JPH09167734A - 電子線描画方法及び装置 - Google Patents
電子線描画方法及び装置Info
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- JPH09167734A JPH09167734A JP32720895A JP32720895A JPH09167734A JP H09167734 A JPH09167734 A JP H09167734A JP 32720895 A JP32720895 A JP 32720895A JP 32720895 A JP32720895 A JP 32720895A JP H09167734 A JPH09167734 A JP H09167734A
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- mark
- distortion
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光露光との混用した電子ビームによる合せ露
光において、高速かつ高精度に合せマークを検出し、補
正可能な電子線描画方法及び装置を実現する。 【解決手段】 ４つの露光チップ１７の中心位置Ｐcを
中心とする、それぞれの露光チップ１７の四隅にＬ字形
の合せマーク１５が配置されている。各マーク１５は検
出走査範囲内にあり、一対のマーク間の相対変位が一回
の走査で計測され、ＸＹ方向に各２回の走査で全てのＬ
字マーク１５の相対変位が計測可能である。このよう
に、中心を位置Ｐcとする４つの露光チップ１７の四隅
からなる１〜４象限のマーク座標（ｘ１，ｙ１）〜（ｘ
４，ｙ４）は、マーク１５のＬ字の直角頂点の座標とし
て直接求められる。得られた複数のマーク位置の平均値
を配列誤差とし、相対変位から像歪量を計測し補正す
る。各チップ毎に周辺マークを計測し補正する場合に比
べ、合せ補正の高速化と高精度化が可能である。
光において、高速かつ高精度に合せマークを検出し、補
正可能な電子線描画方法及び装置を実現する。 【解決手段】 ４つの露光チップ１７の中心位置Ｐcを
中心とする、それぞれの露光チップ１７の四隅にＬ字形
の合せマーク１５が配置されている。各マーク１５は検
出走査範囲内にあり、一対のマーク間の相対変位が一回
の走査で計測され、ＸＹ方向に各２回の走査で全てのＬ
字マーク１５の相対変位が計測可能である。このよう
に、中心を位置Ｐcとする４つの露光チップ１７の四隅
からなる１〜４象限のマーク座標（ｘ１，ｙ１）〜（ｘ
４，ｙ４）は、マーク１５のＬ字の直角頂点の座標とし
て直接求められる。得られた複数のマーク位置の平均値
を配列誤差とし、相対変位から像歪量を計測し補正す
る。各チップ毎に周辺マークを計測し補正する場合に比
べ、合せ補正の高速化と高精度化が可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置等
の高集積デバイスパターンを露光する電子線描画装置に
係り、特に、電子ビームによる下地パターンへの合せ露
光を行い、描画位置を補正する電子線描画方法及び装置
に関する。
の高集積デバイスパターンを露光する電子線描画装置に
係り、特に、電子ビームによる下地パターンへの合せ露
光を行い、描画位置を補正する電子線描画方法及び装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子線描画装置は、半導体上にマスク無
しで直接高集積デバイスパターンを露光できるため、半
導体素子の研究や、少量多品種生産用に使用されてい
る。近年、半導体素子の微細加工精度は、光露光の限界
に迫りつつあり、特に、精度的に厳しい層への電子線描
画装置の適用が検討されている。
しで直接高集積デバイスパターンを露光できるため、半
導体素子の研究や、少量多品種生産用に使用されてい
る。近年、半導体素子の微細加工精度は、光露光の限界
に迫りつつあり、特に、精度的に厳しい層への電子線描
画装置の適用が検討されている。
【０００３】例えば、高集積回路の配線層間のコンタク
トホールを露光するために、電子線描画装置の適用が検
討されている。この光−電子線混用で問題となるのが装
置間での露光パターン合せ精度である。電子線の場合
は、偏向歪を制御系で補正可能であるが、光露光では光
学的倍率、転写マスクの回転を含む光学的像歪が存在す
る。また、両者のウェハ保持方式の差はウェハの変形に
よる配列精度の差を発生させ、合せ精度に影響する。
トホールを露光するために、電子線描画装置の適用が検
討されている。この光−電子線混用で問題となるのが装
