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JP3474166B2 - Electron beam drawing method and electron beam drawing apparatus - Google Patents
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JP3474166B2 - Electron beam drawing method and electron beam drawing apparatus - Google Patents

Electron beam drawing method and electron beam drawing apparatus

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JP3474166B2
JP3474166B2 JP2000384291A JP2000384291A JP3474166B2 JP 3474166 B2 JP3474166 B2 JP 3474166B2 JP 2000384291 A JP2000384291 A JP 2000384291A JP 2000384291 A JP2000384291 A JP 2000384291A JP 3474166 B2 JP3474166 B2 JP 3474166B2
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electron beam
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    • G03F7/70425Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G03F7/7045Hybrid exposures, i.e. multiple exposures of the same area using different types of exposure apparatus, e.g. combining projection, proximity, direct write, interferometric, UV, x-ray or particle beam

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion 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、電子線描画方法及
び電子線描画装置に関し、特に既に描画されているパタ
ーン上に高精度に重ね露光することのできる電子線描画
方法及び電子線描画装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam drawing method and an electron beam drawing apparatus, and more particularly to an electron beam drawing method and an electron beam drawing apparatus capable of performing overexposure on a pattern already drawn with high accuracy. .

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電子線描画装置と光縮小露光装置
とを併用し、重ね露光される複数のパターンのうち比較
的微細なパターンを多く含むパターンを電子線描画装置
によって描画し、その他のパターンを光縮小露光装置を
用いて露光することで多層構造を有するLSIを作製す
るハイブリッド露光が行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, an electron beam drawing apparatus and an optical reduction exposure apparatus have been used in combination to draw a pattern including many relatively fine patterns among a plurality of patterns to be overlaid and exposed by the electron beam drawing apparatus. Hybrid exposure is performed in which an LSI having a multilayer structure is manufactured by exposing a pattern using a light reduction exposure apparatus.

【0003】ところで光縮小露光装置による露光パター
ンには、光縮小露光装置のレンズに固有の露光歪みや、
光縮小露光時の環境変化に伴う露光誤差が含まれてい
る。したがって、光縮小露光装置で露光したパターンの
上に重ねて電子線描画装置によって設計通りのパターン
描画を行うと、上下層のパターン間での合わせ誤差が発
生するという問題がある。
By the way, the exposure pattern formed by the optical reduction exposure apparatus includes the exposure distortion peculiar to the lens of the optical reduction exposure apparatus,
The exposure error due to the environmental change at the time of light reduction exposure is included. Therefore, when the electron beam drawing apparatus draws the pattern as designed on the pattern exposed by the light reduction exposure apparatus, a registration error occurs between the patterns in the upper and lower layers.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前記した光縮小露光装
置による露光パターンと電子線描画装置による描画パタ
ーンの間の重ね精度を改善するために、ウェハ上に光縮
小露光装置によって形成されたマークの位置を測定して
光縮小露光装置に固有の露光歪みを求め、電子線描画時
にこの露光歪みを補正して描画する方法が特開昭62−
58621号公報に記載されている。しかし、この方法
では、光縮小露光装置の動的な特性変化に対応するため
には、ウェハ上の全チップに対してチップアライメント
を実施する必要があり、また高頻度でマークを計測する
必要がある。
In order to improve the overlay accuracy between the exposure pattern formed by the optical reduction exposure apparatus and the writing pattern formed by the electron beam writing apparatus, the marks formed on the wafer by the optical reduction exposure apparatus are improved. A method of measuring the position to determine the exposure distortion peculiar to the optical reduction exposure apparatus, and correcting the exposure distortion at the time of electron beam drawing to perform drawing is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-62.
It is described in Japanese Patent No. 58621. However, in this method, in order to cope with the dynamic characteristic change of the optical reduction exposure apparatus, it is necessary to perform chip alignment on all the chips on the wafer, and it is necessary to measure the marks at high frequency. is there.

【0005】また、パターン周辺部に露光歪みを評価す
るのに十分なマークを配置し、描画時にマークを検出し
て補正する方法が特開昭57−186331号公報に記
載されている。しかし、この方法では、歪みを評価する
ためのマーク検出点数が多いためスループットを向上す
ることができない。一方、光縮小露光装置では、最近、
特開昭62−169329号公報に記載されているよう
に、露光時間の短縮のためアライメント法としてウェハ
内の指定点のマークを検出し、ウェハ全体のチップの配
列情報に補正をかけるアライメント方法が用いられてい
る。この方法には、(1)統計処理することによりマー
ク検出誤差による影響を低減できる、(2)マーク検出
のために要する時間を短縮することができる、というメ
リットがある。しかし、この方法は、配列情報のみの補
正であるため、チップの倍率変化や回転といった補正は
露光結果を見てマニュアルにて微調整しているのが実状
である。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 186331/1982 discloses a method of arranging marks sufficient for evaluating the exposure distortion in the peripheral portion of the pattern and detecting and correcting the marks at the time of drawing. However, this method cannot improve the throughput because the number of mark detection points for evaluating the distortion is large. On the other hand, in the optical reduction exposure apparatus, recently,
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-169329, there is an alignment method as an alignment method for detecting a mark at a designated point in a wafer to shorten the exposure time and correct the chip arrangement information of the entire wafer. It is used. This method has the advantages that (1) statistical processing can reduce the influence of mark detection errors, and (2) the time required for mark detection can be shortened. However, since this method only corrects the array information, in reality, corrections such as magnification change and rotation of the chip are finely adjusted manually by looking at the exposure result.

【0006】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたもので、下層露光装置、特に光縮小露光
装置によって形成された静的歪み及び動的歪みを有する
パターンに対して高精度な重ね合わせ露光を高スループ
ットで行うことのできる電子線描画方法及び電子線描画
装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, and has a high level with respect to a pattern having a static distortion and a dynamic distortion formed by a lower layer exposure apparatus, particularly a light reduction exposure apparatus. An object of the present invention is to provide an electron beam drawing method and an electron beam drawing apparatus capable of performing accurate overlay exposure with high throughput.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明においては、ウェ
ハ上の各チップ内に予め形成されているマークの位置を
所定数のチップに関して計測し、計測されたマークの位
置と、そのマークの設計位置とから、統計処理により、
各チップのウェハ座標とそのチップの形状歪及び配列誤
との関係を求める。そして、その関係を用いて各チッ
プに描画するパターンに補正をかけることで重ね精度を
高めるとともに、スループットを高める。
According to the present invention, the positions of marks formed in advance on each chip on a wafer are measured for a predetermined number of chips, and the positions of the measured marks and the design of the marks. From position and statistical processing,
Wafer coordinates of each chip, shape distortion and misalignment of the chip
Find the relationship with the difference . Then, by using the relationship to correct the pattern drawn on each chip, the overlay accuracy is increased and the throughput is increased.

