JP2778123B2 - 露光方式 - Google Patents

露光方式

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JP2778123B2
JP2778123B2 JP1159129A JP15912989A JP2778123B2 JP 2778123 B2 JP2778123 B2 JP 2778123B2 JP 1159129 A JP1159129 A JP 1159129A JP 15912989 A JP15912989 A JP 15912989A JP 2778123 B2 JP2778123 B2 JP 2778123B2
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俊之 本田
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造工程において、半導体基板
上のレジストにLSI(Large Scaled Integrated Circuit
s)パターンを形成するための電子ビーム露光装置ある
いは集束イオンビーム露光装置等の荷電ビーム露光方式
に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、半導体装置の製造工程において、荷電ビームを
用いてLSIパターンを目合わせ露光する場合、以下のよ
うに行ってきた。すなわち、CADを用いてチップ内に複
数の層からなる回路パターンや目合わせマークを設計す
る。目合わせマークは通常、回路パターンの邪魔になら
ないような空き空間に入れられる。設計が完了すると、
チップ内の回路パターンデータおよび目合わせマークの
データは計算機を用いてCAD内のデータフォーマットか
ら荷電ビーム露光装置専用のデータフォーマットへ変換
される。荷電ビーム露光装置では荷電ビームの偏向振り
幅に制限があるので、データフォーマット変換時にはこ
の偏向振り幅に対応する領域の大きさでチップ内のデー
タが分割される。データフォーマット変換が終了すると
パターンデータは荷電ビーム露光装置の記憶装置へ入力
される。荷電ビーム露光装置でパターンデータを目合わ
せ露光する場合は、まず荷電ビーム露光装置の制御用計
算機から指定された目合わせマークの位置を検出して目
合わせを行う。次に偏向領域毎に分割されたパターンデ
ータに対し、ウェハーを固定しているステージを停止さ
せて、偏向領域内のパターンデータを露光する。ひとつ
の偏向領域内のパターンデータがすべて露光されるとス
テージを偏向領域の大きさだけ移動させて次の偏向領域
内のパターンデータを露光する。このように偏向領域毎
に分割されたパターンデータはステージをステップ・ア
ンド・リピート方式でつなぎ合わせしながら露光され
る。ウェハー上に複数のチップを露光する場合には各チ
ップに対して上記の動作を繰り返すことになっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、従来の荷電ビーム露光方式では次のような不
都合が生じている。すなわち、CADでLSIパターンを設計
する場合に目合わせマークは回路パターンの空き領域に
配置される。このために、CAD内のパターンデータを荷
電ビーム露光装置専用のパターンデータへフォーマット
変換する際に、LSI毎に回路パターンの配置が異なり、
目合わせマークの位置が必ずしも偏向領域の中央に配置
されるとは限らない。一方、荷電ビーム露光装置の偏向
器には特有の偏向歪が存在するために、露光の際にはこ
の偏向歪を補正しながら露光するにも拘らず、補正しき
れない歪が残ってしまう。この歪は偏向領域の周辺部で
最も大きく、中央部で最も小さい。このことから偏向領
域の周辺部で露光された目合わせマークは偏向領域の中
央部で露光された目合わせマークより偏向歪による位置
ズレが大きくなってしまう。このような位置ズレの大き
い目合わせマークを使用して上層パターンを目合わせ露
光をすると目合わせズレが生じることになる。
本発明の目的はこのような問題点を解決するためにな
されたもので、位置ズレの小さな目合わせマークを露光
する露光方式を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、本発明による露光方式にお
いては、CAD(Computor Aided Design)を使用してチッ
