(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分割され、かつ、区別可能な複数の部分転写パターンを有する転写マスクを用い、前記転写マスクを介して被転写物に転写ビームを照射し、前記各部分転写パターンを前記被転写物に順次転写することで、前記被転写物に前記各部分転写パターンを繋ぎ合わせた所望のパターンを得るマスクパターン転写方法において、
前記転写マスクに、前記各部分転写パターンのそれぞれに関連づけられた複数のアライメントマークを設けておき、前記被転写物と前記各アライメントマークとの相対位置を補正し、前記各部分転写パターンを前記被転写物に順次転写し、
前記相対位置の補正は、前記各アライメントマークを指定する転写マスクマーク指定工程と、
前記転写マスクマーク指定工程により指定された前記各アライメントマークの位置を計測し、計測された位置から前記各部分転写パターンの実際の座標系を算出する工程、及び前記各部分転写パターンの設計上の座標系と前記各部分転写パターンの実際の座標系との相対関係を表す第１の座標パラメータを算出する工程からなる第１の相対座標処理工程と、
前記各部分転写パターンを前記被転写物に順次転写する際、前記第１の座標パラメータを用いて、前記被転写物に対して前記各部分転写パターンの像を相対移動させる転写マスク相対移動工程と、を含み、
前記第１の相対座標処理工程における、前記各部分転写パターンの実際の座標系を算出する工程は、
前記各アライメントマークの位置の計測を、製作上の前記転写マスクの前記各部分転写パターンに対して行っておき、これを基にした製作上の座標格子を規定する工程と、
前記各アライメントマークの位置の計測を、実際の前記転写マスクの前記各部分転写パターンに対して行い、これを基にした実際の座標格子を規定する工程と、
前記実際の座標格子から前記製作上の座標格子を差し引いて第１の変動分格子を算出する工程と、
前記第１の変動分格子と前記製作上の座標格子とに基づいた第１の補正格子を算出する工程とを含むことを特徴とするマスクパターン転写方法。
【請求項２】
前記第１の座標パラメータから前記各部分転写パターンを前記被転写物に転写する転写位置を算出する工程を含む請求項１に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項３】
分割され、かつ、区別可能な複数の部分転写パターンを有する転写マスクを用い、前記転写マスクを介して被転写物に転写ビームを照射し、前記各部分転写パターンを前記被転写物に順次転写することで、前記被転写物に前記各部分転写パターンを繋ぎ合わせた所望のパターンを得るマスクパターン転写方法において、
前記転写マスクに、前記各部分転写パターンのそれぞれに関連づけられた複数のアライメントマークを設けておき、前記被転写物と前記各アライメントマークとの相対位置を補正し、前記各部分転写パターンを前記被転写物に順次転写し、
前記相対位置の補正は、前記各アライメントマークを指定する転写マスクマーク指定工程と、
前記転写マスクマーク指定工程により指定された前記各アライメントマークの位置を計測し、計測された位置から前記各部分転写パターンの実際の座標系を算出する工程、及び前記各部分転写パターンの設計上の座標系と前記各部分転写パターンの実際の座標系との相対関係を表す第１の座標パラメータを算出する工程からなる第１の相対座標処理工程と、
前記各部分転写パターンを前記被転写物に順次転写する際、前記第１の座標パラメータを用いて、前記被転写物に対して前記各部分転写パターンの像を相対移動させる転写マスク相対移動工程と、を含み、
前記転写マスクマーク指定工程により、一部のアライメントマークを指定することで一部の部分転写パターンを指定した場合、前記第１の相対座標処理工程で得られた前記各アライメントマークの位置から、前記各部分転写パターンの部分転写パターン回転量及び部分転写パターン倍率からなる部分転写パターンプロファイルの平均値である平均部分転写パターンプロファイルを算出し、算出された前記平均部分転写パターンプロファイルを用いて前記被転写物に対する前記部分転写パターンの像の像回転量及び像倍率からなる平均像プロファイルを補正する転写マスク像プロファイル補正工程を含むことを特徴とするマスクパターン転写方法。
【請求項４】
分割され、かつ、区別可能な複数の部分転写パターンを有する転写マスクを用い、前記転写マスクを介して被転写物に転写ビームを照射し、前記各部分転写パターンを前記被転写物に順次転写することで、前記被転写物に前記各部分転写パターンを繋ぎ合わせた所望のパターンを得るマスクパターン転写方法において、
前記転写マスクに、前記各部分転写パターンのそれぞれに関連づけられた複数のアライメントマークを設けておき、前記被転写物と前記各アライメントマークとの相対位置を補正し、前記各部分転写パターンを前記被転写物に順次転写し、
前記部分転写パターンを前記被転写物に転写するのと同時に、前記各アライメントマークも被転写物に転写し、被転写物への前記部分転写パターン及び各アライメントマークの転写後、前記転写マスクとは異なる、分割され、かつ、区別可能な複数の部分転写パターンと、該部分転写パターンのそれぞれに関連づけられた複数のアライメントマークとを有する重ね用転写マスクを用い、前記被転写物に転写されている前記各アライメントマークと、前記重ね用転写マスクの各アライメントマークとの相対位置を補正し、前記重ね用転写マスクの各部分転写パターンを前記被転写物に順次転写することを特徴とするマスクパターン転写方法。
【請求項５】
前記被転写物に転写された前記各アライメントマークと前記重ね用転写マスクの各アライメントマークとの相対位置の補正は、
前記重ね用転写マスクの各アライメントマークを指定する重ね用転写マスクマーク指定工程、前記重ね転写マスクマーク指定工程により指定された各アライメントマークの位置を計測し、計測された位置から前記重ね用転写マスクの部分転写パターンの実際の座標系を算出する工程、前記重ね用転写マスクの部分転写パターンの設計上の座標系と前記重ね用転写マスクの部分転写パターンの実際の座標系との相対関係を表す第２の座標パラメータを算出する工程、前記被転写物に転写された各アライメントマークを指定する被転写物マーク指定工程、前記被転写物マーク指定工程により指定された各アライメントマークの位置を計測し、計測された位置から前記被転写物に転写された各部分転写パターンの実際の座標系を算出する工程、及び前記被転写物の各部分転写パターンの設計上の座標系と前記被転写物に転写された各部分転写パターンの実際の座標系との相対関係を表す第３の座標パラメータを算出する工程からなる第２の相対座標処理工程と、
前記重ね用転写マスクの部分転写パターンを、前記被転写物に重ねて順次転写する際、前記第２の座標パラメータ及び前記第３の座標パラメータを用いて、前記被転写物に転写された各部分転写パターンに対して前記重ね用転写マスクの各部分転写パターンの像を相対移動させる重ね用転写マスク相対移動工程とを含む請求項４に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項６】
前記第２の相対座標処理工程における、前記重ね用転写マスクの部分転写パターンの実際の座標系を算出する工程は、
前記各アライメントマークの位置の計測を、製作上の前記重ね用転写マスクの部分転写パターンに対して行っておき、これを基にした前記重ね用転写マスクの部分転写パターンの製作上の座標格子を規定する工程と、
前記各アライメントマークの位置の計測を、実際の前記重ね用転写マスクの部分転写パターンに対して行い、これを基にした前記重ね用転写マスクの部分転写パターンの実際の座標格子を規定する工程と、
前記重ね用転写マスクの部分転写パターンの実際の座標格子から前記重ね用転写マスクの部分転写パターンの製作上の座標格子を差し引いて第２の変動分格子を算出する工程と、
前記第２の変動分格子と前記重ね用転写マスクの部分転写パターンの製作上の座標格子とに基づいた第２の補正格子を算出する工程とを含む請求項５に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項７】
前記第２の座標パラメータから、前記重ね用転写マスクの各部分転写パターンを前記被転写物に転写する転写位置を算出する工程を含む請求項５または６に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項８】
前記第３の座標パラメータから、前記被転写物に転写された各部分転写パターンの転写位置を算出する工程を含む請求項５ないし７のいずれか１項に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項９】
前記被転写物に転写された前記各アライメントマークと前記重ね用転写マスクの各アライメントマークとの相対位置の補正は、
前記重ね用転写マスクの各アライメントマークを指定する重ね用転写マスクマーク指定工程、前記重ね転写マスクマーク指定工程により指定された各アライメントマークの位置を計測し、計測された位置から前記重ね用転写マスクの各部分転写パターンの実際の座標系を算出する工程、前記被転写物に転写された各アライメントマークを指定する被転写物マーク指定工程、前記被転写物マーク指定工程により指定された各アライメントマークの位置を計測し、計測された位置から前記被転写物に転写された各部分転写パターンの実際の座標系を算出する工程、及び前記重ね用転写マスクの各部分転写パターンの実際の座標系と、前記被転写物に転写されている各部分転写パターンの実際の座標系との相対関係を表す第４の座標パラメータを算出する工程とからなる第２の相対座標処理工程と、
前記重ね用転写マスクの部分転写パターンを、前記被転写物に重ねて順次転写する際、前記第４の座標パラメータを用いて、前記被転写物に転写された各部分転写パターンに対して前記重ね用転写マスクの各部分転写パターンの像を相対移動させる重ね用転写マスク相対移動工程とを含む請求項５または６に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項１０】
前記重ね用転写マスクマーク指定工程により、全てのアライメントマークを指定することで全ての部分転写パターンを指定した場合、前記第２の相対座標処理工程で得られた前記重ね用転写マスクの各アライメントマークの位置から、前記重ね用転写マスクの各部分転写パターンの部分転写パターン回転量及び部分転写パターン倍率からなる前記重ね用転写マスクの部分転写パターンプロファイルを算出し、算出された前記部分転写パターンプロファイルを用いて前記被転写物に転写されている部分転写パターンに対する前記重ね用転写マスクの部分転写パターンの像の像回転量及び像倍率からなる像プロファイルを補正する重ね転写マスク像プロファイル補正工程を含む請求項５ないし９のいずれか１項に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項１１】
前記重ね用転写マスクマーク指定工程により、一部のアライメントマークを指定することで一部の部分転写パターンを指定した場合、前記第２の相対座標処理工程で得られた前記重ね用転写マスクの各アライメントマークの位置から、前記各部分転写パターンの部分転写パターン回転量及び部分転写パターン倍率からなる部分転写パターンプロファイルの平均値である平均部分転写パターンプロファイルを算出し、算出された平均部分転写パターンプロファイルを用いて前記被転写物に転写された部分転写パターンに対する前記重ね用転写マスクの部分転写パターンの像の像回転量及び像倍率からなる平均像プロファイルを補正する重ね転写マスク像プロファイル補正工程を含む請求項５ないし９のいずれか１項に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項１２】
前記被転写物マーク指定工程により、全てのアライメントマークを指定することで全ての部分転写パターンを指定した場合、前記第２の相対座標処理工程で得られた前記被転写物の各アライメントマークの位置から、前記被転写物の各部分転写パターンの部分転写パターン回転量及び部分転写パターン倍率からなる部分転写パターンプロファイルを算出し、算出された前記部分転写パターンプロファイルを用いて前記被転写物に転写される部分転写パターンの像の像回転量及び像倍率からなる像プロファイルを補正する被転写物像プロファイル補正工程を含む請求項５ないし１１のいずれか１項に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項１３】
前記被転写物マーク指定工程により、一部のアライメントマークを指定することで一部の部分転写パターンを指定した場合、前記第２の相対座標処理工程で得られた前記被転写物の各アライメントマークの位置から、前記被転写物の各部分転写パターンの部分転写パターン回転量及び部分転写パターン倍率からなる部分転写パターンプロファイル平均値である平均部分転写パターンプロファイルを算出し、算出された前記平均部分転写パターンプロファイルを用いて前記被転写物に転写される部分転写パターンの像の像回転量及び像倍率からなる平均像プロファイルを補正する被転写物像プロファイル補正工程を含む請求項５ないし１１のいずれか１項に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項１４】
分割され、かつ、区別可能な複数の部分転写パターンを有する転写マスクを用い、前記転写マスクを介して被転写物に転写ビームを照射し、前記各部分転写パターンを前記被転写物に順次転写することで、前記被転写物に前記各部分転写パターンを繋ぎ合わせた所望のパターンを得るマスクパターン転写方法において、
前記転写マスクに、前記各部分転写パターンのそれぞれに関連づけられた複数のアライメントマークを設けておき、前記被転写物と前記各アライメントマークとの相対位置を補正し、前記各部分転写パターンを前記被転写物に順次転写し、
前記相対位置の補正は、前記転写マスクの複数の部分転写パターンを要素とする複数の部分転写パターングループを、前記複数の部分転写パターンと前記複数の部分転写パターンのそれぞれに関連づけられた各アライメントマークとを指定することで設定する転写マスクグループ設定工程と、
前記転写マスクグループ設定工程により指定された前記各アライメントマークの位置を計測し、計測された位置から前記部分転写パターングループの実際の座標系を算出する工程、及び前記部分転写パターングループの設計上の座標系と前記実際の座標系との相対関係を表す第１のグループ座標パラメータを算出する工程からなる第１のグループ相対座標処理工程と、
前記部分転写パターングループを前記被転写物に順次転写する際、前記転写位置に基づき、前記被転写物に対して前記部分転写パターングループの像を相対移動させる転写マスクグループ相対移動工程とを含むことを特徴とするマスクパターン転写方法。
【請求項１５】
前記第１のグループ相対座標処理工程における、前記部分転写パターングループの実際の座標系を算出する工程は、
前記各アライメントマークの位置の計測を、製作上の前記転写マスクの部分転写パターングループに対して行っておき、これを基にした前記転写マスクの部分転写パターングループの製作上の座標格子を規定する工程と、
