JP3248496B2 - Electron beam exposure method - Google Patents

Electron beam exposure method

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JP3248496B2 JP28283798A JP28283798A JP3248496B2 JP 3248496 B2 JP3248496 B2 JP 3248496B2 JP 28283798 A JP28283798 A JP 28283798A JP 28283798 A JP28283798 A JP 28283798A JP 3248496 B2 JP3248496 B2 JP 3248496B2
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【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、半導体装置の製造
方法において、光リソグラフィと電子線露光を混用する
電子線露光方法に関し、特に、光リソグラフィによるデ
ィストーション(歪曲収差)に対して、電子線露光を重
ね合わせるための補正方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam exposure method in which photolithography and electron beam exposure are mixed in a method of manufacturing a semiconductor device. And a correction method for superimposing.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光リソグラフィと電子線露光を混
用して半導体装置を製造する場合に、電子線露光は高い
解像性が得られる反面、パターンを逐次処理し描画する
ためスループットが低いという欠点がある。また、i線
又はKrF等の光源を用いた光リソグラフィは、マスク
(レチクル)を用いた一括転写であるためスループット
は高いが、解像性が光源の波長で制限されてしまうとい
う欠点があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, when a semiconductor device is manufactured by mixing optical lithography and electron beam exposure, electron beam exposure provides high resolution, but the throughput is low because patterns are sequentially processed and drawn. There are drawbacks. In addition, optical lithography using a light source such as i-line or KrF is a batch transfer using a mask (reticle), so that the throughput is high, but there is a disadvantage that the resolution is limited by the wavelength of the light source. .

【0003】そこで、電子線露光の高い解像性と光リソ
グラフィの高い生産性を両立するために、電子線露光と
光リソグラフィとのMIX&MATCH技術が提案され
ている(特願昭56−071235号公報、T.Ohiwa et
al. Ext. Abstr.17th Conf.Solid State Devices and
Materials(1985)345、Y.Gotoh et al. Jpn.J.Appl.P
hys.12B (1997)7541等)。
Therefore, in order to achieve both high resolution of electron beam exposure and high productivity of photolithography, a MIX & MATCH technique of electron beam exposure and photolithography has been proposed (Japanese Patent Application No. 56-071235). , T. Ohiwa et
al.Ext.Abstr.17th Conf.Solid State Devices and
Materials (1985) 345, Y. Gotoh et al. Jpn. J. Appl. P
hys.12B (1997) 7541).

【0004】図8乃至図14に従来の光リソグラフィと
電子線露光とを混用した電子線露光方法を説明する。図
8に従来の光リソグラフィと電子線露光とを混用した電
子線露光方法のフローチャートを示す。まず、電子線露
光装置107又は座標測定器により測定可能な位置測定
マーク102が適当なピッチで配置されたパターン10
1を、ディストーションを測定するステッパを用いて半
導体ウエハ100上に露光する。なお、パターン101
上の位置測定マーク102群は、ステッパのレンズ全面
におけるディストーションが測定できるように、ステッ
パの最大転写領域全域Wに配置されていることが望まし
い。
FIGS. 8 to 14 illustrate a conventional electron beam exposure method using a mixture of photolithography and electron beam exposure. FIG. 8 shows a flowchart of a conventional electron beam exposure method in which photolithography and electron beam exposure are mixed. First, electron beam exposure apparatus 107 or pattern 10 position measurement mark 102 measurable by the coordinate measuring instrument is placed in a suitable pitch
1 is exposed on the semiconductor wafer 100 using a stepper for measuring distortion. The pattern 101
The upper group of position measurement marks 102 is desirably arranged over the entire maximum transfer area W of the stepper so that distortion over the entire surface of the lens of the stepper can be measured.

【0005】次に、図10に示すように半導体ウエハ1
00上に露光された各々の位置測定マーク101の位置
を電子線露光装置107又は座標測定器等により測定
し、理想格子103からの各マークの位置ずれ量104
を測定する。
Next, as shown in FIG.
The position of each of the position measurement marks 101 exposed above is measured by an electron beam exposure device 107 or a coordinate measuring device or the like, and the position shift amount 104 of each mark from the ideal lattice 103 is measured.
Is measured.

【0006】測定結果により、選られた位置ずれ量10
4、即ち、ディストーションデータは図11に示すよう
に電子線露光装置のアライメントにより補正可能な、シ
フト成分、回転成分、倍率成分等の1次成分105を除
去し、図12に示すように最終的にレンズディストーシ
ョンによる位置ずれデータ106とする。
According to the measurement result, the selected displacement amount 10
4, that is, the distortion data is obtained by removing primary components 105 such as shift components, rotation components, and magnification components, which can be corrected by the alignment of the electron beam exposure apparatus as shown in FIG. First, position shift data 106 due to lens distortion is set.