プ内に複数の層からなる回路パターンや目合わせマーク
を設計する際に、同一層内での回路パターンデータおよ
び目合わせマークデータに対してそれぞれ別々の属性を
付与して設計し、設計終了後、回路パターンおよび目合
わせマークをCADの内部データフォーマットから荷電ビ
ーム露光装置の専用フォーマットへ変換する際に、CAD
の内部データフォーマットで回路パターンおよび目合わ
せマークに対してそれぞれ別々に付与された属性に対応
して、荷電ビーム露光装置の専用フォーマットに対して
も属性を付与し、変換終了後に回路パターンおよび目合
わせマークを荷電ビーム露光装置で半導体基板上に露光
する際に、回路パターンに対応する属性を持つデータに
対しては、荷電ビーム露光装置の偏向器で規定される偏
向領域内の任意の位置で露光し、目合わせマークに対応
する属性を持つデータに対しては、荷電ビーム露光装置
の偏向器で規定される偏向領域内の中央で露光するもの
である。
〔作用〕
本発明によれば、偏向歪の最も小さい、偏向領域の中
央で目合わせマークを露光できるので、目合わせマーク
の位置ズレを最小にでき、目合わせ精度が向上する。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例に関して、荷電ビーム露光装置
として電子ビーム露光装置を用いた場合について、従来
技術の実施例と対比させながら図を参照して詳細に説明
する。
第1図および第2図は本発明の実施例を示す図であ
る。第1図は本発明による電子ビーム露光方式を用い
て、ウェハーに塗布されたレジスト上に電子ビームで露
光している様子を示すものである。図において、回路パ
ターン15および目合わせマーク16等のパターンはウェハ
ーを固定しているステージを静止させたまま、電子ビー
ム11を偏向器12によって偏向させながら偏向領域内の所
望位置で露光される。目合わせマーク16を露光する場合
は、偏向領域13が電子ビーム11の直下になるようにステ
ージを移動させる。目合わせマーク16はCADによって指
定された目合わせマーク専用の属性にしたがって、偏向
領域13内のほぼ中央で露光される。回路パターン15を露
光する場合は、偏向領域14が電子ビーム11の直下になる
ようにステージを移動させる。回路パターン15はCADに
よって指定された回路パターン専用の属性にしたがっ
て、偏向領域14内をいっぱいに使用して露光される。
第2図は本発明による電子ビーム露光方式を用いた場
合に、チップ21内の回路パターン24および目合わせマー
ク25等のパターンデータが偏向領域22,23によって分割
された様子を示すものである。目合わせマーク25はCAD
で指定された目合わせマーク専用の属性にしたがって、
偏向領域23のほぼ中央になるように分割される。目合わ
せマーク25は偏向歪の小さな中央部分で露光できるの
で、偏向歪の大きな周辺部で露光するより、位置ズレが
小さい。回路パターン24はCADで指定された回路パター
ン専用の属性にしたがって、チップ21を偏向領域22の大
きさで重ならないようにつなぎ合わせて分割される。こ
れにより回路パターンは偏向領域の周辺部分で露光され
るが、ステージを移動させずに、偏向領域内で高速に露
光できるのでスループットを大きく低下させない。
第3図および第4図は従来技術の実施例を示す図であ
る。第3図は従来技術による電子ビーム露光方式を用い
て、ウェハーに塗布されたレジスト上に電子ビームで露
光している様子を示すものである。回路パターン34およ
び目合わせマーク35を露光する場合は、偏向領域33が電
子ビーム31の直下になるようにステージを移動させ、ウ
ェハーを固定しているステージを静止させたまま、電子
ビーム31を偏向器32によって偏向させながら偏向領域内
の所望位置を露光する。回路パターン34および目合わせ
マーク35はCADによって回路パターン専用の属性および
目合わせマーク専用の属性が付与されていないので、同
種類のパターンデータとみなされる結果、回路パターン
34および目合わせマーク35はいずれも偏向領域33内をい
っぱいに使用して露光される。第4図は従来技術による
電子ビーム露光方式を用いた場合に、チップ41内の回路
パターン43および目合わせマーク44等のパターンデータ
が偏向領域42によって分割された様子を示すものであ
る。回路パターン43および目合わせマーク44はCADによ
り属性が区別されていないので、同種類のパターンデー
タとみなされる結果、目合わせマーク44の位置に関わら