置間での露光パターン合せ精度である。電子線の場合
は、偏向歪を制御系で補正可能であるが、光露光では光
学的倍率、転写マスクの回転を含む光学的像歪が存在す
る。また、両者のウェハ保持方式の差はウェハの変形に
よる配列精度の差を発生させ、合せ精度に影響する。
【０００４】一般に、高精度の合わせ描画のため、下地
パターンにあらかじめ合せマークを形成し、描画前にマ
ーク位置を計測して描画位置を修正している。光−電子
線混用ではその使用装置によって、当然最適な合わせマ
ークの検出法が異なる。１対１投射型アライナーでは像
歪がウェハ全面に及ぶため代表点の合せマークをサンプ
リングすれば、原理的にウェハ全面で単純な多項式によ
る合せ補正が可能である。
パターンにあらかじめ合せマークを形成し、描画前にマ
ーク位置を計測して描画位置を修正している。光−電子
線混用ではその使用装置によって、当然最適な合わせマ
ークの検出法が異なる。１対１投射型アライナーでは像
歪がウェハ全面に及ぶため代表点の合せマークをサンプ
リングすれば、原理的にウェハ全面で単純な多項式によ
る合せ補正が可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在主
流となっている縮小型光露光では露光領域に対応して露
光チップ毎に倍率回転変動を含む転写像歪が存在し、電
子線混用時の合せ補正が複雑となっている。電子線描画
装置で合わせ描画する場合、従来は、下地パターン、す
なわち露光チップ周辺、例えばチップ四隅に４個の合せ
マークを配置し、その検出位置から像歪を計測し補正し
ている。
流となっている縮小型光露光では露光領域に対応して露
光チップ毎に倍率回転変動を含む転写像歪が存在し、電
子線混用時の合せ補正が複雑となっている。電子線描画
装置で合わせ描画する場合、従来は、下地パターン、す
なわち露光チップ周辺、例えばチップ四隅に４個の合せ
マークを配置し、その検出位置から像歪を計測し補正し
ている。
【０００６】そのため、通常の代表点マーク検出を統計
処理する方式に比べてマーク検出等の補正時間が大とな
っている。あらかじめ、像歪を計測し参照する事も可能
であるが、使用装置の来歴管理、露光中の変動補正が困
難であるため、描画位置の補正に多大な時間が必要であ
る。
処理する方式に比べてマーク検出等の補正時間が大とな
っている。あらかじめ、像歪を計測し参照する事も可能
であるが、使用装置の来歴管理、露光中の変動補正が困
難であるため、描画位置の補正に多大な時間が必要であ
る。
【０００７】本発明の目的は、光露光と混用した電子ビ
ームによる合せ露光において、高速かつ高精度に合せマ
ークを検出し、補正可能な電子線描画方法及び装置を実
現することである。
ームによる合せ露光において、高速かつ高精度に合せマ
ークを検出し、補正可能な電子線描画方法及び装置を実
現することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、次のように構成される。電子ビームによ
る描画対象物であるウェハ面上に規則的に配置した下地
パターン近傍に位置合せマークを設け、この合せマーク
をビーム偏向器で走査して得られる散乱電子波形からマ
ーク位置を検出し、検出したマーク位置からウェハ面上
の下地パターンの歪量と配列誤差を算定しビーム偏向器
の偏向座標と移動ステージ座標を補正し合せ露光を行う
電子線描画方法において、複数の合せマークを下地パタ
ーン周辺のビーム偏向範囲内に配置し、一括してビーム
走査して、マーク位置を検出し、隣接した複数の合せマ
ークの相対変位量から、対応する下地パターンの歪量を
算定し、下地パターンの描画座標を変数とした歪関数で
近似し描画位置合せ補正する。
め、本発明は、次のように構成される。電子ビームによ
る描画対象物であるウェハ面上に規則的に配置した下地
パターン近傍に位置合せマークを設け、この合せマーク
をビーム偏向器で走査して得られる散乱電子波形からマ
ーク位置を検出し、検出したマーク位置からウェハ面上
の下地パターンの歪量と配列誤差を算定しビーム偏向器
の偏向座標と移動ステージ座標を補正し合せ露光を行う
電子線描画方法において、複数の合せマークを下地パタ
ーン周辺のビーム偏向範囲内に配置し、一括してビーム
走査して、マーク位置を検出し、隣接した複数の合せマ
ークの相対変位量から、対応する下地パターンの歪量を
算定し、下地パターンの描画座標を変数とした歪関数で
近似し描画位置合せ補正する。
【０００９】好ましくは、上記電子線描画方法におい
て、検出した複数の合せマーク位置の平均値から、各下
地パターンの配列誤差を算定し、ウェハ面上の座標を変
