JP3297265B2 - 電子ビーム描画装置の合わせずれ評価方法 - Google Patents

電子ビーム描画装置の合わせずれ評価方法

Info

Publication number
JP3297265B2
JP3297265B2 JP23411995A JP23411995A JP3297265B2 JP 3297265 B2 JP3297265 B2 JP 3297265B2 JP 23411995 A JP23411995 A JP 23411995A JP 23411995 A JP23411995 A JP 23411995A JP 3297265 B2 JP3297265 B2 JP 3297265B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
misalignment
pattern
electron beam
alignment mark
alignment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP23411995A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0982603A (ja
Inventor
杉 哲 郎 中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP23411995A priority Critical patent/JP3297265B2/ja
Publication of JPH0982603A publication Critical patent/JPH0982603A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3297265B2 publication Critical patent/JP3297265B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子ビーム描画装置
の合わせずれ評価方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に電子ビーム描画装置を用いた、下
地パターンとの合わせ描画は、試料上に形成された位置
合わせマークの位置を、電子ビームを走査することによ
って検出し、この位置情報に基づいて所望のパターンを
描画することによって行っている。
【0003】この合わせ描画においては、下地パターン
と描画パターンの合わせずれ(位置ずれ)の測定が重要
となる。従来、この合わせずれを求める場合は、下地に
位置合わせマークを形成する際に、別に合わせずれ測定
用のパターンを同時に形成しておき、合わせ描画を行っ
た後に、合わせずれ測定用パターンと描画パターンの位
置を測定し、両者の位置ずれを測定することによって行
っていた。
【0004】例えば、図10(a)に示すように試料6
0上に被加工膜62を形成した後、レジスト(図示せ
ず)を塗布する、そして描画装置を用いて下地パター
ン、位置合わせマーク、および合わせずれ測定用パター
ンを描画(第1の描画)し、現像することによってレジ
ストパターンを形成し、このレジストパターンをマスク
にして被加工膜(下地)62をパターニングすることに
よって下地パターン62a、位置合わせマーク62b、
および合わせずれ測定用パターン62cを形成する(図
10(a)参照)。
【0005】続いて、層間絶縁膜65等を全面に成膜し
た後、被加工膜66を形成し、この後、再度レジスト6
8を塗布し、位置合わせマーク62bの検出を行う。そ
の後レジスト68に描画パターンを描画(第2の描画)
し、現像することによって描画パターン68aを形成す
る(図10(b)参照)。そして合わせずれ測定用パタ
ーン62cと描画パターン68aの位置ずれを測定する
ことによって合わせずれを求める。このとき、第1の描
画と第2の描画を同一の露光装置(描画装置)を用いて
行えば、描画装置単体の固有の位置合わせ精度を測定す
ることができる。
【0006】半導体装置の製造工程では、描画後のウェ
ハの合わせずれを測定し、この合わせずれデータを描画
装置にフィードバックして、後に続くウェハの合わせ描
画を行う。このときのフィードバックすべきパラメータ
としては、描画パターンの伸縮、回転、シフト量などが
ある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】一般に電子ビーム描画
は描画スループットが遅いために、光露光装置と混用さ
れる場合がある。上述の合わせずれを求める場合におい
て、第1の描画に光露光装置を用いた場合には、合わせ
ずれ測定用パターンを含むパターンは、レンズ投影歪み
の影響を受ける。この場合、光露光で形成された合わせ
ずれ測定用パターンの位置も歪んでしまうため、測定さ
れる合わせずれデータにはレンズ投影歪みによるずれが
含まれてしまう。
【0008】このため、合わせずれデータから、伸縮、