前記各アライメントマークの位置の計測を、実際の前記転写マスクの部分転写パターングループに対して行い、これを基にした前記転写マスクの部分転写パターングループの実際の座標格子を規定する工程と、
前記転写マスクの部分転写パターングループの実際の座標格子から前記転写マスクの部分転写パターングループの製作上の座標格子を差し引いて第１のグループ変動分格子を算出する工程と、
前記第１のグループ変動分格子と前記転写マスクの部分転写パターングループの製作上の座標格子とに基づいた第１のグループ補正格子を算出する工程とを含む請求項１４に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項１６】
前記第１のグループ座標パラメータから、前記各部分転写パターングループを前記被転写物に転写する転写位置を算出する工程を含む請求項１４または１５に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項１７】
前記転写マスクグループ設定工程により、全てのアライメントマークを指定することで全ての部分転写パターンを指定した場合、前記第１のグループ相対座標処理工程で得られた前記各アライメントマークの位置から、前記各部分転写パターングループの部分転写パターングループ回転量及び部分転写パターングループ倍率からなる部分転写パターングループプロファイルを算出し、算出された前記部分転写パターングループプロファイルを用いて前記被転写物に対する前記部分転写パターングループの像の像回転量及び像倍率からなる像プロファイルを補正する転写マスクグループ像プロファイル補正工程を含む請求項１４ないし１６のいずれか１項に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項１８】
前記転写マスクグループ設定工程により、一部のアライメントマークを指定することで一部の部分転写パターンを指定した場合、前記第１のグループ相対座標処理工程で得られた前記各アライメントマークの位置から、前記各部分転写パターングループの部分転写パターングループ回転量及び部分転写パターングループ倍率からなる部分転写パターングループプロファイルの平均値である平均部分転写パターングループプロファイルを算出し、算出された前記平均部分転写パターングループプロファイルを用いて前記被転写物に対する前記部分転写パターングループの像の像回転量及び像倍率からなる平均像プロファイルを補正する転写マスクグループ像プロファイル補正工程を含む請求項１４ないし１６のいずれか１項に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項１９】
前記部分転写パターングループを前記被転写物に転写するのと同時に、前記各アライメントマークも被転写物に転写し、前記被転写物への前記部分転写パターングループ及び各アライメントマークの転写後、前記転写マスクとは異なる、分割され、かつ、区別可能な複数の部分転写パターンと、該部分転写パターンのそれぞれに関連づけられた複数のアライメントマークとを有する重ね用転写マスクを用い、前記被転写物に転写されている前記各アライメントマークと、前記重ね用転写マスクの各アライメントマークとの相対位置を補正し、前記重ね用転写マスクの各部分転写パターンを前記被転写物に順次転写する請求項１４ないし１８のいずれか１項に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項２０】
前記被転写物に転写された前記各アライメントマークと前記重ね用転写マスクの各アライメントマークとの相対位置の補正は、
前記重ね用転写マスクの複数の部分転写パターンを要素とする複数の部分転写パターングループを、前記重ね用転写マスクの複数の部分転写パターンと前記重ね用転写マスクの複数の部分転写パターンのそれぞれに関連づけられた各アライメントマークとを指定することで設定する重ね用転写マスクグループ設定工程、前記重ね用転写マスクグループ設定工程により指定された各アライメントマークの位置を計測し、計測された位置から前記重ね用転写マスクの部分転写パターングループの実際の座標系を算出する工程、前記重ね用転写マスクの部分転写パターングループの設計上の座標系と前記重ね用転写マスクの部分転写パターングループの実際の座標系との相対関係を表す第２のグループ座標パラメータを算出する工程、前記被転写物に転写された複数の部分転写パターンを要素とする複数の部分転写パターングループを、前記被転写物に転写された複数の部分転写パターンと前記被転写物に転写された複数の部分転写パターンのそれぞれに関連づけられた各アライメントマークとを指定することで設定する被転写物グループ設定工程、前記被転写物グループ設定工程により指定された各アライメントマークの位置を計測し、計測された位置から前記被転写物に転写された各部分転写パターングループの実際の座標系を算出する工程、及び前記被転写物の各部分転写パターングループの設計上の座標系と前記被転写物に転写されている各部分転写パターングループの実際の座標系との相対関係を表す第３のグループ座標パラメータを算出する工程からなる第２のグループ相対座標処理工程と、
前記重ね用転写マスクの部分転写パターングループを、前記被転写物に重ねて順次転写する際、前記第２のグループ座標パラメータ及び前記第３のグループ座標パラメータを用いて、前記被転写物に転写された各部分転写パターングループに対して前記重ね用転写マスクの各部分転写パターングループの像を相対移動させる重ね用転写マスク相対移動工程とを含む請求項１９に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項２１】
前記第２のグループ相対座標処理工程における、前記重ね用転写マスクの部分転写パターングループの実際の座標系を算出する工程は、
前記各アライメントマークの位置の計測を、製作上の前記重ね用転写マスクの部分転写パターングループに対して行っておき、これを基にした前記重ね用転写マスクの部分転写パターングループの製作上の座標格子を規定する工程と、
前記各アライメントマークの位置の計測を、実際の前記重ね用転写マスクの部分転写パターングループに対して行い、これを基にした前記重ね用転写マスクの部分転写パターングループの実際の座標格子を規定する工程と、
前記重ね用転写マスクの部分転写パターングループの実際の座標格子から前記重ね用転写マスクの部分転写パターングループの製作上の座標格子を差し引いて第２のグループ変動分格子を算出する工程と、
前記第２のグループ変動分格子と前記重ね用転写マスクの部分転写パターングループの製作上の座標格子とに基づいた第２のグループ補正格子を算出する工程とを含む請求項２０に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項２２】
前記第２のグループ座標パラメータから、前記重ね用転写マスクの各部分転写パターングループを前記被転写物に転写する転写位置を算出する工程を含む請求項１９ないし２１のいずれか１項に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項２３】
前記第３のグループ座標パラメータから、前記被転写物に転写された各部分転写パターングループの転写位置を算出する工程を含む請求項１９ないし２１のいずれか１項に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項２４】
前記被転写物に転写された前記各アライメントマークと前記重ね用転写マスクの各アライメントマークとの相対位置の補正は、
前記重ね用転写マスクの複数の部分転写パターンを要素とする複数の部分転写パターングループを、前記重ね用転写マスクの複数の部分転写パターンと前記重ね用転写マスクの複数の部分転写パターンのそれぞれに関連づけられた各アライメントマークとを指定することで設定する重ね用転写マスクグループ設定工程、前記重ね用転写マスクグループ設定工程により指定された各アライメントマークの位置を計測し、計測された位置から前記重ね用転写マスクの部分転写パターングループの実際の座標系を算出する工程、前記被転写物に転写された複数の部分転写パターンを要素とする複数の部分転写パターングループを、前記被転写物に転写された複数の部分転写パターンと前記被転写物に転写された複数の部分転写パターンのそれぞれに関連づけられた各アライメントマークとを指定することで設定する被転写物グループ設定工程、前記被転写物グループ設定工程により指定された各アライメントマークの位置を計測し、計測された位置から前記被転写物に転写された各部分転写パターングループの実際の座標系を算出する工程、及び前記重ね用転写マスクの部分転写パターングループの実際の座標系と、前記被転写物に転写されている各部分転写パターングループの実際の座標系との相対関係を表す第４のグループ座標パラメータを算出する工程からなる第２のグループ相対座標処理工程と、
前記重ね用転写マスクの部分転写パターングループを、前記被転写物に重ねて順次転写する際、前記第４のグループ座標パラメータを用いて、前記被転写物に転写された各部分転写パターングループに対して前記重ね用転写マスクの各部分転写パターングループの像を相対移動させる重ね用転写マスク相対移動工程とを含む請求項１９または２１に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項２５】
前記重ね用転写マスクグループ設定工程により、全てのアライメントマークを指定することで全ての部分転写パターンを指定した場合、前記第２のグループ相対座標処理工程で得られた前記重ね用転写マスクの各アライメントマークの位置から、前記重ね用転写マスクの各部分転写パターングループの部分転写パターングループ回転量及び部分転写パターングループ倍率からなる前記重ね用転写マスクグループの部分転写パターングループプロファイルを算出し、算出された前記部分転写パターングループプロファイルを用いて前記被転写物に転写されている部分転写パターングループに対する前記重ね用転写マスクの部分転写パターングループの像の像回転量及び像倍率からなる像プロファイルを補正する重ね転写マスクグループ像プロファイル補正工程を含む請求項２０ないし２４のいずれか１項に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項２６】
前記重ね用転写マスクグループ設定工程により、一部のアライメントマークを指定することで一部の部分転写パターンを指定した場合、前記第２のグループ相対座標処理工程で得られた前記重ね用転写マスクの各アライメントマークの位置から、前記各部分転写パターングループの部分転写パターングループ回転量及び部分転写パターングループ倍率からなる部分転写パターングループプロファイルの平均値である平均部分転写パターングループプロファイルを算出し、算出された平均部分転写パターングループプロファイルを用いて前記被転写物に転写された部分転写パターングループに対する前記重ね用転写マスクの部分転写パターングループの像の像回転量及び像倍率からなる平均像プロファイルを補正する重ね転写マスクグループ像プロファイル補正工程を含む請求項２０ないし２４のいずれか１項に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項２７】
前記被転写物グループ設定工程により、全てのアライメントマークを指定することで全ての部分転写パターンを指定した場合、前記第２のグループ相対座標処理工程で得られた前記被転写物の各アライメントマークの位置から、前記被転写物の各部分転写パターングループの部分転写パターングループ回転量及び部分転写パターングループ倍率からなる部分転写パターングループプロファイルを算出し、算出された前記部分転写パターングループプロファイルを用いて前記被転写物に転写される部分転写パターングループの像の像回転量及び像倍率からなる像プロファイルを補正する被転写物像グループプロファイル補正工程を含む請求項２０ないし２６のいずれか１項に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項２８】
前記被転写物グループ設定工程により、一部のアライメントマークを指定することで一部の部分転写パターンを指定した場合、前記第２のグループ相対座標処理工程で得られた前記被転写物の各アライメントマークの位置から、前記被転写物の各部分転写パターングループの部分転写パターングループ回転量及び部分転写パターングループ倍率からなる部分転写パターングループプロファイル平均値である平均部分転写パターングループプロファイルを算出し、算出された前記平均部分転写パターングループプロファイルを用いて前記被転写物に転写される部分転写パターングループの像の像回転量及び像倍率からなる平均像プロファイルを補正する被転写物グループ像プロファイル補正工程を含む請求項２０ないし２６のいずれか１項に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項２９】
前記相対位置の補正が全て終了した後、転写を行うことで前記被転写物上に前記所望のパターンを得る請求項１ないし２８のいずれか１項に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項３０】
前記相対位置の補正を行う毎に転写を行うことで、前記被転写物上に前記所望のパターンを得る請求項１ないし２８のいずれか１項に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項３１】
前記転写ビームは、荷電ビームである請求項１ないし３０のいずれか１項に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項３２】
前記転写ビームは、前記転写ビームの光軸と垂直な平面内で円弧形状をなす請求項１ないし３１のいずれか１項に記載のマスクパターン転写方法。
【請求項３３】
荷電ビームを放射するビーム放射手段と、
前記荷電ビームを円弧形状に整形する整形手段と、
被転写物に転写するための、分割され、かつ、区別可能な複数の部分転写パターン及び前記各部分転写パターンのそれぞれに関連づけられた複数のアライメントマークが形成された転写マスクが載置される、移動可能な第１の載置手段と、
前記転写マスクの前記各部分転写パターンからなる被転写パターンが転写される被転写物が載置される、移動可能な第２の載置手段と、
前記転写マスクを透過した前記荷電ビームの投影倍率及び像回転量を補正して前記被転写物に照射させる倍率回転量補正手段と、
前記転写マスクの前記各部分転写パターン及び前記各アライメントマークの位置を測定する第１の測定手段と、
前記被転写物に転写された、前記各部分転写パターンを繋ぎ合わせることで形成される被転写パターンの前記各アライメントマークの位置を測定する第２の測定手段と、
前記第１の測定手段及び前記第２の測定手段からの出力信号を基に、前記第１の載置手段及び前記第２の載置手段の移動量を制御し、かつ、前記倍率回転量補正手段の投影倍率及び像回転量を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記第１の測定手段に対して、前記転写マスクの測定すべき各アライメントマークを指定し、