数とした歪関数で近似し合せ補正する。
て、検出した複数の合せマーク位置の平均値から、各下
地パターンの配列誤差を算定し、ウェハ面上の座標を変
数とした歪関数で近似し合せ補正する。
【００１０】また、好ましくは、上記電子線描画方法に
おいて、隣接した複数の合せマーク群の相対変位量をウ
ェハ面上で複数点サンプリングし、対応する下地パター
ンの歪量を算定し、ウェハ座標を変数とした歪関数で近
似しウェハ全面で合せ補正する。
おいて、隣接した複数の合せマーク群の相対変位量をウ
ェハ面上で複数点サンプリングし、対応する下地パター
ンの歪量を算定し、ウェハ座標を変数とした歪関数で近
似しウェハ全面で合せ補正する。
【００１１】また、電子線描画装置において、電子ビー
ムを発生する電子源と、電子ビームを照射してビーム形
状を成形する成形絞り像をウェハ面に投影する電子レン
ズ群と、投影像を露光位置に偏向するビーム偏向器とウ
ェハ面上の露光位置に移動させる座標測定機能を有する
移動ステージとからなるビーム位置決め機構と、ウェハ
面上に規則配置した下地パターンのビーム偏向範囲内に
配置された複数の合せマークを、一括してビーム走査し
て、マーク位置を検出するマーク検出回路と、検出した
マーク位置に基づいて、隣接する複数の合せマークの相
対変位量から、対応する下地パターンの歪量を算定し、
下地パターンの描画座標を変数とした歪関数で近似し描
画位置合せ補正する補正計算手段とを備える。
ムを発生する電子源と、電子ビームを照射してビーム形
状を成形する成形絞り像をウェハ面に投影する電子レン
ズ群と、投影像を露光位置に偏向するビーム偏向器とウ
ェハ面上の露光位置に移動させる座標測定機能を有する
移動ステージとからなるビーム位置決め機構と、ウェハ
面上に規則配置した下地パターンのビーム偏向範囲内に
配置された複数の合せマークを、一括してビーム走査し
て、マーク位置を検出するマーク検出回路と、検出した
マーク位置に基づいて、隣接する複数の合せマークの相
対変位量から、対応する下地パターンの歪量を算定し、
下地パターンの描画座標を変数とした歪関数で近似し描
画位置合せ補正する補正計算手段とを備える。
【００１２】好ましくは、上記電子線描画装置におい
て、補正計算手段は、検出した複数の合せマーク位置の
平均値から、各下地パターンの配列誤差を算定し、ウェ
ハ面上の座標を変数とした歪関数で近似し合せ補正す
る。
て、補正計算手段は、検出した複数の合せマーク位置の
平均値から、各下地パターンの配列誤差を算定し、ウェ
ハ面上の座標を変数とした歪関数で近似し合せ補正す
る。
【００１３】また、好ましくは、上記電子線描画装置に
おいて、補正計算手段は、隣接した複数の合せマーク群
の相対変位量をウェハ面上で複数点サンプリングし、対
応する下地パターンの歪量を算定し、ウェハ座標を変数
とした歪関数で近似しウェハ全面で合せ補正する。ま
た、好ましくは、上記電子線描画方法及び装置におい
て、合わせマークは、ほぼＬ字形状である。
おいて、補正計算手段は、隣接した複数の合せマーク群
の相対変位量をウェハ面上で複数点サンプリングし、対
応する下地パターンの歪量を算定し、ウェハ座標を変数
とした歪関数で近似しウェハ全面で合せ補正する。ま
た、好ましくは、上記電子線描画方法及び装置におい
て、合わせマークは、ほぼＬ字形状である。
【００１４】露光領域の周辺に配置した場合の合せマー
ク位置は、露光位置決め誤差すなわち配列誤差の他、光
露光では前記光学歪の影響を受ける。近接する露光領域
間で配列誤差の差が小さいとすると、対応する各合せマ
ーク間の相対変位は光学歪の影響を大きく受ける。
ク位置は、露光位置決め誤差すなわち配列誤差の他、光
露光では前記光学歪の影響を受ける。近接する露光領域
間で配列誤差の差が小さいとすると、対応する各合せマ
ーク間の相対変位は光学歪の影響を大きく受ける。
【００１５】すなわち、この複数のマーク間の相対変位
量から露光時の倍率、回転量を含む光学歪を算定するこ
とが可能である。更に歪量を相対変位で求める方法は、
一般にマーク間の距離を小さくすれば、ステージ移動し
ないで一回のビーム走査で検出できる。
量から露光時の倍率、回転量を含む光学歪を算定するこ
とが可能である。更に歪量を相対変位で求める方法は、
一般にマーク間の距離を小さくすれば、ステージ移動し
ないで一回のビーム走査で検出できる。
【００１６】実際にステージを移動し、チップ周辺の合
わせマーク座標を計測する従来法より、ステージ移動誤
差の影響が無い本測定法が高い測定再現性が得られる。
また、各チップ毎に周辺マークを計測し補正する場合に
比べ、高速化が可能である。
