6 to a desired block pattern portion of the block mask 13.
【0015】そして、所望のブロックパターンにより断
面形状を整形された電子ビーム2は、マスク偏向器1
7、18により光軸3上に振り戻され、電磁レンズ8に
よって縮小・回転され、主偏向器21及び副偏向器22
によってウエハ23上の所望の位置に露光される。Then, the electron beam 2 whose cross-sectional shape is shaped by a desired block pattern is used as the mask deflector 1.
It is swung back on the optical axis 3 by 7, 18 and reduced / rotated by the electromagnetic lens 8, and the main deflector 21 and the sub deflector 22
Is exposed at a desired position on the wafer 23.
【0016】この場合、その前提として、レーザ干渉計
26を使用してステージ24の位置座標が測定され、ス
テージ移動機構27によるステージ24の位置決めが行
われる。In this case, as a premise, the position coordinate of the stage 24 is measured using the laser interferometer 26, and the stage 24 is positioned by the stage moving mechanism 27.
【0017】ここに、レーザ干渉計26は、図15に示
すように、ステージ24のX軸方向の位置座標を測定す
るためのXレーザ干渉計29と、ステージ24のY軸方
向の位置座標を測定するためのYレーザ干渉計30とか
ら構成される。Here, the laser interferometer 26, as shown in FIG. 15, shows the X laser interferometer 29 for measuring the position coordinate of the stage 24 in the X axis direction and the position coordinate of the stage 24 in the Y axis direction. And a Y laser interferometer 30 for measuring.
【0018】なお、31、32はステージ24に固定さ
れたミラーであり、33、34はミラー31、32のミ
ラー面である。Reference numerals 31 and 32 are mirrors fixed to the stage 24, and reference numerals 33 and 34 are mirror surfaces of the mirrors 31 and 32.
【0019】ここに、図16に示すように、ミラー3
1、32のミラー面33、34に歪みがある場合や、ス
テージ24自体に捩れなどがある場合には、レーザ干渉
計26により測定されたステージ24の位置座標と、実
際のステージ24の位置座標とが異なってしまい、ウエ
ハ23に形成されるパターンは、設計位置からの位置ず
れを起こしてしまう。Here, as shown in FIG. 16, the mirror 3
If the mirror surfaces 33 and 34 of Nos. 1 and 32 are distorted or the stage 24 itself is twisted, the position coordinates of the stage 24 measured by the laser interferometer 26 and the actual position coordinates of the stage 24 are measured. And the pattern formed on the wafer 23 is displaced from the design position.
【0020】また、電子ビーム露光装置においては、露
光パターンを理想的な設計パターンと一致させるだけで
なく、ステッパなどによって形成されたパターン(以
下、下地パターンという)とも一致させなければならな
い場合があるが、この場合、下地パターンの配置誤差
や、ウエハ23の歪みなども考慮して、パターン配置を
行わなければならない。Further, in the electron beam exposure apparatus, the exposure pattern may not only have to match the ideal design pattern but also the pattern formed by a stepper (hereinafter referred to as a base pattern). However, in this case, the pattern placement must be performed in consideration of the placement error of the base pattern, the distortion of the wafer 23, and the like.
【0021】ここに、図17は、設計パターン(又は下
地パターン)と、露光パターンとの位置合わせを説明す
るための図であり、図17Aは位置わせ前の状態、図1
7Bは位置合わせ後の状態を概念的に示している。FIG. 17 is a diagram for explaining the alignment of the design pattern (or the ground pattern) and the exposure pattern, and FIG. 17A is the state before the alignment, FIG.
7B conceptually shows a state after alignment.
【0022】図17中、36はウエハ23上に配置され
ているチップ、37〜40はチップ36の位置検出マー
ク、41は電子ビーム露光装置の座標系におけるチップ
36の形状であり、破線で囲まれている部分42は、露
光すべきパターンである。In FIG. 17, 36 is a chip arranged on the wafer 23, 37 to 40 are position detection marks of the chip 36, 41 is the shape of the chip 36 in the coordinate system of the electron beam exposure apparatus, which is surrounded by a broken line. The exposed portion 42 is the pattern to be exposed.
【0023】即ち、設計パターンと、露光パターンとの
位置合わせを行う場合には、まず、チップ36の四隅に
設けられた位置検出マーク37〜40の位置が電子ビー
ム2の走査により測定される。That is, when aligning the design pattern with the exposure pattern, first, the positions of the position detection marks 37 to 40 provided at the four corners of the chip 36 are measured by scanning the electron beam 2.
【0024】そして、チップ36内の歪み量を、チップ
36の配置位置のずれ、伸縮、回転、台形歪みを表わす
補正係数により近似し、図17Bに示すように、4つの
位置検出マーク37〜40から作られる四角形の位置、
歪みに合わせて露光パターンが配置される。Then, the amount of distortion in the chip 36 is approximated by a correction coefficient representing the displacement of the position of the chip 36, expansion / contraction, rotation, and trapezoidal distortion, and as shown in FIG. 17B, four position detection marks 37-40. The position of the rectangle made from,
The exposure pattern is arranged according to the distortion.
【0025】このようにして設計パターンと、露光パタ
ーンとの位置合わせが行われるが、数1は、この位置合
わせに使用される補正式の一例を示しており、ai、b
i、ci、di、ei、fi、gi、hiはi番目のチ
ップの補正係数である。In this way, the design pattern and the exposure pattern are aligned with each other. Equation 1 shows an example of a correction formula used for this alignment, and ai, b
i, ci, di, ei, fi, gi and hi are correction coefficients for the i-th chip.
【0026】[0026]
【数1】 [Equation 1]
【0027】ここに、ウエハ23上の全てのチップにつ
いて、補正係数を求める方法としては、ウエハ23上
の全てのチップについて、位置検出マークの位置検出を
行い、それぞれ、その補正係数を求める方法や、ウエ
ハ23上の一部のチップについてのみ、位置検出マーク
の位置検出を行い、測定を行ったチップについては、そ
れぞれ、位置検出の結果から、その補正係数を算出し、
非測定チップについては、近似式による数値演算により
補正係数を決定する方法がある。Here, as a method for obtaining the correction coefficient for all the chips on the wafer 23, the position detection mark position is detected for all the chips on the wafer 23, and the correction coefficient for each is obtained. , The position of the position detection mark is detected only for a part of the chips on the wafer 23, and the correction coefficient is calculated for each of the measured chips from the result of the position detection,
For non-measurement chips, there is a method of determining a correction coefficient by numerical calculation using an approximate expression.
【0028】の方法によれば、直接測定した位置にパ
ターンを配置するので、チップの内部で座標系が比較的
均一に歪んでいる場合には、高精度のパターン配置を行
うことができるが、全てのチップについて、位置検出マ
ークの位置検出を行わなければならないため、ウエハ一
枚当たりの処理時間が増大してしまうという欠点があ
る。According to the method of (1), the pattern is arranged at the position measured directly, so that the pattern can be arranged with high accuracy when the coordinate system is distorted relatively uniformly inside the chip. Since it is necessary to detect the position of the position detection mark for all the chips, there is a disadvantage that the processing time per wafer increases.