【0007】得られた位置ずれデータ106を最小二乗
法を用いてチップ内X、Y座標の関数として高次多項式
近似する。これは、チップ内各座標における位置ずれ量
を求めるためであり、各側定点間の補間法により位置ず
れ量を求めてもよい。
A high-order polynomial approximation of the obtained displacement data 106 is performed using the least squares method as a function of the X and Y coordinates in the chip. This is for obtaining the amount of positional deviation at each coordinate in the chip, and the amount of positional deviation may be obtained by an interpolation method between the fixed points on each side.

【0008】次に、測定結果に基づいて半導体ウエハ1
00に露光する方法を説明する。図13は、電子線露光
装置の模式図である。パターンデータは電子線露光装置
107の第1記憶装置内108に保存される。また、上
述の手順で得られたディストーションデータも電子線露
光装置107の第2記憶装置109に記憶される。電子
線露光装置107は各チップの四隅に配置されたアライ
メント用マークを検出し、その位置情報より各チップの
シフト、ゲイン、ローテーション(1次成分)を補正す
る。その後、パターンデータを矩形に分割し、夫々の矩
形の位置情報を位置決め偏向器制御部110を介して位
置決め偏向器111に伝送し半導体ウエハ100上に電
子銃112により電子線露光を行う。この場合には、夫
々の矩形の位置情報に夫々の位置に対応した光露光装置
(以下 ステッパという。)のディストーションデータ
が重畳される。また、電子線露光装置107によって
は、補正を各矩形単位ではなく偏向領域単位で行う。
[0008] Next, based on the measurement results, the semiconductor wafer 1
The method of exposing at 00 will be described. FIG. 13 is a schematic diagram of an electron beam exposure apparatus. The pattern data is stored in the first storage device 108 of the electron beam exposure apparatus 107. Further, the distortion data obtained by the above-described procedure is also stored in the second storage device 109 of the electron beam exposure apparatus 107. The electron beam exposure apparatus 107 detects alignment marks arranged at the four corners of each chip, and corrects the shift, gain, and rotation (primary component) of each chip based on the position information. Thereafter, the pattern data is divided into rectangles, and the position information of each rectangle is transmitted to the positioning deflector 111 via the positioning deflector control unit 110, and the semiconductor wafer 100 is subjected to electron beam exposure by the electron gun 112. In this case, the distortion data of the light exposure apparatus (hereinafter, referred to as a stepper) corresponding to each position is superimposed on each rectangular position information. Further, depending on the electron beam exposure apparatus 107, the correction is performed not in each rectangular unit but in each deflection area.

【0009】これらにより、各パターン及び各偏向領域
は半導体ウエハ100上で、それ本来の位置座標に、該
位置座標に対応した補正量が加算される。そのため、従
来行うことができなかった高次のレンズディストーショ
ン補正が可能となり、光リソグラフィ/電子線露光間で
の高い重ねあわせ精度の確保が可能となる。
As a result, the correction amount corresponding to the position coordinates is added to the original position coordinates of each pattern and each deflection area on the semiconductor wafer 100. Therefore, higher-order lens distortion correction, which could not be performed conventionally, can be performed, and high registration accuracy between optical lithography and electron beam exposure can be ensured.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、レンズディス
トーションはステッパ毎に量及び形状共に異なる。電子
線露光にて重ね合わせを行うべき下地が複数層有り、そ
れらが夫々異なる複数のステッパで露光されている場合
には、例えば、2台のステッパで夫々、DRAMのゲー
ト層及びビット線、電子線露光によって容量コンタクト
を露光する場合2台のステッパは夫々、ゲート層の露
光を行った一方のステッパがピンクッションタイプのデ
ィストーション、ビット線の露光を行った他方のステッ
パがバレルタイプのディストーションを持っている。容
量コンタクトの露光を行う場合に、ゲート層の露光を行
った一方のステッパに対するディストーション補正を行
うと、他方のステッパで露光したビット線に対する重ね
合わせは図14に示すように不良になる。
However, the amount and shape of the lens distortion differs for each stepper. When there are a plurality of layers to be superimposed by electron beam exposure and the layers are exposed by a plurality of different steppers, for example, the gate layers and bit lines of the DRAM and the electron When exposing the capacitive contact by line exposure , the two steppers each expose the gate layer, one of the steppers exposes the pincushion type, and the other stepper exposes the bit line, the barrel type disposes the barrel type. have. When performing distortion correction on one of the steppers on which the gate layer is exposed when performing exposure of the capacitor contact, the overlay on the bit line exposed on the other stepper becomes defective as shown in FIG.