わせマーク座標を計測する従来法より、ステージ移動誤
差の影響が無い本測定法が高い測定再現性が得られる。
また、各チップ毎に周辺マークを計測し補正する場合に
比べ、高速化が可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を添付図面を参
照して説明する。図４は、本発明が適用される電子線描
画装置の全体概略構成図である。図４において、電子源
１から発生した電子ビーム６は、照射レンズ３、対物レ
ンズ４によりウェハ８の面上に縮小して投影される。投
影像のウェハ８の面上の露光位置への移動は、座標測定
機能を有する移動ステージ９と照射位置に電子ビームを
偏向するビーム偏向器５とからなるビーム位置決め機構
で実現される。照射時間制御と偏向、移動時のビームオ
ンオフはビームブランカー２をブランキング制御回路１
０で駆動して実現する。
照して説明する。図４は、本発明が適用される電子線描
画装置の全体概略構成図である。図４において、電子源
１から発生した電子ビーム６は、照射レンズ３、対物レ
ンズ４によりウェハ８の面上に縮小して投影される。投
影像のウェハ８の面上の露光位置への移動は、座標測定
機能を有する移動ステージ９と照射位置に電子ビームを
偏向するビーム偏向器５とからなるビーム位置決め機構
で実現される。照射時間制御と偏向、移動時のビームオ
ンオフはビームブランカー２をブランキング制御回路１
０で駆動して実現する。
【００１８】ウェハ８の面上には、規則的に配置した下
地パターンが形成され、この下地パターン近傍には、合
せマークが設けられている。図５は、上記合わせマーク
の検出の説明図であり、この図４に示すように、マーク
検出器７と信号処理回路１２（図４）は、合せマーク１
５ｘをビーム偏向器５で走査して得られる散乱電子波形
１６からマーク位置を検出する。
地パターンが形成され、この下地パターン近傍には、合
せマークが設けられている。図５は、上記合わせマーク
の検出の説明図であり、この図４に示すように、マーク
検出器７と信号処理回路１２（図４）は、合せマーク１
５ｘをビーム偏向器５で走査して得られる散乱電子波形
１６からマーク位置を検出する。
【００１９】図４の制御計算機１４は、検出したマーク
位置からウェハ８の面上の下地パターンの歪量と配列誤
差を算定し、偏向制御回路１１とステージ制御回路（試
料台制御回路）１３とによりビーム偏向器５の偏向座標
と移動ステージ９の座標を補正し合せ露光を行う。
位置からウェハ８の面上の下地パターンの歪量と配列誤
差を算定し、偏向制御回路１１とステージ制御回路（試
料台制御回路）１３とによりビーム偏向器５の偏向座標
と移動ステージ９の座標を補正し合せ露光を行う。
【００２０】図６は、従来の合せマーク配置法を示し、
マーク１５ｘを露光チップ１７の周辺四隅に配置した例
である。この従来法では全ての四隅のマーク位置を検出
し、それぞれの露光位置と露光歪を補正していた。その
ため、ステージ移動誤差等の影響や検出時間の増大の問
題が発生していた。
マーク１５ｘを露光チップ１７の周辺四隅に配置した例
である。この従来法では全ての四隅のマーク位置を検出
し、それぞれの露光位置と露光歪を補正していた。その
ため、ステージ移動誤差等の影響や検出時間の増大の問
題が発生していた。
【００２１】図１は、本発明におけるマーク配列法の一
実施形態であり、図２は、合わせマーク１５の拡大図で
ある。図１では、４つの露光チップ１７の中心位置Ｐc
を中心とする、それぞれの露光チップ１７の四隅にＬ字
形の合せマーク１５が配置されている。各マーク１５
は、検出走査範囲内にあり、一対のマーク間の相対変位
が一回の走査で計測される。
実施形態であり、図２は、合わせマーク１５の拡大図で
ある。図１では、４つの露光チップ１７の中心位置Ｐc
を中心とする、それぞれの露光チップ１７の四隅にＬ字
形の合せマーク１５が配置されている。各マーク１５
は、検出走査範囲内にあり、一対のマーク間の相対変位
が一回の走査で計測される。
【００２２】したがって、ＸＹ方向に各２回の走査で全
てのＬ字マーク１５の相対変位が計測可能である。この
ように、中心を位置Ｐcとする４つの露光チップ１７の
四隅からなる１〜４象限の、マーク座標（ｘ１，ｙ１）
〜（ｘ４，ｙ４）は、マーク１５のＬ字の直角頂点の座
標として直接求められる。
てのＬ字マーク１５の相対変位が計測可能である。この
ように、中心を位置Ｐcとする４つの露光チップ１７の
四隅からなる１〜４象限の、マーク座標（ｘ１，ｙ１）
〜（ｘ４，ｙ４）は、マーク１５のＬ字の直角頂点の座
標として直接求められる。
【００２３】図３は、下地の露光チップ１７が回転して