【0029】これに対して、の方法によれば、ウエハ
一枚当たりの処理時間は、の方法よりも短くて済む
が、非測定チップにおいては、近似式によって補正係数
が推定されるため、パターンが位置ずれを生じる場合が
ある。On the other hand, according to the method (1), the processing time per wafer is shorter than that of the method (2), but in the non-measurement chip, the correction coefficient is estimated by the approximate expression, and therefore the pattern May be misaligned.
【0030】この位置ずれの原因としては、ステージ2
4の座標の歪みに起因する位置ずれや、チップ36の形
状やウエハ23が変形したことによる位置検出マークの
位置ずれ等が考えられるが、の方法では測定できない
ような複雑な位置依存性を持つ位置ずれは、ステージ2
4の座標の歪みに起因する位置ずれであると考えられて
いる。The cause of this displacement is the stage 2
Although the positional deviation due to the distortion of the coordinates of No. 4 and the positional deviation of the position detection mark due to the shape of the chip 36 and the deformation of the wafer 23 are conceivable, there is a complicated positional dependence that cannot be measured by the method. Misalignment is due to stage 2
It is considered to be a positional shift due to the distortion of the coordinates of No. 4.
【0031】即ち、図18はチップ36の配置座標の歪
みを示し、図19はステージ24の座標の歪みを示して
いるが、図18に示すチップ36の配置座標の歪みは、
図19に示すステージ24の座標の歪みに、チップ36
の形状やウエハ23の変形が加わることによるものと考
えられている。That is, FIG. 18 shows the distortion of the arrangement coordinates of the chip 36, and FIG. 19 shows the distortion of the coordinates of the stage 24. The distortion of the arrangement coordinates of the chip 36 shown in FIG.
The distortion of the coordinates of the stage 24 shown in FIG.
It is considered that this is due to the addition of the shape of the above and the deformation of the wafer 23.
【0032】このように、の位置合わせ方法では、パ
ターンの位置ずれ量は、(a)電子ビーム露光装置のス
テージ24の座標の歪み成分、(b)チップ形状の歪み
成分、(c)ウエハ自体の変形による歪み成分に分類さ
れている。As described above, in the alignment method, the positional deviation amount of the pattern is (a) the distortion component of the coordinates of the stage 24 of the electron beam exposure apparatus, (b) the distortion component of the chip shape, and (c) the wafer itself. Are classified into distortion components due to deformation.
【0033】そこで、電子ビーム露光装置では、ステー
ジ24の座標の歪みによるパターンの位置ずれを高精度
の補正により取り除いた上で、チップの歪みによるパタ
ーンの位置ずれと、ウエハ自体の変形によるパターンの
位置ずれについては、ウエハごとに一部のチップの位置
検出マークの位置検出を行い、近似関数を決定し、近似
関数から算出される近似値によって、全てのステージ位
置に対して、ビーム偏向位置ないしステージ移動位置の
補正が実施されている。Therefore, in the electron beam exposure apparatus, the positional deviation of the pattern due to the distortion of the coordinates of the stage 24 is removed by highly accurate correction, and then the positional deviation of the pattern due to the distortion of the chip and the pattern deviation due to the deformation of the wafer itself are removed. Regarding the positional deviation, the position detection marks of a part of the chips are detected for each wafer, the approximate function is determined, and the beam deflection position or the beam deflection position for all the stage positions is calculated by the approximate value calculated from the approximate function. The stage movement position is corrected.
【0034】この場合、チップの位置検出マークは、同
一のものが繰り返し配置されていると考えられるので、
ウエハ上の位置によらず同一であるか、ウエハ上の位置
に依存性があったとしても、単純な関数により近似する
ことができる。In this case, since it is considered that the same chip position detection marks are repeatedly arranged,
Even if it is the same regardless of the position on the wafer or has a dependency on the position on the wafer, it can be approximated by a simple function.
【0035】ここに、ステージ24の位置座標の誤差の
測定方法としては、(イ)実際にウエハ23面上に露光
して形成した基準パターン(レジストパターン)の位置
と、その設計位置との間のずれ量を測長装置により直接
測定する方法と、(ロ)予め基準ウエハ上に配置した位
置検出マークを、或るステージ位置座標に移動させ、位
置検出を行い、ステージ24の位置ずれ量を基準ウエハ
の位置検出マークからの位置ずれ量として間接測定する
方法が存在する。Here, as a method of measuring the error in the position coordinate of the stage 24, (a) between the position of the reference pattern (resist pattern) actually formed on the surface of the wafer 23 by exposure and its design position. The method of directly measuring the amount of deviation of the stage 24 by a length measuring device, and (b) the position detection mark previously arranged on the reference wafer is moved to a certain stage position coordinate to perform position detection, and the amount of position deviation of the stage 24 is determined. There is a method of indirectly measuring the amount of displacement of the reference wafer from the position detection mark.
【0036】なお、基準パターンを直接測定する方法
は、レジスト塗布、基準パターンの露光、現像、測長装
置による測定と多数の工程を経なければならず、測定に
要する時間が増大するという問題点を有している。The method of directly measuring the reference pattern requires a number of steps such as resist coating, exposure of the reference pattern, development, measurement by a length measuring device, and a problem that the time required for measurement increases. have.
【0037】これに対して、位置検出マークによる測定
は、容易であり、測定に要する時間も短くて済むが、間
接測定であるため、それだけでは、ステージ24の歪み
に起因する位置ずれ量を高精度に測定することが困難で
あるという問題点を有している。On the other hand, the measurement by the position detection mark is easy and the time required for the measurement is short, but since it is an indirect measurement, the position displacement amount due to the distortion of the stage 24 is high only by itself. It has a problem that it is difficult to measure with accuracy.
【0038】ここに、ステージ24の座標の歪みに起因
するパターンの位置ずれに対する補正は、ステージ24
の座標の位置ずれ量をステージ24の位置の関数で近似
し、ステージ24を動かすたびに近似関数で演算される
位置ずれ量だけ余分に動かすことにより行うことができ
る。The correction of the positional deviation of the pattern caused by the distortion of the coordinates of the stage 24 is performed by the stage 24.
The position shift amount of the coordinates can be approximated by a function of the position of the stage 24, and each time the stage 24 is moved, the position shift amount can be moved by an extra amount calculated by the approximation function.
【0039】従来、この近似関数として、ステージ位置
座標により記述された単一多項式、例えば、数2に示す
式が使用されていた。但し、x、yは、ステージ24の
位置座標である。Conventionally, as this approximation function, a single polynomial described by stage position coordinates, for example, the formula shown in Formula 2 has been used. However, x and y are position coordinates of the stage 24.
【0040】[0040]
【数2】 [Equation 2]
【0041】[0041]
【発明が解決しようとする課題】ここに、図20は、ス
テージ24のX軸方向の位置座標xに対するパターンの
位置ずれ量δxの一例を示している。なお、黒点は、位
置ずれ量をプロットしたものであり、図21〜図23に
おいても、同じである。FIG. 20 shows an example of the positional deviation amount δx of the pattern with respect to the position coordinate x of the stage 24 in the X-axis direction. The black dots are plots of the amount of positional deviation, and are the same in FIGS. 21 to 23.