【0008】すなわち、本発明は、ウェハ上に電子線を
走査し、ウェハ上に設定された複数のチップに対して所
望のパターンを描画する電子線描画方法において、チッ
プ内に形成されている少なくとも2個のマークを所定数
のチップについて各々検出し、検出されたマークの位置
と該マークの設計位置とからウェハ面内における各チッ
プの形状歪及び配列誤差とウェハ座標との関係を統計処
理により求めるステップと、前記ステップで求められた
チップの形状歪及び配列誤差とウェハ座標との関係を用
いて各チップに描画すべきパターンを補正しながら全て
のチップにパターンを描画するステップとを含むことを
特徴とする。マークは各チップの隅に設けることができ
る。
That is, the present invention is an electron beam drawing method for scanning an electron beam on a wafer to draw a desired pattern on a plurality of chips set on the wafer. Two marks are detected for each of a predetermined number of chips, and the relationship between the shape distortion and arrangement error of each chip in the wafer surface and the wafer coordinates is statistically processed from the detected mark position and the design position of the mark. It includes the steps of determining, the step of drawing a pattern on all the chips while correcting the pattern to be drawn on each chip by using the relationship between the shape distortion and alignment errors and wafer coordinates of chips obtained in the step Is characterized by. Marks can be placed on the corners of each chip
It

【0009】チップの形状歪及び配列誤差とウェハ座標
との関係は複数系列もつことができる。また、求められ
たチップの歪形状の情報を用いてマークの誤検出を判定
することができる。誤検出と判定されたマーク位置の情
報を除外して前記統計処理を行うことにより、チップの
形状歪みを高精度に求めることができる。時間的に変化
する歪みあるいはチップ毎に変化する動的歪みに対して
は、例えば複数のチップへの露光順序とチップの形状歪
との関係を求め、各チップに描画するパターンをこうし
て求められた露光順序と形状歪の関係を用いて補正する
ことで対応することができる。
The relationship between the chip shape distortion and the array error and the wafer coordinates can have a plurality of series. Further, it is possible to determine the erroneous detection of the mark by using the obtained information on the distorted shape of the chip. The shape distortion of the chip can be obtained with high accuracy by excluding the information on the mark position determined to be erroneous detection and performing the statistical processing. For time-varying strain or dynamic strain that varies from chip to chip, for example, the relationship between the exposure sequence of multiple chips and the shape distortion of the chips was obtained, and the pattern to be drawn on each chip was obtained in this way. This can be dealt with by correcting using the relationship between the exposure order and the shape distortion.

【0010】本発明による電子線描画装置は、ウェハ上
に電子線を走査し、ウェハ上に設定された複数のチップ
に対して所望のパターンを描画する電子線描画装置にお
いて、チップ内に形成されている少なくとも2個のマー
クを所定数のチップについて各々検出する検出器と、検
出器で検出されたマークの位置と該マークの設計位置と
からウェハ面内における各チップの形状歪及び配列誤差
とウェハ座標との関係を統計処理により求める制御計算
機とを備え、制御計算機で求められたチップの形状歪及
び配列誤差とウェハ座標との関係を用いて各チップに描
画すべきパターンを補正しながら全てのチップにパター
ンを描画することを特徴とする。マークは各チップの隅
に設けることができる。
The electron beam drawing apparatus according to the present invention is a wafer
Scan multiple electron beams on the wafer and set multiple chips on the wafer
For electron beam drawing equipment that draws a desired pattern for
And at least two marks formed in the chip.
Detector for each of a specified number of chips, and
The position of the mark detected by the output device and the design position of the mark
Distortion and alignment error of each chip on the wafer surface
Control calculation to obtain the relationship between the wafer coordinates and wafer coordinates by statistical processing
And the shape distortion of the chip calculated by the control computer.
And draw on each chip using the relationship between alignment error and wafer coordinates
Putting pattern on all chips while correcting the pattern to be drawn
It is characterized by drawing an image. Mark is the corner of each chip
Can be provided.

【0011】本発明による電子線描画装置は、前記統計
処理によってチップの形状歪み及び配列誤差を求める電
子線描画方法による重ね合わせ精度を演算する機能と、
演算された重ね合わせ精度が予め設定された精度以内の
ときは前記統計処理によってチップの形状歪みを求める
電子線描画方法を選択し、演算された重ね合わせ精度が
予め設定された精度より低いときは前記他の電子線描画
方法に自動的に切り替える機能を備えることを特徴とす
る。本発明の電子線描画方法及び電子線描画装置は、半
導体素子の製造に使用することができる。
An electron beam drawing apparatus according to the present invention has a function of calculating overlay accuracy by an electron beam drawing method for obtaining shape distortion and arrangement error of chips by the statistical processing.
When the calculated overlay accuracy is within the preset accuracy, the electron beam drawing method for obtaining the shape distortion of the chip by the statistical processing is selected, and when the calculated overlay accuracy is lower than the preset accuracy, It is characterized by having a function of automatically switching to the other electron beam drawing method. The electron beam drawing method and the electron beam drawing apparatus of the present invention can be used for manufacturing a semiconductor element.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1に、本発明の方法に用いられ
る電子線描画装置の概略図を示す。電子源1より照射さ
れた電子線は第一マスク(矩形成形絞り)2を透過し、
成形レンズ4を通過し、第二マスク(可変成形絞り)6
に到達する。第二マスク6に照射する場合、成形偏向器
3に制御計算機19より成形偏向制御回路15に成形寸
法が指定され、成形偏向制御回路15より成形偏向器3
に電圧がかかりウェハ12上で指定寸法となるような矩
形ビームが第二マスク6を透過する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic view of an electron beam drawing apparatus used in the method of the present invention. The electron beam emitted from the electron source 1 passes through the first mask (rectangular forming diaphragm) 2,
After passing through the molded lens 4, the second mask (variable molded diaphragm) 6
To reach. When irradiating the second mask 6, the molding deflector 3 is designated by the control computer 19 in the molding deflection control circuit 15, and the molding deflector 3 causes the molding deflector 3 to specify.
A rectangular beam having a specified size on the wafer 12 is transmitted through the second mask 6 by applying a voltage to the second mask 6.

【0013】第二マスクを透過した電子線(成形ビー
ム)9は縮小レンズ7にて縮小され、制御用計算機19
にて指定された偏向位置を位置決め偏向制御回路16に
設定することにより位置決め偏向器8に偏向信号が設定
され、成形ビーム9は指定の位置に偏向され対物レンズ
10を通して試料台13上のウェハ12に照射される。
試料台13の移動は、試料台位置決め機構14と試料台
位置制御回路18にて制御計算機19からの指令により
実施される。
The electron beam (formed beam) 9 transmitted through the second mask is reduced by the reduction lens 7, and the control computer 19 is used.
A deflection signal is set in the positioning deflector 8 by setting the deflection position designated by the position in the positioning deflection control circuit 16, the shaped beam 9 is deflected to a designated position, and the wafer 12 on the sample stage 13 passes through the objective lens 10. Is irradiated.
The movement of the sample table 13 is performed by the sample table positioning mechanism 14 and the sample table position control circuit 18 in accordance with a command from the control computer 19.

