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JP2962273B2 - Exposure / drawing apparatus, exposure / drawing method, and recording medium storing exposure / drawing processing program - Google Patents
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JP2962273B2 - Exposure / drawing apparatus, exposure / drawing method, and recording medium storing exposure / drawing processing program - Google Patents

Exposure / drawing apparatus, exposure / drawing method, and recording medium storing exposure / drawing processing program

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JP2962273B2
JP2962273B2 JP9101645A JP10164597A JP2962273B2 JP 2962273 B2 JP2962273 B2 JP 2962273B2 JP 9101645 A JP9101645 A JP 9101645A JP 10164597 A JP10164597 A JP 10164597A JP 2962273 B2 JP2962273 B2 JP 2962273B2
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expansion
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exposure
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、露光描画装置、露
光描画方法及び露光描画処理プログラムを記録した記録
媒体に関し、特に、露光時における半導体基板(以下、
ウェハという)等の試料や試料ステージの伸縮に伴う描
画パターンの位置ズレを補正することができる露光描画
装置、露光描画方法及び露光描画処理プログラムを記録
した記録媒体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure / drawing apparatus, an exposure / drawing method, and a recording medium on which an exposure / drawing processing program is recorded.
The present invention relates to an exposure / drawing apparatus, an exposure / drawing method, and a recording medium on which an exposure / drawing processing program is recorded, which can correct a positional deviation of a drawing pattern caused by expansion and contraction of a sample such as a wafer) or a sample stage.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路の高集積化、微細
化により、ウェハ上に形成される回路パターンの線幅は
非常に小さいものとなってきている。これに伴い、ウェ
ハ上に回路パターンを形成するリソグラフィ工程ではさ
らに微細なパターンの転写が要求されている。このよう
なパターンの微細化の要求を満たす方法として、電子ビ
ーム描画法が知られている。
2. Description of the Related Art In recent years, the line width of a circuit pattern formed on a wafer has become extremely small due to high integration and miniaturization of a semiconductor integrated circuit. Along with this, in a lithography process for forming a circuit pattern on a wafer, transfer of a finer pattern is required. An electron beam writing method is known as a method for satisfying such a demand for finer patterns.

【0003】一般に、電子ビーム描画法では電子ビーム
描画を行う際の位置合わせ方法として、縮小投影露光の
場合と同じように、グローバルアライメント法が用いら
れている。グローバルアライメント法は、描画に先立ち
ウェハ上の複数チップの位置合わせ用マークを連続的に
検出し、ウェハ上のチップの配列誤差をウェハ面内で補
正する。この時チップ位置の補正量は通常、二次式等の
多項式で示される。そしてマーク検出及び補正が完了し
た後、描画すべきチップの位置補正を行いながら、ウェ
ハ上の全チップの描画を連続的に行う。従ってグローバ
ルアライメント法は、1チップ毎にアライメントと描画
を繰り返すダイバイダイ(Die-by-Die)アライメント法
と比較して、アライメントに要する時間を大幅に削減で
き、スループットが大幅に向上するという利点を有して
いる。
In general, in the electron beam lithography method, a global alignment method is used as an alignment method when performing electron beam lithography, as in the case of reduced projection exposure. In the global alignment method, alignment marks of a plurality of chips on a wafer are continuously detected prior to writing, and an alignment error of chips on the wafer is corrected in a wafer plane. At this time, the correction amount of the chip position is usually represented by a polynomial such as a quadratic equation. After completion of the mark detection and correction, writing of all chips on the wafer is continuously performed while correcting the position of the chip to be written. Therefore, the global alignment method has the advantage that the time required for alignment can be greatly reduced and the throughput is greatly improved, as compared with the die-by-die alignment method in which alignment and writing are repeated for each chip. doing.

【0004】このグローバルアライメント法では、アラ
イメント動作と描画動作の間に時間経過が生じるため、
アライメント後の描画中に、温度差によるウェハの伸縮
あるいは試料ステージの伸縮が生じ、重ね合わせ精度の
劣化を招くという問題点を有していた。特にこの描画中
のウェハの伸縮の問題は、描画時間が長時間に及ぶ電子
ビーム描画法において顕著である。
In this global alignment method, time elapses between the alignment operation and the writing operation.
During the writing after the alignment, the wafer expands or contracts due to the temperature difference due to the temperature difference, which causes a problem that the overlay accuracy is deteriorated. In particular, the problem of the expansion and contraction of the wafer during writing is remarkable in the electron beam writing method in which the writing time is long.