【0042】この図20から明らかなように、パターン
の位置ずれ量は、複雑なステージ位置依存性を持ってお
り、低次の単純な単一多項式による近似、例えば、図2
1に示すような2次関数による近似では近似誤差が大き
くなることを避けることができない。As is apparent from FIG. 20, the positional deviation amount of the pattern has a complicated stage position dependency and is approximated by a low-order simple single polynomial, for example, FIG.
It is inevitable that the approximation error becomes large in the approximation by the quadratic function as shown in FIG.
【0043】これに対して、図22に示すように、近似
関数として、高次関数を使用する場合には、近似精度を
改善することが可能であるが、それでも、最大で約0.
05μm程度の近似誤差を持ち、また、測定領域の外側
では、近似値が急激に大きくなり、この近似関数を使用
して補正を行うことで、かえって、位置ずれ量を増加さ
せることになってしまう。On the other hand, as shown in FIG. 22, when a high-order function is used as the approximation function, it is possible to improve the approximation accuracy, but nevertheless, it is about 0.
There is an approximation error of about 05 μm, and the approximation value suddenly increases outside the measurement region. By performing correction using this approximation function, the amount of misalignment is rather increased. .
【0044】また、図23に示すように、区分多項式で
あるスプライン関数を使用する場合には、測定領域内で
は高精度の近似を行うことができるが、測定領域外で
は、参照される座標値が少し変化するだけで補正値が大
きく変化することになるので、適切な近似値を補外(外
挿)することができない。Further, as shown in FIG. 23, when a spline function which is a piecewise polynomial is used, highly accurate approximation can be performed within the measurement region, but outside the measurement region, the coordinate values referred to are referred to. Since the correction value changes greatly even if is changed a little, it is impossible to extrapolate (extrapolate) an appropriate approximate value.
【0045】ここに、電子ビーム露光装置においては、
図24に示すように、ウエハ23のすぐ外側に電子ビー
ム調整用の位置検出マークが形成されたチップ44が存
在しており、電子ビーム2の調整を行う上では、パター
ンの位置ずれ量の絶対値でなく、その変化量が大きく影
響するので、チップ44の位置での実際のずれ量の変化
が、このように急峻であるとは考えられないため、補正
値の変化が急峻であることは好ましくないし、また、測
定領域の外側を露光する場合も考えられる。なお、図2
4において、実線45で囲まれた領域46は測定領域を
示している。Here, in the electron beam exposure apparatus,
As shown in FIG. 24, there is a chip 44 having a position detection mark for electron beam adjustment formed immediately outside the wafer 23, and when adjusting the electron beam 2, the absolute amount of positional deviation of the pattern is detected. Since the change amount, not the value, has a large effect, the change in the actual shift amount at the position of the chip 44 cannot be considered to be such a steep value, and thus the change in the correction value is not abrupt. It is not preferable, and it may be considered that the outside of the measurement area is exposed. Note that FIG.
4, the area 46 surrounded by the solid line 45 indicates the measurement area.
【0046】本発明は、かかる点に鑑み、ステージの座
標の位置ずれ量の測定領域の内外にわたり、ステージ位
置の高精度の補正を行い、パターン配置精度の高い露光
を行うことができるようにした荷電粒子ビーム露光方法
を提供することを目的とする。In view of the above point, the present invention makes it possible to perform highly accurate correction of the stage position over the inside and outside of the measurement area of the positional displacement amount of the stage coordinates, and to perform exposure with high pattern placement accuracy. An object is to provide a charged particle beam exposure method.
【0047】[0047]
【課題を解決するための手段】本発明による荷電粒子ビ
ーム露光方法は、荷電粒子ビーム発生源から発生された
荷電粒子ビームを、水平方向に移動可能とされたステー
ジ上に保持された試料の所望位置に照射することにより
露光を行う荷電粒子ビーム露光装置において適用される
ものである。According to a charged particle beam exposure method of the present invention, a charged particle beam generated from a charged particle beam generation source is desired for a sample held on a stage which is horizontally movable. It is applied to a charged particle beam exposure apparatus that performs exposure by irradiating a position.
【0048】本発明においては、まず、図1に示すよう
に、ステージの座標の位置ずれ量が任意の測定点におい
て測定される。なお、図1において、黒点は、位置ずれ
量をプロットしたものであり、図2においても、同じで
ある。In the present invention, first, as shown in FIG. 1, the positional displacement amount of the coordinates of the stage is measured at an arbitrary measurement point. Note that the black dots in FIG. 1 are plots of the positional deviation amount, and the same applies to FIG.
【0049】そして、ステージの座標の位置ずれ量の測
定領域内においては、ステージの座標の位置ずれ量を単
一多項式で近似し、更に、その近似残差を区分多項式で
あるスプライン関数によって近似することにより、測定
点間の前記ステージの座標の位置ずれ量を補間し、ステ
ージ位置の補正が行われる。Then, in the measurement area of the positional deviation amount of the stage coordinates, the positional deviation amount of the stage coordinates is approximated by a single polynomial, and the approximate residual is approximated by a spline function which is a piecewise polynomial. By doing so, the positional deviation amount of the coordinates of the stage between the measurement points is interpolated, and the stage position is corrected.
【0050】また、ステージの座標の位置ずれ量の測定
領域外においては、ステージの座標の位置ずれ量を、前
述したステージの座標の位置ずれ量を近似してなる単一
多項式の解によって補外することにより、ステージ位置
の補正が行われる。Outside the measurement area of the positional displacement amount of the stage coordinate, the positional displacement amount of the stage coordinate is extrapolated by the solution of the single polynomial obtained by approximating the positional displacement amount of the stage coordinate described above. By doing so, the stage position is corrected.
【0051】[0051]
【作用】本発明においては、ステージの座標の位置ずれ
量の測定領域内においては、ステージの位置ずれ量を単
一多項式で近似し、その近似残差を区分多項式であるス
プライン関数により近似することによって、測定点間の
ステージの座標の位置ずれ量を補間し、ステージ位置の
補正が行われるので、測定領域内においては、近似誤差
の少ないステージ位置の補正を行うことができる。In the present invention, within the measuring area of the positional displacement amount of the coordinates of the stage, the positional displacement amount of the stage is approximated by a single polynomial, and the approximate residual is approximated by a spline function which is a piecewise polynomial. By this, the positional deviation amount of the stage coordinates between the measurement points is interpolated and the stage position is corrected, so that the stage position can be corrected with a small approximation error in the measurement region.
【0052】また、ステージの座標の位置ずれ量の測定
領域外においては、ステージの位置ずれ量を近似してな
る単一多項式の解によって補外することにより、ステー
ジ位置の補正が行われるので、測定領域外においても、
測定領域内の位置ずれ量の傾向を反映した近似を行うこ
とができ、近似誤差の少ないステージ位置の補正を行う
ことができる。Further, outside the measurement area of the positional displacement amount of the stage coordinates, the stage position is corrected by extrapolation by the solution of the single polynomial which approximates the positional displacement amount of the stage. Even outside the measurement area
It is possible to perform the approximation that reflects the tendency of the positional deviation amount in the measurement region, and it is possible to correct the stage position with less approximation error.