回転、シフト量などを電子ビーム描画装置にフィードバ
ックして、後のウェハ描画に役立てるには、測定された
合わせずれデータからレンズ投影歪みの影響を分離する
必要がある。
【0009】しかしながら、従来の合わせずれ評価方法
においては、測定された合わせずれデータからレンズ投
影歪みの影響を分離することは試みられていなかった。
【0010】また、光露光に用いるフォトマスクの描画
には、一般的に電子ビーム露光が用いられている。近
年、光露光においては、解像力を増すために位相シフト
マスクが求められている。この位相シフトマスクの作成
においては、電子ビーム描画装置で合わせ描画が必要に
なる。この場合、電子ビームを用いた第1の描画で位置
合わせマークを形成しておき、電子ビームを用いた第2
の描画で、第1の描画時に作成した位置合わせマークを
検出して、合わせ描画を行う。上述の合わせずれを求め
る場合において、第1の描画および第2の描画ともに電
子ビーム描画装置を用いた場合でも、合わせずれ測定用
パターンを含むパターンは、マスク自体のたわみの影響
により、描画位置精度が劣化する事がある。即ち、第1
の描画後にフォトマスク基板の加工を行った場合、基板
上の被加工膜の応力変化等によるマスクのたわみが発生
し、第1の描画で形成された合わせずれ測定用パターン
はマスクのたわみによるずれが含まれてしまう。
【0011】このため、測定された合わせずれデータか
らマスクたわみの影響を分離する必要があるが、従来の
合わせずれ評価方法においては、測定された合わせずれ
データからマスクのたわみの影響を分離することは試み
られていなかった。
【0012】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であって、電子ビーム描画装置の固有の合わせずれを正
確に評価できる評価方法を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明による電子ビーム
描画装置に合わせずれ評価方法は、位置合わせマークが
形成された被処理基板にレジスト膜を塗布するステップ
と、前記レジスト膜上に電子ビームを走査することによ
って前記位置合わせマークの位置を検出し、この検出し
た位置情報に基づいて合わせ描画を行うステップと、前
記レジスト膜を現像することによってレジストパターン
を形成するステップと、前記位置合わせマークおよび前
記レジストパターンに基づいて合わせずれを測定するス
テップと、を備え、前記合わせ描画を行うステップは、
パターン描画時に前記位置合わせマークを囲むマーク領
域を描画するステップを有し、前記合わせずれを測定す
るステップは、前記位置合わせマークと前記マーク領域
の描画パターンとに基づいて合わせずれを測定すること
を特徴とする。
【0014】
【作用】上述のように構成された本発明による電子ビー
ム描画装置の合わせずれ評価方法によれば、合わせ描画
は位置合わせマークの位置に基づいて行われることによ
り、従来必要であったバーニヤや合わせずれ測定マーク
が不要となる。これにより光投影歪みやマスクたわみ等
の影響を除去することが可能となり、電子ビーム描画装
置の固有の合わせずれを正確に評価することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明による電子ビーム描画装置
の合わせずれ評価方法の第1の実施の形態を図1乃至図
6を参照して説明する。この第1の実施の形態の合わせ
ずれ評価方法においては、加速電圧50kV、ベクタス
キャン方式、ステージ連続移動型の可変成形電子ビーム
描画装置を使用した。
【0016】第1の実施の形態の合わせずれ評価方法の
処理手順を図1に示す。まず図1のステップF2に示す
ように、被処理基板(例えばシリコン基板)上に位置合
わせマークを形成する。このとき従来の場合と異なり、
他に合わせずれ測定用パターンは形成しない。この位置
合わせマーク4は図2に示すように電子ビーム描画パタ
ーン形成予定領域2の四隅に形成される。そしてこの位
置合わせマーク4は十字型であって、図3に示すように
その大きさは20μmでマーク溝幅は5μmであり、マ
ーク溝の深さは0.5μmである。
【0017】次に被処理基板にネガ型のレジストを塗布
する(図1のステップF4参照)。続いて上記処理基板
を電子ビーム描画装置にセットし、合わせ描画を行う。
この合わせ描画はまず電子ビームを走査することによ
り、すべての電子ビーム描画パターン形成予定領域2に
ついての位置合わせマーク4を検出するものである(ス
テップF6参照)。このとき、各描画パターン形成予定
領域2の基板上での位置、大きさ、回転量等の情報が得
られる。そしてこれらの情報に基づいて電子ビームの描
画装置の偏向パラメータを修正し、各描画パターン形成
予定領域2に対して所望のパターンを描画する。
【0018】なお、位置合わせマーク4を検出する際に
は、例えば図4の矢印12に示す方向に電子ビームを走
査するため、位置合わせマーク4の周辺のレジスト14