前記第１の測定手段からの出力である各アライメントマークの位置より前記転写マスクの前記各部分転写パターンに関する実際の座標系を算出し、
前記転写マスクの前記各部分転写パターンに関する設計上の座標系と前記実際の座標系との相対関係を表す第１のパラメータを算出し、
前記部分転写パターンを前記被転写物に順次転写する際、前記第１のパラメータを基にした、前記被転写物に対する前記部分転写パターンに関する像の相対移動量を前記第１の載置手段及び前記第２の載置手段へと出力し、
前記第１の測定手段からの出力である各アライメントマークの位置から、前記各部分転写パターンに関する部分転写パターン回転量及び部分転写パターン倍率を基にした第１の部分転写パターンプロファイルを算出し、算出された前記第１の部分転写パターンプロファイルを用いて、前記被転写物に対する前記部分転写パターンの像の投影倍率及び像回転量からなる像プロファイルを前記倍率回転量補正手段へと出力することを特徴とするマスクパターン転写装置。
【請求項３４】
荷電ビームを放射するビーム放射手段と、
前記荷電ビームを円弧形状に整形する整形手段と、
被転写物に転写するための、分割され、かつ、区別可能な複数の部分転写パターン及び前記各部分転写パターンのそれぞれに関連づけられた複数のアライメントマークが形成された転写マスクが載置される、移動可能な第１の載置手段と、
前記転写マスクの前記各部分転写パターンからなる被転写パターンが転写される被転写物が載置される、移動可能な第２の載置手段と、
前記転写マスクを透過した前記荷電ビームの投影倍率及び像回転量を補正して前記被転写物に照射させる倍率回転量補正手段と、
前記転写マスクの前記各部分転写パターン及び前記各アライメントマークの位置を測定する第１の測定手段と、
前記被転写物に転写された、前記各部分転写パターンを繋ぎ合わせることで形成される被転写パターンの前記各アライメントマークの位置を測定する第２の測定手段と、
前記第１の測定手段及び前記第２の測定手段からの出力信号を基に、前記第１の載置手段及び前記第２の載置手段の移動量を制御し、かつ、前記倍率回転量補正手段の投影倍率及び像回転量を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記第１の測定手段に対して、前記転写マスクの測定すべき各アライメントマークを指定し、
前記第１の測定手段からの出力である各アライメントマークの位置より前記転写マスクの前記各部分転写パターンに関する実際の座標系を算出し、
前記転写マスクの前記各部分転写パターンに関する設計上の座標系と前記実際の座標系との相対関係を表す第１のパラメータを算出し、
前記部分転写パターンを前記被転写物に順次転写する際、前記第１のパラメータを基にした、前記被転写物に対する前記部分転写パターンに関する像の相対移動量を前記第１の載置手段及び前記第２の載置手段へと出力し、
前記第２の測定手段に対して、前記被転写物の測定すべき各アライメントマークを指定し、
前記第２の測定手段からの出力である各アライメントマークの位置より前記被転写物の前記被転写パターンに関する実際の座標系を算出し、
前記転写マスクの前記各部分転写パターンに関する実際の座標系と前記被転写パターンの前記実際の座標系との相対関係を表す第２のパラメータを算出し、
前記部分転写パターンを前記被転写物に順次転写する際、前記第２のパラメータを基にした、前記被転写物に対する前記部分転写パターンに関する像の相対移動量を前記第１の載置手段及び前記第２の載置手段へと出力することを特徴とするマスクパターン転写装置。
【請求項３５】
請求項１ないし３４のいずれか１項に記載のマスクパターン転写方法を含む工程によってデバイスを製造することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マスク上の微細なパターンをウエハやガラス等の基板上に転写してデバイスを製造する際の、マスクパターンの転写方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの集積度が上がり、性能や機能が向上するのに伴い、リソグラフィ装置の高解像度化と大画角化が進み、転写方式もウエハ一括方式、ステップ・アンド・リピート方式、を経てステップ・アンド・スキャン方式へと変化している。そのようななかで、更なる高解像が期待できる、電子線等の荷電ビームを用いた露光装置においても、転写マスクを用いたスキャン方式の縮小転写系が提案されている。
【０００３】
しかしながら、この種の装置は画角を広げると像性能が著しくしく低下することや、使用するマスクの構造上の制約などから、転写パターンを複数のパターンに分割した分割マスクを用いて、それら分割されたパターンを順次繋ぎ合わせて転写することで、所望のパターンを得ている。
【０００４】
分割マスクは、一枚のマスク基板上に分割した転写パターンを所定の位置に配列したもので、例えばシリコンウエハ上にリソグラフィやエッチングなどといった半導体プロセスと同様な手法によって作成されている。
【０００５】
この分割マスクを用いた転写方法では、隣接する転写パターンとの繋ぎ精度が重要であるため、分割した転写パターンはマスク上の所定の位置に非常に高い精度で配列されている必要がある。しかしながら、これらの分割マスクの転写パターン及びその配列には、マスク作成の過程で発生する幾何学的誤差として、配列誤差、回転誤差、倍率誤差、直行誤差、歪などがある。さらに、分割マスクの温度変化による歪、機械的応力による歪、経時変化による歪なども誤差の発生要因となる。これらの誤差は先述した繋ぎ精度を悪化させ、その結果、チップに欠陥が生じることになる。
【０００６】
このような問題を解決するには例えば、特許第２６４７８３５号公報に開示されているように、マスク全体の位置を専用のマークを使用して求め、そのデータをもとにした仮の座標系を用いて、次に露光すべき分割パターンを露光位置に駆動し、その後、各分割パターン専用のアライメントマークを用いて、逐次分割転写パターン毎にアライメントを行うといった方法が知られている。この方法はダイ・バイ・ダイ方式と呼ばれ、各分割パターン毎にアライメントを行うので正確な位置合わせが可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のような方法では、各分割パターンを一旦、仮の座標系を用いて駆動し、その後、その分割パターン専用のアライメントマークを用いて、逐次分割転写パターン毎にアライメントを行うため、分割パターンの転写毎にアライメントのための計測と駆動が必要となり、その計測時間と駆動時間が装置全体のスループットを低下させてしまうという問題がある。この間題はマスクの分割数が増大するほどスループットに対する影響が大きい。
【０００８】
さらに、上述の方法では、いわゆる２ｎｄレイヤにおいて被転写物すなわちウエハ上にアライメントマークが必要となるが、転写マスクの分割の仕方によっては、転写マスク上の部分転写パターンに対応するウエハ側のマークが存在しない場合が出てくる。たとえば５×５マトリックス状配列に分割した場合、配列中心付近の３×３マトリックス配列は実素子パターン領域の内側にあるので、アライメントマークをあらかじめ転写しておくことができない。したがって、先述の方法では事実上アライメントができないことになる。
【０００９】
そこで、本発明は、分割された複数の部分転写パターンを被転写物に順次転写して所望のパターンを得る際に、各部分転写パターンの繋ぎ精度を向上させるマスクパターン転写方法や装置、デバイス製造方法、更には転写マスクを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明のマスクパターン転写方法は、分割され、かつ、区別可能な複数の部分転写パターンを有する転写マスクを用い、前記転写マスクを介して被転写物に転写ビームを照射し、前記各部分転写パターンを前記被転写物に順次転写することで、前記被転写物に前記各部分転写パターンを繋ぎ合わせた所望のパターンを得るマスクパターン転写方法において、前記転写マスクに、前記各部分転写パターンのそれぞれに関連づけられた複数のアライメントマークを設けておき、前記被転写物と前記各アライメントマークとの相対位置を補正し、前記各部分転写パターンを前記被転写物に順次転写し、前記相対位置の補正は、前記各アライメントマークを指定する転写マスクマーク指定工程と、前記転写マスクマーク指定工程により指定された前記各アライメントマークの位置を計測し、計測された位置から前記各部分転写パターンの実際の座標系を算出する工程、及び前記各部分転写パターンの設計上の座標系と前記各部分転写パターンの実際の座標系との相対関係を表す第１の座標パラメータを算出する工程からなる第１の相対座標処理工程と、前記各部分転写パターンを前記被転写物に順次転写する際、前記第１の座標パラメータを用いて、前記被転写物に対して前記各部分転写パターンの像を相対移動させる転写マスク相対移動工程と、を含み、前記第１の相対座標処理工程における、前記各部分転写パターンの実際の座標系を算出する工程は、前記各アライメントマークの位置の計測を、製作上の前記転写マスクの前記各部分転写パターンに対して行っておき、これを基にした製作上の座標格子を規定する工程と、前記各アライメントマークの位置の計測を、実際の前記転写マスクの前記各部分転写パターンに対して行い、これを基にした実際の座標格子を規定する工程と、前記実際の座標格子から前記製作上の座標格子を差し引いて第１の変動分格子を算出する工程と、前記第１の変動分格子と前記製作上の座標格子とに基づいた第１の補正格子を算出する工程とを含むことを特徴とする。
また、本発明のマスクパターン転写方法は、分割され、かつ、区別可能な複数の部分転写パターンを有する転写マスクを用い、前記転写マスクを介して被転写物に転写ビームを照射し、前記各部分転写パターンを前記被転写物に順次転写することで、前記被転写物に前記各部分転写パターンを繋ぎ合わせた所望のパターンを得るマスクパターン転写方法において、前記転写マスクに、前記各部分転写パターンのそれぞれに関連づけられた複数のアライメントマークを設けておき、前記被転写物と前記各アライメントマークとの相対位置を補正し、前記各部分転写パターンを前記被転写物に順次転写し、前記相対位置の補正は、前記各アライメントマークを指定する転写マスクマーク指定工程と、前記転写マスクマーク指定工程により指定された前記各アライメントマークの位置を計測し、計測された位置から前記各部分転写パターンの実際の座標系を算出する工程、及び前記各部分転写パターンの設計上の座標系と前記各部分転写パターンの実際の座標系との相対関係を表す第１の座標パラメータを算出する工程からなる第１の相対座標処理工程と、前記各部分転写パターンを前記被転写物に順次転写する際、前記第１の座標パラメータを用いて、前記被転写物に対して前記各部分転写パターンの像を相対移動させる転写マスク相対移動工程と、を含み、前記転写マスクマーク指定工程により、一部のアライメントマークを指定することで一部の部分転写パターンを指定した場合、前記第１の相対座標処理工程で得られた前記各アライメントマークの位置から、前記各部分転写パターンの部分転写パターン回転量及び部分転写パターン倍率からなる部分転写パターンプロファイルの平均値である平均部分転写パターンプロファイルを算出し、算出された前記平均部分転写パターンプロファイルを用いて前記被転写物に対する前記部分転写パターンの像の像回転量及び像倍率からなる平均像プロファイルを補正する転写マスク像プロファイル補正工程を含むことを特徴とする。
また、本発明のマスクパターン転写方法は、分割され、かつ、区別可能な複数の部分転写パターンを有する転写マスクを用い、前記転写マスクを介して被転写物に転写ビームを照射し、前記各部分転写パターンを前記被転写物に順次転写することで、前記被転写物に前記各部分転写パターンを繋ぎ合わせた所望のパターンを得るマスクパターン転写方法において、前記転写マスクに、前記各部分転写パターンのそれぞれに関連づけられた複数のアライメントマークを設けておき、前記被転写物と前記各アライメントマークとの相対位置を補正し、前記各部分転写パターンを前記被転写物に順次転写し、前記相対位置の補正は、前記転写マスクの複数の部分転写パターンを要素とする複数の部分転写パターングループを、前記複数の部分転写パターンと前記複数の部分転写パターンのそれぞれに関連づけられた各アライメントマークとを指定することで設定する転写マスクグループ設定工程と、前記転写マスクグループ設定工程により指定された前記各アライメントマークの位置を計測し、計測された位置から前記部分転写パターングループの実際の座標系を算出する工程、及び前記部分転写パターングループの設計上の座標系と前記実際の座標系との相対関係を表す第１のグループ座標パラメータを算出する工程からなる第１のグループ相対座標処理工程と、前記部分転写パターングループを前記被転写物に順次転写する際、前記転写位置に基づき、前記被転写物に対して前記部分転写パターングループの像を相対移動させる転写マスクグループ相対移動工程とを含むことを特徴とする。
また、本発明のマスクパターン転写装置は、
荷電ビームを放射するビーム放射手段と、
前記荷電ビームを円弧形状に整形する整形手段と、
被転写物に転写するための、分割され、かつ、区別可能な複数の部分転写パターン及び前記各部分転写パターンのそれぞれに関連づけられた複数のアライメントマークが形成された転写マスクが載置される、移動可能な第１の載置手段と、
前記転写マスクの前記各部分転写パターンからなる被転写パターンが転写される被転写物が載置される、移動可能な第２の載置手段と、
前記転写マスクを透過した前記荷電ビームの投影倍率及び像回転量を補正して前記被転写物に照射させる倍率回転量補正手段と、
前記転写マスクの前記各部分転写パターン及び前記各アライメントマークの位置を測定する第１の測定手段と、
前記被転写物に転写された、前記各部分転写パターンを繋ぎ合わせることで形成される被転写パターンの前記各アライメントマークの位置を測定する第２の測定手段と、
前記第１の測定手段及び前記第２の測定手段からの出力信号を基に、前記第１の載置手段及び前記第２の載置手段の移動量を制御し、かつ、前記倍率回転量補正手段の投影倍率及び像回転量を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記第１の測定手段に対して、前記転写マスクの測定すべき各アライメントマークを指定し、
前記第１の測定手段からの出力である各アライメントマークの位置より前記転写マスクの前記各部分転写パターンに関する実際の座標系を算出し、
前記転写マスクの前記各部分転写パターンに関する設計上の座標系と前記実際の座標系との相対関係を表す第１のパラメータを算出し、
前記部分転写パターンを前記被転写物に順次転写する際、前記第１のパラメータを基にした、前記被転写物に対する前記部分転写パターンに関する像の相対移動量を前記第１の載置手段及び前記第２の載置手段へと出力し、
前記第１の測定手段からの出力である各アライメントマークの位置から、前記各部分転写パターンに関する部分転写パターン回転量及び部分転写パターン倍率を基にした第１の部分転写パターンプロファイルを算出し、算出された前記第１の部分転写パターンプロファイルを用いて、前記被転写物に対する前記部分転写パターンの像の投影倍率及び像回転量からなる像プロファイルを前記倍率回転量補正手段へと出力することを特徴とする。
