JPH09139336A - ミックス・アンド・マッチ描画方法、電子線描画装置、レチクル及び半導体ウエハ - Google Patents
ミックス・アンド・マッチ描画方法、電子線描画装置、レチクル及び半導体ウエハInfo
- Publication number
- JPH09139336A JPH09139336A JP29646295A JP29646295A JPH09139336A JP H09139336 A JPH09139336 A JP H09139336A JP 29646295 A JP29646295 A JP 29646295A JP 29646295 A JP29646295 A JP 29646295A JP H09139336 A JPH09139336 A JP H09139336A
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- JP
- Japan
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- pattern
- stepper
- semiconductor wafer
- electron beam
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、前層がステッパーにより露光された
半導体ウェハに対し、電子線描画装置で重ね描画を行う
いわゆるミックスアンドマッチ描画において、ステッパ
ー固有の誤差要因である縮小倍率及び像回転の誤差によ
る合わせ精度劣化を抑え、合わせ精度の向上を図ること
を目的とする。 【解決手段】ステッパーの各露光単位内に、２組以上の
位置合わせマークを有するレチクルにて露光した半導体
ウェハに対し、電子線描画装置にて合わせマーク上を電
子線で走査してマーク中心位置をそれぞれ検出し、ステ
ッパー固有の誤差要因である縮小倍率変動および像回転
による誤差を算出して、補正を行う。
半導体ウェハに対し、電子線描画装置で重ね描画を行う
いわゆるミックスアンドマッチ描画において、ステッパ
ー固有の誤差要因である縮小倍率及び像回転の誤差によ
る合わせ精度劣化を抑え、合わせ精度の向上を図ること
を目的とする。 【解決手段】ステッパーの各露光単位内に、２組以上の
位置合わせマークを有するレチクルにて露光した半導体
ウェハに対し、電子線描画装置にて合わせマーク上を電
子線で走査してマーク中心位置をそれぞれ検出し、ステ
ッパー固有の誤差要因である縮小倍率変動および像回転
による誤差を算出して、補正を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はミックス・アンド・
マッチ描画方法、電子線描画装置、レチクル及び半導体
ウエハに関する。
マッチ描画方法、電子線描画装置、レチクル及び半導体
ウエハに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の微細化は進むいっぽうであ
り、最近は最小線幅が０．３マイクロメータ以下となっ
ている。このような微細パターンを形成するために半導
体製造装置、特にリソグラフィー装置はｉ線ステッパー
からエキシマレーザステッパーあるいはＸ線ステッパー
等に移行しようという動きがある。これらのリソグラフ
ィー装置は、（１）装置スループットが高い、（２）プ
ロセス技術が従来の延長線上にある、という優位性があ
る反面、（１）Ｘ線ステッパーを除き、原理的な解像限
界に達している、（２）プロセス及びマスク製作等の周
辺技術が複雑になり、歩留まりや総合スループットが低
下するという問題を抱えている。
り、最近は最小線幅が０．３マイクロメータ以下となっ
ている。このような微細パターンを形成するために半導
体製造装置、特にリソグラフィー装置はｉ線ステッパー
からエキシマレーザステッパーあるいはＸ線ステッパー
等に移行しようという動きがある。これらのリソグラフ
ィー装置は、（１）装置スループットが高い、（２）プ
ロセス技術が従来の延長線上にある、という優位性があ
る反面、（１）Ｘ線ステッパーを除き、原理的な解像限
界に達している、（２）プロセス及びマスク製作等の周
辺技術が複雑になり、歩留まりや総合スループットが低
下するという問題を抱えている。
【０００３】電子線描画装置はこれらの問題がないリソ
グラフィー装置として注目されているが、（１）装置ス
ループットがステッパーに比べて低い、（２）従来のス
テッパーのマスク（レチクル）製作用に使われており、
さらに高精度のマスクを製作することができるなどの理
由から、今後ステッパーとの混用が予想される。
グラフィー装置として注目されているが、（１）装置ス