【0014】このような成形ビーム9の制御と、試料台
13の制御により、ウェハ12上の指定された位置に指
定された形状のLSIパターンを描画することができ
る。またウェハ12上のマークに照射された成形ビーム
9の反射電子信号は反射電子検出器11にて検出され、
マーク検出回路17にて処理され、制御用計算機19に
ウェハ12上に形成されたマークの位置を通知すること
ができる。
By controlling the shaped beam 9 and the sample table 13 as described above, an LSI pattern having a specified shape can be drawn at a specified position on the wafer 12. Further, the backscattered electron signal of the shaped beam 9 applied to the mark on the wafer 12 is detected by the backscattered electron detector 11,
It is possible to notify the control computer 19 of the position of the mark formed on the wafer 12 by being processed by the mark detection circuit 17.

【0015】次に、この電子線描画装置を用いた本発明
の電子線描画方法について説明する。はじめに、光縮小
露光装置によって形成されたパターンの歪みに関して以
下に説明する。図2は、ウェハ12上に形成されたチッ
プの配列を示す。図2に破線で示した矩形形状20は設
計チップ形状である。これに対して実線で示した四角形
は光縮小露光装置によって露光されたチップ形状を誇張
して表したものである。この例では、各チップにはパタ
ーンと一緒にチップの4隅に十字形のマーク21が露光
され、実線の四角形はチップの四隅に配置されたマーク
を結んでできた図形である。
Next, the electron beam drawing method of the present invention using this electron beam drawing apparatus will be described. First, the distortion of the pattern formed by the optical reduction exposure apparatus will be described below. FIG. 2 shows an array of chips formed on the wafer 12. A rectangular shape 20 shown by a broken line in FIG. 2 is a designed chip shape. On the other hand, the quadrangle shown by the solid line is an exaggerated representation of the chip shape exposed by the optical reduction exposure apparatus. In this example, each chip is exposed with a cross-shaped mark 21 at the four corners of the chip together with the pattern, and the solid line quadrangle is a figure formed by connecting the marks arranged at the four corners of the chip.

【0016】光縮小露光装置が1ショットで1チップを
露光する場合、各チップの形状は設計形状20に対して
次の1〜4に示すような種々の歪みを有する。 1.レンズ収差による固有の歪み。 2.露光時の環境(温度、気圧)変化による倍率変化。 3.露光位置に依存する各チップ形状の回転。 4.各チップの配列誤差。
When the optical reduction exposure apparatus exposes one chip in one shot, the shape of each chip has various distortions with respect to the design shape 20 as shown in the following 1 to 4. 1. Intrinsic distortion due to lens aberrations. 2. Magnification changes due to changes in environment (temperature, atmospheric pressure) during exposure. 3. Rotation of each chip shape depending on the exposure position. 4. Array error of each chip.

【0017】レンズ収差による歪みは、チップ中心に対
して静的な高次の歪みである。倍率変化は、1ウェハ露
光中に発生する量は微少であり、ウェハ毎に変化する量
である。各チップの回転は、光縮小露光装置の試料台の
ヨーイング等に起因して発生するものである。また、各
チップの配列誤差はステージ測長系の誤差、例えば気圧
の変化によるレーザー測長系のレーザー波長の変化やス
テージに設定されている測長用ミラーの歪みによって発
生するものである。
The distortion due to the lens aberration is a high-order distortion that is static with respect to the center of the chip. The amount of change in magnification is a small amount that occurs during one wafer exposure, and is an amount that changes from wafer to wafer. The rotation of each chip occurs due to yawing of the sample table of the optical reduction exposure apparatus. The array error of each chip is caused by an error in the stage length measuring system, for example, a change in the laser wavelength of the laser length measuring system due to a change in atmospheric pressure or a distortion of the length measuring mirror set in the stage.

【0018】前記チップ形状の歪みを数式で表現すると
以下のようになる。いま、ウェハ上にXY座標系を設定
し、各チップのウェハ中心からの座標を(X,
)、チップ内の露光位置の座標を(X,Y)、
歪みを考慮した補正後のチップ内の露光位置を(X',
Y')とすれば、X',Y'は次の〔数1〕及び
〔数2〕で表すことができる。
The distortion of the chip shape can be expressed by the following equation. Now, an XY coordinate system is set on the wafer, and the coordinates of each chip from the wafer center are (X w ,
Y w ), the coordinates of the exposure position in the chip are (X c , Y c ),
The exposure position in the chip after correction in consideration of the distortion is (X ′ c ,
'If c), X' Y c, Y 'c can be expressed by the following equation (1) and expression (2).

【0019】[0019]

【数1】X'=f(X,Y)+a・X+f(X
,Y)Y+f(X,Y )
[Equation 1] X 'c= F0(Xw, Yw) + A1・ Xc+ FTwo(X
w, Yw) Yc+ FThree(Xc, Y c)

【0020】[0020]

【数2】Y'=g(X,Y)+g(X,Y)X
+b・Y+g(X,Y )
[Formula 2] Y 'c= G0(Xw, Yw) + G1(Xw, Yw) X
c+ BTwo・ Yc+ GThree(Xc, Y c)

【0021】上記〔数1〕及び〔数2〕において、関数
(X,Y)及びg(X,Y )はシフトすなわち
平行移動を表し、a,bは倍率変動を表す。また、
関数f(X,Y)及びg(X,Y)は回転を表
し、関数f(X,Y)及びg(X,Y)は静的な
歪みを表す。
In the above [Equation 1] and [Equation 2], the function
f0(Xw, Yw) And g0(Xw, Y w) Is the shift i.e.
Represents parallel movement, a1, BTwoIndicates a change in magnification. Also,
Function fTwo(Xw, Yw) And g1(Xw, Yw) Indicates rotation
And the function fThree(Xc, Yc) And gThree(Xc, Yc) Is static
Represents distortion.

【0022】一方、光縮小露光装置はレンズに照射され
蓄積されたエネルギーによりレンズの温度が変化しレン
ズが変形する。したがってこの変化分を考慮し、a
を座標(X,Y)の関数とすると、前記〔数
1〕及び〔数2〕は以下の〔数3〕及び〔数4〕のよう
に表すことができる。
On the other hand, in the optical reduction exposure apparatus, the temperature of the lens is changed by the energy accumulated on the lens and the lens is deformed. Therefore, considering this change, a 1 ,
When b 2 is a function of coordinates (X w , Y w ), the above [Equation 1] and [Equation 2] can be expressed as the following [Equation 3] and [Equation 4].

【0023】[0023]

【数3】X'=f(X,Y)+f(X,Y)X
+f(X,Y)Y+f (X,Y)
Equation 3] X 'c = f 0 (X w, Y w) + f 1 (X w, Y w) X
c + f 2 (X w, Y w) Y c + f 3 (X c, Y c)

【0024】[0024]

【数4】Y'=g(X,Y)+g(X,Y)X
+g(X,Y)Y+g (X,Y)
## EQU4 ## Y'c = g 0 (X w , Y w ) + g 1 (X w , Y w ) X
c + g 2 (X w, Y w) Y c + g 3 (X c, Y c)

【0025】上記〔数3〕及び〔数4〕のf,f
,f,g,g,g,g を算出することに
より、下層露光装置にて露光されたチップのウェハ全面
での関係式を求めることができる。そして、この関係式
を使用してウェハ全面を描画すれば高い重ね精度で露光
することができる。次に、図3のフローチャートを参照
して上記関係式を求め、描画位置を補正して描画する手
順を説明する。
F in the above [Equation 3] and [Equation 4]0, F1
fTwo, FThree, G0, G1, GTwo, G ThreeTo calculate
The entire wafer surface of chips exposed by the lower layer exposure system
The relational expression in can be calculated. And this relation
Exposure with high overlay accuracy by drawing the entire surface of the wafer using
can do. Next, refer to the flowchart in FIG.
To obtain the above relational expression and correct the drawing position
The order will be explained.