また、本発明のマスクパターン転写装置は、荷電ビームを放射するビーム放射手段と、
前記荷電ビームを円弧形状に整形する整形手段と、
被転写物に転写するための、分割され、かつ、区別可能な複数の部分転写パターン及び前記各部分転写パターンのそれぞれに関連づけられた複数のアライメントマークが形成された転写マスクが載置される、移動可能な第１の載置手段と、
前記転写マスクの前記各部分転写パターンからなる被転写パターンが転写される被転写物が載置される、移動可能な第２の載置手段と、
前記転写マスクを透過した前記荷電ビームの投影倍率及び像回転量を補正して前記被転写物に照射させる倍率回転量補正手段と、
前記転写マスクの前記各部分転写パターン及び前記各アライメントマークの位置を測定する第１の測定手段と、
前記被転写物に転写された、前記各部分転写パターンを繋ぎ合わせることで形成される被転写パターンの前記各アライメントマークの位置を測定する第２の測定手段と、
前記第１の測定手段及び前記第２の測定手段からの出力信号を基に、前記第１の載置手段及び前記第２の載置手段の移動量を制御し、かつ、前記倍率回転量補正手段の投影倍率及び像回転量を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記第１の測定手段に対して、前記転写マスクの測定すべき各アライメントマークを指定し、
前記第１の測定手段からの出力である各アライメントマークの位置より前記転写マスクの前記各部分転写パターンに関する実際の座標系を算出し、
前記転写マスクの前記各部分転写パターンに関する設計上の座標系と前記実際の座標系との相対関係を表す第１のパラメータを算出し、
前記部分転写パターンを前記被転写物に順次転写する際、前記第１のパラメータを基にした、前記被転写物に対する前記部分転写パターンに関する像の相対移動量を前記第１の載置手段及び前記第２の載置手段へと出力し、
前記第２の測定手段に対して、前記被転写物の測定すべき各アライメントマークを指定し、
前記第２の測定手段からの出力である各アライメントマークの位置より前記被転写物の前記被転写パターンに関する実際の座標系を算出し、
前記転写マスクの前記各部分転写パターンに関する実際の座標系と前記被転写パターンの前記実際の座標系との相対関係を表す第２のパラメータを算出し、
前記部分転写パターンを前記被転写物に順次転写する際、前記第２のパラメータを基にした、前記被転写物に対する前記部分転写パターンに関する像の相対移動量を前記第１の載置手段及び前記第２の載置手段へと出力することを特徴とする。
【００１１】
上記の通り、本発明では分割マスクの転写パターン及びその配列にマスク作成課程で発生する幾何学的誤差、温度変化、機械的応力、経時変化等による誤差が生じても、各部分転写パターンにそれぞれ対応する複数のアライメントマークを設けておき、前記被転写物と前記各アライメントマークとの相対位置を補正することで、各部分転写パターンの繋ぎ精度を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明のマスクパターン転写方法は、部分転写パターンを被転写物に転写するのと同時に、各アライメントマークも被転写物に転写し、被転写物への部分転写パターン及び各アライメントマークの転写後、上記転写マスクとは異なる、分割され、かつ、区別可能な複数の部分転写パターンと、該部分転写パターンのそれぞれに関連づけられた複数のアライメントマークとを有する重ね用転写マスクを用い、被転写物に転写されている各アライメントマークと、重ね用転写マスクの各アライメントマークとの相対位置を補正し、前記重ね用転写マスクの各部分転写パターンを被転写物に順次転写するものでもよい。
【００１３】
さらに、部分転写パターンをグループ化しておいて、被転写物に転写することでスループットを向上させるものとしてもよい。
【００１４】
また、本発明のマスクパターン転写装置は、
荷電ビームを放射するビーム放射手段と、
前記荷電ビームを円弧形状に整形する整形手段と、
被転写物に転写するための、分割され、かつ、区別可能な複数の部分転写パターン及び前記各部分転写パターンのそれぞれに関連づけられた複数のアライメントマークが形成された転写マスクが載置される、移動可能な第１の載置手段と、
前記転写マスクの前記各部分転写パターンからなる被転写パターンが転写される被転写物が載置される、移動可能な第２の載置手段と、
前記転写マスクを透過した前記荷電ビームの投影倍率及び像回転量を補正して前記被転写物に照射させる倍率回転量補正手段と、
前記転写マスクの前記各部分転写パターン及び前記各アライメントマークの位置を測定する第１の測定手段と、
前記被転写物に転写された、前記各部分転写パターンを繋ぎ合わせることで形成される被転写パターンと前記各アライメントマークの位置を測定する第２の測定手段と、
前記第１の測定手段及び前記第２の測定手段からの出力信号を基に、前記第１の載置手段及び前記第２の載置手段の移動量を制御し、かつ、前記倍率回転量補正手段の投影倍率及び像回転量を制御する制御手段とを有する。
【００１５】
本装置により、本発明のマスクパターン転写方法を容易に実施できる。
【００１６】
また、本発明のデバイス製造方法は、本発明のマスクパターン転写方法を含む工程によってデバイスを製造するものでもよいし、本発明のマスクパターン転写装置を用いることによってデバイスを製造するものでもよい。
【００１７】
本発明の転写マスクは、分割され、かつ、区別可能な複数の部分転写パターンを有し、各部分転写パターンを被転写物に順次転写することで、被転写物に各部分転写パターンを繋ぎ合わせた所望のパターンを得るためのマスクであって、
各部分転写パターンのそれぞれに関連づけられた複数のアライメントマークを設けたことを特徴とする。
【００１８】
なお、本明細書で用いる「設計上の座標」とは、誤差を含まない格子により構成された座標を意味する。また、「製作上の座標」とは、「設計上の座標」を基に実際に製作された、マスクパターン転写装置に載置される前の状態の転写マスクおよび重ね用転写マスク上の座標を意味する。また、「実際の座標」とは、「製作上の座標」を有する転写マスクおよび重ね用転写マスクがマスクパターン転写装置に載置された状態での座標を意味する。
【００１９】
【発明の実施形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
図２６は、本発明の転写方法を適用可能な、半導体デバイス製造用露光装置及び該半導体デバイス製造用露光装置の制御系の一例の概略構成図である。なお、後述する第２ないし第５の実施形態でも同様の装置を用いるものとする。
【００２１】
この半導体デバイス製造用露光装置の制御は、ビーム源１から放射されたビーム１２のドーズ量を制御するビーム制御部２ａと、マスクステージ６を移動させるマスクステージ制御部６ａと、偏向器１５を制御する偏向器制御部１５ａと、ウエハ１０へ照射される転写マスク３のパターンの倍率及び回転量を補正する倍率補正系８及び回転補正系９を制御する倍率補正制御部８ａ及び回転補正制御部９ａと、ウエハステージ１１を移動させるウエハステージ制御部１１ａとを有する装置制御部１６によりなされる。
【００２２】
まずビーム源１から放射される電子ビームもしくはイオンビーム等、荷電粒子線である荷電ビーム１２は、ビーム制御部２ａによるビーム制御系２のｏｎ／ｏｆｆを行うことでドーズ量が制御されて照明系４に入射し、これによりマスクステージ６上の転写マスク３に照射される。
【００２３】
ここで照明系４内には、円弧形状のスリットが形成されたスリット板１３が設けられており、照明系４を通った荷電ビーム１２は光軸と垂直な平面内で円弧形状に成形される。このようにビーム形状を円弧形状にすることで、結像位置は光軸から離れた荷電ビーム１２の外周付近となる。これにより、像面湾曲を無視できるほどに抑制しつつ、露光領域の拡大を図ることが可能となる。本実施形態では、荷電ビーム１２は円弧形状のビーム形状を用いているが、ビーム形状はそれ以外の形状でもかまわない。
【００２４】
マスクステージ６はマスクアライメント系５により測定、演算処理された補正値に基づき、マスクステージ制御部６ａにより駆動されることで、転写マスク３と転写ビーム１２との位置合わせを行う。
【００２５】
転写マスク３に照射された荷電ビーム１２は、転写マスク３上のパターンを偏向器１５により偏向後、投影系７に投影され、さらに倍率補正系８により投影倍率が、回転補正系９により像回転が補正された後、ウエハステージ１１上のウエハ１０に照射され、これにより転写マスク３のパターンが転写される。
【００２６】
なお、ウエハステージ制御部１１ａにより制御されるウエハステージ１１は、ウエハライメント系１４により測定、演算処理された値に基づき、ウエハ１０の位置合わせを行う。転写の際にはあらかじめ、マスクステージ６とウエハステージ１１は互いのステージの走査移動方向や直交度、スケール倍率等を合わせ、その座標系を基準座標系として以後の全ての工程の基準とする。
【００２７】
次に、図２の転写マスク３をいわゆる１ｓｔマスクとしてウエハ１０に焼きつける工程で本発明の転写方法を説明する。
【００２８】
図２は、５×５の配列に分割された部分転写パターンをもつ、転写マスク３と、転写マスク３上の部分転写パターンであるマスクショット３ａ〜３ｙをウエハ１０上に焼きつけた転写像１０１をそれぞれ表している。
【００２９】
各マスクショット３ａ〜３ｙは転写像１０１を複数に分割したものである。転写マスク３上の各マスクショット３ａ〜３ｙの周囲には、各マスクショット３ａ〜３ｙの転写マスク３上での位置を規定するためのマークであるアライメントマーク３ａ１〜３ｙ６が配置されている。
【００３０】
たとえばマスクショット３ａの位置は、アライメントマーク３ａ１〜３ａ６で定義されることとなる。これら転写マスク３上の各マスクショット３ａ〜３ｙは、マスクショット３ａがウエハ１０上のショットであるウエハショット１０ａに、マスクショット３ｂがウエハショット１０ｂに、といった具合に順次隙間なくウエハ１０上に転写され、所望の転写像１０１が得られる。この際にマスクショット３ａ〜３ｅ、３ｆ、３ｊ、３ｋ、３ｏ、３ｐ、３ｔ、３ｕ〜３ｙ、のアライメントマークのうち転写像の外周部にある、例えば３ａ１、３ａ２、３ａ５、３ａ６等もウエハ１０上に転写され、後述する実施形態のように２ｎｄレイヤ以降のアライメントに用いられる。
【００３１】
図１は上記の工程の詳細をフローチャートにしたものであり、本発明の基本フローである。
【００３２】
以下、図２及び図１のフローを追って順に説明する。なお、ここではウエハ１０は既に装置内にロードされているものとしている。
【００３３】
まず、転写マスク３をマスクステージ６上にロードし（ステップ２０）、次にマスクアライメント系５で転写マスク３の位置を計測し、マスクステージ６を駆動して基準位置合わせを行う（ステップ２１）。このときの基準は先述した基準座標系で、この基準座標系に荷電ビーム１２の基準軸や別に設けられた装置基準は合致している。したがって、この基準位置合わせは転写マスク３を荷電ビーム１２の基準軸や別に設けられた装置基準に対して位置合わせをすることに他ならない。
【００３４】
転写マスク３が基準位置に配置されると、アライメントで計測に用いるアライメントマークを指定する（ステップ２２）。ここでは、マスクショット３ａ、３ｃ、３ｅ、３ｋ、３ｍ、３０、３ｕ、３ｗ、３ｙに対応する各アライメントマーク３ａ１〜３ａ４、３ｃ１〜３ｃ４、３e１〜３ｅ４、３ｋ１〜３ｋ４、３ｍ１〜３ｍ４、３ｏ１〜３ｏ４、３ｕ１〜３ｕ４、３ｗ１〜３ｗ４、３y１〜３ｙ４、を指定する。このステップで全てのマスクショットのアライメントマークを指定してもよいが、計測するマークの数が多いほど計測時間が長くなるので、装置のスループットが低下することに留意する必要がある。
【００３５】
次に、ステップ２２で指定された転写マスク３上の各マスクショット３ａ、３ｃ、３ｅ、３ｋ、３ｍ、３ｏ、３ｕ、３ｗ、３ｙに各々対応するアライメントマーク３ａ１〜３ａ４、３ｃ１〜３ｃ４、３e１〜３ｅ４、３ｋ１〜３ｋ４、３ｍ１〜３ｍ４、３ｏ１〜３ｏ４、３ｕ１〜３ｕ４、３ｗ１〜３ｗ４、３y１〜３ｙ４、の位置をマスクアライメント系５で計測する（ステップ２３）。すなわちマスクショット３ａでは、アライメントマーク３ａ１、３ａ２、３ａ３、３ａ４、の位置が計測される。
【００３６】
ここでアライメントマーク３ａ５、３ａ６を指定してもかまわないが、アライメントマーク３ａ１〜３ａ４の位置が分かればマスクショット３ａの位置を特定することができるので敢えて指定はしないこととした。
【００３７】
マスクショット３ａ、３ｃ、３ｅ、３ｋ、３ｍ、３０、３ｕ、３ｗ、３ｙの各アライメントマーク３ａ１〜３ａ４、３ｃ１〜３ｃ４、３e１〜３ｅ４、３ｋ１〜３ｋ４、３ｍ１〜３ｍ４、３ｏ１〜３ｏ４、３ｕ１〜３ｕ４、３ｗ１〜３ｗ４、３y１〜３ｙ４、の位置を計測した後、各アライメントマークの位置をマーク毎に記憶しておく（ステップ２４）。
【００３８】
次に、ステップ２４で記憶した各アライメントマーク３ａ１〜３ａ４、３ｃ１〜３ｃ４、３e１〜３ｅ４、３ｋ１〜３ｋ４、３ｍ１〜３ｍ４、３ｏ１〜３ｏ４、３ｕ１〜３ｕ４、３ｗ１〜３ｗ４、３y１〜３ｙ４、の位置を読み出してマスクショット３ａ〜３ｙの実際の座標系を算出する(ステップ２５)。
【００３９】
図３にアライメントマークの位置データから得られた実際の座標系と設計上の座標系との差を示す。
【００４０】
実際の座標系の導出は、仮想格子を想定し計測で得られたマスクショット３ａ、３ｃ、３ｅ、３ｋ、３ｍ、３ｏ、３ｕ、３ｗ、３ｙの実際の位置と仮想格子の各マスクショットに対応する各格子点の位置との差分を例えば誤差最小自乗法で評価して最もよくフィットする格子を実際の座標系として採用している。
【００４１】
以下に実際の座標系の導出に関して詳細に説明する。
【００４２】
設計上の座標系は誤差を含まない等間隔の直交座標系であるが、これを基に実際に製作した、転写マスク３の各部分転写パターンの位置を示す製作上の座標系は、図４に示すように設計上の座標系に対して製作時に誤差を生じる。この製作上の座標系の誤差には、製作時に何らかの理由によりランダム成分が含まれることがある。ここで用いる製作上の座標系とは、転写装置にセットされていない状態の転写マスク３の座標系を意味し、このため、転写装置内の温度上昇、マスク支持による自重変形等の影響による誤差を生じていない座標系のことをいう。
【００４３】
さらに、上述の製作上の座標系を有する転写マスク３は、転写装置にセットすることで装置内の温度上昇、マスク支持による自重変形等、置かれている環境の影響を受ける。これにより座標系に、いわゆるリニア成分の誤差である、熱膨張や応力変形による変動分を生じる。このさらなる誤差を含んだ座標系が実際の座標系となる。
【００４４】
このような実際の座標系の導出は、実際の座標系を表す格子に設計上の座標系を表す格子を誤差最小自乗法等の統計的手法を用いてフィッティングさせることで行う。
【００４５】