ループットがステッパーに比べて低い、（２）従来のス
テッパーのマスク（レチクル）製作用に使われており、
さらに高精度のマスクを製作することができるなどの理
由から、今後ステッパーとの混用が予想される。
【０００４】電子線描画装置は電子線の偏向歪、非点、
動焦点の補正を自分で行うため、ステッパーより低歪の
パターンを形成することができる。また、このような機
能を有するので、歪のある下地パターンに合わせて描画
することも可能である。従って、ステッパーと混用する
場合、前層をステッパーで露光し、ステッパー固有の歪
に合わせつつ、電子線描画装置で重ね描画を行うのが通
常である。
動焦点の補正を自分で行うため、ステッパーより低歪の
パターンを形成することができる。また、このような機
能を有するので、歪のある下地パターンに合わせて描画
することも可能である。従って、ステッパーと混用する
場合、前層をステッパーで露光し、ステッパー固有の歪
に合わせつつ、電子線描画装置で重ね描画を行うのが通
常である。
【０００５】前層の露光パターンの誤差としては、チッ
プ配列誤差、ウエハの伸び、ウエハの回転があるが、こ
れらは通常行う合わせマーク検出により補正可能であ
る。ステッパー固有の歪には、縮小レンズの歪、縮小倍
率誤差、チップの回転がある。このうち縮小レンズの歪
はステッパー評価用レチクルにて測定された誤差マップ
から補正量を算出し、電子線描画装置の描画図形データ
あるいは合わせ補正データに反映することによって補正
することが可能である。しかし縮小倍率誤差、チップ回
転誤差については現状では測定する手段がなく、従って
補正することができない。これは以下の事情による。
プ配列誤差、ウエハの伸び、ウエハの回転があるが、こ
れらは通常行う合わせマーク検出により補正可能であ
る。ステッパー固有の歪には、縮小レンズの歪、縮小倍
率誤差、チップの回転がある。このうち縮小レンズの歪
はステッパー評価用レチクルにて測定された誤差マップ
から補正量を算出し、電子線描画装置の描画図形データ
あるいは合わせ補正データに反映することによって補正
することが可能である。しかし縮小倍率誤差、チップ回
転誤差については現状では測定する手段がなく、従って
補正することができない。これは以下の事情による。
【０００６】ステッパーにて露光されたチップ内には、
スクライブエリアと呼ばれる回路パターンのない領域
に、種々のステッパー用合わせマークが配置されてい
る。これらのマークは、ステッパーが縮小倍率補正を行
う手段をもたないことから、Ｘ，Ｙ各一組のマークしか
持っていない。縮小倍率誤差、チップ回転誤差を知るた
めには、最低２組の合わせマークが必要であるので、現
状ではこのマークを検出して、上記誤差量を測定するこ
とはできない。
スクライブエリアと呼ばれる回路パターンのない領域
に、種々のステッパー用合わせマークが配置されてい
る。これらのマークは、ステッパーが縮小倍率補正を行
う手段をもたないことから、Ｘ，Ｙ各一組のマークしか
持っていない。縮小倍率誤差、チップ回転誤差を知るた
めには、最低２組の合わせマークが必要であるので、現
状ではこのマークを検出して、上記誤差量を測定するこ
とはできない。
【０００７】ところで、縮小レンズの歪のように、オフ
ラインで誤差を測定し、これを合わせ補正データに反映
するという手段も考えられるが、これは実用に適さな
い。それは次の理由による。すなわち、縮小レンズの倍
率誤差は、気圧変化によるような比較的長期的な変動の
ほかに、露光光によりレンズが温まることによって生じ
る短期的変動がある。後者は、１枚のウエハ内で縮小倍
率変動を生じさせることがある。オフラインで測定し補
正するという方法では、このようなダイナミックな変動
を補正することはできない。
ラインで誤差を測定し、これを合わせ補正データに反映
するという手段も考えられるが、これは実用に適さな
い。それは次の理由による。すなわち、縮小レンズの倍
率誤差は、気圧変化によるような比較的長期的な変動の
ほかに、露光光によりレンズが温まることによって生じ
る短期的変動がある。後者は、１枚のウエハ内で縮小倍
率変動を生じさせることがある。オフラインで測定し補
正するという方法では、このようなダイナミックな変動
を補正することはできない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の技
術では、縮小倍率誤差、チップ回転誤差を知る手段がな
く、従ってこれらを補正することができない。また、１
枚のウエハ内で生じるダイナミックな誤差変動を補正す
ることができない。
術では、縮小倍率誤差、チップ回転誤差を知る手段がな