【0005】この問題を解決するための技術が、例えば
特開平6ー13299号公報に提案されている。図7
は、この従来の電子ビーム描画装置及び方法を示す側面
図である。図7に示すように、従来の電子ビーム描画方
法は、電子ビーム描画装置の試料ステージ10に設けた
温度センサ11により温度変動を測定し、温度変化量と
試料ステージ10及びウェハ等の試料12の熱膨張率か
ら想定される試料12の位置ズレ量を制御計算機13に
より算出し、その算出された位置ズレ量に基づいて偏向
系14又はレーザ測長系15を制御し、電子銃16から
放射される電子ビーム17の照射位置の補正を行うもの
である。図7中、18は電子ビーム17を収束するレン
ズ、19は試料ステージ10を移動させる駆動系であ
る。
A technique for solving this problem has been proposed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-13299. FIG.
FIG. 1 is a side view showing this conventional electron beam drawing apparatus and method. As shown in FIG. 7, in the conventional electron beam writing method, a temperature change is measured by a temperature sensor 11 provided on a sample stage 10 of an electron beam writing apparatus, and the amount of temperature change and the sample stage 10 and the sample 12 such as a wafer are measured. The control computer 13 calculates the amount of displacement of the sample 12 assumed from the coefficient of thermal expansion, controls the deflection system 14 or the laser length measurement system 15 based on the calculated amount of displacement, and radiates from the electron gun 16. The correction of the irradiation position of the electron beam 17 is performed. In FIG. 7, reference numeral 18 denotes a lens that converges the electron beam 17, and 19 denotes a drive system that moves the sample stage 10.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電子ビーム描画方法では、試料12の位置ズレ量を温度
変化量と熱膨張率から計算により予測して補正してお
り、現在のリソグラフィ技術に求められる、10nmレ
ベルの高精度な位置ズレ量の補正を行うことは困難であ
る。
However, in the conventional electron beam writing method, the amount of displacement of the sample 12 is corrected by estimating from the amount of temperature change and the coefficient of thermal expansion by calculation. It is difficult to correct the positional deviation amount with high accuracy of 10 nm level.

【0007】また、試料ステージ10上で試料12のみ
が伸縮した場合には、位置ズレ量を求めることができな
いという問題点があった。
Further, when only the sample 12 expands and contracts on the sample stage 10, there is a problem that the amount of displacement cannot be obtained.

【0008】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、露光時におけるウェハ等の試料や試料ステー
ジの伸縮に伴う描画パターンの位置ズレを高精度に補正
することができる露光描画装置、露光描画方法及び露光
描画処理プログラムを記録した記録媒体を提供すること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and is an exposure / drawing apparatus capable of correcting a positional deviation of a drawing pattern due to expansion and contraction of a sample such as a wafer or a sample stage during exposure with high accuracy. It is an object of the present invention to provide a recording medium which records an exposure / drawing method and an exposure / drawing processing program.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の露光描画装置
は、試料にパターンを描画する描画手段と、試料上に形
成された位置合わせ用マークの位置を検出する位置合わ
せ用マーク検出手段と、試料上に形成された試料伸縮測
定用マークの位置を所定間隔ごとに検出する試料伸縮測
定用マーク検出手段と、位置合わせ用マーク検出手段に
よる検出結果から試料の位置補正量を算出するととも
に、試料伸縮測定用マーク検出手段による検出結果から
試料の伸縮補正量を算出し、算出された位置補正量及び
伸縮補正量に基づいて描画手段を制御する描画制御手段
と、を有することを特徴とするものである。
According to the present invention, there is provided an exposure / drawing apparatus comprising: a drawing means for drawing a pattern on a sample; a positioning mark detecting means for detecting a position of a positioning mark formed on the sample; A sample expansion / contraction measurement mark detection unit that detects the position of a sample expansion / contraction measurement mark formed on a sample at predetermined intervals, and a position correction amount of the sample is calculated from the detection result by the alignment mark detection unit. Drawing control means for calculating a correction amount of expansion and contraction of the sample from a detection result by the mark detection means for expansion and contraction, and controlling the drawing means based on the calculated position correction amount and expansion and contraction correction amount. It is.

【0010】試料伸縮測定用マークは、試料の粗アライ
メントを行うために用いられるマークであってもよく、
位置合わせ用マークの少なくとも一部であってもよい。
The sample expansion / contraction measurement mark may be a mark used for performing rough alignment of the sample.
It may be at least a part of the alignment mark.

【0011】本発明の露光描画方法は、(1)試料上に
形成された位置合わせ用マークの位置を検出する工程
と、(2)位置合わせ用マークの位置の検出結果から試
料の位置補正量を算出し、その位置補正量に基づいて描
画を行う工程と、(3)所定間隔ごとに、試料上に形成
された試料伸縮測定用マークの位置を検出する工程と、
(4)試料伸縮測定用マークの位置の検出結果から試料
の伸縮補正量を算出し、その伸縮補正量に基づいて描画
を行い、描画終了時まで所定間隔ごとに繰り返す工程
と、を有することを特徴とするものである。
According to the present invention, there are provided an exposure / drawing method comprising: (1) a step of detecting a position of a positioning mark formed on a sample; and (2) a position correction amount of the sample based on a detection result of the position of the positioning mark. Calculating, and performing drawing based on the position correction amount; and (3) detecting the position of the sample expansion / contraction measurement mark formed on the sample at predetermined intervals.
(4) calculating the amount of expansion / contraction correction of the sample from the detection result of the position of the sample expansion / contraction measurement mark, performing drawing based on the amount of expansion / contraction correction, and repeating at predetermined intervals until the end of drawing. It is a feature.