ところが、上述の統計的手法は熱膨張や応力変形による変動分の補正には効果的であるが、ランダム成分を含んだまま上述の統計的手法を実行すると、ランダム成分が大きい場合、このランダム成分に対して過剰な補正がなされてしまうという問題が生じることがある。
【００４６】
このような問題を回避するため、ここでは、リニア成分とランダム成分とからなる誤差を含んだ座標系である、実際の座標系を導出する方法の一例として、２段階の座標系の格子のフィッティングを行う方法を用いるのが望ましい。
【００４７】
以下に、上述の２段階の座標系の格子のフィッティングに関する模式図である図５（ａ）〜図５（ｃ）、図６および図７を用いて説明する。
【００４８】
図５（ａ）〜図５（ｃ）は、各座標系の格子を示す模式図である。
【００４９】
図５（ａ）は、設計上の座標系を示す模式図である。
【００５０】
図５（ｂ）は、図５（ａ）に示した設計上の座標系を基に製作された、製作上の座標系を示す模式図である。この段階では、転写装置にセットされていないので、座標系に生じた誤差は製作時に生じた誤差であるランダム成分のみである。
【００５１】
図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示した製作上の座標系の誤差であるランダム成分に加え、さらに、転写装置にセットすることで生じる誤差であるリニア成分を含んだ実際の座標系を示す模式図である。
【００５２】
まず、図６に示すように、変動分であるリニア成分にのみ着目して格子のフィッティングを行う。すなわち、このフィッティングは、実際の座標系の格子（誤差：リニア成分とランダム成分）から製作上の座標系の格子（誤差：ランダム成分）を差し引くものであり、これにより、実際の座標系の格子に対して変動分のみがフィットした格子である仮想格子が得られる。なお、フィッティングを行うために、あらかじめ製作上の各部分転写パターンに関連づけられたアライメントマークを計測して、製作上の各部分転写パターンの位置および製作上の座標系を求めておく。
【００５３】
次に、図７に示すように、ランダム成分に着目した格子のフィッティングである再フィッティングを行う。すなわち、変動分のみがフィットした仮想格子に製作上の座標系を加算することで、変動分とランダム成分のフィッティングが行われた、最終的な補正格子が得られる。このようにして、２段階のフィッティングを経ることでリニア成分およびランダム成分の補正がなされた、最終的な補正格子を実際の座標系の格子とする。
【００５４】
上述の方法によると、格子フィッティングの際に、部分転写パターンの製作上の誤差によるランダム成分の影響を排除しながら部分転写パターンの位置変動を評価できるようになり、より正確なパターンの転写が可能になる。
【００５５】
なお、実際の座標系の導出は上述の方法に限定されたものではなく、他の方法により導出するものでもよい。
【００５６】
Ｓｘ、Ｓｙは各々ｘ軸方向、ｙ軸方向の並進（シフト）成分である。θｘ、θｙは各々ｘ軸、ｙ軸に対する回転成分で、座標系全体の回転成分をθｘとしてθｘ−θｙを直交度成分と解釈してもよい。また、設計上の座標系からみた実際の座標系の長さＤｘｒを設計上の長さＤｘｆで正規化した値、この場合はＤｘｒ／Ｄｘｆをｘ軸方向の倍率（スケール倍率）、同様にｙ軸に関してはＤｙｒ／Ｄｙｆをｙ軸方向の倍率とする。
【００５７】
これらの差異、すなわちパラメータを算出し(ステップ２６)、これらのパラメータを記憶しておく(ステップ２７)。
【００５８】
ここまでのステップで各マスクショットの転写位置に関するパラメータが全て決定され記憶されたことになる。以降のステップでは各マスクショットの実際の露光位置を決定し、各パラメータをもとにマスクステージ６やウエハステージ１１を駆動して実際の露光処理へ移ってゆく。
【００５９】
まず、記憶しておいた各パラメータを読み出し(ステップ２８)、それらのパラメータのうちシフト成分Ｓｘ、Ｓｙと直交度成分θｘ−θｙから各マスクショットの転写位置を算出し（ステップ２９）、記憶しておく（ステップ３０）。
【００６０】
ここで直交度成分θｘ−θｙはｙ軸に対するｘ方向成分の階段状シフトとして扱う、いわゆる階段補正を適用している。さらに各スケール倍率Ｄｘｒ／Ｄｘｆ、Ｄｙｒ／Ｄｙｆを駆動パラメータとしてマスクステージ制御部６ａからマスクステージ６へと与え、回転成分θｘをもとにマスクステージ６の回転量を割り出して、転写マスク３が載置されているマスクステージ６上のθステージ（不図示）を回転させ、転写マスク３の回転成分を補正する（ステップ３１）。
【００６１】
露光処理が開始されると（ステップ３２）、マスクショット番号Ｎが１に初期化され（ステップ３３）、以降のショット露光のループに進む。マスクショット番号Ｎ＝１のとき、マスクショット３ａとなる。
【００６２】
このループの最初は、まず、ステップ３０で記憶した１番目のマスクショット３ａの転写位置を読み出す（ステップ３４）。そして、ｘ、ｙ、θ軸を有するマスクステージ６を駆動して、読み出した転写位置にマスクショット３ａを移動させる（ステップ３５）。この動作と同時にウエハステージ１１を駆動し（ステップ３６）、ウエハ１０を１番目のマスクショット３ａが転写されるべき位置に移動する。これらステップ３５及びステップ３６で駆動された各ステージの位置は相対走査の開始位置である。この段階でこのショットに対する、露光準備ができたことになる。
【００６３】
次に、ビーム制御系２を駆動して荷電ビーム１２をマスクショット３ａに照射することで、ウエハ１０上のウエハショット１０ａとして転写を開始する。この際、マスクステージ６とウエハステージ１１を荷電ビーム１２に対して相対走査させながら、マスクショット３ａの全域をウエハ１０上に転写する（ステップ３８）。
【００６４】
このショットに対する露光が完了すると、全てのショットの露光が完了したかどうかを判別する（ステップ３９）。まだ全てのショットの露光が完了せず、次のショットの露光を行うなら、マスクショット番号Ｎに１を加え（ステップ４０）、ステップ３４に戻る。
【００６５】
このステップ３４〜ステップ４０のループを繰り返すことで、マスクショット３ｂ〜３ｙについても同様の処理を行う。
【００６６】
全てのマスクショット３ａ〜３ｙに対する処理が完了すると、このループから抜け出し、次のチップ処理工程へ進む（ステップ４１）。
【００６７】
これでウエハ１０上に所望のチップないしパターン１個が転写されたことになる。なお、ウエハ１０上に複数のチップを転写するためには、上記フローのステップ３３〜ステップ４１までをチップの数だけ繰り返せばよい。
【００６８】
なお、ステップ３４で読み出した各マスクショットの転写位置と設計上の転写位置との差分を求め、ステップ３５でマスクステージ６を設計上の転写位置に駆動し、偏向器１５を駆動することでこの差分の補正を行ってもよい。
【００６９】
以上の通り、転写マスク３上の部分転写パターンであるマスクショット３ａ〜３ｙに対応するアライメントマーク３ａ１〜３ｙ６のうちの幾つかを指定して、それらから各部分転写パターンの実際の座標系を求め、設計上の座標系との相対関係を表すパラメータを算出して、それらをもとに各部分転写パターンの転写位置を補正することができる。これにより、アライメントに要する時間を短縮しつつ、繋ぎ精度の高い転写像１０１を得ることができる。
【００７０】
（第２の実施形態）
本実施形態では、マスクショット自体の倍率誤差や回転誤差などのショットプロファイルにも着目して、これらショットプロファイルの各項目についても補正を可能にし、部分転写パターンの繋ぎ精度をさらに改善している。
【００７１】
例えば、マスクショットの座標系に対して各マスクショット自体が回転または伸縮している場合に有効である。図１１に、各マスクショット３ａ〜３ｙが回転している状況及びマスクショット３ｍがθｓｍだけ回転している状況を示す。
【００７２】
図１２は、転写マスク３’の部分転写パターンの製作上の座標系を示す図であり、第１の実施形態の転写マスク３と同様に、製作の際に各部分転写パターンの位置が設計上の座標系に対して誤差を含んでいる。なお、２ｎｄレイヤ以降のプロセスに用いる転写マスク３’においても１ｓｔマスクプロセスと同様に、各部分転写パターンに関連づけられたアライメントマークをあらかじめ計測して各部分転写パターンの製作上の位置を求めておくことができる。
【００７３】
以降、第１の実施形態の説明で用いた図２のマスクショットレイアウト及び図９を用いて、本実施形態の転写方法を説明する。
【００７４】
図９は本実施形態の転写方法を説明するフローチャートである。
【００７５】
まず、ステップ２０〜ステップ２７は第１の実施形態のステップ２０〜ステップ２７と同様で、図２に示す転写マスク３を装置にロードして基準合わせを行った後、指定されたアライメントマークの計測を行う。指定するアライメントマークは第１の実施形態と同じであるが、全てのマークを指定してもよい。本実施形態では後述するように、全てのマークを指定すると別の効果が発生する。
【００７６】
アライメントマークの計測から各マークの位置を求めて、マスクショットの実際の座標系を算出する。この座標系と設計上の座標系との相対関係を表すパラメータを求めて記憶しておく。
【００７７】
次に、ステップ２４で記憶した各アライメントマークの位置を読み出して各マスクショットのショットプロファイルを算出する(ステップ２７１)。ここで算出するプロファイルはショット倍率とショット回転量である。
【００７８】
例えば、実際のマスクショット３ａが、設計上のマスクショット３ａ”に対して傾き、かつ、拡大あるいは縮小された状態を考える。ショット倍率は、例えば図８に示すようにマスクショット３ａに関して、アライメントマーク３ａ１と３ａ４の実際のマーク位置の間隔をＤａ１４とし、設計上の間隔をＤａｆとすると、Ｄａ１４／Ｄａｆをショット倍率として算出する。同様にマスクショット３ａを例にして、アライメントマーク３ａ１と３ａ４の実際の位置の２点を通る線分と当該する設計上の線分が成す角度θａ１４から座標系の回転量θｘを差し引いた量をショット回転量θｓａとして算出する。
【００７９】
ここでステップ２２で全てのマスクショットを指定していない場合は、指定した各マスクショットのショット倍率及びショット回転量の各平均値を求め、平均ショット倍率をＭｍ、平均ショット回転量をθｍとして、これら、Ｍｍとθｍを記憶しておく（ステップ２７２）。また、ステップ２２で全てのマスクショットが指定されている場合は、各マスクショットのショット倍率とショット回転量を全て記憶しておく(ステップ２７２)。
【００８０】
次に、ステップ２２の計測マーク指定が全てのマスクショットに対して為されているか否かを判断し（ステップ２７３）、全てのマスクショットに対して為されていれば、次のステップ２７４をスキップし、そうでなければステップ２７４を実行する(ステップ２７３)ように分岐させている。この理由は平均ショット倍率Ｍｍ及び平均ショット回転量θｍを用いる場合には、あらかじめ倍率補正系８と回転補正系９を駆動して（ステップ２７４）、全てのマスクショットに対して同じ量の補正を行うことが可能だからである。これに対してステップ２２で全てのマスクショットが指定されていれば、各々のマスクショットに対して、各々に最適な個別のショット倍率及びショット回転量の補正が可能となる。
【００８１】
この場合は後述するショット露光のループのなかで各ショット毎に倍率補正系８と回転補正系９を駆動して補正を行う必要がある。このため、全てのマスクショットが指定されている場合は、ステップ２７４をスキップする。
【００８２】
以降、ステップ２８〜３１は第１の実施形態のステップ２８〜３１と同様で、各マスクショットの転写位置を算出して記憶し、さらにマスクステージ６のθステージを駆動して転写マスク３の回転成分を補正した後、ステップ３２で一連の露光処理が開始される。
【００８３】
さらに、第１の実施形態と同様にマスクショット番号Ｎが１に初期化されて（ステップ３３）、ショット露光のループであるステップ３４〜ステップ４０へ進む。ステップ３４〜ステップ３６は第１の実旗形態のステップ３４〜ステップ３６と同様で、当該マスクショットの転写位置を読み出してマスクステージ６を駆動し、そのマスクショットの転写像がウエハ１０上の転写されるべき位置にくるようにウエハステージ１１を駆動し、相対走査露光の開始に備える。
【００８４】
次に、ステップ２２で全てのマスクショットを指定しているか否かを判断し（ステップ３７１）、全てのマスクショットに対して為されている場合、すなわちショットプロファイルに関する補正を各マスクショット毎に行うのであれば、ステップ２７２で記憶しておいた当該マスクショットのショットプロファイルを読み出し(ステップ３７２)、倍率補正系８を駆動してショット倍率を補正し、回転補正系９を駆動してショット回転量を補正する（ステップ３７３）。
【００８５】
ステップ２２で全てのマスクショットを指定していない場合、すなわちショットプロファイルに関する補正を平均ショット倍率Ｍｍ及び平均ショット回転量θｍを用いて、全てのマスクショットに対して同じ量の補正を与えるならば、すでにステップ２７４で倍率補正系８及び回転補正系９を平均ショット倍率Ｍｍ及び平均ショット回転量θｍに基づいて駆動してあるので、ステップ３７２とステップ３７３をスキップし、次の工程へ移る。以降、そのショットに対して相対走査露光を行い（ステップ３８）、ショットひとつ分の処理が終了する。
【００８６】
これ以降の各ステップは第１の実施形態と同様で、ショットの数だけステップ３４〜ステップ４０のループを繰り返し、全てのショットの露光が完了するとステップ３９で分岐して次のチップ処理工程へ進む。
【００８７】
以上の通り、本実施形態では各ショットのショットプロファイルにも着目し、ショット自体のショット倍率とショット回転量を補正することで、さらに繋ぎ精度の高い転写像１０１を得ることができる。
【００８８】
（第３の実施形態）
次に、図１０のショットレイアウトを示す図、図１３、図１４に示すフローチャート、図１５のウエハショットの座標系を説明する図及びウエハショットのショットプロファイルを説明する図を用いて、２ｎｄレイヤ以降における転写方法について説明する。
【００８９】
なお、２ｎｄレイヤとは、第１の実施形態で説明した、ウエハ１０上に転写された転写像１０１を１ｓｔレイヤとして、その上にさらに重ねて転写された転写像（不図示）を指す。
【００９０】
図１０には、図２のマスクショット３ａ〜３ｙに各々対応して重ね合されるべきマスクショット３’ａ〜３’ｙを有する転写マスク３’と、第１の実施形態で説明した転写マスク３上のマスクショット３ａ〜３ｙをパターン周囲のアライメントマークとともにウエハ１０上に露光された転写像１０１をそれぞれ示す。
【００９１】
各マスクショット３’ａ〜３’ｙは転写像１０１を１ｓｔレイヤとして、その上にさらに重ねて転写された転写像を複数に分割したものである。転写マスク３’には各マスクショット３’ａ〜３’ｙの両側、さらに３’ａ〜３’ｅの下側、３’ｕ〜３’ｙの上側にアライメントマーク３’ａ１〜３’ｙ６が設けられている。ウエハ１０上には、すでに前工程で転写されたアライメントマーク１０−１〜１０−３０が存在している。
【００９２】
以下に、図１３、図１４に示すフローチャートを参照して、本実施形態の転写方法を説明する。
【００９３】