が露光される。このため、位置合わせマーク4の検出後
に行われるパターン描画の際には、位置合わせマーク4
を囲むように30μmの範囲10を描画する(図3、図
4参照)。
【0019】パターン描画を行った後に、基板を電子ビ
ーム描画装置から取り出し、現像を行う(図1のステッ
プF8参照)。このとき、レジストはネガ型であるため
位置合わせマーク4を囲む30μmの範囲(マーク領
域)10は残留することになる。
【0020】続いて合わせずれ測定を行う(図1のステ
ップF10参照)。この合わせずれ測定は、まず図5
(a)に示すように、光学顕微鏡で捕えたマーク画像の
A−A′線21、B−B′線22の位置における光の強
度を光センサで取り込み、位置合わせマーク4およびマ
ーク領域10のエッジ位置を、図5(b)に示す、光セ
ンサの検出出力25から求める。そして、これらのエッ
ジ位置から、位置合わせマーク4の中心位置26および
マーク領域10の中心位置27を求め、これらの中心位
置から合わせずれ28をX方向(A−A′線に沿った方
向)およびY方向(B−B′線に沿った方向)について
測定する。
【0021】次に測定された合わせずれデータに基づい
て電子ビーム描画パターンのシフト量、回転量および伸
縮量を算出する(図1のステップF12参照)。そして
この算出されたシフト量、回転量および伸縮量に基づい
て電子ビーム描画装置を調整し、合わせ描画の精度を向
上させる。本実施の形態の合わせずれ評価方法によって
算出された合わせずれデータの一例(X方向の合わせず
れデータ)を図6(a)に示す。図6(a)における符
号4a,4b,4c,4dは図6(c)に示す描画パタ
ーン領域2の四隅に形成された位置合わせマークを示し
ている。
【0022】この図6(a)に示す結果からX方向に−
0.02μmずらして描画すると、平均的な合わせずれ
が小さくなることが分かる。この結果を電子ビーム描画
装置にフィードバックして、位置合わせマークの検出で
得られた描画パターン領域2の位置からX方向に−0.
02μmずらして描画を行うように調整した場合の合わ
せずれ量の測定結果を図6(b)に示す。この図6
(b)から分かるように平均的な合わせずれ量は小さく
なっており、合わせ描画精度は向上していることが分か
る。
【0023】以上説明したように本実施の形態の合わせ
ずれ評価方法によれば、位置合わせマーク自体を合わせ
ずれ測定用パターンとして用いているため、光投影露光
による合わせずれ成分を除去した電子ビーム描画装置の
固有の合わせずれを測定することができる。また、合わ
せずれ測定用パターンが不要となるので半導体チップ面
積を有効に活用することができる。
【0024】次に本発明による電子ビーム描画装置の合
わせずれ評価方法の第2の実施の形態を図7および図8
を参照して説明する。この第2の実施の形態の合わせず
れ評価方法は、第1の実施の形態の合わせずれ評価方法
において、ネガ型レジストの代わりにポジ型レジストを
用いたものである。ポジ型レジストが用いられているこ
とにより、位置合わせマーク4の検出で電子ビームが走
査された領域30のレジストは図7に示すようにネガ化
するが、この領域30の外側の領域31は現像液に溶け
る性質を有している。したがってこの第2の実施の形態
においては、パターン描画の際に、位置合わせマーク4
を囲む30μmの範囲35(図8参照)を描画してネガ
化させ、更にその外側の領域38を領域35よりも低い
照射量で描画する。このように描画することにより、パ
ターンを現像した際に、ネガ化した領域35の外側にレ
ジスト溝38が形成される。
【0025】合わせずれ測定は、第1の実施の形態の場
合と同様にして行うが、このときレジスト溝38の境界
と、位置合わせマーク4のエッジから各々の図形の中心
位置を求め、合わせずれの測定を行う。
【0026】この第2の実施の形態の合わせずれ評価方
法も第1の実施の形態の合わせずれ評価方法と同様の効
果を奏することは言うまでもない。
【0027】次に本発明による電子ビーム描画装置の合
わせずれ評価方法の第3の実施の形態を図9を参照して
説明する。この第3の実施の形態の評価方法はクロムマ
スク上での合わせ描画の合わせずれについてのものであ
る。
【0028】まず、クロムマスク40上に形成されたク
ロム層41上にレジスト42を塗布する(図9(a)参
照)。次にレジスト42に位置合わせマーク44および
パターン43を描画し、現像し、レジストパターンを形
成する(図9(b)参照)。このレジストパターンをマ
スクにしてクロム層41をエッチングし、クロム層のパ
ターン45および位置合わせマーク46を形成し、レジ
ストを剥離する(図9(c)参照)。このとき、位置合
わせマーク46は第1および第2の実施の形態と同様に
十字型の形状を有している。
【0029】次にパターニングされたクロム層上に、露
光の位相をシフト(反転)するシフト材からなるシフト
膜47を形成した後、このシフト膜47上に再度レジス