【0053】ところで、測定領域内の全ての測定点に対
して最小2乗近似を行い、単一多項式を求める場合に
は、図1に示すように、測定領域内と測定領域外との境
界部分では、近似関数に比較的急峻な変化が残ってしま
う場合がある。By the way, when the least squares approximation is performed for all the measurement points in the measurement area to obtain a single polynomial, as shown in FIG. 1, a boundary portion between the measurement area and the outside of the measurement area is used. Then, a relatively steep change may remain in the approximation function.
【0054】そこで、図2に示すように、測定領域の最
外部の測定データA、Bだけ(平面的には、最外部の少
なくとも3個の測定点のデータ)を使用して最小2乗近
似で単一多項式を求め、測定領域の端においては、スプ
ライン関数で近似すべき近似残差を減少させるようにす
る方法もある。Therefore, as shown in FIG. 2, the least-squares approximation is performed by using only the outermost measurement data A and B of the measurement area (in plan view, data of at least three outermost measurement points). There is also a method in which a single polynomial is obtained with and the approximate residual to be approximated by the spline function is reduced at the end of the measurement region.
【0055】このようにする場合には、本発明による近
似関数により作られる平面は、図3に示すようになり、
測定領域内では勿論、測定領域の境界部や、その外部で
も、ステージの座標の位置ずれ量をパターン配置精度の
誤差程度である0.07μm程度とすることができる。In this case, the plane created by the approximation function according to the present invention is as shown in FIG.
It is possible to set the positional displacement amount of the coordinates of the stage to about 0.07 μm which is an error degree of the pattern arrangement accuracy, not only in the measurement area but also in the boundary portion of the measurement area and the outside thereof.
【0056】ちなみに、図4は、従来の方法(単一多項
式による近似)により作られる平面を示しており、ステ
ージの座標の位置ずれ量は、最大0.2μm(測定領域
の4mm外側)となっている。Incidentally, FIG. 4 shows a plane formed by the conventional method (approximation by a single polynomial equation), and the positional displacement amount of the stage coordinates is 0.2 μm at the maximum (4 mm outside the measurement area). ing.
【0057】ここに、測定結果が境界上で平坦なもので
あれば、図5に示すように、近似関数は、平坦なものと
なるが、図6に示すように、境界部が、近似関数が作る
平面(曲面)に乗り切らない場合には、所定の効果をあ
げることができない可能性がある。If the measurement result is flat on the boundary, the approximation function is flat as shown in FIG. 5, but as shown in FIG. If it does not ride over the flat surface (curved surface) created by, it may not be possible to achieve the desired effect.
【0058】そこで、図7及び図8に示すように、単一
多項式での近似誤差が0であるような疑似的な測定点4
7を付加した測定データ群を使用して、スプライン関数
に対して最小2乗近似を行う。Therefore, as shown in FIGS. 7 and 8, a pseudo measurement point 4 at which the approximation error in a single polynomial is 0
Least squares approximation is performed on the spline function using the measurement data group to which 7 is added.
【0059】このようにする場合には、図9及び図10
に示すように、境界上の急激な変化を解消することがで
きる。なお、疑似的な測定点47は、最外部の測定点よ
り、少なくとも測定点の間隔以上の距離離れていること
が好適である。In such a case, as shown in FIG. 9 and FIG.
As shown in, it is possible to eliminate a sudden change on the boundary. The pseudo measurement point 47 is preferably separated from the outermost measurement point by at least the distance between the measurement points.
【0060】このようにして、近似された位置ずれ量分
だけステージのレーザ干渉計の測長値を変化させること
で、ステージの位置座標の誤差を補正することができ
る。In this way, the error in the position coordinate of the stage can be corrected by changing the length measurement value of the laser interferometer of the stage by the amount of the approximated positional deviation.
【0061】[0061]
【実施例】以下、本発明の一実施例について、本発明を
集積回路の製造工程において使用される電子ビーム露光
装置に使用される電子ビーム露光方法に適用した場合を
例して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below by exemplifying a case where the present invention is applied to an electron beam exposure method used in an electron beam exposure apparatus used in an integrated circuit manufacturing process.
【0062】本実施例においては、まず、(1)基準ウ
エハに対して位置測定用パターンを、ウエハ座標上で、
任意の間隔、例えば、1〜数mmで露光して形成する。In this embodiment, first, (1) a position measuring pattern is formed on the wafer coordinate with respect to the reference wafer.
It is formed by exposing at an arbitrary interval, for example, 1 to several mm.
【0063】そして、この位置測定用パターンの位置を
測長装置により測定し、このウエハ上でのパターンの理
想的な位置、即ち、パターンの設計位置(Xi’、Y
i’)からの位置ずれ量(ΔXi、ΔYi)を算出す
る。但し、(Xi’、Yi’)はi番目のパターンの設
計位置である。Then, the position of the position measuring pattern is measured by a length measuring device, and the ideal position of the pattern on the wafer, that is, the design position (Xi ', Y) of the pattern.
The position shift amount (ΔXi, ΔYi) from i ′) is calculated. However, (Xi ', Yi') is the design position of the i-th pattern.
【0064】また、この場合におけるステージ位置(X
i、Yi)(レーザ干渉計による測長値)を求め、ステ
ージ位置(Xi、Yi)と位置ずれ量(ΔXi、ΔY
i)(補正量)とを対応づける。In this case, the stage position (X
i, Yi) (length measurement value by a laser interferometer) is calculated, and the stage position (Xi, Yi) and the position shift amount (ΔXi, ΔY)
i) Correlation with (correction amount).
【0065】(2)次に、ステージの位置ずれ量の測定
領域の最外部の測定点を抽出し、最外部の測定点の位置
ずれ量のX、Y成分Xi、Yiをそれぞれ、位置座標の
一次関数fx(X、Y)=AX+BY+E、fy(X、
Y)=CX+DY+Fにより近似する。なお、係数A、
B、C、D、E、Fは、最小2乗法により近似する。(2) Next, the outermost measurement points of the stage displacement amount measurement area are extracted, and the X and Y components Xi and Yi of the position displacement amounts of the outermost measurement points are calculated as position coordinates. Linear function fx (X, Y) = AX + BY + E, fy (X,
Y) = CX + DY + F. The coefficient A,
B, C, D, E, and F are approximated by the least square method.
【0066】(3)次に、全ての測定点(Xi、Yi)
について、近似式fx(X、Y)、fy(X、Y)による
近似残差δXi=ΔXi−fx(X、Y)、δYi=Δ
Yi−fy(X、Y)を算出する。(3) Next, all measurement points (Xi, Yi)
Approximate residuals δXi = ΔXi−fx (X, Y), δYi = Δ for approximate expressions fx (X, Y) and fy (X, Y)
Calculate Yi-fy (X, Y).