形成されている場合の合わせマーク１５のずれ方を示し
ている。電子線描画装置は各チップＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの合
わせマーク１５毎に、マークを検出し、先の座標（ｘ
１，ｙ１）〜（ｘ４，ｙ４）を算定する。
形成されている場合の合わせマーク１５のずれ方を示し
ている。電子線描画装置は各チップＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの合
わせマーク１５毎に、マークを検出し、先の座標（ｘ
１，ｙ１）〜（ｘ４，ｙ４）を算定する。
【００２４】合わせ補正量（ｘ’，ｙ’）は、ウェハ面
座標（ｘ，ｙ）の関数として、補正式である次式（１−
１）及び（１−２）で表せる。 ｘ’＝ｘ’（ｘ，ｙ） −−−（１−１） ｙ’＝ｙ’（ｘ，ｙ） −−−（１−２） 測定座標を、補正式（１−１）及び（１−２）に代入
し、最小二乗法等で解き、ビーム偏向とステージ位置を
修正する。
座標（ｘ，ｙ）の関数として、補正式である次式（１−
１）及び（１−２）で表せる。 ｘ’＝ｘ’（ｘ，ｙ） −−−（１−１） ｙ’＝ｙ’（ｘ，ｙ） −−−（１−２） 測定座標を、補正式（１−１）及び（１−２）に代入
し、最小二乗法等で解き、ビーム偏向とステージ位置を
修正する。
【００２５】一般に、光露光との混用では露光機の配列
精度とチップ内の露光歪を主因とした局所歪が合わせ補
正の対象となる。（１−１）及び（１−２）式をこの局
所歪と配列誤差に分離することが可能である。露光チッ
プの一点（ｘ，ｙ）を原点としてチップ座標（ｕ，ｖ）
を導入し、設計座標を（ｘｏ，ｙｏ）として（１−１）
及び（１−２）式を多項式で展開すると、次式（２−
１）及び（２−２）となる。 ｘ’＝ｘｏ＋ａ０＋ａ１・ｕ＋ａ２・ｖ＋ａ３・ｕｖ＋… −−−（２−１） ｙ’＝ｙｏ＋ｂ０＋ｂ１・ｕ＋ｂ２・ｖ＋ｂ３・ｕｖ＋… −−−（２−２） ここで、係数ａｉ、ｂｉ（ｉ＝１，２，３，…）は、一
般に（ｘ，ｙ）の関数であり、露光形状のウェハ面内依
存性を表す。係数ａｉ、ｂｉは、次の多項式（３−１）
（３−２）で更に以下の通り展開される。 ａｉ＝Ａ０＋Ａ１・ｘ＋Ａ２・ｙ＋Ａ３・ｘｙ＋… −−−（３−１） ｂｉ＝Ｂ０＋Ｂ１・ｘ＋Ｂ２・ｙ＋Ｂ３・ｘｙ＋… −−−（３−２） （３−１）及び（３−２）式で（Ａ０，Ｂ０）項が、チ
ップ原点の配列歪に相当する。
精度とチップ内の露光歪を主因とした局所歪が合わせ補
正の対象となる。（１−１）及び（１−２）式をこの局
所歪と配列誤差に分離することが可能である。露光チッ
プの一点（ｘ，ｙ）を原点としてチップ座標（ｕ，ｖ）
を導入し、設計座標を（ｘｏ，ｙｏ）として（１−１）
及び（１−２）式を多項式で展開すると、次式（２−
１）及び（２−２）となる。 ｘ’＝ｘｏ＋ａ０＋ａ１・ｕ＋ａ２・ｖ＋ａ３・ｕｖ＋… −−−（２−１） ｙ’＝ｙｏ＋ｂ０＋ｂ１・ｕ＋ｂ２・ｖ＋ｂ３・ｕｖ＋… −−−（２−２） ここで、係数ａｉ、ｂｉ（ｉ＝１，２，３，…）は、一
般に（ｘ，ｙ）の関数であり、露光形状のウェハ面内依
存性を表す。係数ａｉ、ｂｉは、次の多項式（３−１）
（３−２）で更に以下の通り展開される。 ａｉ＝Ａ０＋Ａ１・ｘ＋Ａ２・ｙ＋Ａ３・ｘｙ＋… −−−（３−１） ｂｉ＝Ｂ０＋Ｂ１・ｘ＋Ｂ２・ｙ＋Ｂ３・ｘｙ＋… −−−（３−２） （３−１）及び（３−２）式で（Ａ０，Ｂ０）項が、チ
ップ原点の配列歪に相当する。
【００２６】（２−１）〜（３−２）式の次数は、実際
の歪形状から判断する。補正式の次数は必要な計測点数
を規定する。必要な計測点数のマーク検出で計測した座
標値を代入して係数Ａｉ，Ｂｉを算定する。
の歪形状から判断する。補正式の次数は必要な計測点数
を規定する。必要な計測点数のマーク検出で計測した座
標値を代入して係数Ａｉ，Ｂｉを算定する。
【００２７】各チップ１７毎に合わせマーク１５を計測
し個別に補正する場合でも、四隅にマーク配列し全点を
計測する図６の従来法に比較し、測定点数は１／４です
む。更に、注目する合せマーク近傍の露光歪が近似的に
一定とすると、合わせマーク近傍の周辺チップ１７の計
測が省略できる。この場合、（２−１）〜（３−２）式
から、マーク検出は露光歪と配列歪が一定の範囲で一点
計測すれば良く、測定点数を大幅に低減できる。
し個別に補正する場合でも、四隅にマーク配列し全点を
計測する図６の従来法に比較し、測定点数は１／４です
む。更に、注目する合せマーク近傍の露光歪が近似的に
一定とすると、合わせマーク近傍の周辺チップ１７の計
測が省略できる。この場合、（２−１）〜（３−２）式