【0011】このように従来の手法では、複数ある1台
のステッパに対するディストーション補正を行うと、別
のステッパで露光した下地に対する重ね合わせ精度が劣
化することが問題点となっていた。
As described above, in the conventional method, when distortion correction is performed on a plurality of one stepper, there has been a problem that overlay accuracy on a base exposed by another stepper deteriorates.

【0012】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、複数のステッパによって露光処理された層
に対する電子線による重ね合わせ露光の場合であって
も、複数の層に対して高い重ね合わせ精度を確保するこ
とができる電子線露光方法を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem, and even in the case of overlay exposure using an electron beam on a layer exposed by a plurality of steppers, a high overlay is applied to a plurality of layers. It is an object of the present invention to provide an electron beam exposure method that can ensure alignment accuracy.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本願第1発明に係る電子
露光方法は、少なくとも2以上の層に対して複数の光露
光装置で露光し、更に電子線露光する半導体装置の電子
線露光方法において、前記複数の光露光装置のディスト
ーションを予め測定しておきこの複数のディストーシ
ョンのデータから電子線露光パターンの補正データを
々求めこれらの補正データから、複数の光露光パター
ンと電子線露光パターンとの位置合わせの最終補正デー
タを求め、前記複数の光露光装置による露光処理を受け
複数の層に対して、前記最終補正データに基づいて電
子線による重ね合わせ露光を行うことを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an electronic exposure method, wherein at least two or more layers are exposed to a plurality of light exposures.
Exposed with light device, further in the electron beam exposure method of a semiconductor device for electron beam exposure, the plurality of previously measured distortion of the optical exposure apparatus, the plurality of Disutoshi
Husband the correction data of the electron beam exposure pattern from tio down of data
From these correction data, multiple light exposure patterns
Final correction data for the alignment of the electron beam
A plurality of layers that have been subjected to exposure processing by the plurality of light exposure devices are subjected to overlay exposure using an electron beam based on the final correction data.

【0014】本発明においては、前記補正データは、
記各ディストーションデータについて、前記電子線露光
パターンを光露光パターンに重ね合わせるときの許容値
が小さい方向のディストーションの成分を抽出して求
め、前記最終補正データは、前記各ディストーションデ
ータ毎に抽出されたディストーション成分を加算平均
しくは加重平均するか、又は前記各ディストーションデ
ータ毎に抽出されたディストーション成分に対し、加算
平均及び加重平均を組み合わせた処理をすることにより
求めることができる。
In the present invention, the correction data, before
The electron beam exposure was performed for each distortion data.
Allowable value when superimposing the pattern on the light exposure pattern
Is extracted by extracting the components of the distortion in the direction
Therefore, the final correction data is
Averaging young distortion component extracted for each over data
Properly is a weighted average, or the respective distortion de
By performing processing that combines the addition average and the weighted average on the distortion component extracted for each data
You can ask .

【0015】また、本発明においては、前記最終補正
ータ、電子線露光パターンの位置情報に重畳された
のとすることができる。
[0015] In the present invention, the final correction de
Over data it can also <br/> was superposed on the position information of the electron beam exposure light pattern.

【0016】本願第2発明に係る電子露光方法は、少な
くとも2以上の層を有する半導体装置の電子線露光方法
において、予め複数の光露光装置のディストーションを
測定し、前記ディストーションの測定データを前記層
のうち、前記光露光装置による露光処理を受けた層に対
して、前記測定データを加算する方向に分割し、許容値
の小さい方向成分を抽出し、電子線露光を行う前記露光
処理を受けている層に対する前記方向の重ね合わせ許容
値を算出し、前記許容値の加算平均処理を行うことを特
徴とする。
In an electron exposure method according to a second aspect of the present invention, in the electron beam exposure method for a semiconductor device having at least two or more layers, the distortion of a plurality of light exposure apparatuses is measured in advance, and each measurement data of the distortion is converted into the data. Of the layers, the layer subjected to the exposure processing by the light exposure apparatus is divided in a direction in which the measurement data is added, a directional component having a smaller allowable value is extracted, and the layer is subjected to the exposure processing of performing electron beam exposure. The present invention is characterized in that a permissible superimposition value in the direction with respect to the layer being calculated is calculated, and an averaging process of the permissible value is performed.

【0017】本願第3発明に係る電子露光方法は、少な
くとも2以上の層を有する半導体装置の電子線露光方法
において、予め複数の光露光装置のディストーションを
測定し、前記ディストーションの測定データを前記層
のうち、前記光露光装置による露光処理を受けた層に対
して、前記測定データを加重する方向に分割し、許容値
の小さい方向成分を抽出し、電子線露光を行う前記露光
処理を受けている層に対する前記方向の重ね合わせ許容
値を算出し、前記許容値の加重平均処理を行うことを特
徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the electron beam exposure method for a semiconductor device having at least two or more layers, the distortion of a plurality of light exposure apparatuses is measured in advance, and each of the measured data of the distortion is obtained. Of the layers, the layer subjected to the exposure processing by the light exposure apparatus is divided in a direction in which the measurement data is weighted, a direction component having a smaller allowable value is extracted, and the layer is subjected to the exposure processing of performing electron beam exposure. The present invention is characterized in that a superimposition allowable value in the direction with respect to the layer being calculated is calculated, and a weighted average process of the allowable value is performed.