く、従ってこれらを補正することができない。また、１
枚のウエハ内で生じるダイナミックな誤差変動を補正す
ることができない。
【０００９】本発明の目的は露光単位ごとの位置誤差補
正をするのに適したミックス・アンド・マッチ描画方
法、電子線描画装置、レチクル及び半導体ウエハを提供
することにある。
正をするのに適したミックス・アンド・マッチ描画方
法、電子線描画装置、レチクル及び半導体ウエハを提供
することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ステッ
パにおいて半導体ウエハの移動と停止を繰り返し行い、
その繰り返される停止の各々の間にレチクルに形成され
た第１のパタ−ンを前記半導体ウエハに転写し、次い
で、電子線描画装置において前記半導体ウエハを電子線
により照射して、前記転写された第１のパタ−ンに対し
て第２のパタ−ンを重ね合わせ描画するミックス・アン
ド・マッチ描画法において、前記第１のパタ−ンが前記
半導体ウエハに転写されるごとに、２組以上の合わせマ
−クが前記半導体ウエハに前記第１の合わせマ−クと共
に転写されるように、前記レチクルは前記第１のパタ−
ンを含む転写領域内において前記２組以上の合わせマ−
クを有し、前記第２のパタ−ンの描画に当たっては、前
記２組以上の合わせマ−クを検出し、その検出結果にも
とづいて前記第１のパタ−ンに対する前記第２のパタ−
ンの位置誤差を補正することを特徴とするミックス・ア
ンド・マッチ描画方法が提供される。
パにおいて半導体ウエハの移動と停止を繰り返し行い、
その繰り返される停止の各々の間にレチクルに形成され
た第１のパタ−ンを前記半導体ウエハに転写し、次い
で、電子線描画装置において前記半導体ウエハを電子線
により照射して、前記転写された第１のパタ−ンに対し
て第２のパタ−ンを重ね合わせ描画するミックス・アン
ド・マッチ描画法において、前記第１のパタ−ンが前記
半導体ウエハに転写されるごとに、２組以上の合わせマ
−クが前記半導体ウエハに前記第１の合わせマ−クと共
に転写されるように、前記レチクルは前記第１のパタ−
ンを含む転写領域内において前記２組以上の合わせマ−
クを有し、前記第２のパタ−ンの描画に当たっては、前
記２組以上の合わせマ−クを検出し、その検出結果にも
とづいて前記第１のパタ−ンに対する前記第２のパタ−
ンの位置誤差を補正することを特徴とするミックス・ア
ンド・マッチ描画方法が提供される。
【００１１】本発明のもう一つの側面によれば、半導体
ウエハを電子線により照射し、それによって、ステッパ
により前記半導体ウエハに繰り返し転写された第１のパ
タ−ンに対して重ねて第２のパタ−ンを描画する電子線
描画装置において、前記半導体ウエハは前記転写された
第１のパタ−ンごとに２組以上の合わせマ−クを有し、
そして、その２組以上の合わせマ−クを検出し、その検
出結果にもとづいて前記第１のパタ−ンに対する前記第
２の合わせマ−クの位置誤差を補正するように構成した
ことを特徴とする電子線描画装置が提供される。
ウエハを電子線により照射し、それによって、ステッパ
により前記半導体ウエハに繰り返し転写された第１のパ
タ−ンに対して重ねて第２のパタ−ンを描画する電子線
描画装置において、前記半導体ウエハは前記転写された
第１のパタ−ンごとに２組以上の合わせマ−クを有し、
そして、その２組以上の合わせマ−クを検出し、その検
出結果にもとづいて前記第１のパタ−ンに対する前記第
２の合わせマ−クの位置誤差を補正するように構成した
ことを特徴とする電子線描画装置が提供される。
【００１２】本発明の別の側面によれば、転写領域内
に、転写されるべきパタ−ンと２個以上の合わせマ−ク
を有することを特徴とするステッパ用レチクルが提供さ
れる。
に、転写されるべきパタ−ンと２個以上の合わせマ−ク
を有することを特徴とするステッパ用レチクルが提供さ
れる。
【００１３】本発明のさらに別の側面によれば、転写領
域内に、転写されるべきパタ−ンと２個以上の合わせマ
−クを有するステッパ用レチクルを用いて前記パタ−ン
及び２個以上の合わせマ−クがステッパにより転写され
た半導体ウエハが提供される。
域内に、転写されるべきパタ−ンと２個以上の合わせマ
−クを有するステッパ用レチクルを用いて前記パタ−ン
及び２個以上の合わせマ−クがステッパにより転写され
た半導体ウエハが提供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】図３に、本発明にもとづく電子線
描画装置の一実施例を示す。電子銃３０１から発せられ
た電子線３０２は偏向器を含む電子光学系３０３により
制御され、ステージ３１３上に固定された半導体ウェハ