【0012】本発明の他の形態の露光描画方法は、
(1)試料上に形成された試料用マークの位置を検出
し、粗アライメントを行う工程と、(2)試料上に形成
された位置合わせ用マークの位置を検出する工程と、
(3)位置合わせ用マークの位置の検出結果から試料の
位置補正量を算出し、その位置補正量に基づいて描画を
行う工程と、(4)所定間隔ごとに、試料用マークの位
置を検出する工程と、(5)試料用マークの位置の検出
結果から試料の伸縮補正量を算出し、その伸縮補正量に
基づいて描画を行い、描画終了時まで所定間隔ごとに繰
り返す工程と、を有することを特徴とするものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided an exposure / drawing method comprising:
(1) a step of detecting the position of the sample mark formed on the sample to perform coarse alignment; and (2) a step of detecting the position of the alignment mark formed on the sample.
(3) calculating the position correction amount of the sample from the detection result of the position of the alignment mark, and performing drawing based on the position correction amount; and (4) detecting the position of the sample mark at predetermined intervals. (5) calculating the amount of expansion / contraction correction of the sample from the detection result of the position of the sample mark, performing drawing based on the amount of expansion / contraction correction, and repeating at predetermined intervals until the drawing is completed. It is characterized by the following.

【0013】上記本発明の露光描画装置及び露光描画方
法は、露光描画処理プログラムにより実現され、そのプ
ログラムは記録媒体に記録して提供されてもよい。
The exposure / drawing apparatus and the exposure / drawing method of the present invention are realized by an exposure / drawing processing program, and the program may be provided by being recorded on a recording medium.

【0014】上記試料は、例えば半導体基板である。The sample is, for example, a semiconductor substrate.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は、本発明の露光描画装置の
構成を示すブロック図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the exposure / drawing apparatus of the present invention.

【0016】図1に示すように、本発明の露光描画装置
は、ウェハやガラスマスク等の試料にパターンを描画す
る描画部1と、試料上に形成された位置合わせ用マーク
の位置を検出する位置合わせ用マーク検出部2と、試料
上に形成された試料伸縮測定用マークの位置を所定時間
間隔ごとに検出する試料伸縮測定用マーク検出部3と、
位置合わせ用マーク検出部2による検出結果から試料の
位置補正量を算出するとともに、試料伸縮測定用マーク
検出部3による検出結果から試料の伸縮補正量を算出
し、算出された位置補正量及び伸縮補正量に基づいて描
画部1を制御する描画制御部4と、を有する。
As shown in FIG. 1, the exposure / drawing apparatus of the present invention detects a drawing unit 1 for drawing a pattern on a sample such as a wafer or a glass mask, and a position of an alignment mark formed on the sample. An alignment mark detection unit 2, a sample expansion / contraction measurement mark detection unit 3 for detecting the position of the sample expansion / contraction measurement mark formed on the sample at predetermined time intervals,
The position correction amount of the sample is calculated from the detection result by the alignment mark detection unit 2, and the expansion / contraction correction amount of the sample is calculated from the detection result by the sample expansion / contraction measurement mark detection unit 3. A drawing control unit 4 that controls the drawing unit 1 based on the correction amount.

【0017】描画部1は、図示しないが、電子ビームを
放射する電子銃と、電子銃から放射された電子ビームを
収束するレンズと、電子ビームを偏向する偏向器と、試
料を設置する試料ステージとを有する。
Although not shown, the drawing unit 1 includes an electron gun for emitting an electron beam, a lens for converging the electron beam emitted from the electron gun, a deflector for deflecting the electron beam, and a sample stage for setting a sample. And

【0018】位置合わせ用マーク検出部2と試料伸縮測
定用マーク検出部3は、同一の検出装置であってもよ
く、又、それぞれ別個の検出装置であってもよい。
The positioning mark detection unit 2 and the sample expansion / contraction measurement mark detection unit 3 may be the same detection device, or may be separate detection devices.

【0019】描画制御部4は、算出された位置補正量及
び伸縮補正量に応じて偏向器の作動又は試料ステージの
作動、あるいは両方の作動を調整するものである。
The drawing control section 4 adjusts the operation of the deflector, the operation of the sample stage, or both of the operations according to the calculated position correction amount and expansion / contraction correction amount.