から、マーク検出は露光歪と配列歪が一定の範囲で一点
計測すれば良く、測定点数を大幅に低減できる。
【００２８】一般に、マーク検出による測長精度はステ
ージを移動させる長寸法測定よりも、一回のビーム走査
で相対変位を測定する短寸法測定の方が精度が高い。図
３のビーム走査で、先のチップ回転等による相対変位が
設計寸法Ｌとすれば、Ｘ２１＝ｘ２−ｘ１−Ｌとして直
接に求められる。
ージを移動させる長寸法測定よりも、一回のビーム走査
で相対変位を測定する短寸法測定の方が精度が高い。図
３のビーム走査で、先のチップ回転等による相対変位が
設計寸法Ｌとすれば、Ｘ２１＝ｘ２−ｘ１−Ｌとして直
接に求められる。
【００２９】同様に、各マーク線上を垂直に計４回ビー
ム走査して更に相対変位量Ｙ１４＝ｙ４−ｙ１−Ｌ、Ｘ
４３＝ｘ３−ｘ４−Ｌ、Ｙ３２＝ｙ３−ｙ２−Ｌが短寸
法データとして求まる。先の合わせ係数はこれらのデー
タから直接計算される。
ム走査して更に相対変位量Ｙ１４＝ｙ４−ｙ１−Ｌ、Ｘ
４３＝ｘ３−ｘ４−Ｌ、Ｙ３２＝ｙ３−ｙ２−Ｌが短寸
法データとして求まる。先の合わせ係数はこれらのデー
タから直接計算される。
【００３０】例えば、（２−１）、（２−２）式のチッ
プの倍率変動項は平均して次式（４−１）及び（４−
２）となる。 ａ１・ｕ＝（Ｘ４３＋Ｘ２１）／２ −−−（４−１） ｂ２・ｖ＝（Ｙ１４＋Ｙ３２）／２ （４−２） 更に，上下左右のビーム走査からＬ＝０として，Ｙ２１
＝ｙ２−ｙ１、Ｘ３２＝ｘ３−ｘ２、Ｙ４３＝ｙ４−ｙ
３、Ｘ１４＝ｘ１−ｘ４が計算できる。
プの倍率変動項は平均して次式（４−１）及び（４−
２）となる。 ａ１・ｕ＝（Ｘ４３＋Ｘ２１）／２ −−−（４−１） ｂ２・ｖ＝（Ｙ１４＋Ｙ３２）／２ （４−２） 更に，上下左右のビーム走査からＬ＝０として，Ｙ２１
＝ｙ２−ｙ１、Ｘ３２＝ｘ３−ｘ２、Ｙ４３＝ｙ４−ｙ
３、Ｘ１４＝ｘ１−ｘ４が計算できる。
【００３１】これから（２−１）及び（２−２）式のチ
ップ回転変動項は、次式（５−１）及び（５−２）とな
る。 ａ２・ｖ＝（Ｘ３２＋Ｘ１４）／２ −−−（５−１） ｂ１・ｕ＝（Ｙ１２＋Ｙ４３）／２ −−−（５−２） チップ１７の配列誤差については、各マークの平均座標
をもとめウェハ座標を変数として（３−１）及び（３−
２）式で補正する。
ップ回転変動項は、次式（５−１）及び（５−２）とな
る。 ａ２・ｖ＝（Ｘ３２＋Ｘ１４）／２ −−−（５−１） ｂ１・ｕ＝（Ｙ１２＋Ｙ４３）／２ −−−（５−２） チップ１７の配列誤差については、各マークの平均座標
をもとめウェハ座標を変数として（３−１）及び（３−
２）式で補正する。
【００３２】本実施形態では、一個のマーク群から得ら
れる独立なデータは８個あり、配列歪（ａ０，ｂ０）を
含む８個の合わせ係数が確定できる。更に、高次のチッ
プ歪を呈する一般の場合はチップ周辺に多数のマーク群
を配置し補正することも可能である。
れる独立なデータは８個あり、配列歪（ａ０，ｂ０）を
含む８個の合わせ係数が確定できる。更に、高次のチッ
プ歪を呈する一般の場合はチップ周辺に多数のマーク群
を配置し補正することも可能である。
【００３３】以上は構成の簡単なガウシアンビーム方式
についての実施形態である。他の可変成形方式の電子線
描画装置についても本発明を適用することが容易である
ことは明らかである。適用マークの形状もＬ字マークだ
けでなく線状や十字形等種々の形状が可能である。
についての実施形態である。他の可変成形方式の電子線
描画装置についても本発明を適用することが容易である
ことは明らかである。適用マークの形状もＬ字マークだ
けでなく線状や十字形等種々の形状が可能である。
【００３４】
【発明の効果】本発明によればビーム偏向領域内に近接
して配置した合せマーク群を一括して検出し処理するた
め、各チップ毎に周辺マークを計測し補正する場合に比
べ、合せ補正の高速化が可能である。
して配置した合せマーク群を一括して検出し処理するた
め、各チップ毎に周辺マークを計測し補正する場合に比
べ、合せ補正の高速化が可能である。
【００３５】また、得られた複数のマーク位置の平均値
から配列誤差計測、相対変位から像歪量を計測し補正す
ることにより高精度化が可能である。特に、歪量を相対
変位で求める方法は、ステージ移動無しで一回のビーム
走査により検出できるためより高精度となる。また、平
均処理により配列誤差を算定する方法では測定マーク数
をｎ点とすると１／√ｎで測定ばらつきが改善される。
このように、本発明は特に、光−電子線混用において合
理的な合せ補正法を備える電子線描画方法及び装置を実
現することができる。