ず、チップ41全面を偏向領域42の大きさで重ならないよ
うに、一様につなぎ合わせて分割される。目合わせマー
ク44は偏向歪の大きな周辺部分で露光されることもある
ので、常に偏向歪の小さな中央部で露光される場合よ
り、位置ズレが大きい。
第5図(a),(b)は本発明による電子ビーム露光
方式で目合わせ露光した場合の目合わせ誤差と、従来技
術の電子ビーム露光方式で目合わせ露光した場合の目合
わせ誤差を示す一例である。レジストを塗布した基板上
に第1層目の目合わせマークを、本発明の電子ビーム露
光方式および従来技術の電子ビーム露光方式でそれぞれ
露光し、段差を形成した後に、再度レジストを塗布し、
電子ビーム露光方式で目合わせマークの位置を検出して
第2層目を目合わせ露光した。第5図(a)は本発明に
よる電子ビーム露光方式の結果である。目合わせ誤差分
布の標準偏差は0.042μmである。第5図(b)は従来
技術の電子ビーム露光方式による結果である。目合わせ
誤差分布の標準偏差は0.100μmである。この結果から
本発明による電子ビーム露光方式では従来技術の電子ビ
ーム露光方式に比べて目合わせ誤差の標準偏差が1/2以
下になっていることから、本発明による電子ビーム露光
方式を用いた場合は従来技術の電子ビーム露光方式を用
いた場合よりも目合わせ精度が2倍以上向上した。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によるときには目合わせマークを
偏向歪の小さい偏向領域の中央で露光することができる
ので目合わせマークの位置ずれが小さくなり目合わせ精
度が向上する。
ここでは電子ビーム露光方式の場合のみを示したが、
集束イオンビーム露光装置等の他の荷電ビーム露光装置
に対しても同様の効果を挙げることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による電子ビーム露光方式を用いて、ウ
ェハーに塗布されたレジスト上に電子ビームで露光して
いる様子を示す図、第2図は本発明による電子ビーム露
光方式を用いた場合に、チップ内の回路パターンおよび
目合わせマーク等のパターンデータが偏向領域によって
分割された様子を示す図、第3図は従来技術による電子
ビーム露光方式を用いて、ウェハーに塗布されたレジス
ト上に電子ビームで露光している様子を示す図、第4図
は従来技術による電子ビーム露光方式を用いた場合に、
チップ内の回路パターンおよび目合わせマーク等のパタ
ーンデータが偏向領域によって分割された様子を示す
図、第5図(a),(b)は本発明による電子ビーム露
光方式で目合わせ露光した場合の目合わせ誤差と、従来
技術の電子ビーム露光方式で目合わせ露光した場合の目
合わせ誤差を示す一例を示す図である。 11,31……電子ビーム、12,32……偏向器 13,14,22,23,33,42……偏向領域 15,24,34,43……回路パターン 16,25,35,44……目合わせマーク 21,41……チップ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】CAD(Computor Aided Design)を使用して
    チップ内に複数の層からなる回路パターンや目合わせマ
    ークを設計する際に、同一層内での回路パターンデータ
    および目合わせマークデータに対してそれぞれ別々の属
    性を付与して設計し、設計終了後、回路パターンおよび
    目合わせマークをCADの内部データフォーマットから荷
    電ビーム露光装置の専用フォーマットへ変換する際に、
    CADの内部データフォーマットで回路パターンおよび目
    合わせマークに対してそれぞれ別々に付与された属性に
    対応して、荷電ビーム露光装置の専用フォーマットに対
    しても属性を付与し、変換終了後に回路パターンおよび
    目合わせマークを荷電ビーム露光装置で半導体基板上に
    露光する際に、回路パターンに対応する属性を持つデー
    タに対しては、荷電ビーム露光装置の偏向器で規定され
    る偏向領域内の任意の位置で露光し、目合わせマークに
    対応する属性を持つデータに対しては、荷電ビーム露光
    装置の偏向器で規定される偏向領域内の中央で露光する
    ことを特徴とする露光方式。
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