【0020】本発明の露光描画装置は又、試料伸縮測定
用マークの位置を検出する時間間隔等を設定する設定部
5と、試料の大きさや形状等位置補正量や伸縮補正量を
算出するために必要なデータを記憶するメモリ6を有す
る。
The exposure / drawing apparatus of the present invention also has a setting section 5 for setting a time interval for detecting the position of the sample expansion / contraction measurement mark, and a position correction amount such as the size and shape of the sample and an expansion / contraction correction amount. Has a memory 6 for storing data necessary for the operation.

【0021】図2は、本発明の第1の実施の形態におけ
るウェハ上のチップ配列を示す説明図である。図2に示
すように、試料となるウェハW上に配置された9個のチ
ップTには位置合わせ用マークA〜Iの9個のマークが
形成されている。位置合わせ用マークとしては、幅5μ
m、全長50μm、深さ0.5μmの十字形状のSi段
差マークが用いられる。また、ウェハWの周縁部には、
4個のウェハ伸縮測定用マークP、Q、R、Sが形成さ
れている。このウェハ伸縮測定用マークP、Q、R、S
も位置合わせ用マークと同様の十字形状のSi段差マー
クが用いられる。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a chip arrangement on a wafer according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, nine marks T for positioning are formed on nine chips T arranged on a wafer W serving as a sample. 5μ width for alignment mark
m, a total length of 50 μm and a depth of 0.5 μm are used. In addition, on the periphery of the wafer W,
Four wafer expansion / contraction measurement marks P, Q, R, and S are formed. These wafer expansion / contraction measurement marks P, Q, R, S
Also, a cross-shaped Si step mark similar to the alignment mark is used.

【0022】図3は、本発明の第1の実施の形態の動作
を示すフローチャートである。なお、試料としては図2
に示すウェハWを用いるものとする。
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the first embodiment of the present invention. As a sample, FIG.
It is assumed that a wafer W shown in FIG.

【0023】本発明により電子ビーム露光を行う場合、
まずグローバルアライメント動作として、試料ステージ
上に設置されたウェハW上の位置合わせ用マークA〜I
を検出する(ステップS1)。そして、検出結果の最小
自乗近似により、ウェハW上のチップ配列のシフト、ゲ
イン、回転等の位置補正量を表す近似式を求める(ステ
ップS2)。本実施の形態ではチップ配列のシフト、ゲ
イン、回転、台形成分の補正を行うため、式1及び式2
で示される補正式の各補正係数a0〜a3及びb0〜b
3を求めた。
When performing electron beam exposure according to the present invention,
First, as global alignment operations, alignment marks A to I on wafer W set on the sample stage.
Is detected (step S1). Then, an approximate expression representing a position correction amount such as a shift, a gain, and a rotation of the chip array on the wafer W is obtained by the least square approximation of the detection result (step S2). In the present embodiment, equations 1 and 2 are used to correct the shift, gain, rotation, and platform formation of the chip array.
Correction coefficients a0 to a3 and b0 to b in the correction formula
3 was sought.

【0024】 dX=a0+a1・X+a2・Y+a3・X・Y (式1) dY=b0+b1・Y+b2・X+b3・X・Y (式2) 次いで、4個のウェハ伸縮測定用マークP、Q、R、S
の位置検出を行う(ステップS3)。そして先の補正式
によりチップの位置補正を行いながら(ステップS
4)、パターンの描画を行う(ステップS5)。
DX = a0 + a1.X + a2.Y + a3.XY (Equation 1) dY = b0 + b1.Y + b2.X + b3.XY (Equation 2) Next, four wafer expansion / contraction measurement marks P, Q, R, and S
(Step S3). Then, the position of the chip is corrected by the above correction equation (step S
4), a pattern is drawn (step S5).

【0025】次いで、予め設定された時間間隔として、
3チップの描画を終了する都度(ステップS6)、先の
ウェハ伸縮測定用マークP、Q、R、Sの位置検出を再
度行う。この時先のクローバルアーライメント直後の測
定結果との差分が、ウェハ伸縮による位置ズレ量とな
る。本実施の形態ではウェハの伸縮率はウェハ面内で一
定として、マークP、Q、R、Sの位置ズレ量から先の
チップ位置の補正式1、式2の各補正係数の修正を行
う。このように、グローバルアライメント後のウェハ伸
縮により発生した新たな位置ズレを補正し、次のチップ
の描画を行う。
Next, as a preset time interval,
Each time the drawing of three chips is completed (step S6), the position detection of the wafer expansion / contraction measurement marks P, Q, R, and S is performed again. At this time, the difference from the previous measurement result immediately after the global alignment is the positional shift amount due to the expansion and contraction of the wafer. In this embodiment, the correction coefficient of the correction formulas 1 and 2 for the chip position is corrected based on the positional deviation amounts of the marks P, Q, R, and S, with the expansion and contraction rate of the wafer being constant in the wafer plane. In this way, a new positional shift caused by expansion and contraction of the wafer after the global alignment is corrected, and the next chip is drawn.