ト48を塗布する(図9(d)参照)。続いて合わせ描
画を行う。この合わせ描画は、位置合わせマーク46上
のマーク領域49(図9(e)参照)を描画し、現像を
行った後に、第1および第2の実施の形態の場合と同様
に、位置合わせマーク46との合わせずれを測定する。
【0030】この第3の実施の形態の合わせずれ評価方
法においては、マスク40上に合わせずれ測定用のバー
ニヤを設ける必要がなく、チップ面積を有効に活用する
ことができる。また、クロムマスクのたわみによる合わ
せずれ成分を除去することが可能となり、描画装置の合
わせずれ精度を正確に評価することができる。
【0031】なお、上記第1乃至第3の実施の形態の合
わせずれ評価方法においては、合わせずれの測定に光学
顕微鏡を用いたが、電子ビーム描画装置を利用しても良
い。
【0032】なお、上記第1乃至第3の実施の形態にお
いては電子ビーム描画装置に可変成形ビーム方式のもの
を用いたが丸ビーム方式の電子ビーム描画装置を用いて
も良い。
【0033】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、合わ
せずれ測定用パターンを特に設ける必要がないため、光
投影歪やマスクたわみ等による合わせずれ成分を除去す
ることが可能となり、合わせずれを正確に評価すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電子ビーム描画装置の合わせずれ
評価方法の第1の実施の形態の処理手順を示すフローチ
ャート。
【図2】本発明による合わせずれ評価方法に用いられる
位置合わせマークの配置を示す図。
【図3】本発明による合わせずれ評価方法にかかる位置
合わせマークの模式図。
【図4】位置合わせマークの位置を検出する場合の説明
図。
【図5】合わせずれの測定方法を説明する説明図。
【図6】本発明による効果を説明する説明図。
【図7】本発明による合わせずれ評価方法の第2の実施
の形態を説明する説明図。
【図8】本発明による合わせずれ評価方法の第2の実施
の形態によって描画されたマーク領域を示す図。
【図9】本発明による合わせずれ評価方法の第3の実施
の形態の処理手順を示す断面図。
【図10】従来の合わせずれ評価方法を説明する説明
図。
【符号の説明】
2 描画パターン領域 4 位置合わせマーク 10 マーク領域 12 電子ビームの走査方向 14 露光されたレジスト領域 25 エッジ検出信号 26 位置合わせマークエッジ間の中心位置 27 マーク領域の中心位置 28 合わせずれ量
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−47649(JP,A) 特開 平4−111412(JP,A) 特開 平2−87516(JP,A) 特開 昭63−69226(JP,A) 特開 昭60−66428(JP,A) 特開 昭60−76121(JP,A) 特開 平5−315215(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】位置合わせマークが形成された被処理基板
    にレジスト膜を塗布するステップと、 前記レジスト膜上に電子ビームを走査することによって
    前記位置合わせマークの位置を検出し、この検出した位
    置の情報に基づいて合わせ描画を行うステップと、 前記レジスト膜を現像することによってレジストパター
    ンを形成するステップと、 前記位置合わせマークおよび前記レジストパターンに基
    づいて合わせずれを測定するステップと、 を備え、 前記合わせ描画を行うステップは、パターン描画時に前
    記位置合わせマークを囲むマーク領域を描画するステッ
    プを有し、 前記合わせずれを測定するステップは、前記位置合わせ
    マークと前記マーク領域の描画パターンとに基づいて合
    わせずれを測定することを特徴とする電子ビーム描画装
    置の合わせずれ評価方法。
JP23411995A 1995-09-12 1995-09-12 電子ビーム描画装置の合わせずれ評価方法 Expired - Fee Related JP3297265B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23411995A JP3297265B2 (ja) 1995-09-12 1995-09-12 電子ビーム描画装置の合わせずれ評価方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23411995A JP3297265B2 (ja) 1995-09-12 1995-09-12 電子ビーム描画装置の合わせずれ評価方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0982603A JPH0982603A (ja) 1997-03-28
JP3297265B2 true JP3297265B2 (ja) 2002-07-02