【0067】次に、測定領域の外部の位置で、近似残差
δXi=δYi=0である擬似的な測定点を測定データ
に付加する(図7、図8参照)。Next, a pseudo measurement point with an approximate residual of δXi = δYi = 0 is added to the measurement data at a position outside the measurement area (see FIGS. 7 and 8).
【0068】(4)擬似的な測定点を加えた全ての測定
点での近似残差(δXi、δYi)を、3次のスプライ
ン関数gx(X、Y)=ΣamH(X、Y)、gy(X、
Y)=ΣbnI(X、Y)で近似する。(4) The approximate residuals (δXi, δYi) at all measurement points including the pseudo measurement points are calculated by using the cubic spline function gx (X, Y) = ΣamH (X, Y), gy. (X,
Y) = ΣbnI (X, Y) is approximated.
【0069】なお、H(X、Y)、I(X、Y)は、基
底関数となるb−スプライン関数であり、係数am、bn
は最小2乗法により決定される。It should be noted that H (X, Y) and I (X, Y) are b-spline functions serving as basis functions, and the coefficients am and bn.
Is determined by the method of least squares.
【0070】(5)ステージを移動し得る全領域を一定
間隔、例えば、1mmで区切り、その格子点(Xs、Y
t)での位置ずれ量ΔXst、ΔYstを近似式fx
(Xs、Yt)+gx(Xs、Yt)、fy(Xs、Y
t)+gy(Xs、Yt)に従い補間し、算出する。(5) The entire area where the stage can be moved is divided at regular intervals, for example, 1 mm, and the grid points (Xs, Y
The positional deviation amounts ΔXst and ΔYst at t) are approximated by fx
(Xs, Yt) + gx (Xs, Yt), fy (Xs, Y
t) + gy (Xs, Yt) is interpolated and calculated.
【0071】但し、Xs=Px・s、Yt=Py・tであ
り、Px、Pyは補間を行う間隔、s、tは整数である。However, Xs = Px · s and Yt = Py · t, Px and Py are intervals at which interpolation is performed, and s and t are integers.
【0072】(6)複数、多種類の基準ウエハ上に何種
類かの間隔で位置測定パターンを露光し、前述の(1)
〜(6)までの工程を繰り返すことにより、複数の基準
ウエハ上の位置ずれ量の値(ΔXst、ΔYst)を算
出する。(6) The position measurement pattern is exposed on a plurality of types of reference wafers at several types of intervals, and the above-mentioned (1) is performed.
The values (ΔXst, ΔYst) of the positional deviation amounts on the plurality of reference wafers are calculated by repeating the steps to (6).
【0073】そして、複数の測定により得られた同一位
置での補正量を相加平均し、測定誤差や、ウエハの歪の
ウエハ間の違いの影響を除き、ステージ座標系の歪みに
起因する位置ずれ量を得るようにする。Then, the correction amounts at the same position obtained by a plurality of measurements are arithmetically averaged to eliminate the influence of the measurement error and the difference of the wafer distortion between the wafers, and the position caused by the distortion of the stage coordinate system. Get the amount of deviation.
【0074】なお、露光時は、現在のステージ位置(レ
ーザ干渉計による測長値)が含まれる領域の四隅の位置
における補正量より一次補間を行い、現在の位置での補
正量を得るようにする。At the time of exposure, linear interpolation is performed from the correction amounts at the four corners of the area including the current stage position (length measurement value by the laser interferometer) to obtain the correction amount at the current position. To do.
【0075】ここでは、補間演算を行う位置間隔は、位
置ずれ量の変化に比べ十分小さく、その区間の1次補間
でも高精度な補間ができる間隔である(測長値+補正
量)を真のステージの位置座標として取り扱うことで、
ステージの座標の歪みに起因する位置ずれ量の補正を行
うことができる。Here, the position interval at which the interpolation calculation is performed is sufficiently smaller than the change in the position shift amount, and the interval (the length measurement value + correction amount) is the interval at which highly accurate interpolation is possible even in the primary interpolation in that section. By treating it as the position coordinate of the stage of
It is possible to correct the amount of positional deviation due to the distortion of the coordinates of the stage.
【0076】また、ウエハ毎ないしロット毎のパターン
の位置合わせとしては、上記の補正を行った上で、ウエ
ハ上の数〜十数チップのマーク位置検出を行い、数3に
示すチップ内の位置ずれ量(ΔX、ΔY)をそのチップ
内での位置座標(X、Y)の関数に対して最小2乗近似
する。As for the pattern alignment for each wafer or lot, after the above correction is performed, the mark positions of several to ten or more chips on the wafer are detected, and the positions within the chips shown in Formula 3 are detected. The shift amount (ΔX, ΔY) is approximated to the function of the position coordinate (X, Y) in the chip by least squares.
【0077】[0077]
【数3】 [Equation 3]
【0078】そして、求めた係数ai、bi、ci、d
i、ei、fi、gi、hiを更に、数4に示すウエハ
上のチップ中心位置の位置座標の関数により最小2乗近
似を行う。Then, the obtained coefficients ai, bi, ci, d
Further, i, ei, fi, gi, hi are further subjected to least-squares approximation by the function of the position coordinates of the chip center position on the wafer shown in Formula 4.
【0079】[0079]
【数4】 [Equation 4]
【0080】なお、(Xi、Yi)は、位置(X、Y)
を含む、ウエハ上のi番目のチップの中心位置、fxj
(Xi、Yi)はΣαklXkYl、例えば、XとYの2次
関数である。Note that (Xi, Yi) is the position (X, Y)
Center position of the i-th chip on the wafer, including fxj
(Xi, Yi) is Σα kl X k Y l , for example, a quadratic function of X and Y.
【0081】ここに、露光時は、全てのチップの補正係
数ai、bi、ci、di、ei、fi、gi、hiを
数4に従い算出し、数3により位置ずれ量を算出し、そ
の位置ずれ量分だけ、電子ビーム偏向位置を変化させる
ことで補正し位置合わせを行う。Here, at the time of exposure, the correction coefficients ai, bi, ci, di, ei, fi, gi, hi of all the chips are calculated according to the equation 4, and the positional deviation amount is calculated according to the equation 3, and the position thereof is calculated. Correction is performed by changing the electron beam deflection position by the amount of deviation, and alignment is performed.
【0082】このように、本実施例によれば、ステージ
の座標の位置ずれ量の測定領域内においては、ステージ
の位置ずれ量を1次関数で近似し、その近似残差を3次
スプライン関数により近似することによって、測定点間
のステージの座標の位置ずれ量を補間し、ステージ位置
の補正を行うと共に、ステージの座標の位置ずれ量の測
定領域外においては、ステージの位置ずれ量を近似して
なる1次関数の解によって補外することにより、ステー
ジ位置の補正を行うとしているので、ステージの座標の
位置ずれ量の測定領域の内外にわたり、ステージ位置の
高精度の補正を行い、パターン配置精度の高い露光を行
うことができる。As described above, according to the present embodiment, in the measuring area of the positional displacement amount of the coordinates of the stage, the positional displacement amount of the stage is approximated by a linear function, and the approximate residual is a cubic spline function. By interpolating the positional deviation amount of the stage coordinates between the measurement points and correcting the stage position, the positional deviation amount of the stage is approximated outside the measurement area of the positional deviation amount of the stage coordinates. Since it is supposed that the stage position is corrected by extrapolation by the solution of the linear function described above, the stage position is corrected with high accuracy over the inside and outside of the measurement area of the position shift amount of the stage coordinates, and the pattern is corrected. It is possible to perform exposure with high placement accuracy.