【0026】まず、指定されたチップ内のマーク位置が
成形ビーム9の偏向ゼロ点の位置にくるように試料台1
3を移動させる。その後、ステップ30において、マー
ク21上を成形ビームにて走査し、マークの位置をマー
ク検出回路17にて検出する。その結果を制御計算機1
9に取り込む。このような処理をチップ内の指定マーク
個数分繰り返し、ステップ31において、以下の〔数
5〕及び〔数6〕の合わせ係数式を最小自乗法にて算出
する。ここで、チップ内のマーク位置の設計座標を(X
mc,Ymc)とし、チップ内のマーク位置の計測座標
を(Xmcm cm)とする。
First, the sample stage 1 is set so that the mark position in the designated chip is at the zero deflection position of the shaped beam 9.
Move 3 After that, in step 30, the mark 21 is scanned with the shaping beam, and the mark position is detected by the mark detection circuit 17. The result is the control computer 1
Take in 9. Such processing is repeated for the number of designated marks in the chip, and in step 31, the matching coefficient formulas of the following [Equation 5] and [Equation 6] are calculated by the least square method. Here, the design coordinates of the mark position in the chip are (X
mc , Y mc ) and the measurement coordinates of the mark position in the chip are (X mcm Y m cm ).

【0027】[0027]

【数5】Xmcm=a+amc+amc+a
mcmc
## EQU00005 ## X mcm = a 0 + a 1 X mc + a 2 Y mc + a
3 X mc Y mc

【0028】[0028]

【数6】Ymcm=b+bmc+bmc+b
mcmc
## EQU6 ## Y mcm = b 0 + b 1 X mc + b 2 Y mc + b
3 X mc Y mc

【0029】上記式はチップ内に4点マークが存在した
場合の合わせ係数であるが、マークの個数を増やせばさ
らに高次の合わせ補正係数を算出することが可能であ
る。このマーク検出と合わせ補正係数の作成を指定チッ
プ分繰り返す(ステップ32)。次に、各チップに対し
て計測された合わせ係数a,a,a,a
,b,b,bとチップのウェハ中心からの座
標を(X,Y)の関係式を、以下の〔数7〕〜〔数
14〕のように仮定する。
The above equation is a matching coefficient when four-point marks are present in the chip, but a higher order matching correction coefficient can be calculated by increasing the number of marks. This mark detection and creation of the alignment correction coefficient are repeated for the designated chip (step 32). Next, the alignment coefficients a 0 , a 1 , a 2 , a 3 , measured for each chip,
The relational expressions of b 0 , b 1 , b 2 and b 3 and the coordinates of the chip from the wafer center are (X w , Y w ) are assumed as in the following [Equation 7] to [Equation 14].

【0030】[0030]

【数7】a=A00+A01+A02+A
03
## EQU00007 ## a 0 = A 00 + A 01 X w + A 02 Y w + A
03 X w Y w

【0031】[0031]

【数8】a=A10+A11+A12+A
13
## EQU8 ## a 1 = A 10 + A 11 X w + A 12 Y w + A
13 X w Y w

【0032】[0032]

【数9】a=A20+A21+A22+A
23
## EQU00009 ## a 2 = A 20 + A 21 X w + A 22 Y w + A
23 X w Y w

【0033】[0033]

【数10】a=A30 ## EQU10 ## a 3 = A 30

【0034】[0034]

【数11】b=B00+B01+B02+B
03
B 0 = B 00 + B 01 X w + B 02 Y w + B
03 X w Y w

【0035】[0035]

【数12】b=B10+B11+B12+B
13
B 1 = B 10 + B 11 X w + B 12 Y w + B
13 X w Y w

【0036】[0036]

【数13】b=B20+B21+B22+B
23
B 2 = B 20 + B 21 X w + B 22 Y w + B
23 X w Y w

【0037】[0037]

【数14】b=B30 B 3 = B 30

【0038】そして、ステップ33において、上記〔数
7〕〜〔数14〕式の係数A00,A01,A02,‥
‥,B22,B23,B30を最小自乗法で算出するこ
とにより、関係式f,f,f,f,g
,g,gを算出することが可能となる。上記
〔数7〕〜〔数14〕の係数の次数は下層露光装置に合
わせ、さらに高次に補正することも可能である。特に、
〔数7〕及び〔数11〕で表されるチップの配列位置に
関しての補正式は、試料台13に固定され試料台13の
位置を測定するレーザ干渉計のミラーの直線性に依存す
るので、3次もしくは5次の近似式すればさらに高精度
の近似が可能である。
Then, in step 33, the coefficients A 00 , A 01 , A 02 , ... Of the equations 7 to 14 are expressed.
.., B 22 , B 23 , and B 30 are calculated by the least squares method to obtain relations f 0 , f 1 , f 2 , f 3 , g 0 ,
It becomes possible to calculate g 1 , g 2 , and g 3 . The orders of the coefficients of [Equation 7] to [Equation 14] can be corrected to a higher order in accordance with the lower layer exposure apparatus. In particular,
Since the correction formulas for the chip array positions represented by [Equation 7] and [Equation 11] depend on the linearity of the mirror of the laser interferometer that is fixed to the sample table 13 and measures the position of the sample table 13, Higher-precision approximation can be achieved by using a third-order or fifth-order approximation formula.

【0039】次に、ウェハ全面を描画する場合は、ステ
ップ34において、前記〔数7〕〜〔数14〕で表され
るa,a,a,a,b,b,b,b
関する関係式に目標とするチップのウェハ面内座標を代
入し、歪み係数を算出する。続いて、ステップ35にお
いて、1チップ内の偏向目標データにステップ34で算
出された歪み係数を適用し、指定座標に対し補正を行っ
て目標座標とし、ステップ36で1チップを描画する。
この処理をウェハ全面のチップに対して行って全チップ
の描画を終了する(ステップ37)。
Next, in the case of drawing the entire surface of the wafer, in step 34, a 0 , a 1 , a 2 , a 3 , b 0 , b 1 , represented by [Equation 7] to [Equation 14] are expressed. The wafer in-plane coordinates of the target chip are substituted into the relational expressions regarding b 2 and b 3 to calculate the strain coefficient. Subsequently, in step 35, the distortion coefficient calculated in step 34 is applied to the deflection target data in one chip, the designated coordinates are corrected to be the target coordinates, and one chip is drawn in step 36.
This process is performed on the chips on the entire surface of the wafer to complete the drawing of all the chips (step 37).