図１３で、ステップ２０〜ステップ２７、ステップ２７１〜ステップ２７４は第２の実施形態と同様である。すなわち、この段階で各マスクショットに関する計測と処理、マスクショットの座標系に関するパラメータの算出及びマスクショットプロファイルに関する処理が終わったことになる。
【００９４】
ステップ１２２〜１２７では、ステップ２２〜ステップ２７で各マスクショット及びマスクショットの座標系に対して行った処理と同等な処理を、各ウエハショット及びウエハショットの座標系に対して行う。
【００９５】
まず、ウエハショット１０ａ、１０ｃ、１０ｅ、１０ｋ、１０o、１０ｕ、１０ｗ、１０ｙを指定する(ステップ１２２)。ここでは、ウエハ上に既に転写されているアライメントマークが周辺部にあるウエハショットに対応するもののみであることに留意する必要がある。
【００９６】
次に、ステップ１２２で指定されたウエハショット１０ａ、１０ｃ、１０ｅ、１０ｋ、１０o、１０ｕ、１０ｗ、１０ｙ、に各々対応するアライメントマーク１０−１〜１０−４０の位置を計測(ステップ１２３)し、記憶する（ステップ１２４）。
【００９７】
さらに、これらアライメントマーク１０−１〜１０−４０の位置からウエハショットの実際の座標系を算出し（ステップ１２５）、設計上の座標系との相対関係を表すパラメータを求め（ステップ１２６）、記憶しておく（ステップ１２７）。
【００９８】
この段階で、図１５に示すように、マスクショットに対する処理で得られたパラメータと同等なパラメータすなわち、ウエハショットの座標系に関するｘ軸方向、ｙ軸方向の並進成分Ｓｘｗ、Ｓｙｗ、およびｘ軸、ｙ軸に対する回転成分θｘｗ、θｙｗ、およびｘ軸方向、ｙ軸方向の倍率（スケール倍率）Ｄｘｒｗ／Ｄｘｆｗ、Ｄｙｒｗ／Ｄｙｆｗが得られたことになる。ここで、座標系全体の回転成分をθｘｗとし、θｘｗ−θｙｗを直交度成分と解釈する。
【００９９】
なお、ここでは、装置の基準座標系となるウエハショットの設計上の座標系と、ウエハショットの実際上の座標系との比較により相対関係を表すパラメータを求めたが、マスクショットに関して、マスクショットの設計上の座標系と、マスクショットの実際上の座標系との比較により得られた相対関係を表すパラメータも、装置の基準座標系である設計上の座標系との比較であるため、よって、マスクショットの実際上の座標系と、ウエハショットの実際上の座標系との比較により、相対関係を表すパラメータを求めるものとしてもよい。
【０１００】
ステップ１２７１〜ステップ１２７４はウエハショットのショットプロファイルに関する処理である。これらの処理はマスクショットのプロファイルに関する処理（ステップ２７１〜ステップ２７４）と同等な処理をウエハショットに対して行う。
【０１０１】
ステップ１２４で記憶した各アライメントマークの位置を読み出して各ウエハショットのショットプロファイルを算出する（ステップ１２７１）。ここで算出するプロファイルはショット倍率とショット回転量である。ショット倍率は、例えば図１６に示すように、ウエハショット１０ａに関して、アライメントマーク１０−１と１０−２の実際のマーク位置の間隔をＤ１２ｗとし、設計上の間隔をＤ１２ｗｆとすると、Ｄ１２ｗ／Ｄ１２ｗｆをショット倍率として算出する。同様に実際のウエハショット１０ａを例にして、実際のウエハショット１０ａのアライメントマーク１０−１と１０−２の２点を通る線分と、設計上のウエハショット１０ａ”のアライメントマーク１０−１”と１０−２”の２点を通る線分とが成す角度θｗ１２から座標系の回転量θｘｗを差し引いた量をショット回転量θｓａｗとして算出する。ここでステップ１２２で全てのウエハショットを指定していない場合は、指定した各ウエハショットのショット倍率及びショット回転量の各平均値を求め、平均ショット倍率をＭｍｗ、平均ショット回転量をθｍｗとして、これら、Ｍｍｗとθｍｗを記憶しておく（ステップ１２７２）。また、ステップ１２２で全てのウエハショット１０ａ〜１０ｙが指定されている場合は、各ウエハショット１０ａ〜１０ｙのショット倍率とショット回転量を全てステップ１２７２で記憶しておく。
【０１０２】
ステップ１２２の計測マーク指定が全てのウエハショット１０ａ〜１０ｙに対して為されているか否かを判断し（ステップ１２７３）、全てのマスクショットに対して為されていれば、次のステップ１２７４をスキップし、そうでなければステップ１２７４を実行する。
【０１０３】
本実施形態では１ｓｔレイヤの転写マスク３の部分転写パターンが５×５の配列であるため、ウエハショット１０ａ〜１０ｙのうち外周部のウエハショット１０ａ〜１０ｅ、１０ｆ、１０ｊ、１０ｋ、１０o、１０ｐ、１０ｔ、１０ｕ〜１０ｙに対応するアライメントマークのみがウエハ１０上に転写されている。従ってステップ１２２では、これら外周部のウエハショット１０ａ〜１０ｅ、１０ｆ、１０ｊ、１０ｋ、１０o、１０ｐ、１０ｔ、１０ｕ〜１０ｙしか指定できないことになり、ショット倍率及びショット回転量の補正は平均ショット倍率Ｍｍｗと平均ショット回転量θｍｗを用いて補正することになる（ステップ１２７４）。
【０１０４】
ステップ１２７４をスキップする場合、すなわち、ステップ１２２で全てのウエハショット１０ａ〜１０ｙを指定することが可能な場合というのは、１ｓｔレイヤで全てのマスクショットに対応するアライメントマークをウエハ１０上に転写することが可能なショットレイアウトで、例えば転写マスクのパターンを２×２のマトリックス分割や、ｘ方向またはｙ方向に一列に並ぶように分割した場合である。
【０１０５】
なお、ステップ１２７４での倍率補正系８と回転補正系９の駆動は、ステップ２７４で既に倍率補正系８と回転補正系９を駆動している場合には、さらに追加駆動することになる。
【０１０６】
以降の工程は、図１４に示すフローチャートを用いて詳細を説明する。
【０１０７】
ステップ２８〜ステップ３１は第１の実施形態のステップ２８〜ステップ３１と同じであり、マスクショットパラメータを読み出して（ステップ２８）、各マスクショットの転写位置を算出して（ステップ２９）、記憶する（ステップ３０）とともに、スケール倍率をマスクステージ６に与え、さらにマスクステージ６上のθステージを駆動してマスクの回転成分を補正する（ステップ３１）。
【０１０８】
ステップ１２８〜ステップ１３１は、上述のマスクショットに関するステップ２８〜ステップ３１に相当する処理をウエハショットに対して行うものである。
【０１０９】
まず、記憶しておいた各パラメータを読み出す（ステップ１２８）。
【０１１０】
次に、それらのパラメータのうちシフト成分Ｓｘｗ、Ｓｙｗと直交度成分θｘｗ−θｙｗから各ウエハショットの転写位置を算出し（ステップ１２９）、記憶しておく（ステップ１３０）。ここで直交度成分θｘｗ−θｙｗはｙ軸に対するｘ方向成分の階段状シフトとして扱う、いわゆる階段補正を適用する。さらに各スケール倍率Ｄｘｒｗ／Ｄｘｆｗ、Ｄｙｒｗ／Ｄｙｆｗを駆動パラメータとしてウエハステージ１１に与え、回転成分θｘｗをもとにウエハ１０の回転量を割り出して、ウエハ１０が載置されているウエハステージ１１上のθステージを回転させ、ウエハの回転成分を補正する（ステップ１３１）。
【０１１１】
露光処理が開始される（ステップ３２）とショット番号Ｎが１に初期化され（ステップ３３）、以降のショット露光のループに進む。番号Ｎ＝１のとき、転写されるマスクショットは３’ａ、その像と重ね合わせられるのがウエハショット１０ａとなる。
【０１１２】
次にマスクショット３’ａ〜３’ｙについては、当該マスクショットの転写位置を読み出して（ステップ３４）、マスクステージ６を駆動して当該マスクショットを転写位置へ移動させる（ステップ３５）。
【０１１３】
一方、ウエハショット１０ａ〜１０ｙについては、当該マスクショットの像が重ね合わせられるべきウエハショットの位置が読み出され（ステップ１３４）、ウエハステージ１１を駆動して、当該ウエハショットの位置へ移動する（ステップ３６）。
【０１１４】
ここで、これらマスクショット３’ａ〜３’ｙ及びウエハショット１０ａ〜１０ｙの位置は、以降の荷電ビーム１２に対する相対走査露光の走査開始位置である。
【０１１５】
次に、ステップ３７１〜ステップ３７３は上述した第２の実施形態のステップ３７１〜ステップ３７３と同じである。
【０１１６】
ステップ１３７１〜ステップ１３７３はマスクショットのプロファイルの補正ステップ３７１〜ステップ３７３に相当するもので、ウエハショットのプロファイルであるショット倍率及びショット回転量の補正のしかたによって、条件分岐させるステップである。
【０１１７】
まず、全てのウエハショット１０ａ〜１０ｙを、ステップ１２２で指定したかどうか判別し（ステップ１３７１）、全てのウエハショット１０ａ〜１０ｙを指定している場合、すなわちショットプロファイルに関する補正を各ウエハショット毎に行うのであれば、ステップ１２７２で記憶しておいた当該ウエハショットのショットプロファイルを読み出して（ステップ１３７２）、倍率補正系８を駆動してショット倍率を補正し、回転補正系９を駆動してショット回転量を補正する（ステップ１３７３）。
【０１１８】
全てのウエハショット１０ａ〜１０ｙを指定していない場合、すなわちショットプロファイルに関する補正を平均ショット倍率Ｍｍｗ及び平均ショット回転量θｍｗを用いて、全てのマスクショット３ａ〜３ｙに対して同じ量の補正を与えるならば、すでにステップ１２７４で倍率補正系８及び回転補正系９を平均ショット倍率Ｍｍｗ及び平均ショット回転量θｍｗに基づいて駆動してあるので、ステップ１３７２とステップ１３７３をスキップするようにステップ１３７１で条件分岐する。
【０１１９】
上述した通り本実施形態では、ステップ１２２で外周部のウエハショットのみを指定しているので、すでにステップ１２７４で、平均ショット倍率Ｍｍｗ及び平均ショット回転量θｍｗに基づいて補正が為されているので、ステップ１３７２及びステップ１３７３はスキップする。
【０１２０】
以降、ビーム制御系２を駆動して荷電ビーム１２をマスクショット３’ａに照射して、マスクショット３’ａの像をウエハ１０上のウエハショット１０ａに重ね合わせて転写を開始し、マスクステージ６とウエハステージ１１を相対移動させて相対走査露光を行い（ステップ３８）、ショットひとつ分の処理が終了する。
【０１２１】
これ以降の各ステップは第１及び第２の実施形態と同様で、ショットの数だけステップ３４〜ステップ４０のループを繰り返し、全てのショットの露光が完了するとステップ３９で分岐して次のチップ処理工程へ進む。
【０１２２】
以上の通り、マスクショット３’ａ〜３’ｙのアライメントマーク３’ａ１〜３’ｙ６とウエハショット１０ａ〜１０ｙのアライメントマーク１０−１〜１０−４０との相対位置を補正し、これをもとに部分転写パターンを順次転写することで、各ショットの繋ぎ精度の高い転写像を得ることができ、かつ、既にウエハ１０上に転写されているパターンに対して高精度に重ね合わせることができる。
【０１２３】
なお、本実施形態の説明では、部分転写パターンの位置合わせと転写について述べたが、ウエハ１０上のチップのアライメント方法は従来の光露光装置などで採用されている種々の方法を用いることができる。
【０１２４】
ここではウエハ１０上のチップのアライメントについて詳述はしないが、例えば、グローバルアライメント方式では、ウエハ１０上のチップの並び方を計測して、その並び方を理論上の並び方と比較してチップの並び方に関する座標系を補正する。この補正された座標系を用いてウエハステージ１１を駆動するようにしておいて、その上でさらに本実施形態を適用すればよい。
【０１２５】
（第４の実施形態）
第１ないし第３の実施形態では全てのショット、言い換えればショット配列全体に対して一括して補正を行っているが、本実施形態ではショット配列を幾つかのグループに分け、各グループ毎に補正を行うのが特徴である。
【０１２６】
以下に、図１０のショットレイアウトを用いて２ｎｄレイヤに対して適用した本実施形態の詳細を、図１７ないし図２２を用いて説明する。
【０１２７】
図１７ないし図１９は本実施形態のマスクショットの転写方法を説明するフローチャートである。
【０１２８】
図２０は、マスクショット３’ａ〜３’ｙとウエハショット１０ａ〜１０ｙを各々２つのグループに分けた様子を示す図であり、図２１はマスクショットグループのショットプロファイルを説明する概略図であり、図２２はウエハショットグループのショットプロファイルを説明する概略図である。
【０１２９】
まず、転写マスク３’上のマスクショットとウエハ１０上の転写像１０１のウエハショット１０ａ〜１０ｙのグループ分けについて説明する。
【０１３０】
ここでは、図２０に示すように、２つのマスクショットパターングループ３’ｍｇ１及び３’ｍｇ２に分けている。マスクショットパターングループ３’ｍｇ１はマスクショット３’ａ〜３’ｏで構成され、また、マスクショットパターングループ３’ｍｇ２はマスクショット３’ｐ〜３’ｙで構成されている。
【０１３１】
同様にウエハショットも、２つのウエハショットパターングループ１０ｍｇ１及び１０ｍｇ２に分けている。ウエハショットパターングループ１０ｍｇ１はウエハショット１０ａ〜１０ｏで構成され、また、ウエハショットパターングループ１０ｗｇ２はウエハショット１０ｐ〜１０ｙで構成されている。
【０１３２】
またマスクショットパターングループ３’ｍｇ１及び３’ｍｇ２、ウエハショットパターングループ１０ｗｇ１及び１０ｗｇ２が指し示す各格子は各々のパターングループに関する座標系を表している。
【０１３３】
なお、本実施形態では、グループの数を２つにし、かつ、グループ分けをマスクショットとウエハショットに対して同じになるようにしているが、本発明を適用するに際しては、そのグループの数、マスクショットとウエハショットの分け方になんら制限はない。
【０１３４】
次に、上述のようなマスクショット、ウエハショットのグループ分けをしたうえで、図１７〜図１９に示すフローチャートの詳細を説明する。
【０１３５】
ステップ１０００〜ステップ１００１は、第３の実施形態のステップ２０〜ステップ２１と同様であり、転写マスク３’をマスクステージ６上にロードし（ステップ１０００）、マスクステージ６を駆動して基準位置合わせを行う（ステップ１００１）。
【０１３６】
転写マスク３’が基準位置に配置されると、転写マスク３’の各マスクショットのアライメントの計測に用いるアライメントマークを指定すると同時にマスクショットパターングループと各マスクショットがどのグループに属しているかを指定する（ステップ１００２）。
【０１３７】
ここでは、マスクショット３’ａ、３’ｃ、３’ｅ、３’ｋ、３’ｍ、３’ｏ、３’ｐ、３’ｒ、３’ｔ、３’ｕ、３’ｗ、３’ｙに対応する各アライメントマーク３’ａ１〜３’ａ４、３’ｃ１〜３’ｃ４、３’ｅ１〜３’ｅ４、３’ｋ１〜３’ｋ４、３’ｍ１〜３’ｍ４、３’ｏ１〜３’ｏ４、３’ｐ１〜３’ｐ４、３’ｒ１〜３’ｒ４、３’ｔ１〜３’ｔ４、３’ｕ１〜３’ｕ４、３’ｗ１〜３’ｗ４、３’ｙ１〜３’ｙ４、を指定する。また図２０を用いて説明したように、マスクショットパターングループとしてマスクショット３’ａ〜３’ｏで構成される３’ｍｇ１と、マスクショット３’ｐ〜３’ｙで構成され３’ｍｇ２とをここで指定する。
【０１３８】