【0083】また、本実施例においては、ステージの座
標系の歪み量が経時変化した場合の補正量の再校正が行
われる。In this embodiment, the correction amount is recalibrated when the distortion amount of the stage coordinate system changes with time.
【0084】図11は、ステージ上の或る一点での位置
ずれ量の経時変化を補正する従来の方法を説明するため
の図であり、従来においては、ステージ上の或る一点で
の位置ずれ量を、所定の測定周期、かつ、直接測定法に
より、即ち、基準パターンを直接露光して形成すること
によって測定することにより、位置ずれ量を補正してい
た。FIG. 11 is a diagram for explaining a conventional method for correcting the change with time of the positional deviation amount at a certain point on the stage. In the conventional method, the positional deviation at a certain point on the stage is shown. The amount of positional deviation has been corrected by measuring the amount by a direct measurement method at a predetermined measurement cycle, that is, by directly exposing and forming a reference pattern.
【0085】本実施例においては、直接測定法を介して
の補正周期の間は、図12又は図13に示す補正方法を
追加して、ステージ上の或る一点での位置ずれ量の経時
変化の補正が行われる。In the present embodiment, the correction method shown in FIG. 12 or FIG. 13 is added during the correction cycle through the direct measurement method to change the position shift amount at a certain point on the stage with time. Is corrected.
【0086】ここに、図12に示す方法は、直接測定法
を介しての補正周期の間は、間接測定法により、即ち、
予め基準ウエハに形成されている位置検出マークを使用
してステージの位置ずれ量を測定し、前述の(2)〜
(6)の工程を行い、ステージ位置の補正を行うという
ものである。Here, the method shown in FIG. 12 uses the indirect measurement method during the correction cycle of the direct measurement method, that is,
The position shift amount of the stage is measured by using the position detection mark formed on the reference wafer in advance, and the above (2) to
The step (6) is performed to correct the stage position.
【0087】この場合、間接測定法を介しての補正周期
を短くすることで、その間の位置ずれ量の単位時間(又
はウエハ1枚)当たりの時間的変化量を小さくすること
ができる。In this case, by shortening the correction cycle through the indirect measurement method, the temporal change amount of the positional deviation amount per unit time (or one wafer) can be reduced.
【0088】また、図13に示す方法は、図12に示す
間接測定法を介しての補正周期の間は、位置ずれ量を予
測して、ステージ上の或る一点での位置ずれ量の経時変
化の補正を行うとするものである。The method shown in FIG. 13 predicts the amount of positional deviation during the correction cycle through the indirect measurement method shown in FIG. 12, and changes the amount of positional deviation at a certain point on the stage with time. The change is corrected.
【0089】この方法においては、1回目の測定は、直
接測定法により行われるが、この場合、測定されたステ
ージ上の或る一点での補正量をE0とする。In this method, the first measurement is performed by the direct measurement method. In this case, the correction amount at a certain point on the measured stage is E 0 .
【0090】また、この場合、直接測定法による測定の
他に、位置検出マークが入った基準ウエハに対して間接
測定法による測定を行い、先に述べた(2)〜(6)の
工程を行い、誤差量の近似値を得るようにする。この場
合、算出された補正量(誤差量)をM0とする。Further, in this case, in addition to the measurement by the direct measurement method, the measurement by the indirect measurement method is performed on the reference wafer having the position detection mark, and the steps (2) to (6) described above are performed. Then, an approximate value of the error amount is obtained. In this case, the calculated correction amount (error amount) is M 0 .
【0091】そして、1回目の測定を行ったならば、ス
テージ移動ごとに、所定のステージ位置から補正量E0
だけ、座標を変化させ、ステージ位置の補正を行う。If the first measurement is performed, the correction amount E 0 is calculated from the predetermined stage position each time the stage is moved.
Only, the coordinates are changed and the stage position is corrected.
【0092】2回目の測定は、補正量E0だけ補正をし
た状態で間接測定法による測定のみを行い、補正量M1
を求める。In the second measurement, only the indirect measurement method is performed with the correction amount E 0 corrected, and the correction amount M 1
Ask for.
【0093】すると、補正量E0、M0を測定した時から
の時間変化量M1と単位時間当たりの変化量M1/T
1(T1は1回目の測定と2回目の測定との測定間隔又は
処理ウエハ枚数)が求められる。Then, the time change amount M 1 from the time when the correction amounts E 0 and M 0 are measured and the change amount M 1 / T per unit time are measured.
1 (T 1 is the measurement interval between the first measurement and the second measurement or the number of processed wafers) is obtained.
【0094】以降は、補正量をE0+M1+tM1/T
1(M1は2回目の間接測定法による測定、補間により求
めた補正量、tは最後に間接測定法による測定を行って
からの時間)として補正を行う。After that, the correction amount is E 0 + M 1 + tM 1 / T
The correction is performed as 1 (M 1 is the correction amount obtained by the second indirect measurement method and the interpolation, and t is the time since the last indirect measurement method was performed).
【0095】ここに、補正量の第1項(E0)は、位置
ずれ量の時間変化しない成分であり、第2項(M1)
は、1〜2回目の測定の間に経時変化した位置ずれ量で
あり、第3項(tM1/T1)は、2回目の測定から時間
変化した位置ずれ量である。Here, the first term (E 0 ) of the correction amount is a component of the positional deviation amount that does not change with time, and the second term (M 1 )
Is the amount of positional deviation that has changed with time during the first and second measurements, and the third term (tM 1 / T 1 ) is the amount of positional deviation that has changed with time from the second measurement.
【0096】3回目以降の測定も、また、間接測定法に
よる測定のみを行い、補正量をE0+MN+tMN/T
N(MNはN+1回目の間接測定法による測定、補間によ
り求めた補正量、TNはN回目の測定とN+1回目の測
定との測定間隔又は処理ウエハ枚数)に更新して、ステ
ージ位置の補正を行う。In the third and subsequent measurements, only the indirect measurement method was also used, and the correction amount was E 0 + M N + tM N / T
N (M N is the correction amount obtained by the N + 1-th indirect measurement method and the interpolation, and T N is the measurement interval between the N-th measurement and the N + 1-th measurement or the number of processed wafers) Make a correction.
【0097】なお、間接測定法による測定だけでは、誤
差が生じる可能性があり、また、補正の有効性を再確認
する必要性があることから、間接測定法による測定と補
正量の更新を一定回数繰り返したならば、再び、直接測
定法による測定、近似と補間を行い、補正量を更新して
誤差量を0にする。Note that an error may occur only by the indirect measurement method and it is necessary to reconfirm the effectiveness of the correction. Therefore, the measurement by the indirect measurement method and the update of the correction amount are constant. After repeating the number of times, the measurement by the direct measurement method, the approximation and the interpolation are performed again, and the correction amount is updated to set the error amount to zero.