【0018】本発明においては、前記方向は、第1方向
と、第1方向に対して直交する第2方向であることが好
ましく、更に好ましくは前記方向は、第1方向と、第1
方向に対して直交する第2方向とからなる座標軸を任意
の角度に回転させた方向である。
In the present invention, the direction is preferably a first direction and a second direction orthogonal to the first direction. More preferably, the directions are the first direction and the first direction.
This is a direction obtained by rotating a coordinate axis composed of a second direction orthogonal to the direction at an arbitrary angle.

【0019】本発明においては、複数のステッパにより
露光処理された層に対する電子線による重ね合わせ露光
の場合であっても、複数の層に対して高い重ね合わせ精
度を確保することができる。
In the present invention, high overlay accuracy can be ensured for a plurality of layers even in the case of overlay exposure using an electron beam on a layer exposed by a plurality of steppers.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
添付の図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明
の実施例に係る電子線露光方法のフローチャートであ
る。図2は、本発明の実施例により露光されたデバイス
を示す模式図である。図3(a)は、ステッパAのレン
ズディストーションを示す図であり、(b)は、抽出さ
れたデータを示すベクトル図である。図4(a)は、ス
テッパBのレンズディストーションを示す図であり、
(b)は、抽出されたデータを示すベクトル図である。
図5は、本実施例の補正データを示すベクトル図であ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
This will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a flowchart of an electron beam exposure method according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a device exposed according to an embodiment of the present invention. FIG. 3A is a diagram illustrating the lens distortion of the stepper A, and FIG. 3B is a vector diagram illustrating the extracted data. 4 (a) is a diagram showing a lens distortion of the stepper B,
(B) is a vector diagram showing the extracted data.
FIG. 5 is a vector diagram showing the correction data of the present embodiment.

【0021】図2に示すDRAM1において、本実施例
に係る電子線露光方法によりステッパAにより第1レイ
ヤであるゲート層2が露光され、ステッパBにより第2
レイヤであるビット線3が露光されている。そして、ゲ
ート層2及びビット線3が露光された下地レイヤに対
し、電子線露光にて容量コンタクト層4を重ね合わせて
いる。
In the DRAM 1 shown in FIG. 2, the gate layer 2 as the first layer is exposed by the stepper A by the electron beam exposure method according to the present embodiment, and the second layer is exposed by the stepper B.
The bit line 3 as a layer is exposed. Then, the capacitor contact layer 4 is overlaid by electron beam exposure on the underlying layer on which the gate layer 2 and the bit line 3 have been exposed.

【0022】本実施例における電子線露光方法について
説明する。まず、下地レイヤを露光するステッパA及び
ステッパBのレンズディストーションを予め測定する。
測定したレンズディストーションデータを電子線露光装
置の記憶装置に記憶させる。夫々のレンズディストーシ
ョンデータは、図3(a)に示すようにステッパAは、
理想格子5に対して糸巻状に像が結像されるピンクッシ
ョンタイプのディストーション6を持ち、ステッパB
は、図4(a)に示すように理想格子5に対して樽状に
像が結像されるバレルタイプのディストーション7を持
つ。また、理想格子5の横軸を第1方向Xとし、縦軸を
第2方向Yとする。
The electron beam exposure method in this embodiment will be described. First, the lens distortion of the steppers A and B for exposing the underlayer is measured in advance.
The measured lens distortion data is stored in a storage device of the electron beam exposure apparatus. As shown in FIG. 3A, each lens distortion data is
A stepper B having a pincushion-type distortion 6 in which an image is formed in a pincushion shape with respect to the ideal lattice 5;
Has a barrel-type distortion 7 in which an image is formed in a barrel shape on the ideal grating 5 as shown in FIG. The horizontal axis of the ideal lattice 5 is defined as the first direction X, and the vertical axis is defined as the second direction Y.

【0023】次に、電子線によって露光される容量コン
タクト層4が、第1方向X及び第1方向に直角な第2方
向Yの夫々の方向において、ゲート層2及びビット線3
のどちらの層に対して許容値が小さいかを判別する。
Next, the capacitive contact layer 4 exposed by the electron beam is formed by the gate layer 2 and the bit line 3 in the first direction X and the second direction Y perpendicular to the first direction.
It is determined which of the layers has a smaller allowable value.