【0026】次いで、3チップ描画を行う毎にウェハ伸
縮による位置ズレを補正し、次のチップの描画を行い、
ウェハ上の最後のチップの描画が終了するまで、この動
作を繰り返す(ステップS7)。この場合、ウェハ伸縮
によるパターンの位置ズレを高精度に補正することが可
能であるため、ダイバイダイアライメント法を用いた場
合と同等の高い重ね合わせ精度を得ることが可能であ
る。
Next, each time three-chip writing is performed, the positional deviation due to the expansion and contraction of the wafer is corrected, and the next chip is written.
This operation is repeated until the drawing of the last chip on the wafer is completed (step S7). In this case, it is possible to correct the positional deviation of the pattern due to the expansion and contraction of the wafer with high accuracy, so that it is possible to obtain the same high overlay accuracy as in the case of using the die-by-die alignment method.

【0027】本発明者の行った実験によれば、従来のグ
ローバルアライメント法ではウェハの伸縮のため、ウェ
ハ面内で最大0.15μmの重ね合わせズレが生じてい
たが、本発明の方法を用いることにより、ウェハ面内で
の重ね合わせズレを0.05μmに低減することが可能
であった。また、ウェハ1枚当たりの描画時間も、従来
のグローバルアライメント法と比較して大幅に低下せ
ず、ダイバイダイアライメント法と比較して高いスルー
プットが得られた。
According to an experiment conducted by the present inventor, in the conventional global alignment method, a superposition displacement of up to 0.15 μm occurred in the wafer surface due to expansion and contraction of the wafer. However, the method of the present invention is used. As a result, it was possible to reduce the overlay deviation in the wafer plane to 0.05 μm. Further, the writing time per wafer did not significantly decrease as compared with the conventional global alignment method, and a higher throughput was obtained as compared with the die-by-die alignment method.

【0028】図4は、本発明の第2の実施の形態を説明
するための、ウェハ上のチップ配列を示す説明図であ
る。図4に示すように、ウェハWの左右端部にウェハマ
ークP’、Q’が形成されている。また、ウェハW上に
49個配置されたチップTには13個の位置合わせ用マ
ークA〜Mが形成されている。ウェハマークP’、Q’
及びウェハ伸縮測定用マークA〜Mは、第1の実施の形
態と同様に、十字形状のSi段差マークが用いられる。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a chip arrangement on a wafer for explaining a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, wafer marks P ′ and Q ′ are formed at the left and right ends of the wafer W. Thirteen alignment marks A to M are formed on 49 chips T arranged on the wafer W. Wafer mark P ', Q'
The cross-shaped Si step marks are used as the wafer expansion and contraction measurement marks A to M, as in the first embodiment.

【0029】図5は、本発明の第2の実施の形態の動作
を示すフローチャートである。本発明の第2の実施の形
態では、電子ビーム露光を行う際、まずウェハWの粗ア
ライメント動作として、ウェハの左右端部に予め形成さ
れているウェハマークP’、Q’の位置を検出し(ステ
ップS1)、ウェハWの粗アライメントを行う(ステッ
プS2)。
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the second embodiment of the present invention. In the second embodiment of the present invention, when performing the electron beam exposure, first, as a rough alignment operation of the wafer W, the positions of the wafer marks P ′ and Q ′ formed in advance on the left and right ends of the wafer are detected. (Step S1), rough alignment of the wafer W is performed (Step S2).

【0030】次いでグローバルアライメントとして、ウ
ェハWに配置されたチップTの位置合わせ用マークのう
ち13個の位置合わせ用マークA〜Mについて位置検出
を行い(ステップS3)、第1の実施の形態と同様に検
出結果の最小自乗近似により、ウェハ上のチップ配列の
シフト、ゲイン、回転等の位置補正量を表す近似式を求
める(ステップS4)。
Next, as global alignment, position detection is performed on 13 of the alignment marks A to M among the alignment marks of the chip T arranged on the wafer W (step S3), and the first embodiment is compared with the first embodiment. Similarly, an approximate expression representing a position correction amount such as a shift, a gain, and a rotation of the chip arrangement on the wafer is obtained by the least square approximation of the detection result (step S4).

【0031】次いで、この補正式に基づいて、チップの
位置補正を行いながら描画を行う(ステップS5)。
Next, drawing is performed while correcting the position of the chip based on the correction formula (step S5).