から配列誤差計測、相対変位から像歪量を計測し補正す
ることにより高精度化が可能である。特に、歪量を相対
変位で求める方法は、ステージ移動無しで一回のビーム
走査により検出できるためより高精度となる。また、平
均処理により配列誤差を算定する方法では測定マーク数
をｎ点とすると１／√ｎで測定ばらつきが改善される。
このように、本発明は特に、光−電子線混用において合
理的な合せ補正法を備える電子線描画方法及び装置を実
現することができる。
【図１】本発明の一実施形態における合わせマークの配
置構成図である。
置構成図である。
【図２】図１の例の部分拡大図である。
【図３】本発明の描画位置補正方法の説明図である。
【図４】本発明が適用される電子線描画装置の概略構成
図である。
図である。
【図５】従来における合わせマークの検出方法の説明図
である。
である。
【図６】従来における合わせマークの配置の一例を示す
図である。
図である。
１ 電子源 ２ ビームブランカ ３ 照射レンズ ４ 対物レンズ ５ ビーム偏向器 ６ 電子ビーム ７ マーク検出器 ８ ウェハ ９ 移動ステージ １０ ブランキング制御回路 １１ 偏向制御回路 １２ 信号処理回路 １３ ステージ制御回路 １４ 計算機 １５ 合せマーク １６ 散乱電子走査波形 １７ 露光チップ
Claims (8)
- 【請求項１】 電子ビームによる描画対象物であるウェ
ハ面上に規則的に配置した下地パターン近傍に位置合せ
マークを設け、この合せマークをビーム偏向器で走査し
て得られる散乱電子波形からマーク位置を検出し、検出
したマーク位置からウェハ面上の下地パターンの歪量と
配列誤差を算定しビーム偏向器の偏向座標と移動ステー
ジ座標を補正し合せ露光を行う電子線描画方法におい
て、 複数の合せマークを下地パターン周辺のビーム偏向範囲
内に配置し、一括してビーム走査して、マーク位置を検
出し、隣接した複数の合せマークの相対変位量から、対
応する下地パターンの歪量を算定し、下地パターンの描
画座標を変数とした歪関数で近似し描画位置合せ補正す
ることを特徴とする電子線描画方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の電子線描画方法におい
て、検出した複数の合せマーク位置の平均値から、各下
地パターンの配列誤差を算定し、ウェハ面上の座標を変
数とした歪関数で近似し合せ補正することを特徴とする
電子線描画方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の電子線描画方法におい
て、隣接した複数の合せマーク群の相対変位量をウェハ
面上で複数点サンプリングし、対応する下地パターンの
歪量を算定し、ウェハ座標を変数とした歪関数で近似し
ウェハ全面で合せ補正することを特徴とする電子線描画
方法。 - 【請求項４】 請求項１記載の電子線描画方法におい
て、上記合わせマークは、ほぼＬ字形状であることを特
徴とする電子線描画方法。 - 【請求項５】 電子ビームを発生する電子源と、電子ビ
ームを照射してビーム形状を成形する成形絞り像をウェ
ハ面に投影する電子レンズ群と、 投影像を露光位置に偏向するビーム偏向器とウェハ面上
の露光位置に移動させる座標測定機能を有する移動ステ
ージとからなるビーム位置決め機構と、 ウェハ面上に規則配置した下地パターンのビーム偏向範
囲内に配置された複数の合せマークを、一括してビーム
走査して、マーク位置を検出するマーク検出回路と、 検出したマーク位置に基づいて、隣接する複数の合せマ
ークの相対変位量から、対応する下地パターンの歪量を
算定し、下地パターンの描画座標を変数とした歪関数で
近似し描画位置合せ補正する補正計算手段と、 を備える電子線描画装置。 - 【請求項６】 請求項５記載の電子線描画装置におい
て、上記補正計算手段は、検出した複数の合せマーク位
置の平均値から、各下地パターンの配列誤差を算定し、
ウェハ面上の座標を変数とした歪関数で近似し合せ補正
することを特徴とする電子線描画装置。 - 【請求項７】 請求項５記載の電子線描画装置におい
て、上記補正計算手段は、隣接した複数の合せマーク群
の相対変位量をウェハ面上で複数点サンプリングし、対
応する下地パターンの歪量を算定し、ウェハ座標を変数
とした歪関数で近似しウェハ全面で合せ補正することを
特徴とする電子線描画装置。 - 【請求項８】 請求項５記載の電子線描画装置におい
て、上記合わせマークは、ほぼＬ字形状であることを特