次に、ステップ１００２で指定された転写マスク３’上の各マスクショット３’ａ、３’ｃ、３’ｅ、３’ｋ、３’ｍ、３’ｏ、３’ｐ、３’ｒ、３’ｔ、３’ｕ、３’ｗ、３’ｙに各々対応するアライメントマーク３’ａ１〜３’ａ４、３’ｃ１〜３’ｃ４、３’ｅ１〜３’ｅ４、３’ｋ１〜３’ｋ４、３’ｍ１〜３’ｍ４、３’ｏ１〜３’ｏ４、３’ｐ１〜３’ｐ４、３’ｒ１〜３’ｒ４、３’ｔ１〜３’ｔ４、３’ｕ１〜３’ｕ４、３’ｗ１〜３’ｗ４、３’ｙ１〜３’ｙ４、の位置をマスクアライメント系５で計測する（ステップ１００３）。
【０１３９】
マスクショット３’ａ、３’ｃ、３’ｅ、３’ｋ、３’ｍ、３’ｏ、３’ｐ、３’ｒ、３’ｔ、３’ｕ、３’ｗ、３’ｙの各アライメントマーク３’ａ１〜３’ａ４、３’ｃ１〜３’ｃ４、３’ｅ１〜３’ｅ４、３’ｋ１〜３’ｋ４、３’ｍ１〜３’ｍ４、３’ｏ１〜３’ｏ４、３’ｐ１〜３’ｐ４、３’ｒ１〜３’ｒ４、３’ｔ１〜３’ｔ４、３’ｕ１〜３’ｕ４、３’ｗ１〜３’ｗ４、３’ｙ１〜３’ｙ４、の位置を計測した後、各アライメントマークの位置をマーク毎に記憶しておく（ステップ１００４）。
【０１４０】
次に、ステップ１００４で記憶した各アライメントマーク３’ａ１〜３’ａ４、３’ｃ１〜３’ｃ４、３’ｅ１〜３’ｅ４、３’ｋ１〜３’ｋ４、３’ｍ１〜３’ｍ４、３’ｏ１〜３’ｏ４、３’ｐ１〜３’ｐ４、３’ｒ１〜３’ｒ４、３’ｔ１〜３’ｔ４、３’ｕ１〜３’ｕ４、３’ｗ１〜３’ｗ４、３’ｙ１〜３’ｙ４、の位置を読み出してマスクショット３’ａ〜３’ｙの実際の座標系を算出する（ステップ１００５）。
【０１４１】
次のステップ１００６〜ステップ１０１２は各マスクショットパターングループに対する一連の処理である。
【０１４２】
まず、マスクショットパターングループ番号Ｎｍｇが１に初期化される（ステップ１００６）。すなわち次のステップから始まる一連のループ処理の最初のグループとしてマスクショットパターングループ３’ｍｇ１を指定したことになる。
【０１４３】
次に、３’ｍｇ１が指し示すマスクショットパターングループの座標系に関するパラメータが算出され（ステップ１００７）、記憶される（ステップ１００８）。ここで算出される各パラメータやそれらの導出の方法は第３の実施形態と同様であり、図２１に示すように各パラメータはｘ軸方向、ｙ軸方向の並進（シフト）成分Ｓｘｌ、Ｓｙ１、座標系全体の回転成分θｘ１、直交度成分θｘ１−θｙ１、ｘ軸方向の倍率（スケール倍率）Ｄｘｒ１／Ｄｘｆ１、ｙ軸方向の倍率Ｄｙｒ１／Ｄｙｆ１である。ここで添字の１はマスクショットパターングループ番号Ｎｍｇが１の座標系に関するパラメータであることを示している。
【０１４４】
さらに、マスクショットグループ３’ｍｇ１での平均ショット倍率Ｍｍ１と平均ショット回転量θｍ１を算出して（ステップ１００９）、記憶する（ステップ１０１０）。なお、ここで各プロファイルの平均値を用いるのは、ステップ１００２でマスクショットパターングループ内の全てのショットを指定していないからである。ここまでで、マスクショットパターングループ３’ｍｇ１に対する一連の処理が完了したので、マスクショットパターングループの番号Ｎｍｇに１を加え（ステップ１０１１）、全てのマスクショットパターングループに関して処理が完了したかどうかの判定を行う（ステップ１０１２）。
【０１４５】
全てのマスクショットパターングループに関して処理が完了しているのならば次のステップヘ進み、そうでないならばステップ１００７に戻って、次のマスクショットパターングループこの場合はマスクショットパターングループ３’ｍｇ２に対して処理を行う。このように全てのマスクショットパターングループに対して処理が完了するまでステップ１００７〜ステップ１０１２のループを繰り返す。
【０１４６】
以降のステップ１０１３〜ステップ１０２４はマスクショットパターングループに関するステップ１００７〜ステップ１０１２に相当する処理をウエハショットパターングループに対して行う。
【０１４７】
まず、１ｓｔレイヤである既転写パターンである転写像１０１の各ウエハショットのアライメントの計測に用いるアライメントマークを指定すると同時にウエハショットパターングループと各ウエハショットがどのグループに属しているかを指定する（ステップ１０１３）。ここでは、ウエハショット１０ａ、１０ｃ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｊ、１０ｋ、１０ｏ、１０ｔ、１０ｕ、１０ｗ、１０ｙに対応する各アライメントマーク１０−１、１０−２、１０−５、１０−６、１０−９、１０−１０、１０−３７、１０−３８、１０−１３、１０−１４、１０−３５、１０−３６、１０−１５、１０−１６、１０−３３、１０−３４、１０−１７、１０−１８、１０−２９、１０−３０、１０−２５、１０−２６、１０−２２、１０−２１、をそれぞれ指定する。
【０１４８】
また図２２を用いて説明したように、ウエハショットパターングループとしてウエハショット１０ａ〜１０ｏで構成されるウエハショットパターングループ１０ｗｇ１とウエハショット１０ｐ〜１０ｙで構成されるウエハショットパターングループ１０ｗｇ２をここで指定する。
【０１４９】
次に、ステップ１０１３で指定された各ウエハショット１０ａ、１０ｃ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｊ、１０ｋ、１０ｏ、１０ｐ、１０ｔ、１０ｕ、１０ｗ、１０ｙに各々対応するアライメントマーク１０−１、１０−２、１０−５、１０−６、１０−９、１０−１０、１０−３７、１０−３８、１０−１３、１０−１４、１０−３５、１０−３６、１０−１５、１０−１６、１０−３３、１０−３４、１０−１７、１０−１８、１０−２９、１０−３０、１０−２５、１０−２６、１０−２２、１０−２１、の位置をウエハライメント系１４で計測する（ステップ１０１４）。
【０１５０】
ウエハショット１０ａ、１０ｃ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｊ、１０ｋ、１０ｏ、１０ｐ、１０ｔ、１０ｕ、１０ｗ、１０ｙに各々対応するアライメントマーク１０−１、１０−２、１０−５、１０−６、１０−９、１０−１０、１０−３７、１０−３８、１０−１３、１０−１４、１０−３５、１０−３６、１０−１５、１０−１６、１０−３３、１０−３４、１０−１７、１０−１８、１０−２９、１０−３０、１０−２５、１０−２６、１０−２２、１０−２１、の位置を計測した後、各アライメントマークの位置をマーク毎に記憶しておく（ステップ１０１５）。
【０１５１】
ステップ１０１５で記憶した各アライメントマーク１０−１、１０−２、１０−５、１０−６、１０−９、１０−１０、１０−３７、１０−３８、１０−１３、１０−１４、１０−３５、１０−３６、１０１１５、１０−１６、１０−３３、１０−３４、１０−１７、１０−１８、１０−２９、１０−３０、１０−２５、１０−２６、１０−２２、１０−２１、の位置を読み出してウエハショット１０ａ〜１０ｙの実際の座標系を算出する（ステップ１０１６）。
【０１５２】
次のステップ１０１７〜ステップ１０２４は各ウエハショットパターングループに対する一連の処理である。
【０１５３】
まず、ウエハショットパターングループ番号Ｎｗｇが１に初期化される（ステップ１０１７）。すなわち次のステップから始まる一連のループ処理の最初のグループとしてウエハショットパターングループ１０ｗｇ１を指定したことになる。
【０１５４】
次に、図２２の１０ｗｇ１が指し示すウエハショットパターングループの座標系に関するパラメータが算出され（ステップ１０１８）、記憶される（ステップ１０１９）。ここで算出される各パラメータやそれらの導出の方法は第３の実施形態と同様であり、各パラメータはｘ軸方向、ｙ軸方向の並進（シフト）成分Ｓｘｗ１、Ｓｙｗ１、座標系全体の回転成分θｘｗ１、直交度成分θｘｗ１−θｙｗ１、ｘ軸方向の倍率（スケール倍率）Ｄｘｒｗ１／Ｄｘｆｗ１、ｙ軸方向の倍率Ｄｙｒｗ１／Ｄｙｆｗ１である。ここで添字の１はウエハショットパターングループ番号Ｎｗｇが１の座標系に関するパラメータであることを示している。
【０１５５】
なお、ここでは、装置の基準座標系となるウエハショットの設計上の座標系と、ウエハショットの実際上の座標系との比較により相対関係を表すパラメータを求めたが、マスクショットに関して、マスクショットの設計上の座標系と、マスクショットの実際上の座標系との比較により得られた相対関係を表すパラメータも、装置の基準座標系である設計上の座標系との比較であるため、よって、マスクショットの実際上の座標系と、ウエハショットの実際上の座標系との比較により、相対関係を表すパラメータを求めるものとしてもよい。
【０１５６】
次に、ウエハショットグループ１０ｗｇ１での平均ショット倍率Ｍｍｗ１と平均ショット回転量θｍｗ１を算出して（ステップ１０２０）、記憶する（ステップ１０２１）。なお、ここで各プロファイルの平均値を用いるのは、ステップ１０１３でウエハショットパターングループ内の全てのショットを指定していないからである。ここまでで、ウエハショットパターングループ１０ｗｇ１に対する一連の処理が完了したので、ウエハショットパターングループの番号Ｎｗｇに１を加えて（ステップ１０２３）、全てのウエハショットパターングループに関して処理が完了したかどうかの判定を行う（ステップ１０２４）。
【０１５７】
全てのウエハショットパターングループに関して処理が完了しているのならば次のステップヘ進み、そうでないならばステップ１０１８に戻って、次のウエハショットパターングループ、この場合はウエハショットパターングループ１０ｗｇ２に対して処理を行う。
【０１５８】
このように全てのマスクショットパターングループに対して処理が完了するまでステップ１０１８〜ステップ１０２４のループを繰り返す。
【０１５９】
ステップ１０２５〜ステップ１０３１は、各マスクショットパターングループ毎にマスクショットパラメータを読み出して、各マスクショットの転写位置を算出して記憶するステップである。
【０１６０】
まず、マスクショットパターングループのグループ番号Ｎｍｇが１に初期化される（ステップ１０２５）。
【０１６１】
次に、マスクショットパターングループグループ番号Ｎｍｇ、すなわち、グループ３’ｍｇ１の各マスクショットパラメータが読み出され（ステップ１０２６）、各マスクショットの転写位置を算出し（ステップ１０２７）、記憶しておく（ステップ１０２８）。
【０１６２】
ここで読み出されるパラメータやそのパラメータから各マスクショットの転写位置を算出する手順は第３の実施形態と同じであるが、マスクステージ６に対するスケール倍率Ｄｘｒ１／Ｄｘｆ１、Ｄｙｒ１／Ｄｙｆ１及び回転成分θｘ１の補正は各マスクショットパターングループ毎に行う必要があるので、ここで直ちにマスクステージ６に対してスケール倍率の設定を行ったり、マスクステージ６上のθステージを駆動することはできない。
【０１６３】
そこで、これらスケール倍率Ｄｘｒ１／Ｄｘｆ１、Ｄｙｒ１／Ｄｙｆ１及び回転成分θｘ１を記憶しておく（１０２９）。
【０１６４】
次に、マスクショットパターングループのグループ番号Ｎｍｇに１を加えて（ステップ１０３０）、全てのマスクショットパターングループに関して処理が完了したかどうかの判定を行う（ステップ１０３１）。
【０１６５】
全てのマスクショットパターングループに関して処理が完了しているのならば次のステップヘ進み、そうでないならばステップ１０２６に戻って、次のマスクショットパターングループ、本実施形態の場合は、マスクショットパターングループ３’ｍｇ２に対して処理を行う。このように全てのマスクショットパターングループに対して処理が完了するまでステップ１０２６〜ステップ１０３１のループを繰り返す。
【０１６６】
ステップ１０３２〜ステップ１０３８では、ステップ１０２５〜ステップ１０３１でマスクショットパターングループに対して行った処理と同様な処理をウエハショッパターングループに対して行う。
【０１６７】
まず、ウエハショットパターングループのグループ番号Ｎｗｇが１に初期化される（ステップ１０３２）。
【０１６８】
次に、ウエハショットパターングループ番号Ｎｗｇ、すなわち、図２２のグループ１０ｗｇ１の各ウエハショットパラメータが読み出され（ステップ１０３３）、各ウエハショットの位置を算出し（ステップ１０３４）、記憶しておく（ステップ１０３５）。
【０１６９】
ここで読み出されるパラメータやそのパラメータから各ウエハショットの位置を算出する手順は、第３の実施形態と同じであるが、上述したマスクステージ６に対するスケール倍率の設定、マスクステージ６上のθステージの駆動を直ちに行えなかったのと同じく、ウエハステージ６に対するスケール倍率Ｄｘｒｗ１／Ｄｘｆｗ１、Ｄｙｒｗ１／Ｄｙｆｗ１及び回転成分θｘｗ１の補正は各ウエハショットパターングループ毎に行う必要があるので、ここで直ちにウエハステージ１１に対してスケール倍率の設定を行ったり、ウエハステージ６上のθステージを駆動することはできない。
【０１７０】
そこで、これらスケール倍率Ｄｘｒｗ１／Ｄｘｆｗ１、Ｄｙｒｗ１／Ｄｙｆｗ１及び回転成分θｘｗ１を記憶しておく（１０３６）。
【０１７１】
次に、マスクショットパターングループのグループ番号Ｎｗｇに１を加えて（ステップ１０３７）、全てのウエハショットパターングループに関して処理が完了したかどうかの判定を行う（ステップ１０３８）。
【０１７２】
全てのウエハショットパターングループに関して処理が完了しているのならば次のステップヘ進み、そうでないならばステップ１０３３に戻って、次のウエハショットパターングループ、この場合はウエハショットパターングループ１０ｗｇ２に対して処理を行う。このように全てのウエハショットパターングループに対して処理が完了するまでステップ１０３３〜ステップ１０３８のループを繰り返す。
【０１７３】
露光処理が開始される（ステップ１０３９）とショット番号Ｎが１に初期化され（ステップ１０４０）、以降のショット露光のループに進む。番号Ｎ＝１のとき、転写されるマスクショットは３’ａ、その像と重ね合わせられるのがウエハショット１０ａとなる。
【０１７４】
ここで、各マスクショットパターングループに各々対応するスケール倍率と回転量を読み出して補正するために、ショットＮの属するマスクショットパターングループを指定する必要がある。そのため、グループ番号ＮｍｇにショットＮが属するマスクショットパターングループの番号を代入する（ステップ１０４１）。
【０１７５】
ステップ１０２９で記憶しておいたマスクショットパターングループＮｍｇのスケール倍率ＤｘｒＮｍｇ／ＤｘｆＮｍｇ、ＤｙｒＮｍｇ／ＤｙｆＮｍｇ及び回転成分θｘＮｍｇを読み出す（ステップ１０４２）。この場合、ショット１はマスクショットパターングループ３’ｍｇ１に属するので、スケール倍率Ｄｘｒ１／Ｄｘｆ１、Ｄｙｒ１／Ｄｙｆ１及び回転成分θｘ１が読み出されることになる。
【０１７６】
そこでスケール倍率Ｄｘｒ１／Ｄｘｆ１、Ｄｙｒ１／Ｄｙｆ１をマスクステージ６に対して設定し（ステップ１０４３）、さらにマスクショットＮの転写位置を読み出して（ステップ１０４４）、マスクステージ６を駆動すると同時に、ステップ１０４２で読み出した回転量θｘ１を基にマスクステージ６上のθステージも駆動してマスクショットパターングループ３’ｍｇ１の回転成分を補正する（ステップ１０４５）。
【０１７７】
次に、ウエハショットパターングループに対してもマスクショットパターングループに対する処理と同様な処理をする。
【０１７８】