【0032】次いで、ウェハ伸縮測定用マークとしてウ
ェハマークP’、Q’を用い、粗アライメント時のウェ
ハマークP’、Q’の検出座標を基準座標として、粗ア
ライメント時から60秒間隔でウェハマークP’、Q’
の位置検出を行う(ステップS6、S7)。ウェハ伸縮
の補正は、P’、Q’マーク間の距離の変動をウェハの
伸縮として、補正式のゲイン成分を示す補正係数a1、
b1に変動量を加算することにより行う(ステップS
8)。グローバルアライメントに要した時間は約20秒
であり、1チップ当たりの描画時間は約10秒であるた
め、グローバルアライメントに引き続き4チップ描画後
に最初のウェハ伸縮補正を行う。
Next, the wafer marks P 'and Q' are used as wafer expansion / contraction measurement marks, and the detection coordinates of the wafer marks P 'and Q' at the time of coarse alignment are used as reference coordinates at intervals of 60 seconds from the time of coarse alignment. P ', Q'
(Steps S6 and S7). The correction of the wafer expansion and contraction is performed by using the change in the distance between the P ′ and Q ′ marks as the expansion and contraction of the wafer, and using the correction coefficient a1 indicating the gain component of the correction formula,
This is performed by adding the variation to b1 (step S1).
8). Since the time required for the global alignment is about 20 seconds and the writing time per chip is about 10 seconds, the first wafer expansion / contraction correction is performed after writing the four chips following the global alignment.

【0033】その後は6チップ描画毎にウェハ伸縮補正
を行い、ウェハ上の全49チップの描画が終了するまで
この動作を繰り返す(ステップS9)。この結果、ウェ
ハ伸縮によるパターンの位置ズレを高精度に補正するこ
とが可能であるため、ダイバイダイアライメント法を用
いた場合と同等の高い重ね合わせ精度を得ることが可能
である。
Thereafter, the wafer expansion / contraction correction is performed every writing of six chips, and this operation is repeated until writing of all 49 chips on the wafer is completed (step S9). As a result, it is possible to highly accurately correct the positional deviation of the pattern due to the expansion and contraction of the wafer, so that it is possible to obtain the same high overlay accuracy as when the die-by-die alignment method is used.

【0034】本発明者の行った実験によれば、従来のグ
ローバルアライメント法ではウェハの伸縮のため、ウェ
ハ面内で最大0.12μmの重ね合わせズレが生じてい
たが、本発明の方法を用いることにより、ウェハ面内で
の重ね合わせズレを0.06μmに低減することが可能
であった。
According to an experiment conducted by the present inventor, in the conventional global alignment method, a superposition displacement of up to 0.12 μm occurred in the wafer surface due to expansion and contraction of the wafer. However, the method of the present invention is used. As a result, it was possible to reduce the overlay displacement in the wafer plane to 0.06 μm.

【0035】また、ウェハ1枚当たりの描画時間も、従
来のグローバルアライメント法と比較して大幅に低下せ
ず、ダイバイダイアライメント法と比較して高いスルー
プットが得られた。
Further, the writing time per wafer was not significantly reduced as compared with the conventional global alignment method, and a higher throughput was obtained as compared with the die-by-die alignment method.

【0036】また、ウェハ伸縮測定用マークとしてウェ
ハ粗アライメント用のマークを用いるため、ウェハ伸縮
測定用に別途マークを配置する必要がなく、チップ配置
面積の増加及び配置自由度の向上という効果も得ること
が可能である。
In addition, since a mark for wafer coarse alignment is used as a mark for measuring wafer expansion and contraction, it is not necessary to separately arrange a mark for measuring wafer expansion and contraction, and the effect of increasing the chip arrangement area and improving the degree of freedom in arrangement can be obtained. It is possible.

【0037】図6は、本発明の第3の実施の形態を説明
するためのブロック図である。図6に示すように、本発
明の第3の実施の形態は、上記説明された露光描画処理
をコンピュータに実行させるためのプログラム(露光描
画処理プログラム)を記録した記録媒体7を有する。こ
の記録媒体7は、磁気ディスク、CD−ROM、半導体
メモリその他の記録媒体であってもよい。
FIG. 6 is a block diagram for explaining a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the third embodiment of the present invention has a recording medium 7 on which a program (exposure drawing processing program) for causing a computer to execute the above-described exposure drawing processing is recorded. The recording medium 7 may be a magnetic disk, a CD-ROM, a semiconductor memory, or another recording medium.

【0038】露光描画処理プログラムは記録媒体7から
描画制御部4に読み込まれ、描画制御部4は、その露光
描画処理プログラムに従い処理を実行する。
The exposure / drawing processing program is read from the recording medium 7 into the drawing control section 4, and the drawing control section 4 executes processing according to the exposure / drawing processing program.

【0039】本発明は、上記実施の形態に限定されるこ
とはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範
囲内において、種々の変更が可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made within the scope of the technical matters described in the claims.

【0040】例えば実施の形態で述べたウェハ伸縮測定
用マークの検出間隔は、予め設定した時間間隔、チップ
間隔、ショット数間隔等適宜変更可能である。
For example, the detection interval of the wafer expansion / contraction measurement mark described in the embodiment can be appropriately changed such as a preset time interval, chip interval, shot number interval, and the like.