【0040】次に、図4に示すように、光縮小露光装置
で用いられるレティクル51上に複数のパターン(図4
ではA,B、2種類のパターン)が形成されており、片
側のパターンをマスクして1つのパターンずつ露光する
場合がある。このときウェハ12上には、図示するよう
に、パターンAのチップとパターンBのチップが2つの
グループに分けて形成される。
Next, as shown in FIG. 4, a plurality of patterns (see FIG. 4) are formed on the reticle 51 used in the optical reduction exposure apparatus.
In this case, A, B, and two types of patterns) are formed, and one pattern may be exposed by masking the pattern on one side. At this time, as shown in the figure, chips of pattern A and chips of pattern B are divided into two groups and formed on the wafer 12.

【0041】このような場合、前記手順で補正すると、
パターンAのチップとパターンBのチップとでチップ固
有の歪みは異なるため、前記〔数7〕〜〔数14〕の関
係式をウェハ全面で共通に使用する場合、パターンAと
パターンBとでは固有の歪みが異なるため固有歪みの差
が生じ、重ね合わせ上の問題が生じる。そこでパターン
Aのチップに関する関係式と、パターンBのチップに関
する関係式というように複数の関係式を持つことによ
り、いずれのパターンのチップに対しても高精度な重ね
合わせで描画することができる。
In such a case, if the correction is performed according to the above procedure,
Since the chip peculiar distortion differs between the pattern A chip and the pattern B chip, when the relational expressions [Equation 7] to [Equation 14] are commonly used on the entire surface of the wafer, the pattern A and the pattern B are unique. The difference in the strains causes a difference in the intrinsic strain, which causes a problem in superposition. Therefore, by having a plurality of relational expressions such as a relational expression regarding the pattern A chip and a relational expression regarding the pattern B chip, it is possible to perform drawing with high precision on the chips of any pattern.

【0042】このとき、パターンAのチップに関する
〔数7〕〜〔数14〕で表されるa,a,a,a
,b,b,b,bに関する関係式は、パター
ンAのチップ内に設けられたマークを検出することによ
り算出し、パターンBのチップに関する補正の関係式
は、パターンBのチップ内に設けられたマークを検出す
ることにより算出するのは言うまでもないことである。
At this time, a 0 , a 1 , a 2 , a represented by [Equation 7] to [Equation 14] regarding the chip of the pattern A are expressed.
The relational expressions for 3 , b 0 , b 1 , b 2 , and b 3 are calculated by detecting the marks provided in the chip of the pattern A, and the relational expression of the correction for the chip of the pattern B is It goes without saying that the calculation is performed by detecting the mark provided in the chip.

【0043】上では、倍率の係数a,b をチップ
の座標X,Y の関係式にて算出している。しか
し、図5に示すように、光縮小露光装置の場合、倍率
は、未露光状態つまりレンズに光が照射されていない状
態から、安定露光状態つまりレンズに光が照射され、光
照射によるレンズの温度上昇が飽和してレンズの温度が
一定になるまで変化する。このように変化するものを位
置X,Yの関係式であらわすのは困難である。
In the above, the coefficients a 1 and b 2 of the magnification are calculated by the relational expression of the coordinates X w and Y w of the chip. However, as shown in FIG. 5, in the case of the light reduction exposure apparatus, the magnification is changed from the unexposed state, that is, the state where the lens is not irradiated with light, to the stable exposure state, that is, the lens is irradiated with light, and The temperature rises until it becomes saturated and the lens temperature becomes constant. It is difficult to express such changes with the relational expressions of the positions X and Y.

【0044】そこで、あらかじめ制御計算式に下層露光
装置の各チップの露光順序を記憶させておき、この露光
順序T と倍率変化の係数a,b の関係式を次の
〔数15〕及び〔数16〕により算出する。
Therefore, the exposure order of each chip of the lower layer exposure apparatus is stored in advance in the control calculation formula, and the relational expression between this exposure order T n and the coefficients a 1 and b 2 of the magnification change is given by the following [Equation 15]. And [Equation 16].

【0045】[0045]

【数15】a=C+C+C ## EQU15 ## a 1 = C 0 + C 1 T n + C 2 T n 2

【0046】[0046]

【数16】b=D+D+D B 2 = D 0 + D 1 T n + D 2 T n 2

【0047】倍率の変化は、ある時間経過するとレンズ
の温度が安定状態になるので、倍率が変化しなくなる。
上記近似式をすべてのチップに当てはめると誤差が生じ
る。そこで下層露光開始のチップより次の計測対象チッ
プに対して順次倍率変化量を求め、ある一定量以下にな
ったチップまでを上記関係式に当てはめ、それ以後のチ
ップを、それ以降のチップの平均倍率にて露光を実施す
る。
With respect to the change of the magnification, the temperature of the lens becomes stable after a certain period of time, so that the magnification does not change.
An error will occur if the above approximation formula is applied to all chips. Therefore, the amount of change in magnification is sequentially calculated for the next measurement target chip from the chip starting the lower layer exposure, and the chips up to a certain fixed amount are applied to the above relational expression, and the chips after that are averaged for the chips after that. Exposure is performed at a magnification.

【0048】このような下層を露光した露光順序に関し
ての関係式により露光を実施することにより、下層露光
装置の露光順に依存した倍率変化に対応した重ね露光が
可能となる。マーク計測の対象とするチップも、下層露
光時の露光開始後のチップを密に指定しておき、安定状
態になったと予想されるチップに関しては荒く指定する
ことにより、スループットの低下を押さえつつ、高精度
な露光を実施することができる。
By performing the exposure according to the relational expression regarding the exposure order of exposing the lower layer, it is possible to perform the overlapping exposure corresponding to the magnification change depending on the exposure order of the lower layer exposure apparatus. As for the target chip for mark measurement, the chips after exposure start at the time of lower layer exposure are densely specified, and the chips that are expected to be in a stable state are roughly specified, while suppressing the decrease in throughput. Highly accurate exposure can be performed.

【0049】以上説明した方法によれば各係数の関係式
,f,f,f,g,g ,g,gを算
出するのに最小自乗法を適用しているため、1チップ毎
にマーク検出を行い、その検出結果に従って1チップを
描画する従来のチップアライメント方式に比較し、マー
ク検出自身に伴う微少誤差を軽減できる。しかし、マー
ク破損等により発生する大きな誤差は回避できず、その
影響が描画結果に反映される。このようなマーク検出誤
差を除去する方法として、検出されたマーク座標全体を
一次近似し、その差分から異常マークを判定する方法が
考えられている。しかしこの方法では、異常マークも含
めてマーク座標全体を一次近似するため、異常マークの
近傍のマークに対して正常に計測されたマークであるに
もかかわらず、異常マークとみなされる可能性がある。
According to the method described above, the relational expression of each coefficient
f0, F1, FTwo, FThree, G0, G 1, GTwo, GThreeCalculate
Since the least squares method is applied to output, every 1 chip
Mark detection is performed on 1 chip according to the detection result.
Compared with the conventional chip alignment method for drawing,
It is possible to reduce the minute error due to the detection itself. But Mar
It is impossible to avoid a large error caused by breakage, etc.
The influence is reflected in the drawing result. Such mark detection error
As a method of removing the difference, the entire detected mark coordinates are
A method of first-order approximation and determining an abnormal mark from the difference is
It is considered. However, this method also includes anomalous marks.
Since the entire mark coordinates are first-order approximated,
It is a mark that is measured normally with respect to nearby marks.
Nevertheless, it may be considered as an anomaly mark.