【0098】このようにして、ステージ上の或る一点で
の位置ずれ量の経時変化の補正を行う場合には、図12
に示す方法よりも、精度の高いステージ位置の補正を行
うことができる。In this way, in the case of correcting the temporal change of the positional deviation amount at a certain point on the stage, FIG.
The stage position can be corrected with higher accuracy than the method shown in FIG.
【0099】[0099]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ステー
ジの座標の位置ずれ量の測定領域内においては、ステー
ジの位置ずれ量を単一多項式で近似し、その近似残差を
区分多項式であるスプライン関数により近似することに
よって、測定点間のステージの座標の位置ずれ量を補間
し、ステージ位置の補正を行うと共に、ステージの座標
の位置ずれ量の測定領域外においては、ステージの位置
ずれ量を近似してなる単一多項式の解によって補外する
ことにより、ステージ位置の補正を行うとしているの
で、ステージの座標の位置ずれ量の測定領域の内外にわ
たり、ステージの位置の高精度の補正を行い、パターン
配置精度の高い露光を行うことができる。As described above, according to the present invention, in the position displacement amount measuring area of the stage coordinates, the stage position displacement amount is approximated by a single polynomial, and the approximate residual is divided into a piecewise polynomial. By approximating with the spline function, the positional displacement amount of the stage coordinates between the measurement points is interpolated to correct the stage position, and the stage position is outside the measurement region of the positional coordinate amount of the stage. The position of the stage is corrected by extrapolation by the solution of a single polynomial that approximates the amount of displacement. It is possible to perform correction and perform exposure with high pattern placement accuracy.
【図1】本発明を説明するための図(本発明におけるス
テージ位置と位置ずれ量との関係を示す図)である。FIG. 1 is a diagram for explaining the present invention (a diagram showing a relationship between a stage position and a positional deviation amount in the present invention).
【図2】本発明を説明するための図(本発明におけるス
テージ位置と位置ずれ量との関係を示す図)である。FIG. 2 is a diagram for explaining the present invention (a diagram showing a relationship between a stage position and a positional shift amount in the present invention).
【図3】本発明による場合の効果を説明するための図で
ある。FIG. 3 is a diagram for explaining an effect in the case of the present invention.
【図4】従来の方法(単一多項式による近似)による場
合の効果を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an effect when a conventional method (approximation by a single polynomial) is used.
【図5】本発明における近似関数により作られる曲面を
示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a curved surface created by an approximation function in the present invention.
【図6】本発明における近似関数により作られる曲面
(境界部が近似関数が作る平面に乗り切らない場合)を
示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a curved surface formed by an approximation function in the present invention (when the boundary portion does not ride over the plane formed by the approximation function).
【図7】本発明において付加される擬似的な測定点を示
す図である。FIG. 7 is a diagram showing pseudo measurement points added in the present invention.
【図8】本発明において付加される擬似的な測定点を示
す図である。FIG. 8 is a diagram showing pseudo measurement points added in the present invention.
【図9】本発明において、擬似的な測定点を付加した場
合の近似関数を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an approximation function when a pseudo measurement point is added in the present invention.
【図10】本発明において、擬似的な測定点を付加した
場合の近似関数が作る曲面を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a curved surface formed by an approximation function when a pseudo measurement point is added in the present invention.
【図11】ステージ上の或る一点での位置ずれ量の経時
変化を補正する従来の方法を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining a conventional method for correcting a temporal change in a positional deviation amount at a certain point on a stage.
【図12】本発明の一実施例において追加されるステー
ジ上の或る一点での位置ずれ量の経時変化を補正する方
法の一例を説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining an example of a method of correcting a temporal change of the positional deviation amount at a certain point on the stage added in the embodiment of the present invention.
【図13】本発明の一実施例において追加されるステー
ジ上の或る一点での位置ずれ量の経時変化を補正する方
法の他の例を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining another example of the method of correcting the temporal change of the positional deviation amount at a certain point on the stage added in the embodiment of the present invention.
【図14】集積回路の製造工程において使用される電子
ビーム露光装置の一例の要部を概略的に示す図である。FIG. 14 is a diagram schematically showing a main part of an example of an electron beam exposure apparatus used in a manufacturing process of an integrated circuit.
【図15】図14に示す電子ビーム露光装置の一部分を
示す図である。15 is a diagram showing a part of the electron beam exposure apparatus shown in FIG.
【図16】ミラー面の歪みを示す図である。FIG. 16 is a diagram showing distortion on a mirror surface.
【図17】設計パターン(又は下地パターン)と、露光
パターンとの位置合わせを説明するための図である。FIG. 17 is a diagram for explaining alignment of a design pattern (or a base pattern) and an exposure pattern.
【図18】チップの配置座標の歪みを示す図である。FIG. 18 is a diagram showing distortion of arrangement coordinates of chips.
【図19】ステージの座標の歪みを示す図である。FIG. 19 is a diagram showing distortion of stage coordinates.
【図20】ステージの座標の位置ずれ量のステージ位置
依存性を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing the stage position dependency of the positional displacement amount of the stage coordinates.
【図21】ステージの座標の位置ずれ量を位置の2次関
数で近似する場合を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing a case where a positional deviation amount of stage coordinates is approximated by a quadratic function of position.
【図22】ステージの座標の位置ずれ量を位置の高次関
数で近似する場合を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing a case where a positional deviation amount of stage coordinates is approximated by a higher-order function of position.
【図23】ステージの座標の位置ずれ量を位置のスプラ
イン関数で近似する場合を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing a case where a positional displacement amount of stage coordinates is approximated by a position spline function.
【図24】ステージの座標の位置ずれ量を位置のスプラ
イン関数で近似する場合の問題点を説明するための図で
ある。FIG. 24 is a diagram for explaining a problem in the case of approximating a positional displacement amount of stage coordinates by a position spline function.
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03F 7/20 521 G21K 5/04 M H01J 37/305 B 9508−2G (72)発明者 大饗 義久 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 甲斐 潤一 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical display location G03F 7/20 521 G21K 5/04 MH01J 37/305 B 9508-2G (72) Inventor Yoshihisa Ohba Kawasaki, Kanagawa 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Yokohama, Fujitsu Limited (72) Inventor Junichi Kai, 1015, Kamikodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki, Kanagawa Prefecture, Fujitsu Limited
Claims (9)
粒子ビームを水平方向に移動可能とされたステージ上に
保持された試料の所望位置に照射することにより露光を
行う荷電粒子ビーム露光装置において、前記ステージの
座標の位置ずれ量を任意の測定点において測定し、前記
ステージの座標の位置ずれ量の測定領域内においては、
前記ステージの座標の位置ずれ量を単一多項式で近似
し、更に、その近似残差をスプライン関数によって近似
することにより、前記測定点間の前記ステージの座標の
位置ずれ量を補間し、前記ステージ位置の補正を行い、
前記ステージの座標の位置ずれ量の測定領域外において
は、前記ステージの座標の位置ずれ量を前記単一多項式
の解によって補外することにより、前記ステージ位置の
補正を行うことを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。1. A charged particle beam exposure apparatus for performing exposure by irradiating a charged particle beam generated from a charged particle beam generation source to a desired position of a sample held on a stage movable in the horizontal direction. , Measuring the position displacement amount of the stage coordinates at any measurement point, in the measurement region of the position displacement amount of the stage coordinates,
The displacement amount of the coordinate of the stage is approximated by a single polynomial, and the approximate residual is approximated by a spline function to interpolate the displacement amount of the coordinate of the stage between the measurement points, and the stage Correct the position,
Outside the measurement area of the positional deviation amount of the stage coordinates, the positional deviation amount of the stage coordinate is extrapolated by the solution of the single polynomial to correct the stage position. Particle beam exposure method.