３１２の位置合わせマークを照射し、そして走査する。
このとき発せられる反射電子を半導体検出器に代表され
る反射電子検出器３０４により検出し、アナログ信号処
理部３０５にて、電圧信号に変換する。アナログ信号処
理部３０５には、この他にレンジ切り替え回路、帯域制
限回路、微分回路などが実装されており、制御計算機３
０９により必要に応じて処理を行う。 アナログ信号処
理部３０５にて処理されたアナログ信号をＡ／Ｄコンバ
ータ３０６により１２ビット階調程度のデジタル信号に
変換された後、デジタル演算部３０７にて合わせマーク
の位置検出または存在検出処理を行う。デジタル演算部
３０７は、ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）
に代表される高速演算器を含み、他に制御計算機３０９
とデータバス３１１を介してデータをやり取りするイン
ターフェイス部やワーキングメモリ等も備える。
描画装置の一実施例を示す。電子銃３０１から発せられ
た電子線３０２は偏向器を含む電子光学系３０３により
制御され、ステージ３１３上に固定された半導体ウェハ
３１２の位置合わせマークを照射し、そして走査する。
このとき発せられる反射電子を半導体検出器に代表され
る反射電子検出器３０４により検出し、アナログ信号処
理部３０５にて、電圧信号に変換する。アナログ信号処
理部３０５には、この他にレンジ切り替え回路、帯域制
限回路、微分回路などが実装されており、制御計算機３
０９により必要に応じて処理を行う。 アナログ信号処
理部３０５にて処理されたアナログ信号をＡ／Ｄコンバ
ータ３０６により１２ビット階調程度のデジタル信号に
変換された後、デジタル演算部３０７にて合わせマーク
の位置検出または存在検出処理を行う。デジタル演算部
３０７は、ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）
に代表される高速演算器を含み、他に制御計算機３０９
とデータバス３１１を介してデータをやり取りするイン
ターフェイス部やワーキングメモリ等も備える。
【００１５】デジタル演算によって求められた合わせマ
ークの位置データはメモリ３０８に格納され、制御計算
機３０９によりデータバス３１１を介して読みだされ
る。この位置データは通常ショット数で出力されるの
で、制御計算機３０９は１ショット当りの移動量を知っ
て、これを座標データに変換しなければならないが、描
画制御系３１０はこの１ショット当りの移動量が一定に
なるよう電子線３０２を制御する。この描画制御系３１
０は、合わせ補正部３１６、偏向制御部３１５、絶対校
正部３１４を含み、制御計算機３０９は合わせマークの
位置データにより、後述するステッパーの位置誤差であ
る倍率誤差及びチップ回転誤差を算出し、補正係数を計
算して、データバス３１１を介して描画制御系３１０の
合わせ補正部３１６に渡される。合わせ補正部３１６で
ショット図形単位にウェハ形状への合わせ補正を受け、
偏向制御部３１５で偏向量に変換し、最後に絶対校正部
３１４で偏向量を校正した後、アナログ変換して電子線
鏡体を制御する。
ークの位置データはメモリ３０８に格納され、制御計算
機３０９によりデータバス３１１を介して読みだされ
る。この位置データは通常ショット数で出力されるの
で、制御計算機３０９は１ショット当りの移動量を知っ
て、これを座標データに変換しなければならないが、描
画制御系３１０はこの１ショット当りの移動量が一定に
なるよう電子線３０２を制御する。この描画制御系３１
０は、合わせ補正部３１６、偏向制御部３１５、絶対校
正部３１４を含み、制御計算機３０９は合わせマークの
位置データにより、後述するステッパーの位置誤差であ
る倍率誤差及びチップ回転誤差を算出し、補正係数を計
算して、データバス３１１を介して描画制御系３１０の
合わせ補正部３１６に渡される。合わせ補正部３１６で
ショット図形単位にウェハ形状への合わせ補正を受け、
偏向制御部３１５で偏向量に変換し、最後に絶対校正部
３１４で偏向量を校正した後、アナログ変換して電子線
鏡体を制御する。
【００１６】図４に一般的なステッパの概略構成を示
す。光源４０１から発せられる光はレンズ４０２により
レチクル（この言葉は本出願においてはマスクをも意味
するものとする）４０３を照射する。レチクル４０３の
転写領域すなわち光照射領域には転写されるべきパタ−
ンと少なくとも２組の合わせマ−クが形成されている。
したがって、その照射領域を光照射すると、半導体ウエ
ハ３１２にはレチクル４０３に形成されているパタ−ン
と合わせマ−クが投影レンズ４０５により転写される。