【0041】また、ウェハ伸縮補正のために検出するマ
ーク数及びマーク位置も本実施の形態に限定されるもの
ではなく、それによる伸縮補正の次数も要求される補正
精度に応じ適宜変更可能である。更に本実施の形態で
は、グローバルアライメント用位置合わせ用マークと、
ウェハ伸縮測定用マークは別に用意したマークを用いた
場合及び、粗アライメント用ウェハマークを用いて兼用
した場合について説明したが、ウェハ伸縮測定用マーク
は各チップのグローバルアライメント用位置合わせ用マ
ークのー部を用いて兼用してもよい。この場合、全ての
描画に先だって行われる1回目のウェハ伸縮測定は、グ
ローバルアライメント時の位置合わせ用マーク検出結果
を用いることも可能である。
Also, the number of marks and mark positions detected for wafer expansion / contraction correction are not limited to the present embodiment, and the order of expansion / contraction correction can be appropriately changed according to the required correction accuracy. . Further, in this embodiment, a positioning mark for global alignment,
The description has been given of the case where a separately prepared mark is used as the wafer expansion measurement mark and the case where the wafer expansion measurement mark is also used by using the coarse alignment wafer mark. A portion may also be used. In this case, in the first wafer expansion / contraction measurement performed prior to all writing, it is also possible to use the detection result of the alignment mark at the time of global alignment.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明によれば、グローバルアライメン
ト法を用いた電子ビーム露光において、描画中のウェハ
等の試料或いは試料ステージの伸縮に伴う描画パターン
の位置ズレを高精度に補正し、高い重ね合わせ精度を得
ることができるので、スルーブットを大幅に低下させる
ことなく、ダイバイダイアライメント法と同等の高い重
ね合わせ精度を得ることが可能となる。
According to the present invention, in electron beam exposure using the global alignment method, the positional deviation of a drawing pattern caused by expansion and contraction of a sample such as a wafer or a sample stage during writing is highly accurately corrected. Since the alignment accuracy can be obtained, it is possible to obtain the same high overlay accuracy as that of the die-by-die alignment method without significantly reducing the throughput.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の露光描画装置の構成を示すブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an exposure / drawing apparatus of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態を説明するための、
ウェハ上のチップ配列を示す説明図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a chip arrangement on a wafer.

【図3】本発明の第1の実施の形態の動作を示すフロー
チャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation of the first exemplary embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施の形態を説明するための、
ウェハ上のチップ配列を示す説明図である。
FIG. 4 is a view for explaining a second embodiment of the present invention;
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a chip arrangement on a wafer.

【図5】本発明の第2の実施の形態の動作を示すフロー
チャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the second exemplary embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施の形態を説明するためのブ
ロック図である。
FIG. 6 is a block diagram for explaining a third embodiment of the present invention.

【図7】従来の電子ビーム描画装置及び方法を示す側面
図である。
FIG. 7 is a side view showing a conventional electron beam drawing apparatus and method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:描画部 2:位置合わせ用マーク検出部 3:試料伸縮測定用マーク検出部 4:描画制御部 5:設定部 6:メモリ 7:記録媒体 W:ウェハ(試料) T:チップ A、B、C、・・・M:位置合わせ用マーク P、Q、R、S:ウェハ伸縮測定用マーク P’、Q’:ウェハマーク(試料用マーク) 1: Drawing unit 2: Alignment mark detection unit 3: Sample expansion / contraction measurement mark detection unit 4: Drawing control unit 5: Setting unit 6: Memory 7: Recording medium W: Wafer (sample) T: Chips A, B, C,... M: alignment mark P, Q, R, S: wafer expansion / contraction measurement mark P ′, Q ′: wafer mark (sample mark)