【0050】本発明の方法では、各チップ毎のチップ形
状が算出される。そこで、このチップ形状の変化を利用
することにより、正確なエラー判定が可能である。前述
のように、ウェハ上のXY座標に関し2次以上の歪みは
装置固有の静的な歪みである。そこで、各計測チップ毎
に算出される〔数5〕〔数6〕内のa,b値及びウ
ェハ面内で算出された〔数10〕〔数14〕のA30
30値をマーク異常検出評価に使用する。
In the method of the present invention, the chip shape for each chip is calculated. Therefore, by utilizing this change in the chip shape, accurate error determination can be performed. As described above, the second or higher-order strain with respect to the XY coordinates on the wafer is a static strain peculiar to the device. Therefore, a 3 and b 3 values in [Equation 5] [Equation 6] calculated for each measurement chip and A 30 in [Equation 10] [Equation 14] calculated in the wafer plane,
The B 30 value is used for mark anomaly detection evaluation.

【0051】図6のフローチャートを用いて、異常マー
クを除外した歪み係数の算出方法について説明する。ま
ず、ステップ60において、計測チップに関して、個々
のチップに対して求められたa,b 値と最小自乗
法により全チップに対して求められたA30,B30
の差分をとり、この差分値に次の〔数17〕〔数18〕
のように、マークのチップ中心からの各座標データを当
てはめる。
A method of calculating the distortion coefficient excluding the abnormal mark will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in step 60, with respect to the measurement chip, the difference between the a 3 and b 3 values obtained for each chip and the A 30 and B 30 values obtained for all the chips by the least squares method is calculated. The following [Equation 17] [Equation 18] is added to the difference value.
As described above, each coordinate data from the chip center of the mark is applied.

【0052】[0052]

【数17】 dX=|(A30−a)XmcmcDX = | (A 30 −a 3 ) X mc Y mc |

【0053】[0053]

【数18】 dY=|(B30−b)XmcmcDY = | (B 30 −b 3 ) X mc Y mc |

【0054】ステップ61では、〔数17〕〔数18〕
で計算されたデータとあらかじめ制御用計算機19に指
定しておいた許容値pとを比較し、pを超えるマー
クが存在するチップに関してその位置とマーク及び歪み
係数情報を記憶する。また、すべてがpを超えないチ
ップに関してのみの係数式〔数7〕〜〔数14〕を再演
算し、以下の〔数19〕〜〔数26〕を得る(ステップ
62、ステップ64)。
In step 61, [Equation 17] [Equation 18]
The data calculated in step 1 is compared with the allowable value p 1 designated in advance by the control computer 19, and the position, mark and distortion coefficient information of a chip having a mark exceeding p 1 are stored. Also, coefficient equations [Equation 7] to [Equation 14] are recalculated only for chips in which all do not exceed p 1 to obtain the following [Equation 19] to [Equation 26] (steps 62 and 64).

【0055】[0055]

【数19】a=A'00+A'01+A'02
A'03
A 0 = A ′ 00 + A ′ 01 X w + A ′ 02 Y w +
A'03 X w Y w

【0056】[0056]

【数20】a=A'10+A'11+A'12
A'13
A 1 = A ′ 10 + A ′ 11 X w + A ′ 12 Y w +
A '13 X w Y w

【0057】[0057]

【数21】a=A'20+A'21+A'22
A'23
A 2 = A ′ 20 + A ′ 21 X w + A ′ 22 Y w +
A '23 X w Y w

【0058】[0058]

【数22】a=A'30 [Number 22] a 3 = A '30

【0059】[0059]

【数23】b=B'00+B'01+B'02
B'03
B 0 = B ′ 00 + B ′ 01 X w + B ′ 02 Y w +
B'03 X w Y w

【0060】[0060]

【数24】b=B'10+B'11+B'12
B'13
B 1 = B ′ 10 + B ′ 11 X w + B ′ 12 Y w +
B '13 X w Y w

【0061】[0061]

【数25】b=B'20+B'21+B'22
B'23
B 2 = B ′ 20 + B ′ 21 X w + B ′ 22 Y w +
B '23 X w Y w

【0062】[0062]

【数26】b=B'30 B 3 = B ′ 30

【0063】このようにすれば、異常マークを排除して
より現実に近いチップの高次歪みを算出することができ
る。しかし、チップのシフト、回転、倍率に関してはよ
り多くの情報があるほうが精度よく近似することができ
る。そこで〔数19〕〜〔数26〕の関係式を使用し、
許容値p1を超えたチップ(エラーチップ)に関して以
下の処理を実施し、エラーマークを判定する。ステップ
65の判定で処理チップがエラーチップであるときはス
テップ66に進。ステップ66では、〔数19〕〜
〔数26〕を用い、エラーチップに関しての歪み係数を
算出する。そして、その算出結果にチップ座標を代入
し、各マークに対する推定座標を算出し、その座標と計
測マーク座標の差分の絶対値をとり、あらかじめ制御計
算機に記憶させておいた許容値p2と比較する。
By doing so, it is possible to eliminate the abnormal mark and calculate a higher-order distortion of the chip that is more realistic. However, the more information about the chip shift, rotation, and magnification, the more accurate the approximation can be. Therefore, using the relational expressions of [Equation 19] to [Equation 26],
The following processing is performed on a chip (error chip) that exceeds the allowable value p 1 to determine an error mark. It proceeds continuously to the step 66 when the processing chip determination in step 65 is an error chip. At step 66, [Equation 19]-
Using [Equation 26], the distortion coefficient for the error chip is calculated. Then, the chip coordinates are substituted into the calculation result, the estimated coordinates for each mark are calculated, and the absolute value of the difference between the coordinates and the measurement mark coordinates is obtained and compared with the allowable value p 2 stored in advance in the control computer. To do.

【0064】ステップ67の判定で比較結果が許容値p
内のマークはステップ69、ステップ71で歪み係数
の計算に使用し、許容値pを超えるものは異常マーク
として扱い、ステップ67からステップ70に進んで、
チップの歪みの計算に使用しない。ここで説明している
例ではマークの個数はチップ内4個で、係数はシフト、
回転、倍率、XY項の4個で表現しているので、マーク
個数が減った場合は、マークの個数に合わせ算出可能な
係数までを算出する。
In the judgment at step 67, the comparison result is the allowable value p.
Marks within 2 are used for calculation of the distortion coefficient in steps 69 and 71, and those exceeding the allowable value p 2 are treated as abnormal marks, and the process proceeds from step 67 to step 70.
Not used for tip distortion calculations. In the example described here, the number of marks is four in the chip, the coefficient is shifted,
Since the rotation, the magnification, and the XY term are used as the four marks, when the number of marks decreases, up to a coefficient that can be calculated is calculated according to the number of marks.