【0024】電子線によって露光される容量コンタクト
層4は、第1方向Xにはゲート層2に対する重ね合わせ
許容値が小さく、第2方向Yにはビット線層3に対する
重ね合わせ許容値が小さい。
The capacitance contact layer 4 exposed by the electron beam has a small allowable value for the gate layer 2 in the first direction X and a small allowable value for the bit line layer 3 in the second direction Y.

【0025】次に、図3(b)に示すようにステッパA
のディストーションデータより重ね合わせ許容値が小さ
い、第1方向X成分を抽出する。同様に、図4(b)に
示すようにステッパBのディストーションデータより重
ね合わせ許容値(マージン)が小さい第2方向Y成分を
抽出する。その後、抽出した夫々のディストーションデ
ータを処理して最終的な補正データ8を得る。本実施例
においては、図5に示すように抽出した夫々のディスト
ーションデータのベクトル和をとり、補正に用いるディ
ストーションデータとする。このディストーションデー
タの位置情報を電子線露光を行なうパターンの夫々対応
した位置情報に重畳させて最終的な補正データ8を得
る。
Next, as shown in FIG.
The X component in the first direction, which has a smaller overlay tolerance than the distortion data of the first direction, is extracted. Similarly, as shown in FIG. 4B, a second direction Y component having a smaller overlay allowable value (margin) is extracted from the distortion data of the stepper B. Then, the extracted respectively the distortion data processing to a obtain the final correction data 8. In the present embodiment, as shown in FIG. 5, a vector sum of each of the extracted distortion data is taken as distortion data used for correction. The final correction data 8 is obtained by superimposing the position information of the distortion data on the position information corresponding to each of the patterns to be subjected to the electron beam exposure.

【0026】最終的な補正データ8を用いて電子線露光
を下地レイヤに行う。その結果、第1方向Xに対しては
重ね合わせ許容値の小さいゲート層2に対して最適な補
正を、第2方向Yに対してはビット線層3に対して最適
な補正を行うことができ、ゲート層2及びビット線層3
に対して精度の高い重ね合わせを行うことができる。
Electron beam exposure is performed on the underlying layer using the final correction data 8. As a result, in the first direction X, optimal correction is performed on the gate layer 2 having a small overlay tolerance, and in the second direction Y, optimal correction is performed on the bit line layer 3. The gate layer 2 and the bit line layer 3
Can be performed with high accuracy.

【0027】本実施例のように、複数のディストーショ
ンデータを加算平均して、ディストーションの最終的な
補正データ8を求めること可能である。
As in the present embodiment, it is possible to obtain the final correction data 8 of the distortion by averaging a plurality of distortion data.

【0028】本実施例においては、ディストーションデ
ータを第1方向X及び第2方向Yに分割したが、特に限
定されるものではなく、任意の座標軸に分割することが
できる。例えば、極座標及び斜交座標に分割することが
できる。
In this embodiment, the distortion data is divided in the first direction X and the second direction Y, but is not particularly limited, and can be divided into arbitrary coordinate axes. For example, it can be divided into polar coordinates and oblique coordinates.

【0029】また、本実施例においては、2台のステッ
パの例を用いて説明したが、特にこれに限定されるもの
ではなく、3台以上のステッパを用いて、夫々のディス
トーションデータ測定し、その測定結果より補正デー
タを抽出しベクトル和を求めてもよい。求めたベクトル
和を最終的な補正データとして用いて電子線露光をする
ことができる。
In this embodiment, the description has been made using the example of two steppers. However, the present invention is not limited to this, and three or more steppers are used to measure the respective distortion data. Alternatively, correction data may be extracted from the measurement result to obtain a vector sum. Electron beam exposure can be performed using the obtained vector sum as final correction data.

【0030】本発明に係る他の実施例について、添付し
た図面を参照して説明する。なお、図1乃至図5に示す
実施例と同一構成物には、同一符号を付してその詳細な
説明は省略する。図6は、本発明の他の実施例に係る電
子線露光方法で露光されたデバイスの模式図である。図
7は、本発明の他の実施例におけるディストーション補
正データを示す図である。
Another embodiment according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The same components as those in the embodiment shown in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. FIG. 6 is a schematic view of a device exposed by an electron beam exposure method according to another embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram showing distortion correction data according to another embodiment of the present invention.

【0031】本実施例は、図1乃至図5に示す実施例と
比較して、図6に示すように、ステッパAで露光された
ゲート層2とステッパBで露光されたフィールド層9と
に対して、電子線露光にてビットコンタクト10を露光
することが異なる。それ以外は、ステッパA及びステッ
パBのレンズディストーションデータも含め、図1乃至
図5に示す実施例と同一である。
In this embodiment, as shown in FIG. 6, the gate layer 2 exposed by the stepper A and the field layer 9 exposed by the stepper B are different from the embodiment shown in FIGS. On the other hand, the exposure of the bit contact 10 by electron beam exposure is different . Otherwise, including lens distortion data of the stepper A and stepper B, to FIG. 1
It is an example and the same shown in FIG.