部の測定点の少なくとも3点以上を用いた最小2乗近似
値をとることを特徴とする請求項1記載の荷電粒子ビー
ム露光方法。2. The charged particle beam exposure according to claim 1, wherein the single polynomial takes a least-squares approximation value using at least three outermost measurement points in the measurement region. Method.
に、前記単一多項式の解である疑似的な測定点を設け、
この疑似的な測定点を含めて、前記スプライン関数を求
めることを特徴とする請求項1又は2記載の荷電粒子ビ
ーム露光方法。3. A pseudo measurement point which is a solution of the single polynomial is provided outside the outermost measurement point in the measurement area,
The charged particle beam exposure method according to claim 1 or 2, wherein the spline function is obtained by including the pseudo measurement points.
最外部の測定点から、前記測定点の間隔以上の距離離れ
ていることを特徴とする請求項3記載の荷電粒子ビーム
露光方法。4. The charged particle beam exposure according to claim 3, wherein the pseudo measurement point is separated from the outermost measurement point in the measurement area by a distance equal to or more than the distance between the measurement points. Method.
測定点における測定は、実際に試料面上に露光して形成
した基準パターンの位置と、その設計位置との間のずれ
量を測長装置により直接測定することにより行われるこ
とを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の荷電粒子
ビーム露光方法。5. The measurement of the positional displacement amount of the coordinates of the stage at an arbitrary measurement point is performed by measuring the displacement amount between the position of a reference pattern actually formed on a sample surface by exposure and its design position. 5. The charged particle beam exposure method according to claim 1, wherein the measurement is performed by directly measuring with a long device.
測定点における測定は、所望の時間間隔又は所望の処理
試料枚数ごとに行われることを特徴とする請求項1、
2、3又は4記載の荷電粒子ビーム露光方法。6. The measurement of the positional displacement amount of the stage coordinates at an arbitrary measurement point is performed at a desired time interval or a desired number of processed samples.
The charged particle beam exposure method according to 2, 3 or 4.
測定点における測定は、基準試料上に配置した位置検出
マークの位置検出を行うことにより行われることを特徴
とする請求項1、2、3又は4記載の荷電粒子ビーム露
光方法。7. The measurement of the position displacement amount of the coordinate of the stage at an arbitrary measurement point is performed by detecting the position of a position detection mark arranged on a reference sample. 3. The charged particle beam exposure method according to 3 or 4.
測定点における測定は、実際に試料面上に露光して形成
した基準パターンの位置と設計位置との間のずれ量の測
長装置による測定と、この測長装置による測定の後、所
望の時間間隔又は所望の処理試料枚数ごとに行う、基準
試料上に配置した位置検出マークの位置検出による測定
とを含んで行われることを特徴とする請求項1、2、3
又は4記載の荷電粒子ビーム露光方法。8. A length measuring device for measuring the amount of displacement between the design pattern and the position of a reference pattern actually formed on the sample surface by exposure, for the measurement of the amount of displacement of the coordinate of the stage at an arbitrary measurement point. And the measurement by the length measuring device, and the measurement by the position detection of the position detection mark arranged on the reference sample, which is performed after a desired time interval or a desired number of processed samples. Claims 1, 2, 3
Or the charged particle beam exposure method described in 4 above.
正の整数)の位置検出時点における検出位置と、前記位
置検出マークのN+1回目の位置検出時点における検出
位置との差から検出時間間隔又は処理試料枚数当たりの
位置ずれ量を算出し、前記位置検出マークのN回目の位
置検出時点と前記位置検出マークのN+1回目の位置検
出時点との間の位置ずれ量を、前記検出時間間隔又は処
理試料枚数当たりの位置ずれ量により一次補間すること
で、単位時間又は単位試料枚数当たりの位置ずれ量を予
測し、前記位置検出マークのN+1回目の位置検出時点
から前記位置検出マークのN+2回目の位置検出時点の
間においては、予測された前記単位時間又は単位試料枚
数当たりの位置ずれ量を加えた位置ずれ量に基づいて、
前記ステージ位置の補正を行うことを特徴とする請求項
8記載の荷電粒子ビーム露光方法。9. The detection time is calculated from the difference between the detection position at the N-th position detection time point of the position detection mark (where N is a positive integer) and the detection position at the (N + 1) th position detection time point of the position detection mark. The amount of positional deviation per interval or the number of processed samples is calculated, and the positional deviation amount between the Nth position detection time point of the position detection mark and the (N + 1) th position detection time point of the position detection mark is calculated as the detection time interval. Alternatively, the position shift amount per unit time or the number of unit samples is predicted by linearly interpolating the position shift amount per number of processed samples, and the position detection mark N + 2nd time from the N + 1th position detection time of the position detection mark. During the position detection time of, based on the amount of positional deviation added the predicted amount of positional deviation per unit time or unit number of samples,
9. The charged particle beam exposure method according to claim 8, wherein the stage position is corrected.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6229688A JPH0897120A (en) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | Charged particle beam exposure method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6229688A JPH0897120A (en) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | Charged particle beam exposure method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0897120A true JPH0897120A (en) | 1996-04-12 |
Family
ID=16896146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6229688A Withdrawn JPH0897120A (en) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | Charged particle beam exposure method |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0897120A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005283893A (en) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Fuji Photo Film Co Ltd | Exposure apparatus calibration method and exposure apparatus |
| JP2009016647A (en) * | 2007-07-06 | 2009-01-22 | Nuflare Technology Inc | Charged particle beam drawing apparatus and charged particle beam drawing method |
| JP2012231188A (en) * | 2012-08-29 | 2012-11-22 | Nuflare Technology Inc | Charged particle beam drawing apparatus and charged particle beam drawing method |
-
1994
- 1994-09-26 JP JP6229688A patent/JPH0897120A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005283893A (en) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Fuji Photo Film Co Ltd | Exposure apparatus calibration method and exposure apparatus |
| JP2009016647A (en) * | 2007-07-06 | 2009-01-22 | Nuflare Technology Inc | Charged particle beam drawing apparatus and charged particle beam drawing method |
| JP2012231188A (en) * | 2012-08-29 | 2012-11-22 | Nuflare Technology Inc | Charged particle beam drawing apparatus and charged particle beam drawing method |
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