徴とする電子線描画装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32720895A JP4011642B2 (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 電子線描画方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32720895A JP4011642B2 (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 電子線描画方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09167734A true JPH09167734A (ja) | 1997-06-24 |
| JP4011642B2 JP4011642B2 (ja) | 2007-11-21 |
Family
ID=18196529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32720895A Expired - Fee Related JP4011642B2 (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 電子線描画方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4011642B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004034446A1 (ja) * | 2002-10-09 | 2004-04-22 | Sony Corporation | 露光装置、アライメント方法および半導体装置の製造方法 |
| US7427459B2 (en) | 2006-06-23 | 2008-09-23 | Industrial Technology Research Institute | Recticle pattern applied to mix-and-match lithography process and alignment method of thereof |
| JP2009532863A (ja) * | 2006-03-31 | 2009-09-10 | イーストマン コダック カンパニー | マスクレスリソグラフィのための動的補償システム |
| US8535858B2 (en) | 2011-03-16 | 2013-09-17 | Nanya Technology Corp. | Photomask and method for forming overlay mark using the same |
| CN111524836A (zh) * | 2019-02-13 | 2020-08-11 | 长江存储科技有限责任公司 | 用于在半导体制造中定位图案的标记 |
| CN114442438A (zh) * | 2020-11-04 | 2022-05-06 | 芯恩（青岛）集成电路有限公司 | 一种变网格的芯粒排布寻优算法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104122770A (zh) * | 2013-04-27 | 2014-10-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种偏差补正方法和装置 |
-
1995
- 1995-12-15 JP JP32720895A patent/JP4011642B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2009532863A (ja) * | 2006-03-31 | 2009-09-10 | イーストマン コダック カンパニー | マスクレスリソグラフィのための動的補償システム |
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| CN114442438A (zh) * | 2020-11-04 | 2022-05-06 | 芯恩（青岛）集成电路有限公司 | 一种变网格的芯粒排布寻优算法 |
| CN114442438B (zh) * | 2020-11-04 | 2024-04-26 | 芯恩（青岛）集成电路有限公司 | 一种变网格的芯粒排布寻优算法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4011642B2 (ja) | 2007-11-21 |
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