【0032】本実施例において、ビットコンタクト10
の重ね合わせ許容値は、ゲート層2及びフィールド層9
に対して第1方向Xに小さい。本実施例の場合には、ビ
ットコンタクト10のゲート層2に対する重ね合わせ許
容値を40nm、フィールド層9に対する重ね合わせ許
容値を60nmとする。
In this embodiment, the bit contact 10
Of the gate layer 2 and the field layer 9
Is smaller in the first direction X. In the case of the present embodiment, the allowable overlapping value of the bit contact 10 for the gate layer 2 is 40 nm, and the allowable overlapping value of the bit layer 10 for the field layer 9 is 60 nm.

【0033】ステッパAとステッパBに対するディスト
ーション補正を行う場合には、ステッパAのディストー
ションデータとステッパBのディストーションデータに
任意定数をかけてベクトル和を求め補正に用いるディス
トーションデータとする。かける任意定数は重ね合わせ
許容値の小さいステッパAは大きな値、許容値の大きい
ステッパBは小さな値とする。図7に示すようにステッ
パAに0.6、ステッパBに0.4をかけてベクトル和
を求め、ディストーションデータとする。このディスト
ーションデータの位置情報を電子線露光を行なうパター
ンの夫々対応した位置情報に重畳させて最終的な補正デ
ータ8を求める。
When performing the distortion correction on the steppers A and B, the distortion data of the stepper A and the distortion data of the stepper B are multiplied by an arbitrary constant to obtain a vector sum to obtain distortion data used for correction. An arbitrary constant to be multiplied is set to a large value for the stepper A having a small overlay tolerance and a small value for the stepper B having a large overlay value. As shown in FIG. 7, a vector sum is obtained by multiplying stepper A by 0.6 and stepper B by 0.4 to obtain distortion data. The position information of the distortion data is superimposed on the position information corresponding to each of the patterns to be subjected to the electron beam exposure to obtain final correction data 8.

【0034】本実施例のように、複数のディストーショ
ンデータを加重平均して、ディストーションの補正デー
タ11を求めることも可能である。
As in the present embodiment, it is also possible to calculate the distortion correction data 11 by weighted averaging of a plurality of distortion data.

【0035】本実施例においては、補正データ11を複
数のディストーションデータを加重平均して求めている
が、これに特に限定されるものではなく、第1方向Xに
はステッパAのディストーションデータのみを用い、第
2方向Yには、ステッパA及びステッパBとの加重平均
をとるなど、さまざまな形の処理が可能である。
In this embodiment, the correction data 11 is obtained by weighted averaging of a plurality of distortion data. However, the present invention is not limited to this. Only the distortion data of the stepper A in the first direction X is obtained. In the second direction Y, various types of processing can be performed, such as taking a weighted average of the steppers A and B.

【0036】上述のいずれの実施例においても、最終的
な補正データを求める場合に、加算平均処理及び加重平
均処理を単独で用いて処理しているが、これに特に限定
されるものではなく、加算平均処理及び加重平均処理を
組み合わせて、最終的な補正データを求めることもでき
る。
[0036] In any of the above embodiments, the case of obtaining the final correction data, although handles with averaging processing and weighted averaging processing alone, but the invention is not limited thereto The final correction data can be obtained by combining the averaging process and the weighted averaging process.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ス
テッパ毎にディストーションを測定して処理することに
より、複数のステッパによって露光された層に対する電
子線による重ね合わせ露光の場合であっても、複数の層
に対して高い重ね合わせ精度を確保することができる。
As described above in detail, according to the present invention, the distortion is measured and processed for each stepper, so that the layer exposed by the plurality of steppers is superposed by the electron beam. However, high overlay accuracy can be ensured for a plurality of layers.

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

【図1】本発明の実施例に係る電子線露光方法のフロー
チャートを示す図である。
FIG. 1 is a view showing a flowchart of an electron beam exposure method according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例に係る電子線露光方法により露
光されたデバイスを示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic view showing a device exposed by an electron beam exposure method according to an embodiment of the present invention.

【図3】(a)は、ステッパAのレンズディストーショ
ンを示す図であり、(b)は、抽出されたデータを示す
ベクトル図である。
3A is a diagram illustrating a lens distortion of a stepper A, and FIG. 3B is a vector diagram illustrating extracted data.

【図4】(a)は、ステッパBのレンズディストーショ
ンを示す図であり、(b)は、抽出されたデータを示す
ベクトル図である。
4A is a diagram illustrating a lens distortion of a stepper B, and FIG. 4B is a vector diagram illustrating extracted data.