Family

ID=16965939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23411995A Expired - Fee Related JP3297265B2 (ja) 1995-09-12 1995-09-12 電子ビーム描画装置の合わせずれ評価方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3297265B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011066236A (ja) * 2009-09-17 2011-03-31 Nuflare Technology Inc 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6066428A (ja) * 1983-09-21 1985-04-16 Fujitsu Ltd 電子ビ−ム露光方法
JPH0644550B2 (ja) * 1983-10-03 1994-06-08 松下電子工業株式会社 半導体装置の製造方法
JPH07120618B2 (ja) * 1986-09-10 1995-12-20 株式会社日立製作所 粒子線描画方法
JPH0287516A (ja) * 1988-09-26 1990-03-28 Toshiba Corp 電子線描画装置の位置制御方法
JPH04111412A (ja) * 1990-08-31 1992-04-13 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
JPH0547649A (ja) * 1991-08-20 1993-02-26 Fujitsu Ltd 荷電粒子線露光によるパターン形成方法および荷電粒子線露光装置
JPH05315215A (ja) * 1992-05-12 1993-11-26 Mitsubishi Electric Corp 半導体製造装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0982603A (ja) 1997-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2988393B2 (ja) 露光方法
KR100255399B1 (ko) 겹침정밀도 측정기의 측정조건의 최적화방법 및 얼라인먼트마크 형상 또는 노광장치에 있어서의 얼라인먼트마크 측정방식의 최적화방법
US6498640B1 (en) Method to measure alignment using latent image grating structures
JP3371852B2 (ja) レチクル
US20040081899A1 (en) Patterning method using a photomask
KR19990083365A (ko) 반도체제조방법및제조장치,및그것에의해제조된반도체디바이스
CN113093475A (zh) 套刻精度检测方法及套刻偏差补偿方法
JP2616676B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP3558511B2 (ja) 重ね合わせ精度測定パターン及び重ね合わせ精度測定方法
JP2914315B2 (ja) 走査型縮小投影露光装置及びディストーション測定方法
JP3454970B2 (ja) マスクパターン補正方法、パターン形成方法及びフォトマスク
US5723238A (en) Inspection of lens error associated with lens heating in a photolithographic system
JP3297265B2 (ja) 電子ビーム描画装置の合わせずれ評価方法
US20040241558A1 (en) Focus detection structure
TW546683B (en) Enhanced overlay measurement marks for overlay alignment and exposure tool condition control
US6326106B1 (en) Overlay measuring pattern, and photomask
CN1833205B (zh) 测量耀斑对线宽的影响
US7186484B2 (en) Method for determining the relative positional accuracy of two structure elements on a wafer
JP2994306B2 (ja) 光リソグラフィおよび電子ビーム・リソグラフィを用いたx線マスクの高精度製作方法
JPH06324475A (ja) レチクル
US6579650B2 (en) Method and apparatus for determining photoresist pattern linearity
JP3370317B2 (ja) アライメントパターンを有するパターン版の描画方法及びその方法によって描画されたパターン版
JP3529967B2 (ja) アライメントマーク付きフォトマスク用ブランクスの製造方法
JP3039390B2 (ja) 電子線マスク及び電子線マスクを用いた露光装置及びその露光方法
Kimura et al. High-alignment-accuracy EB writing of phase shift image for 65-nm node masks

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080412

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090412

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100412

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees