JP3484860B2 - パターン露光方法および露光装置 - Google Patents
パターン露光方法および露光装置Info
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
- G03F7/7045—Hybrid exposures, i.e. multiple exposures of the same area using different types of exposure apparatus, e.g. combining projection, proximity, direct write, interferometric, UV, x-ray or particle beam
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- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
ン露光方法に係り、特に光投影露光装置と電子ビーム露
光装置のミックスアンドマッチで素子を形成する際に、
信頼性が高く、高精度な合わせを実現する露光方法に関
する。
試料上に形成されたパターンの位置に合わせて、別の新
たなパターンを露光することが多い。これらのパターン
を露光する技術には、g線やi線を用いた光投影露光装置
や、さらに微細なパターンの加工が可能な電子ビーム露
光装置が用いられる。
端デバイスの研究からメモリ、ASIC生産に移行しつつあ
る。これらのデバイスの量産におけるリソグラフィー技
術に関しては、例えばジャパンジャーナルオブアプライ
ドフィジックスJJAP Series4,Proc.of 1990 Intern. Mi
croProcess Conference P.58-63に述べられているよう
に、解像性の要求される層は電子ビーム露光装置を用
い、その他の層は例えばi線ステッパーのような他のリ
ソグラフィー装置を用いる、いわゆるミックスアンドマ
ッチでの使用が主流となりつつある。
ターンに対して電子ビーム露光装置で合わせ露光を行う
方法の一例を示す。ウエハ1上には下地となる光投影露
光装置で露光された層が形成されている。この層にはあ
らかじめ次の層の露光の合わせに用いる合わせマーク2
が下地の層と共に露光されている。このマークはチップ
3の4隅に配置される。これら4つのマーク位置を電子
ビーム走査あるいは光学的手段を用いて検出し、ウエハ
上の位置を確認して1チップのパターンAを電子ビーム
露光する。この動作を各チップに対して繰り返し、すべ
てのチップに対して合わせ露光を行う。
いて説明する。光源4からの光はレンズ5を通してマス
ク6上に照射される。マスク6にはウエハ1上に転写さ
れるべきマスクパターンが形成されており、マスク6を
透過した光は縮小レンズ7を介してウエハ1上に露光さ
れる。ステージ8を逐次動かして露光し、ウエハ上に複
数同じパターンを露光していく。光投影露光装置におい
てマスクパターンはウエハ上に露光されると図3に拡大
して示すように設計に対して歪んだ形となる特徴をも
つ。図中の点線が設計値を示し、実線が実際に露光され
る位置を示している。この歪は主に縮小レンズ7の収差
に起因するものであり、例えば22mm□のパターンを1回
で露光したときには最大で0.1μm程度の歪を持つ。合
わせ露光では下地パターンとの相対位置を合わせること
が重要であるため、光投影露光装置で露光された下地の
歪に合わせてパターンを歪ませて電子ビーム露光する必
要がある。
は異なるが、ほぼ一定に再現するため、例えば特開昭57
-186331で記述されている方法で補正することが可能で
ある。この方法では光投影露光装置の持つ歪をあらかじ
め測定し、これに基づいて露光するチップの補正を行な
う。
装置は1回に露光できる領域が小さく、1回の露光で1
つのチップしか転写できなかったため、マスクパターン
は図4(a)に示すように中心に1つのチップが配置され
ていた。このマスクを用いて光投影露光装置で露光した
場合、各チップの歪は図4(b)に示すように各チップで
一定である。したがって前記露光パターンに対して電子
ビームで歪に合わせて露光するときには各チップに対し
同じ補正が適用できた。しかし最近の光投影露光装置の
進歩に従って、1回に露光できる面積が増す傾向にあ
る。これに合わせてスループット向上を目的として1回
の露光につき2つあるいは3つのチップを組み合わせて
転写することが多くなってきた。この時のマスクパター
ンは図5(a)に示すように2つ以上のチップが組み込ま
れたものとなる。このような組み合わせで露光されたチ
ップは図5(b)に示すように左右のチップで歪量が異な
る。したがってマスク上に配置された位置に応じてそれ
ぞれの歪を補正する必要がある。しかし従来の電子ビー
ム露光装置においてはこの下地の露光パターン内の配置
情報を格納し、異なる歪をもつチップを判定して合わせ
露光に反映する機能を持っていなかった。このため下地
が複数チップを組み合わせた露光パターンでは下地の歪
に合わせた露光が不可能であった。
では、光露光時に使用したマスクパターンのチップの配
列情報を格納し、これらの情報をもとに下地パターンの
各チップにおける光投影露光装置の歪を補正して露光す
ることを特徴とする。
ンスを示す。まず下地を露光した時に用いたマスクパタ
ーン内のチップの配列情報を入力する。次に下地に合わ
せて露光するパターンの配置情報を入力する。入力した
これらの情報を用いて電子ビーム露光する各チップそれ
ぞれに対して下地に合わせた露光位置補正量を計算す
る。この後合わせマークを検出し、露光位置を確認し
て、計算した補正量をもとに合わせ露光を行う。
のシステム構成の一部を示す。メモリ4には下地のパタ
ーンの露光時の配列情報と、下地のパターンの露光に用
いた露光装置固有の歪情報と、これから露光するパター
ンの情報が格納されている。これらの情報は制御計算機
によって分析され、露光位置補正回路6に転送される。