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】試料にパターンを描画する描画手段と、 前記試料上に形成された位置合わせ用マークの位置を検
出する位置合わせ用マーク検出手段と、 前記試料上に形成された試料伸縮測定用マークの位置を
所定間隔ごとに検出する試料伸縮測定用マーク検出手段
と、 前記位置合わせ用マーク検出手段による検出結果から前
記試料の位置補正量を算出するとともに、試料伸縮測定
用マーク検出手段による検出結果から前記試料の伸縮補
正量を算出し、前記算出された位置補正量及び伸縮補正
量に基づいて前記描画手段を制御する描画制御手段と、 を有することを特徴とする露光描画装置。
1. A drawing means for drawing a pattern on a sample, a positioning mark detecting means for detecting the position of a positioning mark formed on the sample, and a measuring means for measuring the expansion and contraction of the sample formed on the sample A sample expansion / contraction measurement mark detection means for detecting the position of a mark at predetermined intervals; and a position correction amount of the sample calculated from the detection result by the alignment mark detection means, and a detection by the sample expansion / contraction measurement mark detection means. An exposure / drawing apparatus, comprising: a drawing control unit configured to calculate an expansion / contraction correction amount of the sample from a result and control the drawing unit based on the calculated position correction amount and expansion / contraction correction amount.
【請求項2】前記試料伸縮測定用マークは、試料の粗ア
ライメントを行うために用いられるマークであることを
特徴とする請求項1に記載の露光描画装置。
2. The exposure drawing apparatus according to claim 1, wherein the sample expansion / contraction measurement mark is a mark used for performing rough alignment of the sample.
【請求項3】前記試料伸縮測定用マークは、前記位置合
わせ用マークの少なくとも一部であることを特徴とする
請求項1又は2に記載の露光描画装置。
3. The exposure drawing apparatus according to claim 1, wherein the sample expansion / contraction measurement mark is at least a part of the alignment mark.
【請求項4】前記試料は半導体基板であることを特徴と
する請求項1乃至3のいずれか1つの項に記載の露光描
画装置。
4. The exposure / drawing apparatus according to claim 1, wherein the sample is a semiconductor substrate.
【請求項5】(1)試料上に形成された位置合わせ用マ
ークの位置を検出する工程と、(2)前記位置合わせ用
マークの位置の検出結果から前記試料の位置補正量を算
出し、その位置補正量に基づいて描画を行う工程と、
(3)所定間隔ごとに、前記試料上に形成された試料伸
縮測定用マークの位置を検出する工程と、(4)前記試
料伸縮測定用マークの位置の検出結果から前記試料の伸
縮補正量を算出し、その伸縮補正量に基づいて描画を行
い、描画終了時まで所定間隔ごとに繰り返す工程と、 を有することを特徴とする露光描画方法。
5. A step of: (1) detecting a position of a positioning mark formed on a sample; and (2) calculating a position correction amount of the sample from a detection result of the position of the positioning mark. A step of performing drawing based on the position correction amount;
(3) detecting the position of the sample expansion / contraction measurement mark formed on the sample at predetermined intervals; and (4) calculating the expansion / contraction correction amount of the sample from the detection result of the position of the sample expansion / contraction measurement mark. Calculating, drawing based on the expansion / contraction correction amount, and repeating at predetermined intervals until drawing is completed.
【請求項6】(1)試料上に形成された試料用マークの
位置を検出し、粗アライメントを行う工程と、(2)試
料上に形成された位置合わせ用マークの位置を検出する
工程と、(3)前記位置合わせ用マークの位置の検出結
果から前記試料の位置補正量を算出し、その位置補正量
に基づいて描画を行う工程と、(4)所定間隔ごとに、
前記試料用マークの位置を検出する工程と、(5)前記
試料用マークの位置の検出結果から前記試料の伸縮補正
量を算出し、その伸縮補正量に基づいて描画を行い、描
画終了時まで所定間隔ごとに繰り返す工程と、 を有することを特徴とする露光描画方法。
6. A step of: (1) detecting a position of a sample mark formed on a sample to perform coarse alignment; and (2) detecting a position of a positioning mark formed on the sample. (3) calculating the position correction amount of the sample from the detection result of the position of the alignment mark, and performing drawing based on the position correction amount; and (4) at predetermined intervals,
Detecting the position of the sample mark; and (5) calculating the amount of expansion / contraction correction of the sample from the detection result of the position of the sample mark, performing drawing based on the amount of expansion / contraction correction, and ending the drawing. A step of repeating at predetermined intervals, comprising:
【請求項7】前記試料は半導体基板であることを特徴と
する請求項5又は6に記載の露光描画方法。
7. The exposure drawing method according to claim 5, wherein the sample is a semiconductor substrate.
【請求項8】描画手段によって試料にパターンを描画す
る描画処理と、 前記試料上に形成された位置合わせ用マークの位置を検
出する位置合わせ用マーク検出処理と、 前記試料上に形成された試料伸縮測定用マークの位置を
所定間隔ごとに検出する試料伸縮測定用マーク検出処理
と、 前記位置合わせ用マークの検出結果から前記試料の位置
補正量を算出するとともに、試料伸縮測定用マークの検
出結果から前記試料の伸縮補正量を算出し、前記算出さ
れた位置補正量及び伸縮補正量に基づいて前記描画手段
を制御する描画制御処理と、 をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録し
た記録媒体。
8. A drawing process for drawing a pattern on a sample by a drawing unit; a positioning mark detection process for detecting a position of a positioning mark formed on the sample; and a sample formed on the sample. A sample expansion / contraction measurement mark detection process for detecting the position of the expansion / contraction measurement mark at predetermined intervals, and calculating the position correction amount of the sample from the detection result of the alignment mark, and a detection result of the sample expansion / contraction measurement mark And a drawing control process of controlling the drawing unit based on the calculated position correction amount and the calculated expansion / contraction correction amount, and a program for causing a computer to execute the drawing control process.
【請求項9】前記試料は半導体基板であることを特徴と
する請求項8に記載の記録媒体。
9. The recording medium according to claim 8, wherein said sample is a semiconductor substrate.
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