半導体ウエハ３１２は図示しないＸ−Ｙステ−ジ駆動機
構により２次元的に移動と停止を繰り返し行い、その停
止の各々の間に上述の転写が行われる。図２の半導体ウ
エハ３１２は以上のようにしてパタ−ン形成されたもの
である。
す。光源４０１から発せられる光はレンズ４０２により
レチクル（この言葉は本出願においてはマスクをも意味
するものとする）４０３を照射する。レチクル４０３の
転写領域すなわち光照射領域には転写されるべきパタ−
ンと少なくとも２組の合わせマ−クが形成されている。
したがって、その照射領域を光照射すると、半導体ウエ
ハ３１２にはレチクル４０３に形成されているパタ−ン
と合わせマ−クが投影レンズ４０５により転写される。
半導体ウエハ３１２は図示しないＸ−Ｙステ−ジ駆動機
構により２次元的に移動と停止を繰り返し行い、その停
止の各々の間に上述の転写が行われる。図２の半導体ウ
エハ３１２は以上のようにしてパタ−ン形成されたもの
である。
【００１７】ステッパはいろいろな要素を含んでいる
が、本発明の理解に直接関係ないものとして上記以外の
細部の説明は省略する。
が、本発明の理解に直接関係ないものとして上記以外の
細部の説明は省略する。
【００１８】図２に、ステッパーによる転写が行われた
同一半導体ウェハ内における露光単位（転写単位）ごと
の位置誤差である倍率変動（誤差）及びチップ回転誤差
の代表的な一例を示す。半導体ウェハ３１２上には、図
に示す露光順序（転写順序）２０２で露光（転写）が行
われるが、露光の最初のうちにレンズの光吸収による温
度変化が発生し、レンズ膨張による倍率変動を引き起こ
してしまう。この同一半導体ウェハ内の倍率変動誤差は
倍率誤差補正の手段を持たないステッパーによる合わせ
露光では、合わせ精度を低下させる大きな要因となって
しまう。また、回転２０４により理想格子２０３から回
転誤差が生じた場合、同一のステッパーによる合わせで
は、１層目、２層目とも同量の回転が生じるとすれば精
度劣化とはならないが、ステッパーと電子線描画装置の
いわゆるミックス・アンド・マッチ描画の際には、各露
光単位（転写単位）内にＸ、Ｙ一組の合わせマークしか
存在しない場合、回転誤差を補正することは不可能であ
り、著しく合わせ精度を劣化させる大きな要因となって
しまう。
同一半導体ウェハ内における露光単位（転写単位）ごと
の位置誤差である倍率変動（誤差）及びチップ回転誤差
の代表的な一例を示す。半導体ウェハ３１２上には、図
に示す露光順序（転写順序）２０２で露光（転写）が行
われるが、露光の最初のうちにレンズの光吸収による温
度変化が発生し、レンズ膨張による倍率変動を引き起こ
してしまう。この同一半導体ウェハ内の倍率変動誤差は
倍率誤差補正の手段を持たないステッパーによる合わせ
露光では、合わせ精度を低下させる大きな要因となって
しまう。また、回転２０４により理想格子２０３から回
転誤差が生じた場合、同一のステッパーによる合わせで
は、１層目、２層目とも同量の回転が生じるとすれば精
度劣化とはならないが、ステッパーと電子線描画装置の
いわゆるミックス・アンド・マッチ描画の際には、各露
光単位（転写単位）内にＸ、Ｙ一組の合わせマークしか
存在しない場合、回転誤差を補正することは不可能であ
り、著しく合わせ精度を劣化させる大きな要因となって
しまう。
【００１９】このような、ステッパーと電子線描画装置
とのミックス・アンド・マッチ描画における転写単位
（露光単位）ごとの倍率変動（誤差）及びチップ回転誤
差の影響を回避する為、本発明ではステッパーで転写
（露光）を行う際に、その露光単位（転写単位）ごとに
２組以上の位置合わせマークを用意する。その合わせマ
ークは、（１）露光単位中心から対称の位置に存在する
場合、（２）露光単位中心から等距離の位置に存在する
場合、（３）マークとマークを結ぶ直線上に露光単位中
心が存在する場合の３つに分類することができる。
とのミックス・アンド・マッチ描画における転写単位
（露光単位）ごとの倍率変動（誤差）及びチップ回転誤
差の影響を回避する為、本発明ではステッパーで転写
（露光）を行う際に、その露光単位（転写単位）ごとに
２組以上の位置合わせマークを用意する。その合わせマ
ークは、（１）露光単位中心から対称の位置に存在する
場合、（２）露光単位中心から等距離の位置に存在する
場合、（３）マークとマークを結ぶ直線上に露光単位中
心が存在する場合の３つに分類することができる。
【００２０】このうち最も基本的な誤差計算にて補正可
能な（１）の場合について図１を用いて本発明の処理の
流れを説明する。図１はステッパによる転写（露光）が
行われた半導体ウエハ３１２上の１露光（転写）単位の
拡大図である。