【図5】本実施例の補正データを示すベクトル図であ
る。
FIG. 5 is a vector diagram showing correction data of the present embodiment.

【図6】本発明の他の実施例に係る電子線露光方法で露
光されるデバイスの模式図である。
FIG. 6 is a schematic view of a device exposed by an electron beam exposure method according to another embodiment of the present invention.

【図7】本発明の他の実施例におけるディストーション
の補正データを示すベクトル図である。
FIG. 7 is a vector diagram showing distortion correction data according to another embodiment of the present invention.

【図8】従来の電子線露光方法のフローチャートを示す
図である。
FIG. 8 is a view showing a flowchart of a conventional electron beam exposure method.

【図9】(a)は、レンズディストーションの測定方法
を示す模式図であり、(b)は、位置測定マークが適当
なピッチで配置されたパターンを示す模式図である。
FIG. 9A is a schematic diagram illustrating a method for measuring lens distortion, and FIG. 9B is a schematic diagram illustrating a pattern in which position measurement marks are arranged at an appropriate pitch.

【図10】レンズの理想格子からの位置ずれ量を示す図
である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a positional shift amount of a lens from an ideal grating.

【図11】1次成分を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a primary component.

【図12】ディストーションによる位置ずれデータを示
す図である。
FIG. 12 is a diagram showing displacement data due to distortion.

【図13】電子線露光装置の模式図である。FIG. 13 is a schematic view of an electron beam exposure apparatus.

【図14】容量コンタクトのビット線に対する重ね合わ
せ不良を示すベクトル図である。
FIG. 14 is a vector diagram showing overlay failure of a capacitor contact with a bit line.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1;DRAM 2;ゲート層 3;ビット線 4;容量コンタクト 5;理想格子 6、7;ディストーション 8、11;最終的な補正データ 9;フィールド 10;ビットコンタクト 100;半導体ウエハ 101;パターン 102;位置測定マーク 103;理想格子 104;位置ずれ量 105;1次成分 106;位置ずれデータ 107;電子露光装置 108;第1記憶装置 109;第2記憶装置 111;位置決め偏向器 112;電子銃 X;第1方向 Y;第2方向 W;ステッパの転写最大幅 1; DRAM 2; Gate layer 3; Bit line 4; Capacitance contact 5; Ideal lattice 6, 7; Distortion 8, 11; Final correction data 9; Field 10; Bit contact 100; Semiconductor wafer 101; Pattern 102; Measurement mark 103; ideal grating 104; displacement amount 105; primary component 106; displacement data 107; electronic exposure device 108; first storage device 109; second storage device 111; positioning deflector 112; One direction Y; Second direction W; Maximum transfer width of stepper

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03F 7/20 H01L 21/027 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G03F 7/20 H01L 21/027