ショットＮの属するウエハショットパターングループを指定するために、グループ番号ＮｗｇにショットＮが属するウエハショットパターングループの番号を代入する（ステップ１０４６）。
【０１７９】
次に、ステップ１０３６で記憶しておいたウエハショットパターングループＮｗｇのスケール倍率ＤｘｒｗＮｗｇ／ＤｘｆｗＮｗｇ、ＤｙｒｗＮｗｇ／ＤｙｆｗＮｗｇ及び回転成分θｘｗＮｗｇを読み出す（ステップ１０４７）。この場合、ショット１はウエハショットパターングループ１０ｗｇ１に属するので、スケール倍率Ｄｘｒｗ１／Ｄｘｆｗ１、Ｄｙｒｗ１／Ｄｙｆｗ１及び回転成分θｘｗ１が読み出されることになる。
【０１８０】
そこでスケール倍率Ｄｘｒｗ１／Ｄｘｆｗ１、Ｄｙｒｗ１／Ｄｙｆｗ１をウエハステージ１１に対して設定し（ステップ１０４８）、さらにマスクショットＮの転写位置を読み出して（ステップ１０４９）、ウエハステージ１１を駆動してショットＮの被転写位置に移動すると同時に、ステップ１０４７で読み出した回転量θｘｗ１を基にウエハステージ１１上のθステージも駆動してウエハショットパターングループ１０ｗｇ１の回転成分を補正する（ステップ１０５０）。
【０１８１】
次に、ステップ１０１０で記憶しておいたマスクショットＮのショットプロファイルを読み出して（ステップ１０５１）、倍率補正系８を駆動してショット倍率を補正し、回転補正系９を駆動してショット回転量を補正する（ステップ１０５２）。
【０１８２】
今、ショット番号は１であるから、マスクショットパターングループ３’ｍｇ１に対する平均ショット倍率Ｍｍ１及び平均ショット回転量θｍ１が読み出され、それらに基づいて倍率補正系８と回転補正系９を駆動することになる。
【０１８３】
同様に、ステップ１０２１で記憶しておいたウエハショットＮのショットプロファイルを読み出して（ステップ１０５３）、倍率補正系８を駆動してショット倍率を補正し、回転補正系９を駆動してショット回転量を補正する（ステップ１０５４）。
【０１８４】
すなわちウエハショットパターングループ１０ｗｇ１に対する平均ショット倍率Ｍｍｗ１及び平均ショット回転量θｍｗ１が読み出され、それらに基づいて倍率補正系８と回転補正系９を駆動することになる。
【０１８５】
また、ステップ１００２、あるいはステップ１０１３で全てのショットが指定されていればステップ１０５１〜ステップ１０５２、あるいはステップ１０５３〜ステップ１０５４では各ショット毎のショット倍率とショット回転量が読み出されて、それらに基づいて倍率補正系８と回転補正系９を駆動することになる。
【０１８６】
ここでビーム制御系２を駆動して荷電ビーム１２をマスクショット３’ａに照射して、マスクショット３’ａの像をウエハ１０上のウエハショット１０ａに重ね合わせて転写を開始し、マスクステージ６とウエハステージ１１を相対移動させて相対走査露光を行い（ステップ１０５５）、ショットひとつ分の処理が終了する。
【０１８７】
以降、全てのショットに対する露光が完了していれば分岐して（ステップ１０５６）、次のチップ処理工程へ進み（ステップ１０５８）、そうでないならばショット番号Ｎに１を加えてステップ１０４１へ戻る。このようにしてショットの数だけステップ１０４１〜ステップ１０５７のループを繰り返す。
【０１８８】
以上の通り、マスクショット及びウエハショットを複数のショットグループ、例えばマスクショットをマスクショットパターングループ３’ｍｇ１と３’ｍｇ２とに、ウエハショットをウエハショットパターングループ１０ｗｇ１と１０ｗｇ２とに分けて、各々のグループ毎にそれらの座標系と設計上の座標系との相対関係を表すパラメータを用いて相対補正することで、小さな領域での、さらなる精密補正が可能となる。
【０１８９】
本実施形態の最大の利点は、この小さな領域でのさらなる精密補正が可能であることで、転写マスク上の転写パターンの情報から、より高い繋ぎ合わせ精度が必要な領域を抽出して、その領域内の部分転写パターンをパターングループとして適用すれば、本実施形態の利点を最大限に活かすことができる。
【０１９０】
ここで着目する転写パターンの情報は例えば、線幅、パターン密度、コンタクトホールやメモリセル等の回路パターンとしてのまとまり等であり、各レイヤ毎に着目すべき転写パターンの情報が異なっていてもよい。このようにすることでさらに高精度の繋ぎ合わせが可能となる。
【０１９１】
（第５の実施形態）
第４の実施形態では、各アライメントマークの計測とそれらの位置の算出とショットの露光は一括して行い、座標系の処理とショットプロファイルの処理を各グループ毎に実施している。
【０１９２】
このようにすれば、ショット配列を複数のグループに分けたことによる十分な効果が得られるが、さらに時間的な要因、つまり、あるグループのショットを露光している間に別のグループの座標系が変化してしまうおそれがある場合には、本実施形態で以下に説明するように、各アライメントマークの計測から座標パラメータの算出、ショットプロファイルの算出及びショットの露光までを各グループ毎に実施して、そのグループの全てのショットの露光が終了してから、別のグループの、アライメントマークの計測と処理を含めた工程を開始するようにしてもよい。
【０１９３】
本実施形態のフローチャートを図２３〜図２５に示す。
【０１９４】
図２３〜図２５の各ステップは、第４の実施形態の各ステップと実質的に同じであり、第４の実施形態との相違点は処理の順番とグループ分けの条件、すなわちマスクショットパターングループとウエハショットグループの要素であるショットの組み合わせを同じにするという制約だけなので詳細の説明は省略する。
【０１９５】
本実施形態は、特にショットの数が多く、例えば１０×２０のマトリックス状配列でショット数が２００ショットにもなるような場合、最初の数十ショットを露光している間に図２６に示した転写マスク３やウエハ１０等に係わる環境が変化し、その結果それらの座標系にも影響を及ぼすような場合に好適である。
【０１９６】
以上、第１及び第２の実施形態では１ｓｔレイヤに対する処理を説明し、第３〜第５の実施形態では２ｎｄレイヤに対する処理を説明した。通常であれば第１ないし第５の実施形態の何れかの適用で様々な転写パターンが得られるが、２ｎｄレイヤ以降であっても、例えば光露光装置等とのミックス・アンド・マッチを想定した場合など、１ｓｔレイヤが光露光装置によってチップ全体が一括露光されている場合や、さらに本発明におけるアライメントマークがその１ｓｔレイヤ上にない場合、などが考えられる。
【０１９７】
しかしながら、そういった場合であっても第１または第２の実施形態を用いて、みかけ上１ｓｔレイヤの転写処理として扱うことができる。つまり、ウエハ１０側のチップアライメントは従来の露光装置で採用されている方法、例えばグローバルアライメント方式を用いて各チップの位置を割り出しておいて、その位置、言い換えればチップの配列座標系に対して第１または第２の実施形態で説明した本発明の実施形態を適用すればよいことがわかる。
【０１９８】
以上説明した、第１ないし第５の実施形態からわかるように、マスクショットとウエハショット各々に対する補正は、マスクステージ６とウエハステージ１１各々で実行している。しかしながら、転写マスク３とウエハ１０は転写系によって決まる一定の相対関係があるため、マスクステージ６とウエハステージ１１で補正成分を分担することができる。たとえば、補正項目のうちシフト成分（ｘ、ｙ成分）はウエハステージ１１側で補正し、回転成分はマスクステージ６側で補正するようにすることもできる。こうした分担は、各々のステージの機能や性能、駆動精度等によって選択することで、ショットの繋ぎ合わせ精度を一役と向上させることができる。
【０１９９】
また、本発明はマスクショットと被転写物との相対関係を補正して転写を行うものであるから、それらの間に何らかの相対関係があるような転写方式の全て、たとえば、等倍投影転写系、縮小投影転写系、近接転写系、密着転写系等の方式に適用ができる。
【０２００】
また、第１ないし第５の実施形態ではショットの露光方式として走査露光を用いるいわゆるスキャナに適用した場合を説明したが、ショットの露光方式に静止一括転写を採用するステップ・アンド・リピート方式のいわゆるステッパに適用しても本発明の本質はなんら変わることはない。
【０２０１】
次に、上記説明したマスクパターン転写方法を利用したデバイス製造方法の実施形態を説明する。
【０２０２】
図２７は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造フローを示す。ステップ１０１（回路設計）ではデバイスのパターン設計を行う。ステップ１０２（マスク製作）では設計したパターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ１０３（ウエハ製造）ではシリコンやガラス等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ１０４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ１０５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ１０４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ１０６（検査）ではステップ１０５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ１０７）される。
【０２０３】
図２８は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ１１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１１５（レジスト処理）ではウエハにレジストを塗布する。ステップ１１６（露光）では上記説明した露光装置または露光方法によってマスクの回路パターンをウエハの複数ショット領域にならべて焼付露光する。ステップ１１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要になったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態の生産方法を用いれば、従来は製造が難しかった大型で高密度のデバイスを低コストに製造することができる。
【０２０４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、転写マスク上の転写パターンを複数の部分転写パターンに分割し、それらの部分転写パターンにアライメントマークを配置し、これらアライメントマーク及び被転写基板上に転写されたアライメントマーク、転写マスク上の部分転写パターンの座標系及び被転写物の座標系の相対関係を表す各パラメータを用いて、その相対関係を補正することで、各部分転写パターン間の繋ぎ精度を向上させつつ、高いスループットで転写することができる。これにより従来以上に高精度なデバイスを短時間で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態でのマスクショットの転写方法を説明するフローチャートである。
【図２】第１の実施形態でのマスクショット及びウエハショットを説明する概略図である。
【図３】第１の実施形態でのマスクショットの座標系を説明する概略図である。
【図４】本発明の第１の実施形態での製作上の座標系を示す図である。
【図５】各座標系を示す模式図である。
【図６】変動分のみのフィッティングを説明する模式図である。
【図７】ランダム成分のフィッティングを説明する模式図である。
【図８】第１の実施形態でのマスクショットのショットプロファイルを説明する概略図である。
【図９】本発明の第２の実施形態でのマスクショットの転写方法を説明するフローチャートである。
【図１０】第３及び第４の実施形態でのマスクショット及びウエハショットを説明する概略図である。
【図１１】第２の実施形態でのマスクショットのショットプロファイルを説明する概略図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態での製作上の座標系を示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態でのマスクショットの転写方法を説明するフローチャートである。
【図１４】本発明の第３の実施形態でのマスクショットの転写方法を説明するフローチャートである。
【図１５】第３の実施形態でのウエハショットの座標系を説明する概略図である。
【図１６】第３の実施形態でのウエハショットのショットプロファイルを説明する概略図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態でのマスクショットの転写方法を説明するフローチャートである。
【図１８】本発明の第４の実施形態でのマスクショットの転写方法を説明するフローチャートである。
【図１９】本発明の第４の実施形態でのマスクショットの転写方法を説明するフローチャートである。
【図２０】第４の実施形態でのマスクショット及びウエハショットのパターングループを説明する概略図である。
【図２１】第４の実施形態でのマスクショットグループのショットプロファイルを説明する概略図である。
【図２２】第４の実施形態でのウエハショットグループのショットプロファイルを説明する概略図である。
【図２３】本発明の第５の実施形態でのマスクショットの転写方法を説明するフローチャートである。
【図２４】本発明の第５の実施形態でのマスクショットの転写方法を説明するフローチャートである。
【図２５】本発明の第５の実施形態でのマスクショットの転写方法を説明するフローチャートである。
【図２６】本発明の転写方法を適用可能な半導体デバイス製造用露光装置の一例の概略構成図である。
【図２７】デバイス製造工程を示すフローチャートである。
【図２８】図２７に示したウエハプロセスの詳細な工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１    ビーム源
２    ビーム制御系
２ａ    ビーム制御部
３、３’    転写マスク
３ａ１〜３ｙ６、３’ａ１〜３’ｙ４、１０−１〜１０−４０    アライメントマーク
３ａ〜３ｙ、３’ａ〜３’ｙ    マスクショット
３’ｍｇ１、３’ｍｇ２    マスクショットパターングループ
４    照明系
５    マスクアライメント系
６    マスクステージ
６ａ    マスクステージ制御部
７    投影系
８    倍率補正系
８ａ    倍率補正制御部
９    回転補正系
９ａ    回転補正制御部
１０    ウエハ
１０ａ〜１０ｙ    ウエハショット
１０ｗｇ１、１０ｗｇ２    ウエハショットパターングループ
１１    ウエハステージ
１１ａ    ウエハステージ制御部
１２    荷電ビーム
１３    スリット
１４    ウエハアライメント系
１５    偏向器
１６    装置制御部
１０１    転写像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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