能な（１）の場合について図１を用いて本発明の処理の
流れを説明する。図１はステッパによる転写（露光）が
行われた半導体ウエハ３１２上の１露光（転写）単位の
拡大図である。
【００２１】まず本発明において前述しておかなければ
ならないのは、ステッパーの倍率変動がステッパーレン
ズ中心つまり露光単位中心を軸に等方的に変化するもの
であるということである。これをもとに考えれば、図１
に示すように露光単位中心から対称な位置にマークが存
在し、理想的に露光された状態１０３の露光単位心中心
１０６を中心としたＸ、Ｙ軸に対して回転量θ１０５だ
け回転し、さらにチップ中心とマーク間の設計距離にお
いてδｌだけ倍率変動により伸びが生じた場合、以下の
手順により露光単位の回転量θ、及び倍率変動による伸
び量δｌを算出することができる。まず炉工単位回転に
よる回転誤差θ１０５を算出する。設計マーク位置（Ｘ
1，Ｙ1）、（Ｘ2，Ｙ2）とＸ軸との角度θ１及び電子線
走査によって検出した実マーク位置（Ｘ1’，Ｙ1’）、
（Ｘ2’，Ｙ2’）とＸ軸との角度θ２は次式で算出する
ことができる。
ならないのは、ステッパーの倍率変動がステッパーレン
ズ中心つまり露光単位中心を軸に等方的に変化するもの
であるということである。これをもとに考えれば、図１
に示すように露光単位中心から対称な位置にマークが存
在し、理想的に露光された状態１０３の露光単位心中心
１０６を中心としたＸ、Ｙ軸に対して回転量θ１０５だ
け回転し、さらにチップ中心とマーク間の設計距離にお
いてδｌだけ倍率変動により伸びが生じた場合、以下の
手順により露光単位の回転量θ、及び倍率変動による伸
び量δｌを算出することができる。まず炉工単位回転に
よる回転誤差θ１０５を算出する。設計マーク位置（Ｘ
1，Ｙ1）、（Ｘ2，Ｙ2）とＸ軸との角度θ１及び電子線
走査によって検出した実マーク位置（Ｘ1’，Ｙ1’）、
（Ｘ2’，Ｙ2’）とＸ軸との角度θ２は次式で算出する
ことができる。
【００２２】 θ１＝ｔａｎ-1 (|Y1|＋|Y2|)／(|X1|＋|X2|) θ２＝ｔａｎ-1 (|Y1'|＋|Y2'|)／(|X1'|＋|X2'|) この結果より、炉工単位の回転量θ１０５は、 回転量θ＝θ１−θ２ となり、簡単に求めることができる。次に倍率変動誤差
を算出する。倍率変動による伸びは、炉工単位中心を軸
にして等方的に変化する為、図１に示す設計マーク位置
（Ｘ1，Ｙ1）および（Ｘ2，Ｙ2）の炉工単位中心からの
距離における伸び量を算出すれば、炉工単位内の各位置
における伸び量を計算することができる。図１の設計マ
ーク位置（Ｘ1，Ｙ1）および（Ｘ2，Ｙ2）における伸び
量は、｜Ｘ1｜＝｜Ｘ2｜、｜Ｙ1｜＝｜Ｙ2｜であるため
等しく、この２つのマーク間の伸び量２δｌを実マーク
位置から算出すると、 ２δｌ＝√((X1'−X2')2＋(Y1'−Y2')2)−√((X1−X2)2
＋(Y1−Y2)2) となり、露光単位中心から√(X12＋Y12)の距離における
伸び量はδｌは、 δｌ＝(√((X1'−X2')2＋(Y1'−Y2')2)−√((X1−X2)2
＋(Y1−Y2)2))／２ となる。この結果から、√(X12＋Y12)をｌ、露光単位中
心からの距離をｌ'、ｌ'の距離における倍率変動による
伸び量をδｌ'とすると、露光単位内の各点における伸
び量δｌ'は、 δｌ'＝ｌ'・δｌ／ｌ と算出できる。
を算出する。倍率変動による伸びは、炉工単位中心を軸
にして等方的に変化する為、図１に示す設計マーク位置
（Ｘ1，Ｙ1）および（Ｘ2，Ｙ2）の炉工単位中心からの
距離における伸び量を算出すれば、炉工単位内の各位置
における伸び量を計算することができる。図１の設計マ
ーク位置（Ｘ1，Ｙ1）および（Ｘ2，Ｙ2）における伸び
量は、｜Ｘ1｜＝｜Ｘ2｜、｜Ｙ1｜＝｜Ｙ2｜であるため
等しく、この２つのマーク間の伸び量２δｌを実マーク
位置から算出すると、 ２δｌ＝√((X1'−X2')2＋(Y1'−Y2')2)−√((X1−X2)2
＋(Y1−Y2)2) となり、露光単位中心から√(X12＋Y12)の距離における
伸び量はδｌは、 δｌ＝(√((X1'−X2')2＋(Y1'−Y2')2)−√((X1−X2)2
＋(Y1−Y2)2))／２ となる。この結果から、√(X12＋Y12)をｌ、露光単位中
心からの距離をｌ'、ｌ'の距離における倍率変動による
伸び量をδｌ'とすると、露光単位内の各点における伸
び量δｌ'は、 δｌ'＝ｌ'・δｌ／ｌ と算出できる。
【００２３】このようにしてステッパー固有の問題であ
る同一ウェハ内での倍率変動及び露光単位の回転による
誤差を算出し、露光単位内の各点での補正係数を計算し