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 少なくとも2以上の層に対して複数の光
露光装置で露光し、更に電子線露光する半導体装置の電
子線露光方法において、前記複数の 光露光装置のディストーションを予め測定し
ておきこの複数のディストーションのデータから電子
線露光パターンの補正データを夫々求めこれらの補正
データから、複数の光露光パターンと電子線露光パター
ンとの位置合わせの最終補正データを求め、前記複数の
光露光装置による露光処理を受けた複数の層に対して、
前記最終補正データに基づいて電子線による重ね合わせ
露光を行うことを特徴とする電子線露光方法。
1. A method according to claim 1, wherein at least two layers have a plurality of light beams.
Exposure is performed by an exposure apparatus, and further in an electron beam exposure method of a semiconductor device that performs electron beam exposure, the distortion of the plurality of light exposure apparatuses is measured in advance.
Beforehand , from the data of this multiple distortion
Husband the correction data of the line exposure pattern 's request, these correction
From data, multiple light exposure patterns and electron beam exposure patterns
The final correction data of alignment with the pattern is obtained, and for the plurality of layers that have been subjected to the exposure processing by the plurality of light exposure devices,
An electron beam exposure method, comprising performing overlay exposure using an electron beam based on the final correction data.
【請求項2】 前記補正データは、前記各ディストーシ
ョンデータについて、前記電子線露光パターンを光露光
パターンに重ね合わせるときの許容値が小さい方向のデ
ィストーションの成分を抽出して求め、前記最終補正デ
ータは、前記各ディストーションデータ毎に抽出された
ディストーション成分を加算平均することにより求める
ことを特徴とする請求項1に記載の電子線露光方法。
2. The method according to claim 1, wherein the correction data includes the respective distortions.
Exposure data for the electron beam exposure pattern
The data in the direction in which the tolerance when overlapping the pattern
Extraction of the components of the distortion
Data was extracted for each of the distortion data.
The electron beam exposure method according to claim 1, wherein the distortion component is obtained by averaging the distortion components .
【請求項3】 前記補正データは、前記各ディストーシ
ョンデータについて、前記電子線露光パターンを光露光
パターンに重ね合わせるときの許容値が小さい方向のデ
ィストーションの成分を抽出して求め、前記最終補正デ
ータは、前記各ディストーションデータ毎に抽出された
ディストーション成分を加重平均することにより求める
ことを特徴とする請求項1に記載の電子線露光方法。
3. The correction data according to claim 1, wherein
Exposure data for the electron beam exposure pattern
The data in the direction in which the tolerance when overlapping the pattern
Extraction of the components of the distortion
Data was extracted for each of the distortion data.
The electron beam exposure method according to claim 1, wherein the distortion component is obtained by weighted averaging.
【請求項4】 前記補正データは、前記各ディストーシ
ョンデータについて、前記電子線露光パターンを光露光
パターンに重ね合わせるときの許容値が小さい方向のデ
ィストーションの成分を抽出して求め、前記最終補正デ
ータは、前記各ディストーションデータ毎に抽出された
ディストーション成分に対し、加算平均及び加重平均を
組み合わせた処理をすることにより求めることを特徴と
する請求項1に記載の電子線露光方法。
4. The correction data according to claim 1, wherein each of the distortions is
Exposure data for the electron beam exposure pattern
The data in the direction in which the tolerance when overlapping the pattern
Extraction of the components of the distortion
Data was extracted for each of the distortion data.
2. The electron beam exposure method according to claim 1, wherein the distortion component is obtained by performing a process in which an addition average and a weighted average are combined.
【請求項5】 前記最終補正データ、電子線露光パ
ーンの位置情報に重畳されたものであることを特徴とす
る請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電子線露光方
法。
Wherein said final correction data is any one of claims 1 to 4, characterized in that superimposed on the position information of the electron beam exposure light path data <br/> over emissions 3. The electron beam exposure method according to item 1.
【請求項6】 少なくとも2以上の層を有する半導体装
置の電子線露光方法において、 予め複数の光露光装置のディストーションを測定し、前
記ディストーションの測定データを前記層のうち、前
記光露光装置による露光処理を受けた層に対して、前記
測定データを加算する方向に分割し、許容値の小さい方
向成分を抽出し、電子線露光を行う前記露光処理を受け
ている層に対する前記方向の重ね合わせ許容値を算出
し、前記許容値の加算平均処理を行うことを特徴とする
電子線露光方法。
6. An electron beam exposure method for a semiconductor device having at least two or more layers, wherein a distortion of a plurality of light exposure devices is measured in advance, and each of the measured data of the distortion is measured by the light exposure device among the layers. For the layer that has been subjected to the exposure processing, the measurement data is divided in the direction in which the measurement data is added, a direction component having a smaller allowable value is extracted, and the electron beam exposure is performed. An electron beam exposure method, comprising calculating an allowable value and performing an averaging process of the allowable value.
【請求項7】 少なくとも2以上の層を有する半導体装
置の電子線露光方法において、 予め複数の光露光装置のディストーションを測定し、前
記ディストーションの測定データを前記層のうち、前
記光露光装置による露光処理を受けた層に対して、前記
測定データを加重する方向に分割し、許容値の小さい方
向成分を抽出し、電子線露光を行う前記露光処理を受け
ている層に対する前記方向の重ね合わせ許容値を算出
し、前記許容値の加重平均処理を行うことを特徴とする
電子線露光方法。
7. An electron beam exposure method for a semiconductor device having at least two or more layers, wherein a distortion of a plurality of light exposure devices is measured in advance, and each measurement data of the distortion is measured by the light exposure device among the layers. For the layer that has undergone the exposure processing, the measurement data is divided in a direction in which the measurement data is weighted, a direction component having a small allowable value is extracted, and the direction is superimposed on the layer that has undergone the exposure processing, which performs electron beam exposure An electron beam exposure method, comprising calculating an allowable value and performing a weighted average processing of the allowable value.
【請求項8】 前記方向は、第1方向と、第1方向に対
して直交する第2方向であることを特徴とする請求項6
又は7に記載の電子線露光方法。
8. The apparatus according to claim 6, wherein the direction is a first direction and a second direction orthogonal to the first direction.
Or the electron beam exposure method according to 7.
【請求項9】 前記方向は、第1方向と、第1方向に対
して直交する第2方向とからなる座標軸を任意の角度に
回転させた方向であることを特徴とする請求項6又は7
に記載の電子線露光方法。
9. The apparatus according to claim 6, wherein the direction is a direction obtained by rotating a coordinate axis including a first direction and a second direction orthogonal to the first direction by an arbitrary angle.
3. The electron beam exposure method according to item 1.
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