【0065】このようにして得られたエラーマークを含
むチップに関しての歪み係数と正常なチップの歪み係数
(ステップ68)を使用し、さらにステップ73で〔数
7〕〜〔数14〕の係数を再々演算し、ウェハ面内での
係数を作成する。こうして得られた係数を用いて露光す
ることにより、さらに異常マークの影響を受け難い高精
度の露光が可能となる。
Using the distortion coefficient for the chip including the error mark and the distortion coefficient of the normal chip (step 68) obtained in this way, the coefficients of [Equation 7] to [Equation 14] are further calculated in Step 73. The calculation is performed again and the coefficient within the wafer surface is created. By performing exposure using the coefficient thus obtained, it is possible to perform high-precision exposure that is less likely to be affected by the abnormal mark.

【0066】ところで、このような方法によればウェハ
全面にわたり高精度な露光が可能であるが、すべて近似
計算を実施しているため、下層露光装置の描画結果にお
いてランダムな歪みが存在する場合、その歪み成分は誤
差として残る。プロセス上のマークの破損がなくマーク
検出精度が高ければ、スループットの点では問題となる
が、チップ毎にマークを検出し描画を行うチップアライ
メントが有効であり、またチップアライメントは、研究
試作等でウェハ面内において1チップでも高精度な露光
結果がほしい場合にも有効である。そこで以上述べた本
発明の統計処理によるアライメント方式と、チップ毎の
アライメント等その他のアライメント方式の指定をあら
かじめ制御用計算機19にて可能とし、指定されたアラ
イメント方式にて切り替えて描画することによりユーザ
ーが希望する精度のLSI製品を作製することができ
る。
By the way, according to such a method, it is possible to perform highly accurate exposure over the entire surface of the wafer, but since approximate calculation is performed for all, when random distortion exists in the drawing result of the lower layer exposure apparatus, The distortion component remains as an error. If there is no mark damage in the process and the mark detection accuracy is high, there is a problem in terms of throughput, but chip alignment that detects the mark for each chip and draws is effective. This is also effective when a highly accurate exposure result is desired even with one chip on the wafer surface. Therefore, the alignment method based on the statistical processing of the present invention described above and the other alignment methods such as the alignment for each chip can be designated in advance by the control computer 19, and the user can perform drawing by switching the designated alignment method. Can manufacture an LSI product with the desired accuracy.

【0067】また、本発明の統計処理によるアライメン
ト方式で算出された係数を用い、各マークのマーク理想
座標を逆算することができる。こうして逆算された結果
と実際に検出されたマーク座標とを比較する。比較結果
の分散値を算出し、その分散値と制御用計算機19に予
め記憶されている許容値pとを比較し、分散値が許容
値pを超える場合は、光縮小露光装置のランダムな歪
み成分が大きいとみなし、チップ毎にマーク検出をし、
チップを描画するアライメント方式に切り替える機能を
付加することにより、スループットは低下するがランダ
ムな歪みを持つ下層に対しても高精度の描画を自動的に
実施することができる。
Further, the mark ideal coordinates of each mark can be calculated backward by using the coefficient calculated by the alignment method by the statistical processing of the present invention. In this way, the result of the back calculation is compared with the actually detected mark coordinates. The dispersion value of the comparison result is calculated, and the dispersion value is compared with the allowable value p 3 stored in advance in the control computer 19. If the dispersion value exceeds the allowable value p 3 , the random value of the optical reduction exposure apparatus is randomized. Assuming that the distortion component is large, mark detection is performed for each chip,
By adding the function of switching to the alignment method for drawing the chip, it is possible to automatically perform high-precision drawing even on the lower layer having a lower throughput but random distortion.

【0068】ここでは可変成形の電子線描画装置に関し
て説明したが、本発明はスポット型の電子線描画装置に
対しても適用可能である。また、チップ内の複数マーク
を計測できかつ、チップ内の描画位置を任意に変更可能
な露光装置であれば本発明を適用することは可能であ
る。また、ここではマークがチップの4隅に配置されて
いる場合について説明したが、光縮小露光装置のチップ
(1ショット)内の歪みは、光縮小露光装置のレンズが
複数個のレンズの組み合わせであることにより、高次
(3次以上)の歪み式の合成で表される。したがって、
チップ内部の補正を正確に行い、本発明の統計処理によ
るアライメント方式で対応するためには、チップ内に多
数(10個以上)のマークを配置する必要があり、スル
ープット上問題がある。そこで特開昭62−58621
号公報に記載されているように、チップ内の歪みをあら
かじめ計測する方法が考えられる。
Although the variable shaping electron beam drawing apparatus has been described here, the present invention is also applicable to a spot type electron beam drawing apparatus. Further, the present invention can be applied to any exposure apparatus as long as it can measure a plurality of marks in a chip and can arbitrarily change the drawing position in the chip. Although the case where the marks are arranged at the four corners of the chip has been described here, distortion in the chip (one shot) of the optical reduction exposure apparatus is caused by a combination of lenses of the optical reduction exposure apparatus. As a result, it is represented by a combination of high-order (third or higher) distortion equations. Therefore,
In order to correct the inside of the chip accurately and to cope with the alignment method by the statistical processing of the present invention, it is necessary to arrange a large number (10 or more) marks in the chip, which is a problem in throughput. Then, JP-A-62-58621
As described in the publication, a method of measuring the strain in the chip in advance can be considered.

【0069】しかし、チップ内の歪みには光縮小露光装
置の動的な変化によるものがあり、そのままでは動的な
変化に対応することができない。光縮小露光装置の動的
な変化にも対応するためには、高頻度で歪みを計測する
必要がある。そこで計測結果より、倍率、回転といった
項目を除去したものを光縮小露光装置の静的な歪みとし
て記憶しておく。この静的な歪みは各ウェハにて計測す
る必要はなく、光縮小露光装置1台につきレンズの機械
的変更がないかぎり1回計測しておけばよい。
However, there are some distortions in the chip due to the dynamic changes of the optical reduction exposure apparatus, and it is not possible to cope with the dynamic changes as they are. In order to cope with the dynamic change of the optical reduction exposure apparatus, it is necessary to measure the strain with high frequency. Therefore, items obtained by removing items such as magnification and rotation from the measurement result are stored as static distortion of the optical reduction exposure apparatus. This static distortion does not need to be measured for each wafer, and may be measured once for each optical reduction exposure apparatus unless the lens is mechanically changed.

【0070】マーク検出結果よりこの静的な歪み成分を
除去して本発明を適用し、描画時のチップ内データに本
発明の歪み補正係数のデータ及び記憶されている静的な
歪み成分を合成する方法をとればチップ内の合わせ精度
とともにスループットを向上することができる。
The present invention is applied by removing this static distortion component from the mark detection result, and the data of the distortion correction coefficient of the present invention and the stored static distortion component are combined with the on-chip data at the time of drawing. By adopting this method, it is possible to improve the accuracy of alignment within the chip and the throughput.

【0071】[0071]

【発明の効果】本発明によれば、マニュアルの調整な
く、高スループット、高精度で下層との重ね合わせ露光
を実施することができる。
According to the present invention, overlay exposure with a lower layer can be performed with high throughput and high accuracy without manual adjustment.