て、描画制御系３１０によって補正を行い、合わせ精度
の向上を図ることが可能となる。
る同一ウェハ内での倍率変動及び露光単位の回転による
誤差を算出し、露光単位内の各点での補正係数を計算し
て、描画制御系３１０によって補正を行い、合わせ精度
の向上を図ることが可能となる。
【００２４】また本実施例では最も基本的な露光単位中
心から対称の位置にマークが存在する場合について説明
したが、前述した（２）、（３）の場合においても同様
の計算にて補正することができ、更に３組以上のマーク
が露光単位内に存在した場合にはより精度の高い補正が
可能である。
心から対称の位置にマークが存在する場合について説明
したが、前述した（２）、（３）の場合においても同様
の計算にて補正することができ、更に３組以上のマーク
が露光単位内に存在した場合にはより精度の高い補正が
可能である。
【００２５】以上の説明からわかるように、ステッパー
の各露光単位（転写単位）内にすくなくとも２組の位置
合わせマークを用意し、マーク上を電子線で走査してマ
ーク中心値を検出することにより、ステッパー固有の問
題である同一ウェハ内での露光単位ごとの倍率変動及び
チップ回転による誤差を補正することができ、ステッパ
ーと電子線描画装置とのミックス・アンド・マッチ描画
において合わせ精度の向上を図ることができる。
の各露光単位（転写単位）内にすくなくとも２組の位置
合わせマークを用意し、マーク上を電子線で走査してマ
ーク中心値を検出することにより、ステッパー固有の問
題である同一ウェハ内での露光単位ごとの倍率変動及び
チップ回転による誤差を補正することができ、ステッパ
ーと電子線描画装置とのミックス・アンド・マッチ描画
において合わせ精度の向上を図ることができる。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、露光単位ごとの位置誤
差補正をするのに適したミックス・アンド・マッチ描画
方法、電子線描画装置、レチクル及び半導体ウエハが提
供される。
差補正をするのに適したミックス・アンド・マッチ描画
方法、電子線描画装置、レチクル及び半導体ウエハが提
供される。
【図１】ステッパによる転写（露光）が行われた半導体
ウエハ上の１露光（転写）単位の拡大図。
ウエハ上の１露光（転写）単位の拡大図。
【図２】ステッパーによる転写が行われた同一半導体ウ
ェハ内における露光単位（転写単位）ごとの位置誤差で
ある倍率変動（誤差）及びチップ回転誤差の代表的な一
例を示す図。
ェハ内における露光単位（転写単位）ごとの位置誤差で
ある倍率変動（誤差）及びチップ回転誤差の代表的な一
例を示す図。
【図３】本発明の基づく一実施例を示す電子線描画装置
の概略構成図。
の概略構成図。
【図４】本発明の理解を助ける説明用の一般的なステッ
パの概略構成図。
パの概略構成図。
１０３：設計上の１露光単位、１０４：実露光された１
露光単位、１０５：露光単位回転量θ、１０６：露光単
位中心、２０２：露光順序、２０３：設計上の露光単
位、２０４：実露光された露光単位、３０１：電子銃、
３０２：電子線、３０３：電子光学系、３０４：反射電
子検出器、３０５：アナログ信号処理部、３０６：Ａ／
Ｄコンバータ、３０７：デジタル演算部、３０８：メモ
リ、３０９：制御計算機、３１０：描画制御系、３１
１：データバス、３１２：半導体ウェハ、３１３：ステ
ージ、３１４：絶対校正部、３１５：偏向制御部、３１
６：合わせ補正部。
露光単位、１０５：露光単位回転量θ、１０６：露光単
位中心、２０２：露光順序、２０３：設計上の露光単
位、２０４：実露光された露光単位、３０１：電子銃、
３０２：電子線、３０３：電子光学系、３０４：反射電
子検出器、３０５：アナログ信号処理部、３０６：Ａ／
Ｄコンバータ、３０７：デジタル演算部、３０８：メモ
リ、３０９：制御計算機、３１０：描画制御系、３１
１：データバス、３１２：半導体ウェハ、３１３：ステ
ージ、３１４：絶対校正部、３１５：偏向制御部、３１
６：合わせ補正部。
Claims (6)
- 【請求項１】ステッパにおいて半導体ウエハの移動と停
止を繰り返し行い、その繰り返される停止の各々の間に
レチクルに形成された第１のパタ−ンを前記半導体ウエ
ハに転写し、次いで、電子線描画装置において前記半導
体ウエハを電子線により照射して、前記転写された第１
のパタ−ンに対して第２のパタ−ンを重ね合わせ描画す
るミックス・アンド・マッチ描画法において、前記第１
のパタ−ンが前記半導体ウエハに転写されるごとに、２
組以上の合わせマ−クが前記半導体ウエハに前記第１の
合わせマ−クと共に転写されるように、前記レチクルは
前記第１のパタ−ンを含む転写領域内において前記２組
以上の合わせマ−クを有し、前記第２のパタ−ンの描画
に当たっては、前記半導体ウエハに転写された前記２組
以上の合わせマ−クを検出し、その検出結果にもとづい
て前記第１のパタ−ンに対する前記第２のパタ−ンの位
置誤差を補正することを特徴とするミックス・アンド・
マッチ描画方法。 - 【請求項２】前記位置誤差は倍率誤差及び回転誤差であ
ることを特徴とする請求項１に記載されたミックス・ア
ンド・マッチ描画方法。 - 【請求項３】半導体ウエハを電子線により照射し、それ
によって、ステッパにより前記半導体ウエハに繰り返し
転写された第１のパタ−ンに対して重ねて第２のパタ−
ンを描画する電子線描画装置において、前記半導体ウエ
ハは前記転写された第１のパタ−ンごとに２組以上の合
わせマ−クを有し、そして、その２組以上の合わせマ−
クを検出し、その検出結果にもとづいて前記第１のパタ
−ンに対する前記第２の合わせマ−クの位置誤差を補正
するように構成したことを特徴とする電子線描画装置。 - 【請求項４】前記位置誤差は倍率誤差及び回転誤差であ
ることを特徴とする請求項３に記載された電子線描画装
置。 - 【請求項５】転写領域内に、転写されるべきパタ−ンと
２組以上の合わせマ−クを有することを特徴とするステ
ッパ用レチクル。 - 【請求項６】転写領域内に、転写されるべきパタ−ンと
２組以上の合わせマ−クを有するステッパ用レチクルを
用いて前記パタ−ン及び２組以上の合わせマ−クがステ
ッパにより転写された半導体ウエハ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29646295A JPH09139336A (ja) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | ミックス・アンド・マッチ描画方法、電子線描画装置、レチクル及び半導体ウエハ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29646295A JPH09139336A (ja) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | ミックス・アンド・マッチ描画方法、電子線描画装置、レチクル及び半導体ウエハ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09139336A true JPH09139336A (ja) | 1997-05-27 |
Family
ID=17833874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29646295A Pending JPH09139336A (ja) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | ミックス・アンド・マッチ描画方法、電子線描画装置、レチクル及び半導体ウエハ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09139336A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002141279A (ja) * | 2000-08-14 | 2002-05-17 | Leica Microsystems Lithography Gmbh | ウェーハ上の、複数の面から構成されるレイアウトの照射方法 |
| CN104635440A (zh) * | 2013-11-14 | 2015-05-20 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 套刻对准标记及其测量方法 |
-
1995
- 1995-11-15 JP JP29646295A patent/JPH09139336A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002141279A (ja) * | 2000-08-14 | 2002-05-17 | Leica Microsystems Lithography Gmbh | ウェーハ上の、複数の面から構成されるレイアウトの照射方法 |
| CN104635440A (zh) * | 2013-11-14 | 2015-05-20 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 套刻对准标记及其测量方法 |
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