露光位置補正回路6では下地の歪に合うように露光パタ
ーンを補正する量を電子ビームの偏向量として演算す
る。これに基づいて偏向制御回路7では偏向器8を制御
し、電子ビーム9を偏向してウエハ1上に照射し露光を
行う。
露光情報の特徴的な部分を示している。通常の露光情報
の他に、合わせの対象となる下地の露光で使用した光投
影露光装置の種類、露光パターン内のチップの配列情報
等を含んでいる。この情報をメモリに格納しておき、露
光に使用する。
る。
層に合わせて電子ビーム露光装置でコンタクトホール層
を形成した。
め、図7のような歪測定用のマークを含むマスクを作
り、露光した。歪測定用マークは設計ではウエハ上に露
光される寸法で4mm間隔で均等に並んでおり、このとき
の露光に用いたマスクのパターンには0.02μm以下の十
分な位置精度があった。このマスクを用いてウエハ内数
ケ所に露光し、それぞれのパターンのマーク位置を測定
したところ、図3に示すような歪が常に再現し、最大で
設計値から0.15μmの誤差があった。そこでこれらの測
定データの平均値を歪データとして取得し、電子ビーム
露光システムのメモリに格納した。
ゲート層のパターンを露光し、形成した。この時の1回
の露光に用いたチップの露光パターン内の配置も電子ビ
ーム露光システムのメモリ9に格納した。
トホール層のパターンを電子ビームによって合わせ露光
した。コンタクトホール層の露光情報をすでに格納され
ている下地の情報を図6に示すように入力し、メモリに
格納した。これらの情報をもとに露光するパターンの偏
向量を歪に合わせて補正し合わせ露光を行った。この結
果下地のチップの歪に合わせないで露光したときはゲー
ト層とコンタクトホール層の層間合わせ精度は0.15μm
だったのに対し、下地のチップの歪情報を反映した露光
では層間合わせ精度0.05μmが得られ、高精度なミック
スアンドマッチの合わせ露光が可能となった。
を正しく補正して合わせ露光が可能となり、光投影露光
装置の電子ビーム露光装置のミックスアンドマッチでの
使用において高精度な合わせ露光が可能となる。
図
パターンの特徴を説明する図
れたパターンの一例を説明する図
と露光されたパターンの一例を説明する図
構成の一部を示す図
特徴的な部分を示す図
する図
Claims (3)
- 【請求項1】二以上のチップが配置された第一のパター
ンの投影マスクを用いて、露光試料上に光投影露光法で
該第一のパターンを露光するステップと、 上記第一のパターンの投影マスク内での上記チップの配
列情報を取得するステップと、 上記光投影露光法に用いた露光装置固有の歪情報を取得
するステップと、 上記第一のパターンを露光された露光試料上に上記光投
影露光法とは異なる露光法で第二のパターンを露光する
際に、上記取得した配列情報及び歪情報を用いて、該第
二のパターンの露光位置の補正を行うステップとを有す
るパターン露光方法。 - 【請求項2】 上記第二のパターンの露光に用いた露光法
は電子ビーム露光方法であることを特徴とする請求項1
記載のパターン露光方法。 - 【請求項3】 二以上のチップを組み合わせた第一のパタ
ーンを光投影露光法によって露光された試料に対して第
二のパターンを露光する露光装置であって、 上記光投影露光法に用いた投影マスク上での上記チップ
の配列情報と、上記光投影露光法に用いた露光装置固有
の歪情報を記憶するメモリと、 上記記憶された配列情報と歪情報を用いて、上記第二の
パターンの露光位置の補正を行う制御部を備えた露光装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04582096A JP3484860B2 (ja) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | パターン露光方法および露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP04582096A JP3484860B2 (ja) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | パターン露光方法および露光装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09246147A JPH09246147A (ja) | 1997-09-19 |
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Family
ID=12729896
Family Applications (1)
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JP04582096A Expired - Fee Related JP3484860B2 (ja) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | パターン露光方法および露光装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3484860B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6424879B1 (en) * | 1999-04-13 | 2002-07-23 | Applied Materials, Inc. | System and method to correct for distortion caused by bulk heating in a substrate |
-
1996
- 1996-03-04 JP JP04582096A patent/JP3484860B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH09246147A (ja) | 1997-09-19 |
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