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

【図1】本発明の方法に用いられる電子線描画装置の概
略図。
FIG. 1 is a schematic view of an electron beam drawing apparatus used in the method of the present invention.

【図2】下層の露光結果を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating an exposure result of a lower layer.

【図3】本発明による描画方法を説明するフローチャー
ト。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a drawing method according to the present invention.

【図4】複数のパターンが形成されたレティクルを用い
た露光方法の説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an exposure method using a reticle on which a plurality of patterns are formed.

【図5】光露光装置による露光順序と各チップの倍率変
化の関係を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between an exposure order by a light exposure apparatus and a change in magnification of each chip.

【図6】異常マークを除外した歪み係数の算出方法を説
明するフローチャート。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of calculating a distortion coefficient excluding an abnormal mark.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電子源、2…矩形成形絞り、3…成形偏向器、4…
成形レンズ、5…ブランカ、6…可変成形絞り、7…縮
小レンズ、8…位置決め偏向器、9…成形ビーム、10
…対物レンズ、11…マーク検出用反射電子検出器、1
2…ウェハ、13…試料台、14…試料台位置決め機
構、15…成形偏向制御回路、16…位置決め偏向制御
回路、17…マーク検出回路、18…試料台位置制御回
路、19…制御計算機、20…露光対象チップ設計形
状、21…チップ歪み計測用マーク、51…光縮小露光
装置用レティクル
1 ... Electron source, 2 ... Rectangular forming diaphragm, 3 ... Forming deflector, 4 ...
Forming lens, 5 ... Blanker, 6 ... Variable forming diaphragm, 7 ... Reduction lens, 8 ... Positioning deflector, 9 ... Forming beam, 10
... Objective lens, 11 ... Backscattered electron detector for mark detection, 1
2 ... Wafer, 13 ... Sample stage, 14 ... Sample stage positioning mechanism, 15 ... Molding deflection control circuit, 16 ... Positioning deflection control circuit, 17 ... Mark detection circuit, 18 ... Sample stage position control circuit, 19 ... Control computer, 20 ... Designed shape of chip to be exposed, 21 ... Mark for measuring chip distortion, 51 ... Reticle for optical reduction exposure apparatus

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北條 穣 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株式会社 日立製作所 計測器事業部内 (72)発明者 大貫 和喜 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株式会社 日立製作所 計測器事業部内 (72)発明者 伊藤 博之 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株式会社 日立製作所 計測器事業部内 (56)参考文献 特開 平6−275496(JP,A) 特開 平9−283404(JP,A) 特開 平7−283101(JP,A) 特開 平1−191416(JP,A) S. Okazaki, F. Mu lai, Y. Takeda, K. Mochiji, E. Taked a, H. Kume,Electro n−beam direct writ ing of n−MOS devic es and analys of o verlay and linewid th accuracy,Journa l of vacum science and technology,1981 年,Volume19 Number4, pp927−931 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 G03F 7/20 G03F 9/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Minoru Hojo 882 Ichige, Itamachi, Hitachinaka City, Ibaraki Prefecture Hitachi, Ltd., within the Measuring Instruments Division (72) Inventor Kazuki Onuki, 882 Ichige, Ichima, Hitachinaka City, Ibaraki Prefecture Hitachi Ltd., Measuring Instruments Division (72) Inventor Hiroyuki Ito, 882 Ichige, Ichige, Hitachinaka City, Ibaraki Prefecture Hitachi Ltd., Measuring Instruments Division (56) Reference JP-A-6-275496 (JP, A) JP Hei 9 -283404 (JP, A) JP-A-7-283101 (JP, A) JP-A-1-191416 (JP, A) S.M. Okazaki, F .; Mu lai, Y. Takeda, K. Mojiji, E .; Taked a, H.M. Kume, Electron-beam direct writing of n-MOS devices and analys of ofverity and line of thirty-nine years, 1981, 1981, 1981, 1987, .Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 G03F 7/20 G03F 9/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ウェハ上に電子線を走査し、ウェハ上に
設定された複数のチップに対して所望のパターンを描画
する電子線描画方法において、 前記チップ内に形成されている少なくとも個のマーク
を所定数のチップについて各々検出し、前記所定数のチ
ップについて各々検出された前記マークの位置と該マー
クの設計位置とからウェハ面内における各チップの形状
歪及び配列誤差とウェハ座標との関係を統計処理により
一括して求めるステップと、 前記ステップで求められた前記チップの形状歪及び配列
誤差とウェハ座標との関係を用いて前記各チップに描画
すべきパターンを補正しながら全てのチップにパターン
を描画するステップとを含むことを特徴とする電子線描
画方法。
1. An electron beam drawing method for scanning an electron beam on a wafer to draw a desired pattern on a plurality of chips set on the wafer, wherein at least three of the chips formed in the chip are formed. A mark is detected for each of a predetermined number of chips, and from the position of the mark detected for each of the predetermined number of chips and the design position of the mark, the shape distortion of each chip in the wafer surface and the alignment error and the wafer coordinates All the chips while correcting the pattern to be drawn on each of the chips by using the relationship between the wafer coordinates and the shape distortion and array error of the chips obtained in the step And an electron beam drawing method.
【請求項2】 請求項1において、前記マークは前記各
チップの隅に設けられていることを特徴とする電子線描
画方法。
2. The electron beam drawing method according to claim 1, wherein the mark is provided at a corner of each of the chips.
【請求項3】 ウェハ上に電子線を走査し、ウェハ上に
設定された複数のチップに対して所望のパターンを描画
する電子線描画装置において、 前記チップ内に形成されている少なくとも個のマーク
を所定数のチップについて各々検出する検出器と、 前記検出器で前記所定数のチップについて各々検出され
た前記マークの位置と該マークの設計位置とからウェハ
面内における各チップの形状歪及び配列誤差とウェハ座
標との関係を統計処理により一括して求める制御計算機
とを備え、 前記制御計算機で求められた前記チップの形状歪及び配
列誤差とウェハ座標との関係を用いて前記各チップに描
画すべきパターンを補正しながら全てのチップにパター
ンを描画することを特徴とする電子線描画装置。
3. An electron beam drawing apparatus which scans an electron beam on a wafer to draw a desired pattern on a plurality of chips set on the wafer, wherein at least three of the chips formed in the chip are formed. A detector that detects a mark for each of a predetermined number of chips, a shape distortion of each chip in the wafer plane from the position of the mark and the design position of the mark that are detected for each of the predetermined number of chips by the detector, and A control computer that collectively obtains the relationship between the array error and the wafer coordinates by statistical processing is provided, and the shape distortion of the chips obtained by the control computer and the relationship between the array error and the wafer coordinates are used for each of the chips. An electron beam drawing apparatus, which draws a pattern on all chips while correcting a pattern to be drawn.
【請求項4】 請求項3において、前記マークは前記各
チップの隅に設けられていることを特徴とする電子線描
画装置。
4. The electron beam drawing apparatus according to claim 3, wherein the mark is provided at a corner of each of the chips.
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